JP2707157B2 - Display device - Google Patents

Display device

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JP2707157B2
JP2707157B2 JP41866490A JP41866490A JP2707157B2 JP 2707157 B2 JP2707157 B2 JP 2707157B2 JP 41866490 A JP41866490 A JP 41866490A JP 41866490 A JP41866490 A JP 41866490A JP 2707157 B2 JP2707157 B2 JP 2707157B2
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thin film
film transistor
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channel thin
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舜平 山崎
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブ型表示装
置、特にアクティブ型液晶表示装置に関するもので、そ
れぞれの画素に相補型にPチャネル型およびNチャネル
型の2つの薄膜型絶縁ゲイト電界効果トランジスタ(以
下TFTという)を設けてピクセルを構成した表示装置
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active display device, and more particularly to an active liquid crystal display device. Two P-channel and N-channel thin-film insulated gate field effect transistors are complementary to each pixel. (Hereinafter referred to as TFT) and a display device having pixels.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、表示装置として有効なものに、T
FTを用いたアクティブ型の液晶表示装置が知られてい
る。この場合、TFTにはアモルファスまたは多結晶構
造の半導体を用い、1つの画素にPまたはN型のいずれ
か一方の導電型のみのTFTを用いたものである。即
ち、一般にはNチャネル型TFT(NTFTという)を
画素に直列に連結している。その代表例を図6に示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, an effective display device has been
2. Description of the Related Art An active liquid crystal display device using an FT is known. In this case, a semiconductor having an amorphous or polycrystalline structure is used for the TFT, and a TFT having only one of the P and N conductivity types is used for one pixel. That is, generally, an N-channel TFT (referred to as NTFT) is connected in series to the pixel. FIG. 6 shows a typical example.

【0003】一般にアクティブマトリクス型の液晶表示
装置は480×640、または1260×960と非常
に多くの画素を有している。図6ではこれらと同じ意味
を示すもので、説明を簡単にするために2×2のマトリ
クス配列で示している。複数のゲイト線G,Gと複
数の信号線D,Dとを直交して配置し、そのマトリ
クス状の交差部に画素表示素子を設けている。この画素
表示素子は液晶部102とTFT部101で構成されて
いる。それぞれの画素に対して周辺回路106、107
から信号を加えて所定の画素を選択的にオンまたはオフ
して表示をおこなう。
In general, an active matrix type liquid crystal display device has a very large number of pixels of 480 × 640 or 1260 × 960. FIG. 6 shows the same meaning as above, and is shown in a 2 × 2 matrix arrangement for simplicity of explanation. A plurality of gate lines G 1 , G 2 and a plurality of signal lines D 1 , D 2 are arranged orthogonally, and a pixel display element is provided at the intersection of the matrix. This pixel display element includes a liquid crystal unit 102 and a TFT unit 101. Peripheral circuits 106 and 107 for each pixel
And a predetermined pixel is selectively turned on or off to perform display.

【0004】しかし、実際にこれらの液晶表示装置を作
製して表示をさせた場合、TFTの出力、即ち液晶にと
っての入力(液晶電位という)の電圧VLC100は、
しばしば“1”(High)となるべき時に“1”(H
igh)にならず、また、逆に“0”(Low)となる
べき時に“0”(Low)にならない。これは、画素に
信号を加えるスイッチング素子、つまりTFTの特性に
対称性がないために発生する。すなわち、画素電極への
充電の様子と放電の様子に電気特性上のかたよりがある
ためである。そして、液晶102はその動作において本
来絶縁性であり、また、TFTがオフの時に液晶電位
(VLC)は浮いた状態になる。この液晶102は等価
的にキャパシタであるため、そこに蓄積された電荷によ
りVLCが決められる。この電荷は液晶がRLCで比較
的小さい抵抗となったり、ゴミやイオン性不純物の存在
によりリークしたり、またTFTのゲイト絶縁膜のピン
ホールによりRGS105が生じた場合にはそこから電
荷がもれ、VLCは中途半端な状態になってしまう。こ
のため1つのパネル中に20万〜500万個の画素を有
する液晶表示装置においては、高い歩留まりを成就する
ことができないという問題があった。
However, when these liquid crystal display devices are actually manufactured and displayed, the output of the TFT, that is, the voltage VLC 100 of the input to the liquid crystal (referred to as the liquid crystal potential) is:
Often, when “1” (High) should be “1” (H
i), and conversely, when it should be “0” (Low), it does not become “0” (Low). This occurs because there is no symmetry in the characteristics of the switching element that applies a signal to the pixel, that is, the TFT. In other words, this is because the state of charge and the state of discharge to the pixel electrode have a difference in electrical characteristics. The liquid crystal 102 is inherently insulative in its operation, and the liquid crystal potential (V LC ) floats when the TFT is off. Since the liquid crystal 102 is equivalently a capacitor, VLC is determined by the electric charge stored therein. This charge is a relatively small resistance in the RLC of the liquid crystal, leaks due to the presence of dust or ionic impurities, and when the RGS 105 is generated by a pinhole in the gate insulating film of the TFT, the charge is generated therefrom. Leakage occurs, and VLC is in an incomplete state. For this reason, a liquid crystal display device having 200,000 to 5,000,000 pixels in one panel has a problem that a high yield cannot be achieved.

【0005】液晶102は一般にはTN(ツイステッド
ネマティック)液晶が用いられる。その液晶の配向のた
めにそれぞれの電極上にラビングした配向膜を設ける。
このラビング工程のため発生する静電気により弱い絶縁
破壊が起こり、隣の画素との間または隣の導線との間で
リークしたり、またゲイト絶縁膜が弱く、リークをした
りしてしまう。
As the liquid crystal 102, a TN (twisted nematic) liquid crystal is generally used. A rubbed alignment film is provided on each electrode to align the liquid crystal.
A weak dielectric breakdown occurs due to static electricity generated by the rubbing process, and leakage occurs between adjacent pixels or adjacent conductors, or the gate insulating film is weak and leaks.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】アクテイブ型の液晶表
示装置においては、液晶電位を1フレームの間はたえず
初期値と同じ値として所定のレベルを保つことがきわめ
て重要である。しかし実際はアクティブ素子の動作不良
が多く、必ずしも液晶電位を1フレームの間はたえず初
期値と同じ値として所定のレベルを保てないのが実情で
ある。
In an active type liquid crystal display device, it is extremely important that the liquid crystal potential is constantly set to the same value as the initial value for one frame to maintain a predetermined level. However, in practice, there are many malfunctions of the active element, and in reality, the liquid crystal potential cannot always be kept at the same level as the initial value and maintained at a predetermined level during one frame.

【0007】本発明は上述のような問題を解決し、より
電流マージンを大とする、即ち応答速度を大とする。ま
た各ピクセルにおける画素の電位、即ち液晶電位VLC
が“1”,“0”に充分安定して固定され、1フレーム
中にそのレベルがドリフトしないようにしたものであ
る。
[0007] The present invention solves the above-mentioned problems and increases the current margin, that is, increases the response speed. Further, the potential of the pixel in each pixel, that is, the liquid crystal potential V LC
Are fixed to "1" and "0" with sufficient stability so that the level does not drift during one frame.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、X方向に一対
の第1及び第2の信号線が、Y方向に第3の信号線がマ
トリクス配線されており、前記信号線の交差部分に相補
型構成の薄膜トランジスタと画素電極が設けられた表示
装置であって、第1の画素に接続されたNチャネル薄膜
トランジスタのソース(ドレイン)部をX方向の一対の
信号線のうちの第1の信号線に接続し、第1の画素に接
続されたPチャネル薄膜トランジスタのソース(ドレイ
ン)部をX方向の一対の信号線のうちの第2の信号線に
接続し、前記第1の画素と隣合いかつ同じ第3の信号線
に接続された第2の画素に接続されたPチャネル薄膜ト
ランジスタのソース(ドレイン)部は他のX方向の一対
の信号線のうちの第2の信号線に接続されており、前記
第1の画素のPチャネル薄膜トランジスタが接続された
第2の信号線と前記第2の画素のPチャネル薄膜トラン
ジスタが接続された第2の信号線とは隣合って設けられ
ていることを特徴とする表示装置。
According to the present invention, a pair of first and second signal lines are arranged in a matrix in an X direction, and a third signal line is arranged in a matrix in a Y direction. In a display device provided with a complementary thin film transistor and a pixel electrode, a source (drain) portion of an N-channel thin film transistor connected to a first pixel is connected to a first signal of a pair of signal lines in an X direction. And a source (drain) portion of a P-channel thin film transistor connected to the first pixel is connected to a second signal line of a pair of signal lines in the X direction, and is adjacent to the first pixel. The source (drain) portion of the P-channel thin film transistor connected to the second pixel connected to the same third signal line is connected to the second signal line of another pair of signal lines in the X direction. And the P-ch of the first pixel Display device, characterized in that provided next to each other and the second signal line second signal line and the P-channel thin film transistor of the second pixel that channel thin film transistor is connected is connected.

