JPS647673B2 - - Google Patents
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- JPS647673B2 JPS647673B2 JP54093057A JP9305779A JPS647673B2 JP S647673 B2 JPS647673 B2 JP S647673B2 JP 54093057 A JP54093057 A JP 54093057A JP 9305779 A JP9305779 A JP 9305779A JP S647673 B2 JPS647673 B2 JP S647673B2
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- Liquid Crystal (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は液晶と半導体集積回路を組み合わせて
構成される固体画像表示装置に関し、透明絶縁性
基板と透明電極の採用により、特性と信頼性の向
上を図つた画像表示装置を提供することを目的と
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a solid-state image display device constructed by combining a liquid crystal and a semiconductor integrated circuit, and an image display device with improved characteristics and reliability by employing a transparent insulating substrate and transparent electrodes. The purpose is to provide
液晶とMOS型トランジスタアレイを組み合わ
せて構成される画像表示装置の一例を第1図に示
す。単位絵素を構成するのはMOS型トランジス
タ1、蓄積用コンデンサ2、そして液晶セル3で
あり画像表示装置としての動作原理は次に述べる
通りである。例えば、いまxi端子にゲート信号が
加えられて横方向のMOSトランジスタ群がオン
となると映像信号端子はyi端子からトランジスタ
1を通つてコンデンサ2を充電する。ゲート信号
が消滅してMOSトランジスタ1がオフになつて
もコンデンサ2に貯えられた電荷が液晶セル3に
電圧を与え続ける間は、液晶セル3はその電圧に
応じて動的散乱の大きさを変化させるので液晶セ
ル3中を通過する光は映像信号によつて変調を受
けることが可能となる。コンデンサ2に貯えられ
た電荷は次なるゲート信号が印加されてリセツト
されるまではトランジスタ1のオフ抵抗および液
晶セル3の抵抗分を通してリークする。 FIG. 1 shows an example of an image display device constructed by combining a liquid crystal and a MOS transistor array. A unit picture element is composed of a MOS transistor 1, a storage capacitor 2, and a liquid crystal cell 3, and the operating principle of the image display device is as follows. For example, when a gate signal is applied to the x i terminal and the horizontal MOS transistor group is turned on, the video signal terminal charges the capacitor 2 from the y i terminal through the transistor 1. Even when the gate signal disappears and MOS transistor 1 is turned off, as long as the charge stored in capacitor 2 continues to apply voltage to liquid crystal cell 3, liquid crystal cell 3 adjusts the magnitude of dynamic scattering according to the voltage. Since the light passing through the liquid crystal cell 3 is changed, the light passing through the liquid crystal cell 3 can be modulated by the video signal. The charge stored in the capacitor 2 leaks through the off resistance of the transistor 1 and the resistance of the liquid crystal cell 3 until the next gate signal is applied and reset.
第1図に示したように単位絵素をマトリクス状
に配列し、xおよびy方向に走査することにより
テレビジヨンを構成することが可能で、先述した
ように横方向に一斉にトランジスタ群をオンさせ
て映像信号群をコンデンサ群に書き込ませ、縦方
向に順次ゲート信号群を走査する、言わゆる線走
査によつてCRTと同等の作用が得られる。 As shown in Figure 1, it is possible to construct a television by arranging unit pixels in a matrix and scanning them in the x and y directions, and as mentioned earlier, turning on transistor groups in the horizontal direction. By writing the video signal group into the capacitor group and sequentially scanning the gate signal group in the vertical direction, so-called line scanning, an effect equivalent to that of a CRT can be obtained.
第2図には第1図に示される単位絵素を集積回
路化した場合の平面図を示す。単位絵素の大きさ
は例えば200×150μmの大きさである。 FIG. 2 shows a plan view when the unit picture elements shown in FIG. 1 are integrated into an integrated circuit. The size of a unit picture element is, for example, 200×150 μm.
