JP3865252B2 - Electro-optic device - Google Patents

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本発明は、画素の配線に過大な電圧がかかるとON状態となり、電圧を取り去る作用を有する保護回路を備えた電気光学装置に関するものである。参考発明は、駆動用スイッチング素子として薄膜トランジスタ(以下TFTという)を使用した液晶電気光学装置における画像表示方法において、特に中間的な色調や濃淡の表現を得るための階調表示方法に関するものである。参考発明は、特に、外部からいかなるアナログ信号をもアクティブ素子に印加することなく、階調表示をおこなう、いわゆる完全デジタル階調表示に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device including a protection circuit that is turned on when an excessive voltage is applied to a pixel wiring and has a function of removing the voltage. The reference invention relates to an image display method in a liquid crystal electro-optical device using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) as a driving switching element, and particularly to a gradation display method for obtaining an intermediate color tone and light / dark expression. The reference invention particularly relates to a so-called perfect digital gradation display in which gradation display is performed without applying any analog signal to the active element from the outside.

液晶組成物はその物質特性から、分子軸に対して水平方向と垂直方向に誘電率が異なるため、外部の電解に対して水平方向に配列したり、垂直方向に配列したりさせることが容易にできる。液晶電気光学装置は、この誘電率の異方性を利用して、光の透過光量または散乱量を制御することでON/OFF、すなわち明暗の表示をおこなっている。液晶材料としては、TN(ツイステッド・ネマティック)液晶、STN(スーパー・ツイステッド・ネマティック)液晶、強誘電性液晶、ポリマー液晶あるいは分散型液晶とよばれる材料が知られている。液晶は外部電圧に対して、無限に短い時間に反応するのではなく、応答するまでにある一定の時間がかかることが知られている。その値はそれぞれの液晶材料に固有で、TN液晶の場合には、数10msec、STN液晶の場合には数100msec、強誘電性液晶の場合には数10μsec、分散型あるいはポリマー液晶の場合には数10msecである。   The liquid crystal composition has different dielectric constants in the horizontal and vertical directions with respect to the molecular axis due to its material properties, so it can be easily arranged horizontally or vertically with respect to external electrolysis. it can. The liquid crystal electro-optical device uses the anisotropy of the dielectric constant to control the amount of transmitted light or the amount of scattering, thereby performing ON / OFF, that is, bright / dark display. As the liquid crystal material, a material called TN (twisted nematic) liquid crystal, STN (super twisted nematic) liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, polymer liquid crystal, or dispersion liquid crystal is known. It is known that a liquid crystal does not react to an external voltage in an infinitely short time but takes a certain time to respond. The value is specific to each liquid crystal material. In the case of TN liquid crystal, several tens of msec, in the case of STN liquid crystal, several hundred msec, in the case of ferroelectric liquid crystal, several tens of μsec, in the case of dispersion type or polymer liquid crystal. It is several tens of msec.

液晶を利用した電気光学装置のうちでもっとも優れた画質が得られるものは、アクティブマトリクス方式を用いたものであった。従来のアクティブマトリクス型の液晶電気光学装置では、アクティブ素子として薄膜トランジスタ(TFT)を用い、TFTにはアモルファスまたは多結晶型の半導体を用い、1つの画素にP型またはN型のいずれか一方のみのタイプのTFTを用いたものであった。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。そして、マトリクスの信号線に信号電圧を流し、それぞれの信号線の直交する箇所に設けられたTFTに双方から信号が印加されるとTFTがON状態となることを利用して液晶画素のON/OFFを個別に制御するものであった。このような方法によって画素の制御をおこなうことによって、コントラストの大きい液晶電気光学装置を実現することができる。   Among electro-optical devices using liquid crystal, the one that can obtain the best image quality is one that uses an active matrix system. In a conventional active matrix type liquid crystal electro-optical device, a thin film transistor (TFT) is used as an active element, an amorphous or polycrystalline semiconductor is used for the TFT, and only one of P type and N type is used for one pixel. A type TFT was used. That is, generally, an N-channel TFT (referred to as NTFT) is connected to a pixel in series. Then, by applying a signal voltage to the signal lines of the matrix and applying a signal from both sides to the TFTs provided at the orthogonal positions of the respective signal lines, the TFTs are turned on. It was to control OFF individually. By controlling the pixels by such a method, a liquid crystal electro-optical device having a large contrast can be realized.

しかしながら、このようなアクティブマトリクス方式では、明暗や色調といった、階調表示をおこなうことは極めて難しかった。従来、階調表示は液晶の光透過性が、印加される電圧の大きさによって変わることを利用する方式が検討されていた。これは、例えば、マトリクス中のTFTのソース・ドレイン間に、適切な電圧を周辺回路から供給し、その状態でゲイト電極に信号電圧を印加することによって、液晶画素にその大きさの電圧をかけようとするものであった。   However, with such an active matrix system, it has been extremely difficult to perform gradation display such as brightness and color tone. Conventionally, for gradation display, a method utilizing the fact that the light transmittance of liquid crystal changes depending on the magnitude of an applied voltage has been studied. For example, an appropriate voltage is supplied from the peripheral circuit between the source and drain of the TFT in the matrix, and a signal voltage is applied to the gate electrode in that state, thereby applying a voltage of that magnitude to the liquid crystal pixel. I was going to do it.