【0009】すなわち、相補型構成として、画素に接続
された薄膜トランジスタへの信号線が隣合った画素間で
同じ機能を持つもの同士がその近傍に設けられているこ
とを特徴とするものであります。つまり、となりあった
画素間では例えばNTFTの信号線かPTFTの信号線
がとなりあって設けられていることを特徴とするもので
あります。
That is, the complementary structure is characterized in that a signal line to a thin film transistor connected to a pixel has the same function between adjacent pixels and is provided in the vicinity thereof. In other words, between adjacent pixels, for example, an NTFT signal line or a PTFT signal line is provided adjacent to each other.

【0010】本発明を適用可能な表示装置の構成として
は、1つの画素に2つまたはそれ以上のC/TFTを連
結して1つのピクセルを構成せしめてもよい。さらに1
つのピクセルを2つまたはそれ以上に分割し、それぞれ
にC/TFTを1つまたは複数個連結してもよい。
As a configuration of a display device to which the present invention can be applied, one pixel may be configured by connecting two or more C / TFTs to one pixel. One more
One pixel may be divided into two or more, and one or more C / TFTs may be connected to each.

【0011】このような構成により、画素に接続された
C/TFTを実際に駆動する際にPTFTとNTFTが
となりあっており、かつその入力の信号が印加された場
合、最大2倍のVDD(VSS)の電圧が信号線間に加
わることになり、この信号線間でリークが発生すること
がなく、となりあった信号線は同じ機能(NTFTへの
信号線同士あるいはPTFTへの信号線同士)を持つた
め最大VDD(VSS)程度の電圧しか信号線間に加わ
らない、従ってこの部分でのリークが少ないという特徴
を持つものであります。
With such a configuration, when the C / TFT connected to the pixel is actually driven, the PTFT and the NTFT overlap, and when a signal of the input is applied, V DD is doubled at the maximum. ( VSS ) voltage is applied between the signal lines, so that no leak occurs between the signal lines, and the signal lines that have become identical have the same function (signal lines to NTFT or signal lines to PTFT). ), Only about V DD ( VSS ) is applied between the signal lines. Therefore, there is little leakage in this part.

【0012】本発明を適用可能な表示装置の構成の代表
例を図1、図3、図5に回路図として示す。また、実際
のパターンレイアウト(配置図)の例をそれぞれに対応
して図7、図8、図9に示す。説明を簡単にするため、
ここでは2×2のマトリクス構成を例として説明をおこ
なう。図1の2×2のマトリクスの例においてNTFT
とPTFTとのゲイトを互いに連結し、さらにY軸方向
の第3の信号線3または4に連結し、またC/TFTの
共通出力端を液晶15に連結している。NTFTの入力
端(10側)をX軸方向の一対の信号線のうちの第1の
信号線5または7に連結し、PTFTの入力端(20
側)をX軸方向の一対の信号線のうちの第2の信号線8
または6に連結させている。
A typical example of the structure of a display device to which the present invention can be applied is shown as a circuit diagram in FIGS. FIGS. 7, 8, and 9 show examples of actual pattern layouts (arrangement diagrams), respectively. For simplicity,
Here, a 2 × 2 matrix configuration will be described as an example. In the example of the 2 × 2 matrix shown in FIG.
And the gate of the PTFT are connected to each other, further connected to the third signal line 3 or 4 in the Y-axis direction, and the common output terminal of the C / TFT is connected to the liquid crystal 15. The input terminal (10 side) of the NTFT is connected to the first signal line 5 or 7 of the pair of signal lines in the X-axis direction, and the input terminal (20
Side) is the second signal line 8 of the pair of signal lines in the X-axis direction.
Or it is connected to 6.

【0013】この様な構成において、図2に示されてい
るように一対の第1の信号線5と第2の信号線8間にオ
ンの信号波形が印加されている期間に第3の信号線3に
対しオンの信号波形を印加した時、液晶電位(VLC
14は第1の信号線に印加された電圧VGG−Vthと
なる。また一対の第1の信号線5と第2の信号線8間に
オフの信号波形が印加されている期間に第3の信号線3
もオフの信号波形が印加された時、液晶電位(VLC
14は電位を持たない。さらにまた、一対の第1の信号
線5と第2の信号線8間にオンの信号波形が印加されて
いる期間に第3の信号線3に対しオンの信号波形を印加
しない時、液晶電位(VLC)14は同様に電位を持た
ない。かくの如く液晶電位(VLC)14は第3の信号
線に印加する電圧に従って与えられるものであり、この
信号線に加える信号の電圧を可変することにより液晶に
加える電位差を任意に可変することができる。
In such a configuration, as shown in FIG. 2, the third signal is applied during the period in which the ON signal waveform is applied between the pair of the first signal line 5 and the second signal line 8. When an ON signal waveform is applied to the line 3, the liquid crystal potential (V LC )
14 is the voltage V GG -Vth applied to the first signal line. Further, the third signal line 3 is supplied during a period in which the off signal waveform is applied between the pair of the first signal line 5 and the second signal line 8.
When a signal waveform of OFF is applied, the liquid crystal potential (V LC )
14 has no potential. Further, when the ON signal waveform is not applied to the third signal line 3 during the period when the ON signal waveform is applied between the pair of the first signal line 5 and the second signal line 8, the liquid crystal potential (V LC ) 14 similarly has no potential. As described above, the liquid crystal potential (V LC ) 14 is given according to the voltage applied to the third signal line, and the potential difference applied to the liquid crystal can be arbitrarily changed by changing the voltage of the signal applied to this signal line. Can be.

【0014】また、対抗電極16はオフセット電圧V
OFFSETが印加されており、実際に液晶15に加わ
る電圧はVGG+VOFFSET−Vth、あるいはV
OFFSETの2値となる。本発明の駆動方法では対抗
電極に加えるオフセット電圧VOFFSETを可変し
て、液晶駆動のオンとオフを任意に変更することができ
る。また、液晶を実際に駆動する際のしきい値が液晶材
料よって異なっているため、その液晶の持つ値に合わせ
為にこのオフセット電圧VOFFSETを可変するだけ
で、任意のしきい値合わせることができる。
The counter electrode 16 has an offset voltage V
OFFSET is applied, and the voltage actually applied to the liquid crystal 15 is V GG + V OFFSET −Vth or V
It is a binary value of OFFSET . In the driving method of the present invention, the on / off of the liquid crystal driving can be arbitrarily changed by changing the offset voltage V OFFSET applied to the counter electrode. Further, since the threshold value for actually driving the liquid crystal differs depending on the liquid crystal material, it is possible to adjust the threshold value only by changing the offset voltage V OFFSET in order to match the value of the liquid crystal. it can.