MOSトランジスタはソース4、ドレイン5お
よび多結晶シリコーンゲート6より成り、8は金
属反射電極で薄い酸化膜を介して多結晶シリコン
よりなる配線路7と前記コンデンサ2を形成して
いる。 The MOS transistor consists of a source 4, a drain 5, and a polycrystalline silicon gate 6, and 8 is a metal reflective electrode that forms the wiring path 7 made of polycrystalline silicon and the capacitor 2 through a thin oxide film.
第2図のA―A線上の断面図を第3図に示す。
12はサフアイア基板11の表面をおおつている
酸化シリコン膜であり、10はゲート酸化膜であ
る。多結晶シリコンより成る多結晶シリコンゲー
ト6、配線路7には不純物がドープされて導電性
が与えられている。金属反射電極8は酸化シリコ
ン膜12の開口部9を通して拡散層であるドレイ
ン5とオーミツク接触をしている。 FIG. 3 shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 2.
12 is a silicon oxide film covering the surface of the sapphire substrate 11, and 10 is a gate oxide film. The polycrystalline silicon gate 6 and wiring path 7 made of polycrystalline silicon are doped with impurities to provide conductivity. The metal reflective electrode 8 is in ohmic contact with the drain 5, which is a diffusion layer, through the opening 9 of the silicon oxide film 12.
集積回路を形成されたサフアイア基板11とそ
の一主面上に透明電極14が被着形成されたガラ
ス板13との間に動的散乱モードを生じる液晶1
6を充填することにより透明電極14と金属反射
電極8より成る前記液晶セル3が構成される。ガ
ラス板13上方より入射した光15は液晶セル3
内で適当な散乱を受け、さらには金属反射電極8
によつて反射されて観測者の目に届くことにな
る。第3図では紙面に平行に入射した光15は金
属反射電極8で反射されて再び紙面に平行に出て
いくので紙面に垂直な方向に出てくる光はなく観
測者には黒く見え、液晶が動的散乱を生じている
と液晶分子によつて乱反射を受けて紙面に垂直な
方向に光が出てくるので観測者には白く見えるこ
とが分るであろう。すなわち反射型の画像表示装
置が得られる。 A liquid crystal 1 that generates a dynamic scattering mode between a sapphire substrate 11 on which an integrated circuit is formed and a glass plate 13 on which a transparent electrode 14 is formed on one main surface.
6, the liquid crystal cell 3 consisting of the transparent electrode 14 and the metal reflective electrode 8 is constructed. Light 15 incident from above the glass plate 13 enters the liquid crystal cell 3
The metal reflective electrode 8 receives appropriate scattering within the
It is reflected by the light and reaches the observer's eyes. In Fig. 3, the light 15 that is incident parallel to the plane of the paper is reflected by the metal reflective electrode 8 and exits parallel to the plane of the paper again, so there is no light that comes out in a direction perpendicular to the plane of the paper, and it appears black to the observer, and the liquid crystal display When dynamic scattering occurs, the light is diffusely reflected by the liquid crystal molecules and comes out in a direction perpendicular to the plane of the paper, so the observer will see that it appears white. In other words, a reflective image display device is obtained.
第3図に示すような反射型の画像表示装置を透
過型に改良することにより次のような利点が生じ
る。(1)外光でなく電源光を用いて裏から照らすの
で暗い所で使用可能となる。(2)液晶にFE(相転
移)型のものを使用できるので動作電圧を低くで
き、液晶材料の長寿命化と半導体集積回路の歩留
りの向上が期待できる。(3)カラー化への対処が容
易である。これはR,G,Bの3原色を反射電極
では実現しにくいのに対して透明電極では樹脂に
よるフイルタの着色が極めて容易なことによる。 Improving a reflective image display device as shown in FIG. 3 to a transmissive type provides the following advantages. (1) It can be used in dark places because it is illuminated from the back using power light instead of external light. (2) Since FE (phase change) type liquid crystal can be used, the operating voltage can be lowered, which is expected to extend the life of the liquid crystal material and improve the yield of semiconductor integrated circuits. (3) It is easy to handle colorization. This is because it is difficult to realize the three primary colors of R, G, and B with a reflective electrode, whereas with a transparent electrode, it is extremely easy to color the filter with resin.