しかしながら、このような方法では、例えば、TFTの不均質性やマトリクス配線の不均質性のために、実際には液晶画素にかかる電圧は、各画素によって、最低でも数%も異なってしまった。これに対し、例えば、液晶の光透過度の電圧依存性は、極めて非線型性が強く、ある特定の電圧で急激に光透過性が変化するため、たとえ数%の違いでも、光透過性が著しく異なってしまうことがあった。例えば、TN液晶ではON/OFF状態の中間状態の電位差は約1.2Vであり、16階調を達成せんとする場合には、75mVの精度で、電位差を制御する必要があった。そのため、実際には16階調を達成することが限界であった。   However, in such a method, for example, due to inhomogeneity of TFT and inhomogeneity of matrix wiring, the voltage applied to the liquid crystal pixels actually differs by several% at least depending on each pixel. On the other hand, for example, the voltage dependence of the light transmittance of the liquid crystal is extremely non-linear, and the light transmittance changes abruptly at a specific voltage. It could be very different. For example, in the TN liquid crystal, the potential difference in the intermediate state between the ON / OFF states is about 1.2 V, and in order to achieve 16 gradations, it is necessary to control the potential difference with an accuracy of 75 mV. Therefore, in reality, it was the limit to achieve 16 gradations.

このように階調表示が困難であるということは、液晶ディスプレー装置が従来の一般的な表示装置であるCRT(陰極線管)と競争してゆく上で極めて不利であった。   Such difficulty in gradation display is extremely disadvantageous when the liquid crystal display device competes with a CRT (cathode ray tube) which is a conventional general display device.

参考発明は従来、困難であった階調表示を実現させるための全く新しい方法を提案することを目的とするものである。
発明は、画素の配線に過大な電圧がかかるとON状態となり、電圧を取り去る作用を有する保護回路を備えた電気光学装置を提案することを目的とするものである。
The reference invention is intended to propose a completely new method for realizing a gradation display that has been difficult in the past.
An object of the present invention is to propose an electro-optical device including a protection circuit that is turned on when an excessive voltage is applied to a pixel wiring and has a function of removing the voltage.

保護回路は、図10に示されるように、周辺の駆動回路と画素のあいだに設けられ、図11と図12で示されるような回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかかるとON状態となり、電圧を取り去る作用を有する。これらの保護回路は、シリコンのようなドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、ITOのような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を用いて構成される。したがって、画素の回路を形成するときに同時に形成することが可能である。
本発明は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のブラックストライプと、前記ブラックストライプ上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする。
さて、液晶にかける電圧をアナログ的に制御することによって、その光透過性を制御することが可能であることを先に述べたが、晶に電圧のかかっている時間を制御することによって、視覚的に階調を得ることができることを見出した。
As shown in FIG. 10, the protection circuit is provided between a peripheral driving circuit and a pixel, and means a circuit as shown in FIGS. In any case, when an excessive voltage is applied to the wiring of the pixel, it is turned on and has an action of removing the voltage. These protection circuits are configured using a doped or undoped semiconductor material such as silicon, a transparent conductive material such as ITO, or a normal wiring material. Therefore, it can be formed simultaneously with the formation of the pixel circuit.
The present invention includes a first substrate, a second substrate, the first substrate, and a liquid crystal sandwiched between the second substrates, wherein the first substrate includes a display unit, the display A protection circuit electrically connected to a portion, the second substrate is a glass substrate, a black stripe on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the black stripe, A leveling layer on the red filter, the green filter and the blue filter, and a common electrode on the leveling layer, and the protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor , And an N-type thin film transistor having a second resistance and configured using a doped or undoped semiconductor material, a transparent conductive material, or a wiring material. One of the source and the drain of the star is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and the drain of the N-type thin film transistor is connected through the first resistor and the second resistor. One of the source and drain of the P-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and the source and drain of the P-type thin film transistor. Is electrically connected to the display portion via the first resistor and the second resistor, and the other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor Is electrically connected .
Now, by controlling the voltage applied to the liquid crystal in an analog manner, by its has been described above that the optical transparency can be controlled, for controlling the amount of time it depends in voltage to the liquid crystal, It was found that gradation can be obtained visually.

例えば、代表的な液晶材料であるTN(ツイステッド・ネマチック)液晶を用いた場合において、例えば、図1(a)において、Aで示されるような矩形パルスを印加する場合と、Cで示されるような矩形パルスを印加する場合を比べて見ると、Aの方が明るいことを見出した。ここで、パルスの周期は1msecとした。結果的には、Aが最も明るく、以下、B、C、Dの順であった。このことは全く予想外のことである。なぜならば、通常の上記のTN液晶材料においては、1msecという時間はあまりにも短く、そのような短時間にはTN液晶は反応しないのである。したがって、いずれの場合にも液晶はON状態を実現することは不可能なはずである。しかしながら、実際には液晶は中間的な濃さを実現できた。   For example, when a TN (twisted nematic) liquid crystal, which is a typical liquid crystal material, is used, for example, a rectangular pulse as indicated by A in FIG. When comparing the case of applying a rectangular pulse, it was found that A was brighter. Here, the pulse period was 1 msec. As a result, A was the brightest, and in the following order, B, C, D. This is completely unexpected. This is because the time of 1 msec is too short in the normal TN liquid crystal material described above, and the TN liquid crystal does not react in such a short time. Therefore, in any case, it should be impossible to realize the ON state of the liquid crystal. However, in practice, the liquid crystal was able to achieve an intermediate darkness.