【0015】また、一対の第1の信号線5と第2の信号
線8間にオンの信号波形が印加されている期間に共通の
第3の信号線につながれた隣の画素のC/TFTにも同
様に一対の第1及び第2の信号線にオフ信号が印加され
た場合、信号線8と信号線6の間はVSSの電位差しか
印加されず、通常の場合の半分の電位差となる。よっ
て、この信号線間でのリークが減り、同じリークの程度
まで許容できるのなら、信号線間の間隔を丁度半分とす
ることができる。
Further, the C / TFT of the adjacent pixel connected to the common third signal line during a period in which the ON signal waveform is applied between the pair of the first signal line 5 and the second signal line 8. If the oFF signal is applied to the first and second signal lines of the pair as well to, between the signal line 8 and the signal line 6 is not only applied potential difference V SS, and half of the potential difference in the case of normal Become. Therefore, the leak between the signal lines is reduced, and if the same degree of leak can be tolerated, the interval between the signal lines can be reduced to just half.

【0016】図3の例において、第1のC/TFTを構
成するNTFT13PTFT22と第2のC/TFTを
構成するNTFT24、PTFT25の4つのゲイト電
極を共通してY方向の第3の信号線3に連結せしめ、N
TFT13とNTFT24入力端を共通化してX方向の
第2の信号線8にPTFT22とPTFT25入力端を
共通化してX方向の第1の信号線5に接続させた。また
その2つのC/TFTの出力を共通にして1つの液晶1
5の一方の電極である画素電極17に連結させている。
かくすると、2つのNTFTまたは2つのPTFTのい
ずれか一方が多少リークしても同相であるためその画素
を駆動させることができる。
In the example shown in FIG. 3, the third signal line 3 in the Y direction shares the four gate electrodes of the NTFT 13 PTFT 22 forming the first C / TFT and the NTFT 24 and PTFT 25 forming the second C / TFT. To N
The input terminals of the TFT 13 and the NTFT 24 are made common, and the input terminals of the PTFT 22 and PTFT 25 are made common and connected to the first signal line 5 in the X direction. The output of the two C / TFTs is made common and one liquid crystal 1
5 is connected to the pixel electrode 17 which is one electrode.
Thus, even if either one of the two NTFTs or the two PTFTs leaks to some extent, the pixels can be driven because they have the same phase.

【0017】図5は1つのピクセル23において、2つ
の画素電極17、26とそのそれぞれに対応してC/T
FTを2つ設けたものである。2つのC/TFTのゲイ
ト電極を共通とせしめ、第1の入力をおこなう。またそ
れぞれのC/TFTのそれぞれのNTFTおよびそれぞ
れのPTFTの入力を第1の信号線5および第2の信号
線8に連結したものである。かくすることにより、1つ
のピクセルの2つの画素のうち一方がTFTのリーク等
の不良により非動作とならない。また、遅れた動作とな
っても、他方が正常動作するため、マトリクス構成動作
において不良が目立ちにくいという特長を有する。
FIG. 5 shows that, in one pixel 23, two pixel electrodes 17, 26 and their corresponding C / T
In this example, two FTs are provided. The gate electrode of the two C / TFTs is made common, and the first input is performed. The input of each NTFT and each PTFT of each C / TFT is connected to a first signal line 5 and a second signal line 8. Thus, one of the two pixels in one pixel does not become inoperable due to a defect such as a TFT leak. In addition, even if the operation is delayed, the other operates normally, so that the defect is less noticeable in the matrix configuration operation.

【0018】[0018]

【実施例1】本実施例では図1に示すような回路構成の
液晶表示装置を用いて説明をおこなう。この回路構成に
対応する実際の電極等の配置構成を図7に示している。
これらは説明を簡単にする為2×2に相当する部分のみ
記載されている。
[Embodiment 1] This embodiment will be described using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. FIG. 7 shows an actual arrangement of electrodes and the like corresponding to this circuit configuration.
For simplification of description, only portions corresponding to 2 × 2 are described.

【0019】まず、本実施例で使用する液晶表示装置の
作製方法を図10を使用して説明する。図10(A)に
おいて、石英ガラス等の高価でない700℃以下、例え
ば約600℃の熱処理に耐え得るガラス50上にマグネ
トロンRF(高周波)スパッタ法を用いてブロッキング
層51としての酸化珪素膜を1000〜3000Åの厚
さに作製する。プロセス条件は酸素100%雰囲気、成
膜温度15℃、出力400〜800W、圧力0.5Pa
とした。ターゲットに石英または単結晶シリコンを用い
た成膜速度は30〜100Å/分であった。
First, a method for manufacturing a liquid crystal display device used in this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 10A, a silicon oxide film as a blocking layer 51 is formed on a glass 50 that can withstand a heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C. by using a magnetron RF (high frequency) sputtering method. It is made to a thickness of 3000 mm. The process conditions are 100% oxygen atmosphere, film formation temperature 15 ° C., output 400 to 800 W, pressure 0.5 Pa.
And The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target was 30 to 100 ° / min.

【0020】この上にシリコン膜をLPCVD(減圧気
相)法、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成
した。減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも1
00〜200℃低い450〜550℃、例えば530℃
でジシラン(Si)またはトリシラン(Si
)をCVD装置に供給して成膜した。反応炉内圧力は
30〜300Paとした。成膜速度は50〜250Å/
分であった。NTFTとPTFTとのスレッシュホール
ド電圧(Vth)に概略同一に制御するため、ホウ素を
ジボランを用いて1×1015〜1×1018cm−3
の濃度として成膜中に添加してもよい。
A silicon film was formed thereon by an LPCVD (low pressure gas phase) method, a sputtering method or a plasma CVD method. When formed by the reduced pressure gas phase method, the temperature is 1
450-550 ° C lower by 00-200 ° C, for example 530 ° C
With disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H
8 ) was supplied to a CVD apparatus to form a film. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The deposition rate is 50-250 ° /
Minutes. In order to control the threshold voltage (Vth) of the NTFT and PTFT to be substantially the same, boron is used to diborane to 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3.
May be added during the film formation.

【0021】スパッタ法でおこなう場合、スパッタ前の
背圧を1×10−5Pa以下とし、単結晶シリコンをタ
ーゲットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入し
た雰囲気でおこなった。例えばアルゴン20%、水素8
0%とした。成膜温度は150℃、周波数は13.56
MHz、スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.
5Paであった。
When the sputtering is performed, the back pressure before the sputtering is set to 1 × 10 −5 Pa or less, and the single crystal silicon is used as a target in an atmosphere containing 20 to 80% of hydrogen mixed with argon. For example, argon 20%, hydrogen 8
0%. The film forming temperature is 150 ° C. and the frequency is 13.56.
MHz, sputter output 400-800W, pressure 0.
It was 5 Pa.

【0022】プラズマCVD法によりシリコン膜を作製
する場合、温度は例えば300℃とし、モノシラン(S
iH)またはジシラン(Si)を用いた。これ
らをPCVD装置内に導入し、13.56MHzの高周
波電力を加えて成膜した。
When a silicon film is formed by a plasma CVD method, the temperature is set to, for example, 300 ° C., and monosilane (S
iH 4 ) or disilane (Si 2 H 6 ) was used. These were introduced into a PCVD apparatus, and a high-frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film.

【0023】これらの方法によって形成された被膜は、
酸素が5×1021cm−3以下であることが好まし
い。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニ
ール温度を高くまたは熱アニール時間を長くしなければ
ならない。また少なすぎると、バックライトによりオフ
状態のリーク電流が増加してしまう。そのため4×10
19〜4×1021cm−3の範囲とした。水素は4×
1020cm−3であり、シリコン4×1022cm
−3として比較すると1原子%であった。また、ソー
ス、ドレインに対してより結晶化を助長させるため、酸
素濃度を7×1019cm−3以下、好ましくは1×1
19cm−3以下とし、ピクセル構成するTFTのチ
ャネル形成領域のみに酸素をイオン注入法により5×1
20〜5×1021cm−3となるように添加しても
よい。その時周辺回路を構成するTFTには光照射がな
されないため、この酸素の混入をより少なくし、より大
きいキャリア移動度を有せしめることは、高周波動作を
させるためる有効である。
The coatings formed by these methods are:
It is preferable that oxygen is 5 × 10 21 cm −3 or less. If the oxygen concentration is high, crystallization is difficult, and the thermal annealing temperature must be increased or the thermal annealing time must be increased. If the amount is too small, the leakage current in the off state increases due to the backlight. Therefore 4 × 10
The range was 19 to 4 × 10 21 cm −3 . Hydrogen is 4x
10 20 cm −3 and silicon 4 × 10 22 cm
As compared with −3 , it was 1 atomic%. In order to promote crystallization of the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 1 19 cm −3 or less.
0 19 cm −3 or less, and oxygen is ion-implanted into the channel forming region of the TFT forming the pixel at 5 × 1
You may add so that it may become 0 < 20 > -5 * 10 < 21 > cm < -3 >. At this time, since light is not irradiated to the TFTs constituting the peripheral circuit, it is effective to reduce the mixing of oxygen and to have a higher carrier mobility for high-frequency operation.