そこで第3図に示す物質のうち、光を通さない
物質である金属反射電極8および多結晶シリコン
6,7を透明導電性金属酸化物ITO(Indium―
Tin―Oxide)に置き換える試みがなされた。そ
の結果は次に述べる通りである。(1)多結晶シリコ
ンを全てITOで置き換えることはできず、少なく
とも多結晶シリコンゲート6は必要である。これ
はITOをMOSトランジスタのゲート電極とする
とトランジスタのオン電圧VTに不安定性を生じ
てしまうためで、ITOの組成比が熱処理によつて
変化することが原因と考えられる。(2)拡散層と
ITOとの間にオーミツク接触を与えることが困難
で余分な電圧降下損失が発生する。(3)金属反射電
極は不要であるが外部との接続のための金属電極
を廃止することは好ましくない。なぜならばITO
にワイアボンドができないためにワイヤレスボン
ドを適用せねばならないが絵素数が増加するとボ
ンデイング個所が増加して信頼性が不足するから
である。 Therefore, among the materials shown in FIG. 3, the metal reflective electrode 8 and polycrystalline silicon 6, 7, which are materials that do not transmit light, are replaced with transparent conductive metal oxide ITO (Indium-ITO).
Attempts were made to replace it with tin-oxide). The results are as follows. (1) It is not possible to completely replace polycrystalline silicon with ITO; at least a polycrystalline silicon gate 6 is required. This is because when ITO is used as the gate electrode of a MOS transistor, instability occurs in the on-voltage V T of the transistor, and this is thought to be because the composition ratio of ITO changes due to heat treatment. (2) Diffusion layer and
It is difficult to make ohmic contact with ITO, resulting in extra voltage drop loss. (3) Although the metal reflective electrode is not necessary, it is not desirable to eliminate the metal electrode for connection with the outside. Because ITO
Since wire bonding is not possible, wireless bonding has to be applied, but as the number of picture elements increases, the number of bonding locations increases, resulting in a lack of reliability.
そこで本発明者は拡散層とITOとの間に金属層
を介入し、かつ開口率が大きく信頼性の高い透明
電極(ITO)の形成を可能とし、高精度で良質な
コンデンサの容易な形成を行うことにより、新規
の構造による透過型の画像表示装置を得たもので
あり、本発明の実施例について第4図〜第6図を
用いて説明する。 Therefore, the inventor of the present invention intervened a metal layer between the diffusion layer and the ITO, and made it possible to form a highly reliable transparent electrode (ITO) with a large aperture ratio, thereby facilitating the easy formation of high-precision, high-quality capacitors. By doing this, a transmissive image display device with a novel structure was obtained.Examples of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6.
第4図に示したようにトランジスタ1の表面に
第1の酸化膜19を形成し、ドレイン5上に開口
を設け、前記開口およびその周辺に選択的に金属
を残し8′とする。ついで配線路17をITOで選
択的に形成し全面に第2の酸化膜20を被着し、
金属膜8′上をおおう酸化膜20の金属膜8′上に
選択的に液晶セルの電極18をITOで形成する。
ITO17,18と第2の酸化膜20とで前記コン
デンサ2を形成することは言うまでもない。第1
の酸化膜19はMOSトランジスタが自己整合型
であれば不要であるが、自己整合型でなければゲ
ート酸化工程で自動的に形成される。 As shown in FIG. 4, a first oxide film 19 is formed on the surface of the transistor 1, an opening is provided above the drain 5, and metal is selectively left in the opening and its periphery to form 8'. Next, wiring paths 17 are selectively formed using ITO, and a second oxide film 20 is deposited on the entire surface.
The electrode 18 of the liquid crystal cell is selectively formed of ITO on the metal film 8' of the oxide film 20 covering the metal film 8'.