その具体的な原理についてはまだ詳細にわかっていない。しかしながら、の現象を利用して階調表現が可能であることを見いだしたのである。すなわち、液晶材料が反応しないような周期で液晶材料にパルスを印加するときにパルスの幅を制御することによって、中間的な明るさをデジタル制御で実現することが、まさに参考発明の特徴とするものである。究の結果、このような中間的な濃度を得るためのパルスの周期はTN液晶の場合には10msec以下が必要であることがわかった。 The specific principle is still unknown in detail. However, it was found that by utilizing the phenomenon of this is possible gradation expression. That is, the characteristic of the reference invention is to realize intermediate brightness by digital control by controlling the pulse width when applying a pulse to the liquid crystal material at such a period that the liquid crystal material does not react. Is. Results of research, the pulse period of for obtaining such intermediate concentration was found to be in the case of a TN liquid crystal is required 10msec or less.

ここで、パルスの周期という語句について、その意味を明確にする。すなわち、この場合には、複数のパルスを連続的に液晶に印加するのであるが、この場合のパルスの周期とは、1つのパルスが始まってから、次のパルスが始まるまでの間の時間のことをいう。したがって、パルスの繰り返し周波数の逆数となる。
また、パルス幅とは、パルスが電圧状態にある時間のことをいう。したがって、図1において、例えばCのパルス列の場合には、Tがパルスの周期であり、τがパルス幅である。
Here, the meaning of the phrase “pulse period” is clarified. That is, in this case, a plurality of pulses are continuously applied to the liquid crystal. In this case, the period of the pulse is the time between the start of one pulse and the start of the next pulse. That means. Therefore, it is the reciprocal of the pulse repetition frequency.
The pulse width refers to the time during which the pulse is in a voltage state. Therefore, in FIG. 1, for example, in the case of a C pulse train, T is the pulse period and τ is the pulse width.

同様な効果は、STN液晶においても、強誘電性液晶においても、また、ポリマー液晶あるいは分散型液晶においても見られた。いずれも、その応答時間よりも短い周期のパルスを加えることによって、中間的な色調が得られることが明らかになった。すなわち、STN液晶においては、100msec以下、のぞましくは10msec以下、強誘電性液晶においては10μsec以下、のぞましくは1μsec以下、ポリマー液晶あるいは分散型液晶においては10msec以下、のぞましくは1msec以下の周期のパルスを加えることによって、階調表示が得られた。   Similar effects were observed in STN liquid crystals, ferroelectric liquid crystals, polymer liquid crystals, and dispersed liquid crystals. In both cases, it was revealed that an intermediate color tone can be obtained by applying a pulse having a cycle shorter than the response time. That is, STN liquid crystal is 100 msec or less, preferably 10 msec or less, ferroelectric liquid crystal is 10 μsec or less, preferably 1 μsec or less, and polymer liquid crystal or dispersed liquid crystal is 10 msec or less. A gradation display was obtained by applying a pulse with a period of 1 msec or less.

通常は、テレビ等の画像では1秒間に30枚の静止画が次々に繰り出されて動画を形成する。したがって、1枚の静止画が継続する時間は約30msecである。この時間は人間の目にはあまりにも早すぎて、文字通り『目にも止まらない』時間であり、結果として、視覚的には静止画を1枚1枚識別することはできない。ともかく、通常の動画を得るには、1枚の静止画は長くても100msec以上継続することはできない。   Usually, in the case of an image on a television or the like, 30 still images are successively drawn out per second to form a moving image. Therefore, the time for one still image to continue is about 30 msec. This time is too early for the human eye and is literally “not even the eye”, and as a result, it is impossible to visually identify each still image. In any case, in order to obtain a normal moving image, a single still image cannot be continued for 100 msec or longer.

参考発明を利用して256階調の階調表示をおこなうとすれば、例えば、T=3msecとすれば、この3msecの時間を、少なくとも256分割しうるパルス電圧印加方法を、画素に電圧を印加する方法として採用する必要がある。すなわち、最短で3msec/256=11.7μsecのパルス状の電圧が画素にかかるような回路を組む必要がある。実際には、図3に示すように、パルスのデューティー比τ/Tと液晶画素の光透過性は非線型的な関係であり、256階調を得るためには、さらに、パルスのデューティー比を細かく制御することが必要である。 For example, if 256 gradation display is performed using the reference invention , for example, if T = 3 msec, a pulse voltage applying method capable of dividing at least 256 this 3 msec time is applied to the pixel. It is necessary to adopt as a method to do. That is, it is necessary to build a circuit in which a pulse voltage of 3 msec / 256 = 11.7 μsec is applied to the pixel at the shortest. Actually, as shown in FIG. 3, the duty ratio τ / T of the pulse and the light transmittance of the liquid crystal pixel are in a non-linear relationship. In order to obtain 256 gradations, the duty ratio of the pulse is further increased. Fine control is necessary.