【0024】次に、アモルファス状態のシリコン膜を5
00〜5000Å、例えば1500Åの厚さに作製の
後、450〜700℃の温度にて12〜70時間非酸化
物雰囲気にて中温の加熱処理、例えば水素雰囲気下にて
600℃の温度で保持した。シリコン膜の下の基板表面
にアモルファス構造の酸化珪素膜が形成されているた
め、この熱処理で特定の核が存在せず、全体が均一に加
熱アニールされる。即ち、成膜時はアモルファス構造を
有し、また水素は単に混入しているのみである。
Next, the amorphous silicon film is
After being formed to a thickness of 00 to 5000 °, for example, 1500 °, heat treatment is performed at a temperature of 450 to 700 ° C for 12 to 70 hours in a non-oxide atmosphere at a medium temperature, for example, at a temperature of 600 ° C in a hydrogen atmosphere. . Since a silicon oxide film having an amorphous structure is formed on the surface of the substrate below the silicon film, no specific nucleus is present in this heat treatment, and the whole is uniformly heat-annealed. That is, it has an amorphous structure at the time of film formation, and hydrogen is simply mixed therein.

【0025】アニールにより、シリコン膜はアモルファ
ス構造から秩序性の高い状態に移り、一部は結晶状態を
呈する。特にシリコンの成膜後の状態で比較的秩序性の
高い領域は特に結晶化をして結晶状態となろうとする。
しかしこれらの領域間に存在するシリコンにより互いの
結合がなされるため、シリコン同志は互いにひっぱりあ
う。レーザラマン分光により測定すると単結晶のシリコ
ンのピーク522cm−1より低周波側にシフトしたピ
ークが観察される。それの見掛け上の粒径は半値巾から
計算すると、50〜500Åとマイクロクリスタルのよ
うになっているが、実際はこの結晶性の高い領域は多数
あってクラスタ構造を有し、各クラスタ間は互いにシリ
コン同志で結合(アンカリング)がされたセミアモルフ
ァス構造の被膜を形成させることができた。
By the annealing, the silicon film shifts from an amorphous structure to a highly ordered state, and a part of the silicon film exhibits a crystalline state. In particular, a region having a relatively high order in a state after the formation of silicon is particularly likely to be crystallized to be in a crystalline state.
However, since the silicon existing between these regions is bonded to each other, the silicon mutually pulls each other. When measured by laser Raman spectroscopy, a peak shifted from the single crystal silicon peak 522 cm -1 to a lower frequency side is observed. Calculated from its half-width, the apparent particle size is 50 to 500 °, which is like a microcrystal. However, in fact, there are many regions with high crystallinity and a cluster structure. A film having a semi-amorphous structure bonded (anchored) by silicon was formed.

【0026】結果として、被膜は実質的にグレインバウ
ンダリ(以下GBという)がないといってもよい状態を
呈する。キャリアは各クラスタ間をアンカリングされた
個所を通じ互いに容易に移動し得るため、いわゆるGB
の明確に存在する多結晶シリコンよりも高いキャリア移
動度となる。即ちホール移動度(μh)=10〜200
cm/VSec、電子移動度(μe)=15〜300
cm/VSecが得られる。
As a result, the coating exhibits a state substantially free of grain boundaries (hereinafter referred to as GB). Carriers can easily move from one cluster to another through the anchored locations between the clusters, so-called GB
Carrier mobility higher than that of polycrystalline silicon that clearly exists. That is, hole mobility (μh) = 10 to 200
cm 2 / VSec, electron mobility (μe) = 15 to 300
cm 2 / VSec is obtained.

【0027】他方、上記の如き中温でのアニールではな
く、900〜1200℃の高温アニールにより被膜を多
結晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物
の偏析がおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物
が多くなり、結晶中の移動度は大きいが、GBでのバリ
ア(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害して
しまう。結果として10cm/Vsec以上の移動度
がなかなか得られないのが実情である。即ち、本実施例
ではかくの如き理由により、セミアモルファスまたはセ
ミクリスタル構造を有するシリコン半導体を用いてい
る。
On the other hand, when the film is polycrystallized by high-temperature annealing at 900 to 1200 ° C. instead of annealing at the above-mentioned medium temperature, segregation of impurities in the film occurs due to solid phase growth from nuclei, and GB Impurities such as oxygen, carbon, and nitrogen increase, and the mobility in the crystal is large. However, a barrier (barrier) is formed in GB to hinder the movement of carriers there. As a result, a mobility of 10 cm 2 / Vsec or more cannot be easily obtained. That is, in this embodiment, a silicon semiconductor having a semi-amorphous or semi-crystalline structure is used for such a reason.

【0028】図10(A)において、シリコン膜を第1
のフォトマスクにてフォトエッチングを施し、PTF
T用の領域22(チャネル巾20μm)を図面の右側
に、NTFT用の領域13を左側に作製した。
In FIG. 10A, a silicon film is firstly formed.
Photo-etching with a photo mask of PTF
A region 22 for T (channel width 20 μm) was formed on the right side of the drawing, and a region 13 for NTFT was formed on the left side.

【0029】この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として
500〜2000Å例えば1000Åの厚さに形成し
た。これはブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と
同一条件とした。この成膜中に弗素を少量添加し、ナト
リウムイオンの固定化をさせてもよい。
On this, a silicon oxide film was formed as a gate insulating film to a thickness of 500 to 2000 {for example, 1000}. This was made under the same conditions as those for forming the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix the sodium ions.

【0030】この後、この上側にリンが1〜5×10
21cm−3の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリ
コン膜とその上にモリブデン(Mo)、タングステン
(W),MoSiまたはWSiとの多層膜を形成し
た。これを第2のフオトマスクにてパターニングして
図13(B)を得た。PTFT用のゲイト電極21、N
TFT用のゲイト電極9を形成した。例えばチャネル長
10μm、ゲイト電極としてリンドープシリコンを0.
2μm、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成
した。図10(C)において、フォトレジスト57をフ
ォトマスクを用いて形成し、PTFT用のソース18
ドレイン20に対し、ホウ素を1〜5×1015cm
−2のドーズ量でイオン注入法により添加した。 次に
図10(D)の如く、フォトレジスト61をフォトマス
クを用いて形成した。NTFT用のソース10、ドレ
イン12としてリンを1〜5×1015cm−2のドー
ズ量でイオン注入法により添加した。
Thereafter, 1 to 5 × 10
A silicon film having a concentration of 21 cm −3 or a multilayer film of the silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or WSi 2 was formed thereon. This was patterned using a second photomask to obtain FIG. Gate electrode 21 for PTFT, N
A gate electrode 9 for a TFT was formed. For example, a channel length is 10 μm, and phosphorus-doped silicon is used as a gate electrode in 0.1 μm.
2 μm, and molybdenum was formed thereon with a thickness of 0.3 μm. In FIG. 10C, a photoresist 57 is formed using a photomask, and a PTFT source 18 is formed.
1-5 × 10 15 cm of boron is applied to the drain 20.
A dose of -2 was added by ion implantation. Next, as shown in FIG. 10D, a photoresist 61 was formed using a photomask. Phosphorus was added as a source 10 and a drain 12 for NTFT by an ion implantation method at a dose of 1 to 5 × 10 15 cm −2 .