It goes without saying that the capacitor 2 is formed of the ITO 17, 18 and the second oxide film 20. 1st
The oxide film 19 is not necessary if the MOS transistor is a self-aligned type, but if it is not a self-aligned type, it is automatically formed in the gate oxidation process.
第5図は周辺における平面図を示したもので、
21は金属電極、25は拡散層よりなるグランド
ラインである。B―B′、およびC―C′線上の断面
図を第6図a,bに示す。開口22は第1の酸化
膜19に設けられており、金属電極21を介して
25の拡散層とITOよりなる配線路17′が接続
されるように配線路17′は金属電極21と重な
つて形成される。開口23は同じく第1の酸化膜
19に設けられており、金属電極21は多結晶シ
リコン6′と重なつて形成される。第2の酸化膜
20に設けられた開口24によつて露出した金属
電極にはワイアボンド26がなされて外部よりゲ
ート信号が供給される。 Figure 5 shows a plan view of the surrounding area.
21 is a metal electrode, and 25 is a ground line made of a diffusion layer. Cross-sectional views along lines B-B' and C-C' are shown in FIGS. 6a and 6b. The opening 22 is provided in the first oxide film 19, and the wiring path 17' overlaps the metal electrode 21 so that the diffusion layer 25 and the wiring path 17' made of ITO are connected via the metal electrode 21. It is formed by The opening 23 is similarly provided in the first oxide film 19, and the metal electrode 21 is formed to overlap the polycrystalline silicon 6'. A wire bond 26 is made to the metal electrode exposed through the opening 24 provided in the second oxide film 20, and a gate signal is supplied from the outside.
以上の説明からも明らかなように本発明におい
ては、拡散層とITOとの間に金属が介入している
ために極めて良好なオーミツク接触が得られる点
に特徴がある。金属電極材としてはAlが最も一
般的であるが、Al―ITO,Al―拡散層の組み合
わせにおけるオーミツク性の良好さについては半
導体産業界においてすでに多くの実績があり、そ
の結果としてAlを介してITOと拡散層との間に
良好なオーミツク接触が得られたと言えよう。む
ろん熱処理が必要なことは言うまでもない。 As is clear from the above description, the present invention is characterized in that extremely good ohmic contact can be obtained because metal is interposed between the diffusion layer and the ITO. Al is the most common metal electrode material, but there is already a lot of experience in the semiconductor industry regarding the good ohmic properties of the combination of Al-ITO and Al-diffused layers. It can be said that good ohmic contact was obtained between the ITO and the diffusion layer. Needless to say, heat treatment is required.
また拡散層とITOとの接続に用いられる金属で
外部回路との接続に必要なボンデイングパツド類
を同時に形成するために工程が複雑とならないな
どの利点も有している。ITOよりなる絵素電極1
8の接続は金属配線8′の形成後に絶縁層20に
形成された開口部を経て行なわれるので、金属配
線が絵素電極の形成時に食刻されることは皆無で
あり、また絵素電極が基板上の最上部になるよう
な工程であるためその膜質が損なわれることもな
い。 Another advantage is that the metal used to connect the diffusion layer and ITO is used to simultaneously form the bonding pads necessary for connection to an external circuit, so the process is not complicated. Picture element electrode 1 made of ITO
Since the connection 8 is made through the opening formed in the insulating layer 20 after the metal wiring 8' is formed, the metal wiring is never etched during the formation of the picture element electrode, and the picture element electrode is Since the process is performed on the top of the substrate, the quality of the film is not impaired.
上記の実施例では、透明絶縁性基板にサフアイ
ア、半導体として単結晶シリコンを、また透明電
極としてITO、金属層としてAlを用いているが
これら特定の材料に限定されるものでないことは
本発明の主旨から明らかである。さらに、本発明
によれば、蓄積コンデンサを一対の安定かつ良質
な透明電極を用いて高精度に形成することがで
き、安定な動作と良好な画質を有する透過型液晶
表示装置を実現することが可能となる。 In the above embodiment, sapphire is used as the transparent insulating substrate, single crystal silicon is used as the semiconductor, ITO is used as the transparent electrode, and Al is used as the metal layer, but the present invention is not limited to these specific materials. It is clear from the gist. Further, according to the present invention, a storage capacitor can be formed with high precision using a pair of stable and high-quality transparent electrodes, and a transmissive liquid crystal display device with stable operation and good image quality can be realized. It becomes possible.