しかも、実際の画像表示をおこなう場合には、他の画素も考慮しなければならない。実際の画像表示装置では、例えば400行もの行がある。すなわち、後に述べるように、マトリクスのアクティブ素子は100nsecという極短応答性が求められる。そこで、そのような短時間応答性を有する回路の例を図4に示し、以下、その説明をする。   In addition, when actual image display is performed, other pixels must be taken into consideration. In an actual image display device, for example, there are 400 rows. That is, as will be described later, the active element of the matrix is required to have an extremely short response of 100 nsec. An example of a circuit having such a short-time response is shown in FIG. 4 and will be described below.

図4は参考発明を実施するために必要な液晶表示装置のアクティブマトリクスの回路の例を示す。参考発明では、アクティブ素子は100nsec以下の短時間で応答することが要求されるので高速動作する回路を組む必要がある。そのためには従来のようにNTFTあるいはPTFTだけでスイッチングをおこなうのではなく、図4に示されるようにNTFTとPTFTとが相補的に動作するように構成された、インバータ型の回路を用いることが必要である。 FIG. 4 shows an example of an active matrix circuit of a liquid crystal display device necessary for carrying out the reference invention . In the reference invention , since the active element is required to respond in a short time of 100 nsec or less, it is necessary to build a circuit that operates at high speed. For this purpose, an inverter type circuit in which NTFT and PTFT are operated in a complementary manner as shown in FIG. 4 is used instead of switching only with NTFT or PTFT as in the prior art. is necessary.

この例ではN×Mのマトリクスの例を示したものであるが、煩雑さをさけるために、そのうちのn行m列近傍のみを示した。これと同じものを上下左右に展開すれば完全なものが得られる。   In this example, an example of an N × M matrix is shown, but only the vicinity of n rows and m columns is shown in order to avoid complexity. If the same thing is developed up, down, left and right, a complete one can be obtained.

図4には、4つのインバータ回路が描かれている。各インバータ回路は少なくとも1つのNTFTと少なくとも1つのPTFTから構成される。TFTの数は、不良が存在した場合に備えて、さらに増やしても構わない。この回路では、NTFTとPTFTのゲイト電極が信号線Xに接続され、また、このNTFTとPTFTのソースあるいはドレインの一方は互いに接続され、これは画素Zn,mの電極に接続される。そして、このNTFTおよびPTFTの他方のソースあるいはドレインは、それぞれ、信号線 とYに接続されている。以下では、信号線X1,2,..を、集合的に、あるいは個別にX線とよび、信号線Y1,2,..を、集合的に、あるいは個別にY線とよぶ。また、図では画素のキャパシタと並列に人為的にキャパシタが挿入されている。このとき挿入されたキャパシタは自然放電によって、画素の電圧が低下する速度を減速せしめる作用を有する。画素の電圧の降下は画素のばらつきによって決定されるものであるので、特に参考発明のように、画素に印加される電圧が一定のものとして階調表示をおこなおうとする発明においては、画質の低下を招くものである。しかしながら、このように画素に並列にキャパシタを挿入することにより、画素のばらつきによる電圧降下は著しく抑えることができ、高画質を得ることができる。 FIG. 4 shows four inverter circuits. Each inverter circuit includes at least one NTFT and at least one PTFT. The number of TFTs may be further increased in case there is a defect. In this circuit, the gate electrodes of NTFT and PTFT are connected to a signal line Xn , and one of the source or drain of NTFT and PTFT is connected to each other, which is connected to the electrodes of pixels Zn and m . The other of the source or drain of the NTFT and PTFT, respectively, are connected to the signal line Y m and Y m. In the following, signal lines X 1, X 2,. . XN are collectively or individually referred to as X-rays, and signal lines Y1 , Y2,. . Y M is collectively or individually called a Y line. In the figure, a capacitor is artificially inserted in parallel with the capacitor of the pixel. The capacitor inserted at this time has a function of decelerating the speed at which the voltage of the pixel decreases due to natural discharge. Since the voltage drop of the pixel is determined by the variation of the pixel, particularly in the invention in which gradation display is performed with the voltage applied to the pixel being constant as in the reference invention , the image quality is reduced. It causes a decrease. However, by inserting a capacitor in parallel with the pixel in this way, a voltage drop due to pixel variation can be remarkably suppressed, and high image quality can be obtained.