【0031】これらはゲイト絶縁膜54を通じておこな
った。しかし図10(B)において、ゲイト電極21、
9をマスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、そ
の後、ホウ素、リンを直接シリコン膜中にイオン注入し
てもよい。
These operations were performed through the gate insulating film 54. However, in FIG. 10B, the gate electrode 21,
9 may be used as a mask to remove silicon oxide on the silicon film, and then boron and phosphorus may be directly ion-implanted into the silicon film.

【0032】次に、600℃にて10〜50時間再び加
熱アニールをおこなった。PTFTのソース18、ドレ
イン20、NTFTのソース10、ドレイン12を不純
物を活性化してP、Nとして作製した。またゲイト
電極21、9下にはチャネル形成領域19、11がセミ
アモルファス半導体として形成されている。
Next, heat annealing was performed again at 600 ° C. for 10 to 50 hours. The source 18 and the drain 20 of the PTFT and the source 10 and the drain 12 of the NTFT were activated to form P + and N + by activating impurities. Channel formation regions 19 and 11 are formed below the gate electrodes 21 and 9 as semi-amorphous semiconductors.

【0033】かくすると、セルフアライン方式でありな
がらも、700℃以上にすべての工程で温度を加えるこ
とがなくC/TFTを作ることができる。そのため、基
板材料として、石英等の高価な基板を用いなくてもよ
く、本発明の大画素の液晶表示装置にきわめて適したプ
ロセスである。
In this way, a C / TFT can be manufactured without applying a temperature to 700 ° C. or more in all steps, even though it is a self-aligned system. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as a substrate material, and this is a process very suitable for the large pixel liquid crystal display device of the present invention.

【0034】本実施例では熱アニールは図10(A)、
(D)で2回おこなった。しかし図10(A)のアニー
ルは求める特性により省略し、双方を図10(D)のア
ニールにより兼ね製造時間の短縮を図ってもよい。図
1(A)において、層間絶縁物65を前記したスパッタ
法により酸化珪素膜の形成としておこなった。この酸化
珪素膜の形成はLPCVD法、光CVD法、常圧CVD
法を用いてもよい。例えば0.2〜0.6μmの厚さに
形成し、その後、フォトマスクを用いて電極用の窓6
6を形成した。さらに、これら全体にアルミニウムをス
パッタ法により形成し、リード71、72およびコンタ
クト67、68をフォトマスクを用いて作製した後、
表面を平坦化用有機樹脂69例えば透光性ポリイミド樹
脂を塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスクに
ておこなった。
In this embodiment, the thermal annealing is performed as shown in FIG.
(D) was performed twice. However, the annealing in FIG. 10A may be omitted depending on the required characteristics, and both may be combined by the annealing in FIG. 10D to shorten the manufacturing time. Figure 1
In FIG. 1A , an interlayer insulator 65 was formed as a silicon oxide film by the sputtering method described above. This silicon oxide film is formed by an LPCVD method, a photo CVD method, a normal pressure CVD method.
Method may be used. For example, it is formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and thereafter, a window 6 for an electrode is formed using a photomask.
6 was formed. Further, aluminum is formed on the entire surface by sputtering, and leads 71 and 72 and contacts 67 and 68 are formed using a photomask.
The surface was coated with a flattening organic resin 69, for example, a translucent polyimide resin, and the electrode drilling was performed again using a photomask.

【0035】図11(B)に示す如く2つのTFTを相
補型構成とし、かつその出力端を液晶装置の一方の画素
の電極を透明電極としてそれに連結するため、スパッタ
法によりITO(インジューム・スズ酸化膜)を形成し
た。それをフォトマスクによりエッチングし、電極1
7を構成させた。このITOは室温〜150℃で成膜
し、200〜400℃の酸素または大気中のアニールに
より成就した。かくの如くにしてPTFT22とNTF
T13と透明導電膜の電極17とを同一ガラス基板50
上に作製した。得られたTFTの電気的な特性はPTF
Tで移動度は20(cm/Vs)、Vthは−5.9
(V)で、NTFTで移動度は40(cm/Vs)、
Vthは5.0(V)であった。
[0035] Two TFT as shown in FIG. 11 (B) and complementary configuration, and for connecting thereto the output electrodes of one pixel of a liquid crystal device as a transparent electrode, ITO (indium-by sputtering (A tin oxide film). It is etched using a photomask and the electrode 1
7 was constructed. This ITO film was formed at room temperature to 150 ° C. and achieved by annealing at 200 to 400 ° C. in oxygen or atmosphere. Thus, PTFT 22 and NTF
T13 and the transparent conductive electrode 17 are made of the same glass substrate 50.
Made above. The electrical characteristics of the obtained TFT are PTF
At T, the mobility is 20 (cm 2 / Vs), and Vth is −5.9.
(V), the mobility of NTFT is 40 (cm 2 / Vs),
Vth was 5.0 (V).

【0036】上記の様な方法に従って作製された液晶装
置用の一方の基板と他方ガラス基板上に全面に透明電極
を設け、これら基板を張り合わせて液晶セルを形成し、
この中にTNの液晶材料を注入した。この液晶表示装置
の電極等の配置の様子を図7に示している。NTFT1
3を第1の信号線5と第3の信号線3との交差部に設
け、第1の信号線5と第3の信号線4との交差部にも他
の画素用のNTFTが同様に設けられている。一方PT
FTは第2の信号線8と第3の信号線3との交差部に設
けられている。また、隣接した他の第1の信号線6と第
3の信号線3との交差部には、他の画素用のPTFTが
設けられており、同様に第1の信号線6と第3の信号線
4との交差部にはPTFTがもうけられている。このよ
うなC/TFTを用いたマトリクス構成を有せしめた。
NTFT13は、ドレイン10の入力端のコンタクトを
介し第1の信号線5に連結され、ゲイト9は多層配線形
成がなされた信号線3に連結されている。ソース12の
出力端はコンタクトを介して画素の電極17に連結して
いる。
A transparent electrode is provided on the entire surface of one of the substrates for the liquid crystal device and the other glass substrate manufactured according to the method described above, and these substrates are laminated to form a liquid crystal cell.
A TN liquid crystal material was injected therein. FIG. 7 shows the arrangement of the electrodes and the like of the liquid crystal display device. NTFT1
3 is provided at the intersection of the first signal line 5 and the third signal line 3, and the NTFTs for other pixels are similarly provided at the intersection of the first signal line 5 and the third signal line 4. Is provided. On the other hand PT
The FT is provided at the intersection of the second signal line 8 and the third signal line 3. A PTFT for another pixel is provided at the intersection of the adjacent first signal line 6 and third signal line 3, and similarly, the first signal line 6 is connected to the third signal line 3. PTFTs are provided at intersections with the signal lines 4. A matrix configuration using such a C / TFT is provided.
The NTFT 13 is connected to the first signal line 5 via a contact at the input end of the drain 10, and the gate 9 is connected to the signal line 3 on which a multilayer wiring is formed. The output terminal of the source 12 is connected to the pixel electrode 17 via a contact.

【0037】他方、PTFT22はドレイン20の入力
端がコンタクトを介して第2の信号線8に連結され、ゲ
イト21は信号線3に、ソース18の出力端はコンタク
トを介してNTFTと同様に画素電極17に連結してい
る。また、同じ第3の信号線に接続され、かつとなりに
設けられた我のC/TFTはPTFT22が第2の信号
線6にNTFT13が第1の信号線7に接続されており
PTFT接続された第2の信号線同士がとなりあってい
る。かくして一対の信号線5、8に挟まれた間(内側)
に、透明導電膜よりなる画素23とC/TFTとにより
1つのピクセルを構成せしめた。かかる構造を左右、上
下に繰り返すことにより、2×2のマトリクスをそれを
拡大した640×480、1280×960といった大
画素の液晶表示装置とすることができる。
On the other hand, the PTFT 22 has an input terminal of the drain 20 connected to the second signal line 8 via a contact, a gate 21 connected to the signal line 3, and an output terminal of the source 18 connected to the pixel via a contact like the NTFT. It is connected to the electrode 17. Further, in the C / TFT connected to the same third signal line and provided next to it, the PTFT 22 is connected to the second signal line 6 and the NTFT 13 is connected to the first signal line 7 and is connected to the PTFT. The second signal lines are adjacent to each other. Thus, between the pair of signal lines 5 and 8 (inside)
Then, one pixel is constituted by the pixel 23 made of the transparent conductive film and the C / TFT. By repeating such a structure left, right, up and down, a liquid crystal display device having a large pixel of 640 × 480 or 1280 × 960 obtained by enlarging a 2 × 2 matrix can be obtained.