第1図は液晶と半導体集積回路よりなる画像表
示装置の等価回路図、第2図,第3図は同装置の
単位絵素の平面図および断面図、第4図は本発明
の一実施例による単位絵素の断面図、第5図,第
6図a,bは本発明の実施例による周辺部におけ
る配線路と信号の取り出しを示す平面図および断
面図である。
1……MOSトランジスタ、2……電荷蓄積用
コンデンサ、3……液晶セル、8……金属反射電
極、16……液晶、8′……選択的に残された拡
散層上の金属、17,17′……配線路を形成す
る透明電極、18……液晶セルの一方の電極を形
成する透明電極、20……絶縁膜。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an image display device consisting of a liquid crystal and a semiconductor integrated circuit, FIGS. 2 and 3 are a plan view and a sectional view of a unit pixel of the same device, and FIG. 4 is an embodiment of the present invention. FIGS. 5 and 6 a and b are a plan view and a sectional view showing wiring paths and signal extraction in the peripheral area according to an embodiment of the present invention. 1... MOS transistor, 2... Capacitor for charge storage, 3... Liquid crystal cell, 8... Metal reflective electrode, 16... Liquid crystal, 8'... Metal on selectively left diffusion layer, 17, 17'... Transparent electrode forming a wiring path, 18... Transparent electrode forming one electrode of a liquid crystal cell, 20... Insulating film.
Claims (1)
に、一対の透明電極と前記一対の透明電極にはさ
まれた透明絶縁膜よりなるコンデンサと前記透明
絶縁膜よりなるMOSトランジスタの構成単位が
2次元のマトリクスに配置され、前記MOSトラ
ンジスタのソースまたはドレインとオーミツク接
触をなす金属電極が形成され、前記金属電極をお
おうように前記透明絶縁膜が形成され、前記透明
絶縁膜上に絵素電極となる前記透明電極の一方が
形成され、前記透明絶縁膜に形成された開口部を
通して前記金属電極と前記絵素電極となる前記透
明電極の一方が接続されていることを特徴とする
画像表示装置。1. On one light-transmitting insulating substrate constituting a liquid crystal cell, a pair of transparent electrodes, a capacitor made of a transparent insulating film sandwiched between the pair of transparent electrodes, and a MOS transistor made of the transparent insulating film are provided as structural units. Metal electrodes arranged in a two-dimensional matrix and making ohmic contact with the source or drain of the MOS transistor are formed, the transparent insulating film is formed to cover the metal electrodes, and a pixel electrode is formed on the transparent insulating film. An image display device characterized in that one of the transparent electrodes is formed to be the metal electrode and the one of the transparent electrodes to be the picture element electrode is connected through an opening formed in the transparent insulating film. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9305779A JPS5617381A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Image display unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9305779A JPS5617381A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Image display unit |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5617381A JPS5617381A (en) | 1981-02-19 |
| JPS647673B2 true JPS647673B2 (en) | 1989-02-09 |
Family
ID=14071872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9305779A Granted JPS5617381A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Image display unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5617381A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6356248A (en) * | 1986-08-27 | 1988-03-10 | Jitsuo Inagaki | Sterilization of raw fruit and apparatus therefor |
| JP2668317B2 (en) * | 1993-03-22 | 1997-10-27 | セイコーエプソン株式会社 | Active matrix panel |
| JP3941901B2 (en) | 1998-04-28 | 2007-07-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Method for manufacturing semiconductor device |
| US6313481B1 (en) | 1998-08-06 | 2001-11-06 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and a method of manufacturing the same |
-
1979
- 1979-07-20 JP JP9305779A patent/JPS5617381A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5617381A (en) | 1981-02-19 |
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