次に、このような回路を用いた場合の回路の動作例を図1(b)および図2を用いて説明する。このマトリクス回路は図1(a)に示されるようなパルス状の電圧を液晶セルに印加するように動作する必要がある。そこで、このようなパルスを発生するためにX線およびY線に印加される信号電圧の概要を図1(b)に示す。例として、400×640のマトリクスを考える。   Next, an example of the operation of the circuit when such a circuit is used will be described with reference to FIGS. This matrix circuit needs to operate so as to apply a pulse voltage as shown in FIG. 1A to the liquid crystal cell. Accordingly, FIG. 1B shows an outline of signal voltages applied to the X-ray and the Y-line in order to generate such a pulse. As an example, consider a 400 × 640 matrix.

X線に印加される信号は、例えばX線の場合は、V(X)で示されるが、これは、周期Tで繰り返されるひとまとまりのパルスの中に、実は256個のパルス(以下、サブパルスという)が含まれており、さらにその256個のサブパルスのそれぞれは、400個の要素が入ったパルス列から構成されていることがわかる。ここで、400という数字はマトリクスの行数である。したがって、X線に印加されるパルスの最小単位はT=3msecとすれば、29nsecである。 The signal applied to the X-ray is indicated by, for example, V (X n ) in the case of the Xn line, which is actually 256 pulses (hereinafter referred to as a group of pulses repeated in the period T). It is understood that each of the 256 subpulses is composed of a pulse train containing 400 elements. Here, the number 400 is the number of rows in the matrix. Therefore, the minimum unit of pulses applied to X-rays is 29 nsec if T = 3 msec.

一方、Y線には、時間T/256の間に、図のV(Y)、V(Y)、V(Ym+1)、V(Y400)で示されるようなパルスが、それぞれのタイミングをずらして印加される。このパルスは、上記X線に印加されるパルスの最小単位パルスよりもさらに短い必要がある。結局、時間Tの間には、各Y線には、256回パルスが印加される。さらに、信号線Yと対に設けられた信号線 には、図1(C)に示されるように、信号線Yに印加される信号を補完するような信号が印加される。以下の説明では、いちいち、 の信号については説明しなくとも、Yの信号を補完するような(逆相の)信号が加えられるものとする。 On the other hand, on the Y line, during the time T / 256, pulses as indicated by V (Y 1 ), V (Y m ), V (Y m + 1 ), and V (Y 400 ) in the figure are respectively displayed. Applied at different timings. This pulse needs to be shorter than the minimum unit pulse of the pulse applied to the X-ray. Eventually, during time T, 256 pulses are applied to each Y line. Further, the signal line Y m and are diametrically opposed to the signal line Y m, as shown in FIG. 1 (C), signals to complement signals applied to the signal line Y m is applied. In the following description, each time, the signals Y m is not necessary to description, it is assumed that (reversed phase) signal as to complement the signal of Y m is added.

次に、実際の回路の動作を図2に基づいて説明する。まず、第1のサブパルスがそれぞれのX線に印加される。当然のことながら、これらのサブパルスはX線ごとに異なる。一方、Y線には、先に述べたように、パルスが最初にY、次にYというように順々に印加されてゆく。まず、パルスがYに印加されたときを考える。このとき、画素Z1,1に接続されている、アクティブ素子はOFF状態となる。すなわち、Yは電圧状態(V)であり、かつ は電圧状態でない(V)ので、PTFTとNTFTはインバータとして動作する状態になる。さらにインバータの入力XはVであるから、出力は反転してVとなる。次いで、Yに電圧が加わるのであるが、このとき、画素Z1,2には電圧のかかった状態となる。すなわち、インバータの入力XはVであるからである。そして、その後、XはVを保ったまま、YはV はVに信号が反転する。すると、PTFTとNTFTはインバータではなく、バッファーとして機能する。そして、このとき、XはVであるので、この回路は動作せず、したがって、液晶セルに蓄えられた電荷は保持される。その後、Xには、VあるいはVの信号が加えられるが、どちらの信号が加えられた場合であっても、この回路は動作しない。したがって、液晶セルに蓄えられた電荷は保持され続ける。この状態は、少なくとも、次にYがVに、 がVになるまで持続する。同様に、Z1,mもZ1,m+1もZ1,400も、電圧状態となる、その状態を持続することとなる。 Next, the actual operation of the circuit will be described with reference to FIG. First, a first sub-pulse is applied to each X-ray. Of course, these sub-pulses are different for each X-ray. On the other hand, as described above, pulses are sequentially applied to the Y line in the order of Y 1 and then Y 2 . First, consider the case where pulse is applied to Y 1. At this time, the active elements connected to the pixels Z 1 and 1 are turned off. That is, since Y 1 is in the voltage state (V H ) and Y 1 is not in the voltage state (V L ), PTFT and NTFT are in a state of operating as inverters. Further since the input X 1 of the inverter is V H, the output becomes V L inverted. Next, a voltage is applied to Y 2. At this time, the pixels Z 1 and 2 are in a state where voltage is applied. That is, the input X 1 of the inverter is because a V L. Thereafter, X 1 is keeping the V L, Y 2 is Y 2 signal is inverted V H to V L. Then, PTFT and NTFT function not as an inverter but as a buffer. At this time, since X 1 is V L , this circuit does not operate, and thus the charge stored in the liquid crystal cell is retained. Thereafter, a signal of V L or V H is applied to X 1 , but this circuit does not operate regardless of which signal is applied. Therefore, the electric charge stored in the liquid crystal cell continues to be retained. This state lasts at least until Y 1 is then V H and Y 1 is V L. Similarly, Z 1, m, Z 1, m + 1, and Z 1,400 are in a voltage state, and the state is maintained.