【0038】ここでの特長は、1つの画素に2つのTF
Tが相補構成をして設けられていることにより、画素電
極17は3つの値の液晶電位VLCに固定されることで
ある。
The feature here is that one pixel has two TFs.
Since T is provided in a complementary configuration, the pixel electrode 17 is fixed at three values of the liquid crystal potential VLC .

【0039】また、PTFTがとなりあい、それに接続
される信号線間に加わる電位差は最大VSSでありリー
クが少ない。
Further, the PTFTs are adjacent to each other, and the potential difference applied between the signal lines connected to the PTFTs is the maximum VSS , and the leakage is small.

【0040】上述のように、液晶に実際に加わる電位差
は、第3の信号線の信号の電圧、本実施例では信号線の
パルス電圧と対抗電極のオフセット電圧よりTFTのV
th分を差し引いた分の電位である。すなわち、信号線
のパルス電圧を任意に可変するとそれに従って液晶に実
際に加わる電位差を可変することができる。これにより
階調表示をおこなうことができる。特に液晶駆動のしき
い値が明確でないもの、すなわちスレッショルドがなだ
らかな分散型液晶等には特によく適した駆動法で十分な
階調表示をおこなうことができる。
As described above, the potential difference actually applied to the liquid crystal is determined by the voltage of the signal of the third signal line, in this embodiment, the pulse voltage of the signal line and the offset voltage of the counter electrode.
This is the potential obtained by subtracting th. That is, when the pulse voltage of the signal line is arbitrarily changed, the potential difference actually applied to the liquid crystal can be changed accordingly. Thus, gradation display can be performed. In particular, when the threshold value for driving the liquid crystal is not clear, that is, for a dispersion type liquid crystal having a gentle threshold, a sufficient gradation display can be performed by a driving method which is particularly well suited.

【0041】また、その他の階調法として、1つの表示
画面に対して、複数フレームの駆動信号を液晶に印加す
ることにより1画面を表示する場合は特定の画素に加え
る選択信号を全フレーム数より減らすことにより、容易
に階調表示をおこなうことができる。
As another gradation method, when one screen is displayed by applying a plurality of frames of driving signals to the liquid crystal for one display screen, a selection signal to be applied to a specific pixel is set to the number of frames for all frames. By reducing the number, gradation display can be easily performed.

【0042】本実施例において液晶材料にTN液晶を用
いるならば、液晶容器の基板間隔を約10μm程度と
し、透明導電膜双方に配向膜を設け、それをラビング処
理して形成させる必要がある。
If TN liquid crystal is used as the liquid crystal material in this embodiment, it is necessary to set the distance between the substrates of the liquid crystal container to about 10 μm, provide an alignment film on both transparent conductive films, and rub it.

【0043】また液晶材料にFLC(強誘電性)液晶を
用いる場合は、動作電圧を±20Vとし、セルの間隔を
1.5〜3.5μm例えば2.3μmとし、対抗電極1
6上にのみ配向膜を設けラピング処理を施せばよい。
When an FLC (ferroelectric) liquid crystal is used as the liquid crystal material, the operating voltage is ± 20 V, the cell interval is 1.5 to 3.5 μm, for example, 2.3 μm, and the opposing electrode 1
It is sufficient to provide an alignment film only on 6 and perform a lapping process.

【0044】分散型液晶またはポリマー液晶を用いる場
合には、配向膜は不用であり、スイッチング速度を大と
するため、動作電圧は±10〜±15Vとし、セル間隔
は1〜10μmと薄くした。
When a dispersion type liquid crystal or a polymer liquid crystal is used, an alignment film is unnecessary, and in order to increase the switching speed, the operating voltage is set to ± 10 ± 15V and the cell interval is set to be as thin as 1 to 10 μm.

【0045】特に分散型液晶を用いる場合には、偏光板
も不用のため、反射型としても、また透過型としても光
量を大きくすることができる。そしてその液晶はスレッ
シュホールドがないため、本発明のように、明確なスレ
ッシュホールド電圧が規定されるC/TFT型とするこ
とにより、大きなコントラストとクロストーク(隣の画
素との悪干渉)を除くことができた。
In particular, when a dispersion type liquid crystal is used, since a polarizing plate is not necessary, the amount of light can be increased both in a reflection type and in a transmission type. Since the liquid crystal does not have a threshold, a C / TFT type in which a clear threshold voltage is defined as in the present invention eliminates large contrast and crosstalk (bad interference with adjacent pixels). I was able to.

【0046】また、本実施例で使用したTFTの半導体
は本実施例で使用した材料以外をも使用できる。
Further, as the semiconductor of the TFT used in this embodiment, materials other than those used in this embodiment can be used.

【0047】[0047]

【実施例2】この実施例は図3および図8に対応した液
晶表示装置の構成を有するものを使用して、本実施例を
おこなった。この図面より明らかな如く、Y線の信号線
3を中央に配設し、一対の信号線の第1の信号線5と第
2の信号線8に挟まれた部分を1つのピクセル23とし
ている。1つのピクセルは1つの透明導電膜の画素17
およひ2つのNTFT13、24と、2つのPTFT2
2、25よりなる2つのC/TFTに連結させている。
ゲイト電極はすべて第3の信号線3に連結され、2つの
NTFTは第2の信号線8に、また2つのPTFTは第
1の信号線5に連結されている。また、となりの画素に
設けられたC/TFTのNTFTは第2の信号線6にP
TFTは第1の信号線7に接続されている。さらにこれ
ら2つのC/TFTの一方が、ゲイト電極とチャネル形
成領域との間にリークがあり不良であった場合でも、ピ
クセルとしての動作をさせることができる。
[Embodiment 2] In this embodiment, the present embodiment was carried out using a liquid crystal display having the structure of FIG. 3 and FIG. As is apparent from this drawing, the signal line 3 of the Y line is disposed at the center, and a portion of the pair of signal lines sandwiched between the first signal line 5 and the second signal line 8 is defined as one pixel 23. . One pixel is a pixel 17 of one transparent conductive film.
And two NTFTs 13 and 24 and two PTFTs 2
It is connected to two C / TFTs of 2, 25.
All the gate electrodes are connected to the third signal line 3, two NTFTs are connected to the second signal line 8, and two PTFTs are connected to the first signal line 5. Further, the NTFT of the C / TFT provided in the next pixel is connected to the second signal line 6 by the P signal.
The TFT is connected to the first signal line 7. Further, even if one of these two C / TFTs is defective due to leakage between the gate electrode and the channel formation region, it can be operated as a pixel.

【0048】ここでの特長は1つの画素に2つのC/T
FTが設けられていることにより、画素電極17は3つ
の値の液晶電位VLCに固定されることである。 ま
た、NTFTがとなりあい、それに接続される信号線間
に加わる電位差は最大VSSでありリークが少ない。
The feature here is that one pixel has two C / Ts.
By providing the FT, the pixel electrode 17 is fixed at three values of the liquid crystal potential VLC . In addition, the NTFTs overlap, and the potential difference applied between the signal lines connected to the NTFTs is the maximum VSS and the leakage is small.

【0049】その駆動方法を図4を用いて説明する。図
4に示されているように一対の第1の信号線5と第2の
信号線8間にオンの信号波形が印加されている期間に第
3の信号線3に対しオンの信号波形を印加した時、液晶
電位(VLC)14は第1の信号線に印加された電圧V
DDとなる。また一対の第1の信号線5と第2の信号線
8間にオフの信号波形が印加されている期間に第3の信
号線3もオフの信号波形が印加された時、液晶電位(V
LC)14は電位を持たない。さらにまた、一対の第1
の信号線5と第2の信号線8間にオフの信号波形が印加
されている期間に第3の信号線3に対しオンの信号波形
を印加しない時、液晶電位(VLC)14は第2の信号
線に印加された電圧VSSとなる。かくの如く液晶電位
(VLC)14はVDDまたはVSSに固定させ得るた
め、フローティングとなることがない。
The driving method will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the ON signal waveform is applied to the third signal line 3 during the period in which the ON signal waveform is applied between the pair of the first signal line 5 and the second signal line 8. When applied, the liquid crystal potential (V LC ) 14 becomes the voltage V applied to the first signal line.
DD . Further, when the off signal waveform is applied to the third signal line 3 during the period when the off signal waveform is applied between the pair of the first signal line 5 and the second signal line 8, the liquid crystal potential (V
LC ) 14 has no potential. Furthermore, a pair of first
When the ON signal waveform is not applied to the third signal line 3 while the OFF signal waveform is applied between the signal line 5 and the second signal line 8, the liquid crystal potential (V LC ) 14 2 is applied to the signal line Vss . The liquid crystal voltage (V LC) 14 as write for capable of fixing to V DD or V SS, never become floating.

【0050】[0050]

【実施例3】この実施例は図5および図9に対応した液
晶表示装置の構成を有するものを使用して、本実施例を
おこなった。この図面より明らかな如く、Y線の信号線
3を中央に配設し、一対の信号線の第1の信号線5と第
2の信号線8に挟まれた部分を1つのピクセル23とし
ている。1つのピクセルは2つの透明導電膜の画素電極
17、26から構成され、画素17はNTFT13とP
TFT22が接続され、画素26にはNTFT24と、
PTFT25がおのおのC/TFT構成として連結させ
ている。ゲイト電極はすべて信号線3に連結され、2つ
のNTFTは第1の信号線5に、また2つのPTFTは
第2の信号線8に連結されている。また、となりの画素
に設けられたC/TFTのPTFTは第2の信号線6に
NTFTは第1の信号線7に接続されている。これら2
つのC/TFTの一方が、ゲイト電極とチャネル形成領
域との間にリークがあり不良であった場合でも、ピクセ
ルとしての動作をさせることができる。 かくすると、
たとえ一方の画素が中途半端にしか動作しなくなって
も、他方の画素が正常動作をし、カラー化をした時、グ
レースケールの劣化の程度を下げることができた。
Embodiment 3 In this embodiment, the present embodiment was carried out using a liquid crystal display having the structure shown in FIGS. As is apparent from this drawing, the signal line 3 of the Y line is disposed at the center, and a portion of the pair of signal lines sandwiched between the first signal line 5 and the second signal line 8 is defined as one pixel 23. . One pixel is composed of two transparent conductive pixel electrodes 17 and 26, and the pixel 17 is composed of NTFT 13 and P
The TFT 22 is connected, and the pixel 26 has an NTFT 24,
PTFTs 25 are each connected as a C / TFT configuration. All the gate electrodes are connected to a signal line 3, two NTFTs are connected to a first signal line 5, and two PTFTs are connected to a second signal line 8. The PTFT of the C / TFT provided in the next pixel is connected to the second signal line 6 and the NTFT is connected to the first signal line 7. These two
Even if one of the C / TFTs is defective due to leakage between the gate electrode and the channel formation region, it can operate as a pixel. So,
Even if one of the pixels only operates halfway, the other pixel operates normally, and when it is colorized, the degree of gray scale degradation can be reduced.

【0051】本実施例にいては、となりあった画素間に
設けられた2本の第2の信号線8、6とを同一の材料
で、先ず一本の配線として基板上にパターニング形成す
る。そしてその後の工程において、この配線をエキシマ
レーザパターンで2本に分割した。この場合、この2本
の信号線間の間隔を狭くでき、表示装置の開口率を向上
させることができた。また製造工程上で使用するマスク
の要求精度が低くなり、製造歩留りの向上と、マスク費
用を安くすることが可能となった。
In the present embodiment, the two second signal lines 8 and 6 provided between adjacent pixels are first formed by patterning on the substrate as one wiring using the same material. Then, in a subsequent step, the wiring was divided into two by an excimer laser pattern. In this case, the interval between the two signal lines can be reduced, and the aperture ratio of the display device can be improved. In addition, the required accuracy of the mask used in the manufacturing process has been reduced, so that the manufacturing yield can be improved and the mask cost can be reduced.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明の駆動法によ
り、液晶電位をフローティングとしないため、安定した
表示をおこなうことができる。また、アクティブ素子と
してのC/TFTの駆動能力が高いため、動作マージン
を拡大でき、さらに周辺の駆動回路をより簡単にするこ
とが可能で表示装置の小型化、製造コストの低減に効果
がある。また、3本の信号線と対抗電極に非常に単純な
信号で高い駆動能力を発揮することができる。
As described above, according to the driving method of the present invention, since the liquid crystal potential is not floated, stable display can be performed. Further, since the driving capability of the C / TFT as the active element is high, the operation margin can be expanded, and the peripheral driving circuit can be further simplified, which is effective in reducing the size of the display device and reducing the manufacturing cost. . In addition, high driving capability can be exhibited with very simple signals to the three signal lines and the counter electrode.

【0053】不良TFTが一部にあっても同相出力であ
るためその補償をある程度おこなうことができる。
Even if some of the defective TFTs are in-phase output, it can be compensated to some extent.

【0054】さらに、となりあった画素に接続されてい
る信号線間に高い電位差が印加されない為、リークしな
い。また、となりあった信号線間の間隔を狭くすること
ができ、表示装置の開口率を向上させることができた。
Further, since no high potential difference is applied between the signal lines connected to the adjacent pixels, no leakage occurs. Further, the interval between the adjacent signal lines can be reduced, and the aperture ratio of the display device can be improved.

【0055】本発明における表示媒体としては、透過型
の液晶表示装置または反射型の液晶表示装置として用い
得る。また使用可能な液晶材料としては前術のTN液
晶、FLC液晶、分散型液晶、ポリマ型液晶を用い得
る。 またゲストホスト型、誘電異方性型のネマチック
液晶にイオン性ドーパントを添加して電界を印加するこ
とによってネマチック液晶としコレステリック液晶との
混合体に電界を印加して、ネマチック相とコレステリッ
ク相との間で相変化を生じさせ、透明ないし白濁の表示
を実現する相転移液晶を用いることもできる。また液晶
以外では、例えば染料で着色した有機溶媒中にこれと色
の異なる顔料粒子を分散させたいわゆる電気泳動表示用
分散系を用いることもできることを付記する。
As a display medium in the present invention, a transmission type liquid crystal display device or a reflection type liquid crystal display device can be used. As a usable liquid crystal material, a TN liquid crystal, an FLC liquid crystal, a dispersion liquid crystal, or a polymer liquid crystal as described above can be used. In addition, by adding an ionic dopant to a guest-host type or dielectric anisotropic type nematic liquid crystal and applying an electric field, an electric field is applied to a mixture of the cholesteric liquid crystal and the nematic liquid crystal, and the nematic phase and the cholesteric phase are mixed. A phase change liquid crystal that causes a phase change between the two and realizes a transparent or opaque display can also be used. In addition to the liquid crystal, for example, a so-called electrophoretic display dispersion system in which pigment particles having different colors are dispersed in an organic solvent colored with a dye can be used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】相補型TFTを用いたアクティブ型表示装置の
回路図を示す。
FIG. 1 is a circuit diagram of an active display device using complementary TFTs.

【図2】本発明の駆動波形を示す。FIG. 2 shows a driving waveform of the present invention.

【図3】相補型TFTを用いたアクティブ型表示装置の
回路図を示す。
FIG. 3 is a circuit diagram of an active display device using complementary TFTs.