このようにして、パルスが順々に印加されてゆき、Yに印加された場合を考える。今、4つの画素Zn,m、Zn,m+1、Zn+1,m、Zn+1,m+1に注目しているとすれば、XおよびXn+1の第1のサブパルスのm番目および(m+1)番目に注目すればよい。XもXn+1もm番目はVなので、画素Zn,m、Zn+1,mは電圧(充電)状態になる。ついで、Ym+1にパルスが印加される。XもXn+1も(m+1)番目はVなので、この場合も画素Zn,m+1、Zn+1,m+1は充電状態となる。 In this way, it pulses Yuki is applied in sequence, consider the case where it is applied to the Y m. If we are now paying attention to the four pixels Z n, m , Z n, m + 1 , Z n + 1, m , Z n + 1, m + 1 , the m th and (m + 1) of the first sub-pulse of X n and X n + 1 Pay attention to the second. Since both Xn and Xn + 1 are the mth VL , the pixels Zn , m and Zn + 1, m are in the voltage (charge) state. A pulse is then applied to Y m + 1 . X n be X n + 1 is also the (m + 1) th is because V L, pixel Z n Again, m + 1, Z n + 1, m + 1 becomes charged.

次に、図では省略されているが、第2のサブパルスが来たものとする。このとき、XもXn+1もm番目および(m+1)番目がVならば、充電状態がなくならず、以上4つの画素は引き続き電圧状態を継続する。その後、第(h−1)のサブパルスまでは、4つの画素とも電圧状態が継続したものとする。 Next, although omitted in the figure, it is assumed that the second sub-pulse has come. At this time, if both Xn and Xn + 1 are m-th and (m + 1) -th VL , the charged state is not lost, and the above four pixels continue to be in the voltage state. Thereafter, it is assumed that the voltage state of all four pixels continues until the (h−1) th sub-pulse.

次に、サブパルスが進んで、第hのサブパルスが来たものとする。図では煩雑さを避けるためにm番目および(m+1)番目以外は省略した。このとき、XもXn+1もm番目はVなので、画素Zn,m、Zn+1,mは電圧状態を継続する。しかし、Xn+1には(m+1)番目がVであるので、画素Zn+1,mは電圧状態が継続するものの、画素Zn+1,m+1は、アクティブ素子の出力が電圧状態でなくなり、蓄えられていた電荷が放出され、電圧状態は中断される。 Next, it is assumed that the sub-pulse has advanced and the h-th sub-pulse has come. In the figure, except m-th and (m + 1) -th are omitted to avoid complexity. At this time, since both Xn and Xn + 1 are the mth VL , the pixels Zn , m and Zn + 1, m continue to be in the voltage state. However, since the X n + 1 is the (m + 1) th is V H, the pixel Z n + 1, m although voltage state continues, pixel Z n + 1, m + 1, the output of the active element is no longer voltage state, are stored The charge is released and the voltage state is interrupted.

さらに、第iのサブパルスが来たときには、Xの(m+1)番目はVとなったので、Zn,m+1の充電状態は解除される。以下、第jおよび第kのサブパルスにおいて、それぞれ、Xn+1、Xのm番目がVとなったので、画素Zn,m、Zn+1,mの充電状態がぞれぞれ、第k、第jのサブパルス中に中断される。このような過程を経ることによって、図2のV(Z)に示すように、各画素ごとに電圧状態の時間をデジタル的にコントロールできる。 Further, when the sub-pulses of the i has come, the X n (m + 1) -th so becomes V H, Z n, the state of charge of the m + 1 is canceled. Hereinafter, in the j-th and k-th sub-pulses, since the m-th of X n + 1 and X n becomes V H , the charging states of the pixels Z n, m and Z n + 1 and m are respectively , Interrupted during the jth subpulse. Through this process, the voltage state time can be digitally controlled for each pixel as shown by V (Z) in FIG.

このような動作を繰り返すことにより、各画素に加わる電圧パルスの幅を図1(a)のように任意に制御することができる。   By repeating such an operation, the width of the voltage pulse applied to each pixel can be arbitrarily controlled as shown in FIG.