【図4】本発明の駆動波形を示す。FIG. 4 shows a driving waveform of the present invention.

【図5】相補型TFTを用いたアクティブ型表示装置の
回路図を示す。
FIG. 5 is a circuit diagram of an active display device using complementary TFTs.

【図6】従来のアクティブ型液晶装置の回路図を示す。FIG. 6 is a circuit diagram of a conventional active liquid crystal device.

【図7】図1に対応した液晶表示装置の一方の基板の平
面図を示す。
FIG. 7 is a plan view of one substrate of the liquid crystal display device corresponding to FIG.

【図8】図3に対応した液晶表示装置の一方の基板の平
面図を示す。
8 is a plan view of one substrate of the liquid crystal display device corresponding to FIG.

【図9】図5に対応した液晶表示装置の一方の基板の平
面図を示す。
9 is a plan view of one substrate of the liquid crystal display device corresponding to FIG.

【図10】本発明で使用したC/TFTの作製工程図を
示す。
FIG. 10 shows a manufacturing process diagram of a C / TFT used in the present invention.

【図11】本発明で使用したC/TFTの作製工程図を
示す。
FIG. 11 shows a manufacturing process diagram of a C / TFT used in the present invention.

【符号の説明】 〜・・・フォトマスクを用いたプロセス 1、2・・・周辺回路 3、4・・・第3の信号線 5、6・・・第1の信号線 7、8・・・第2の信号線 13・・・・NTFT 16・・・・対抗電極 17・・・・画素電極 22・・・・PTFT 23・・・・画素[Description of Signs]-Process using photomask 1, 2-Peripheral circuit 3, 4-Third signal line 5, 6, ... First signal line 7, 8, ... · Second signal line 13 ··· NTFT 16 ··· Counter electrode 17 ··· Pixel electrode 22 ··· PTFT 23 ··· Pixel

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 対向して設けられた第1および第2の基
板と、 該基板間に挿入された表示媒体の層と、 前記第1の基板上に設けられた第1のNチャネル型薄膜
トランジスタと第1のPチャネル型薄膜トランジスタよ
りなる相補トランジスタと第1の画素電極を有する第1
のピクセルと、 前記第1の基板上に設けられた第2のNチャネル型薄膜
トランジスタと第2のPチャネル型薄膜トランジスタよ
りなる相補トランジスタと第2の画素電極を有する第2
のピクセルと、 前記第1の基板上に設けられたX方向に平行な第1、第
2、第4および第5の信号線と、 前記第1の基板上に設けられたY方向に平行な第3の信
号線と、 を有し、 前記第1のNチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第1の画素電極に、他方は第1の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第1のPチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第1の画素電極に、他方は第2の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第1のNチャネル型薄膜トランジスタおよび第1の
Pチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極は第3の信
号線に接続され、 前記第2のNチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第2の画素電極に、他方は第4の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第2のPチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第2の画素電極に、他方は第5の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第2のNチャネル型薄膜トランジスタおよび第2の
Pチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極は第3の信
号線に接続され、 前記第1の信号線は前記第の信号線の隣にあることを
特徴とする表示装置。
1. A first and a second substrate provided facing each other, a layer of a display medium inserted between the substrates, and a first N-channel thin film transistor provided on the first substrate. And a first transistor having a complementary transistor composed of a first P-channel thin film transistor and a first pixel electrode.
And a second transistor having a second pixel electrode and a complementary transistor including a second N-channel thin film transistor and a second P-channel thin film transistor provided on the first substrate.
Pixels, first, second, fourth, and fifth signal lines provided on the first substrate and parallel to the X direction; and pixels provided on the first substrate and parallel to the Y direction. And a third signal line, wherein one of a source and a drain of the first N-channel thin film transistor is connected to a first pixel electrode, and the other is connected to a first signal line, respectively. One of a source and a drain of the P-channel thin film transistor is connected to a first pixel electrode, and the other is connected to a second signal line, respectively, and gate electrodes of the first N-channel thin film transistor and the first P-channel thin film transistor Is connected to a third signal line, one of a source and a drain of the second N-channel thin film transistor is connected to a second pixel electrode, and the other is connected to a fourth signal line, One of a source and a drain of the second P-channel thin film transistor is connected to a second pixel electrode, and the other is connected to a fifth signal line, respectively, and the second N-channel thin film transistor and the second P-channel thin film transistor are connected to each other. The display device, wherein a gate electrode of the thin film transistor is connected to a third signal line, and the first signal line is adjacent to the fourth signal line.
【請求項2】 対向して設けられた第1および第2の基
板と、 該基板間に挿入された表示媒体の層と、 前記第1の基板上に設けられた第1のNチャネル型薄膜
トランジスタと第1のPチャネル型薄膜トランジスタよ
りなる相補トランジスタと第1の画素電極を有する第1
のピクセルと、 前記第1の基板上に設けられた第2のNチャネル型薄膜
トランジスタと第2のPチャネル型薄膜トランジスタよ
りなる相補トランジスタと第2の画素電極を有する第2
のピクセルと、 前記第1の基板上に設けられたX方向に平行な第1、第
2、第4および第5の信号線と、 前記第1の基板上に設けられたY方向に平行な第3の信
号線と、 を有し、 前記第1のNチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第1の画素電極に、他方は第1の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第1のPチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第1の画素電極に、他方は第2の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第1のNチャネル型薄膜トランジスタおよび第1の
Pチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極は第3の信
号線に接続され、 前記第2のNチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第2の画素電極に、他方は第4の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第2のPチャネル型薄膜トランジスタのソースもし
くはドレインの一方は第2の画素電極に、他方は第5の
信号線に、それぞれ接続され、 前記第2のNチャネル型薄膜トランジスタおよび第2の
Pチャネル型薄膜トランジスタのゲイト電極は第3の信
号線に接続され、 前記第2の信号線は、前記第の信号線の隣にあること
を特徴とする表示装置。
2. A first and a second substrate provided to face each other, a layer of a display medium inserted between the substrates, and a first N-channel thin film transistor provided on the first substrate. And a first transistor having a complementary transistor composed of a first P-channel thin film transistor and a first pixel electrode.
And a second transistor having a second pixel electrode and a complementary transistor including a second N-channel thin film transistor and a second P-channel thin film transistor provided on the first substrate.
Pixels, first, second, fourth, and fifth signal lines provided on the first substrate and parallel to the X direction; and pixels provided on the first substrate and parallel to the Y direction. And a third signal line, wherein one of a source and a drain of the first N-channel thin film transistor is connected to a first pixel electrode, and the other is connected to a first signal line, respectively. One of a source and a drain of the P-channel thin film transistor is connected to a first pixel electrode, and the other is connected to a second signal line, respectively, and gate electrodes of the first N-channel thin film transistor and the first P-channel thin film transistor Is connected to a third signal line, one of a source and a drain of the second N-channel thin film transistor is connected to a second pixel electrode, and the other is connected to a fourth signal line, One of a source and a drain of the second P-channel thin film transistor is connected to a second pixel electrode, and the other is connected to a fifth signal line, respectively, and the second N-channel thin film transistor and the second P-channel thin film transistor are connected to each other. The display device, wherein a gate electrode of the thin film transistor is connected to a third signal line, and the second signal line is adjacent to the fifth signal line.
【請求項3】 前記表示媒体の層が、FLC液晶、ポリ
マ型液晶、TN液晶、分散型液晶、ゲストホスト型液
晶、相転移液晶のいずれかであることを特徴とする請求
項1もしくは請求項2記載の表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the layer of the display medium is any one of an FLC liquid crystal, a polymer liquid crystal, a TN liquid crystal, a dispersion liquid crystal, a guest host liquid crystal, and a phase transition liquid crystal. 2. The display device according to 2.
【請求項4】 前記第1および第2のピクセルは互いに
隣あっていることを特徴とする請求項1もしくは請求項
2記載の表示装置。
4. The display device according to claim 1, wherein the first and second pixels are adjacent to each other.
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