以上の説明から明らかなように、参考発明を実施するにあたっては、上記のようなサブパルスは、明確に定義できるパルス状のものでなければならないわけではない。説明を簡単にするために、サブパルスという概念を持ち出したが、特に、サブパルスとサブパルスの間が明確でなく、信号としては、ほとんど境界のないものであっても、参考発明を実施できることはあきらかである。さらに、説明をわかりやすくするために、信号のゼロレベルと電圧レベルを明確にしたが、これは、液晶あるいはTFTのしきい値電圧以下であるか、以上であるかという問題だけであるので、絶対にゼロである必要はない。また、電圧とは任意の点の電位を基準とした相対的な物理量であるので、以上の例において、パルスは逆の極性を持つものであっても、構わないことは明らかであろう。さらに、画素の対向電極に適当なオフセット電圧を加えても構わない。また、以上の例では、画面は1行づつ順に走査されていったが、最初にY1,3,5,...というように走査し、その後、Y2,4,6,..というように走査する、いわゆる飛び越し走査法も可能であることは言うまでもない。 As is clear from the above description, in carrying out the reference invention , the sub-pulses as described above do not have to be clearly pulsed. In order to simplify the explanation, the concept of sub-pulses has been introduced. In particular, it is obvious that the reference invention can be implemented even if the signal between the sub-pulses is not clear and the signal has almost no boundary. is there. Furthermore, in order to make the explanation easy to understand, the zero level and the voltage level of the signal have been clarified, but this is only a problem whether it is below or above the threshold voltage of the liquid crystal or TFT. It need not be zero. In addition, since the voltage is a relative physical quantity based on the potential at an arbitrary point, it is obvious that the pulse may have an opposite polarity in the above example. Furthermore, an appropriate offset voltage may be applied to the counter electrode of the pixel. Further, in the above example, although the screen were being scanned line by line in order, first Y 1, Y 3, Y 5 ,. . . Scans and so, then, Y 2, Y 4, Y 6 ,. . It goes without saying that so-called interlaced scanning is also possible.

本発明の保護回路は、図10に示されるように、周辺の駆動回路と画素のあいだに設けられ、図11と図12で示されるような回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかかるとON状態となり、電圧を取り去る作用を有する。これらの保護回路は、シリコンのようなドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、ITOのような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を用いて構成される。したがって、画素の回路を形成するときに同時に形成することが可能である。
参考発明では、従来のアナログ方式の階調表示に対し、デジタル方式の階調表示を行うことを特徴としている。その効果として、例えば640×400ドットの画素数を有する液晶電気光学装置を想定したばあい、合計256,000個のTFTすべての特性をばらつき無く作製することは、非常に困難を有し、現実的には量産性、歩留りを考慮すると、16階調表示が限界と考えられているのに対し、参考発明のように、全くアナログ的な信号を加えることなく純粋にデジタル制御のみで階調表示することにより、256階調表示以上の階調表示が可能となった。完全なデジタル表示であるので、TFTの特性ばらつきによる階調の曖昧さは全くなくなり、したがって、TFTのばらつきが少々あっても、極めて均質な階調表示が可能であった。したがって、従来はばらつきの少ないTFTを得るために極めて歩留りが悪かったのに対し、参考発明によって、TFTの歩留りがさほど問題とされなくなったため、液晶装置の歩留りは向上し、作製コストも著しく抑えることができた。
The protection circuit of the present invention is a circuit as shown in FIGS. 11 and 12, which is provided between a peripheral driving circuit and a pixel, as shown in FIG. In any case, when an excessive voltage is applied to the wiring of the pixel, it is turned on and has an action of removing the voltage. These protection circuits are configured using a doped or undoped semiconductor material such as silicon, a transparent conductive material such as ITO, or a normal wiring material. Therefore, it can be formed simultaneously with the formation of the pixel circuit.
The reference invention is characterized in that digital gradation display is performed in contrast to the conventional analog gradation display. As an effect, for example, when a liquid crystal electro-optical device having a pixel number of 640 × 400 dots is assumed, it is very difficult to produce the characteristics of all 256,000 TFTs without variation. In terms of mass productivity and yield, 16 gradation display is considered to be the limit, but as in the reference invention , gradation display is purely digitally controlled without adding any analog signal. By doing so, gradation display of 256 gradation display or more is possible. Since the display is a complete digital display, there is no ambiguity in gradation due to variations in TFT characteristics. Therefore, even with slight variations in TFT, extremely uniform gradation display is possible. Therefore, in the past, the yield was extremely poor in order to obtain TFTs with little variation, but the yield of TFTs was not so much a problem with the reference invention , so the yield of liquid crystal devices was improved and the manufacturing cost was remarkably suppressed. I was able to.

例えば640×400ドットの256,000組のTFTを300mm角に作成した液晶電気光学装置に対し通常のアナログ的な階調表示を行った場合、TFTの特性ばらつきが約±10%存在するために、16階調表示が限界であった。しかしながら、参考発明によるデジタル階調表示をおこなった場合、TFT素子の特性ばらつきの影響を受けにくいために、256階調表示まで可能になりカラー表示ではなんと16,777,216色の多彩であり微妙な色彩の表示が実現できている。テレビ映像の様なソフトを映す場合、例えば同一色からなる『岩』でもその微細な窪み等から微妙に色合いが異なる。自然の色彩に近い表示を行おうとした場合、16階調では困難を要する。参考発明による階調表示によって、これらの微細な色調の変化を付けることが可能になった。 For example, when a normal analog gradation display is performed on a liquid crystal electro-optical device in which 256,000 TFTs of 640 × 400 dots are formed in a 300 mm square, there is about ± 10% variation in TFT characteristics. 16 gradation display was the limit. However, when the digital gradation display according to the reference invention is performed, it is difficult to be affected by variations in characteristics of the TFT elements, so that it is possible to display up to 256 gradations, and the color display has a wide variety of 16,777 and 216 colors. Display of various colors. When projecting software such as television images, for example, even the “rock” of the same color has a slightly different hue due to its fine depressions. When a display close to natural colors is to be displayed, difficulty is required with 16 gradations. The gradation display according to the reference invention makes it possible to add these minute color tone changes.

本発明の実施例では、シリコンを用いたTFTを中心に説明を加えたが、ゲルマニウムを用いたTFTも同様に使用できる。とくに、単結晶ゲルマニウムの電子移動度は3600cm/Vs、ホール移動度は1800cm/Vsと、単結晶シリコンの値(電子移動度で1350cm/Vs、ホール移動度で480cm/Vs)の特性を上回っているため、高速動作が要求される参考発明を実行する上で極めて優れた材料である。また、ゲルマニウムは非晶質状態から結晶状態へ遷移する温度がシリコンに比べて低く、低温プロセスに向いている。また、結晶成長の際の核発生率が小さく、したがって、一般に、多結晶成長させた場合には大きな結晶が得られる。このようにゲルマニウムはシリコンと比べても遜色のない特性を有している。 In the embodiments of the present invention, the description has been made with a focus on TFTs using silicon, but TFTs using germanium can be used as well. In particular, the electron mobility of the single crystal germanium 3600 cm 2 / Vs, the Hall mobility and 1800 cm 2 / Vs, the single crystal silicon value of (1350 cm 2 / Vs in electron mobility, 480 cm 2 / Vs in hole mobility) Since it exceeds the characteristics, it is an extremely excellent material for carrying out the reference invention that requires high-speed operation. Further, germanium has a lower transition temperature from an amorphous state to a crystalline state than silicon, and is suitable for a low temperature process. In addition, the nucleation rate during crystal growth is small, so that generally large crystals can be obtained when polycrystalline growth is performed. Thus, germanium has characteristics comparable to silicon.

本発明の技術思想を説明するために、主として液晶を用いた電気光学装置、特に表示装置を例として説明を加えたが、本発明の思想を適用するには、なにも表示装置である必要はなく、いわゆるプロジェクション型テレビやその他の光スイッチ、光シャッターであってもよい。さらに、電気光学材料も液晶に限らず、電界、電圧等の電気的な影響を受けて光学的な特性の変わるものであれば、本発明を適用できることは明らかであろう。   In order to explain the technical idea of the present invention, an electro-optical device using liquid crystal, particularly a display device, has been described as an example, but in order to apply the idea of the present invention, it is necessary to be a display device. It may be a so-called projection television, other optical switch, or optical shutter. Furthermore, the electro-optic material is not limited to liquid crystal, and it will be apparent that the present invention can be applied to any material whose optical characteristics change due to electric influences such as electric field and voltage.

本実施例では図4に示すような回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレビを作製したので、その説明を行う。またその際のTFTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとした。   In this embodiment, a wall-mounted television is manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. The TFT at that time was polycrystalline silicon using laser annealing.

この回路構成に対応する実際の電極等の配置構成を1つの画素について、図5に示している。まず、本実施例で使用する液晶パネルの作製方法を図6を使用して説明する。図6(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100〜300nm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150℃、出力400〜800W、圧力0.5Paとした。タ−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3〜10nm/分であった。   An arrangement configuration of actual electrodes and the like corresponding to this circuit configuration is shown in FIG. 5 for one pixel. First, a method for manufacturing a liquid crystal panel used in this embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 6A, a silicon oxide film as a blocking layer 51 is formed on a glass 50 such as quartz glass that can withstand heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C., using a magnetron RF (radio frequency) sputtering method. Fabricate to a thickness of ~ 300 nm. The process conditions were an oxygen 100% atmosphere, a film forming temperature of 150 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target was 3 to 10 nm / min.

この上にシリコン膜をプラズマCVD法により珪素膜52を作製した。成膜温度は250℃〜350℃で行い本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH)を用いた。モノシラン(SiH)に限らず、ジシラン(Si)またトリシラン(Si)を用いてもよい。これらをPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.02〜0.10W/cmが適当であり、本実施例では0.055W/cmを用いた。また、モノシラン(SiH)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速度は約12nm/分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を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。またTFTのチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いても良く、以下にその方法を簡単に述べる。 A silicon film 52 was formed on the silicon film by plasma CVD. The film forming temperature was 250 ° C. to 350 ° C. and 320 ° C. in this example, and monosilane (SiH 4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ) but also disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, 0.02-0.10 W / cm 2 is appropriate for the high-frequency power, and 0.055 W / cm 2 was used in this example. The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was 20 SCCM, and the film formation rate at that time was about 12 nm / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same, boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane. . Further, not only this plasma CVD but also sputtering or low pressure CVD may be used for forming a silicon layer which becomes a channel region of the TFT, and the method will be briefly described below.

スパッタ法で行う場合、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−ゲットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであった。 When the sputtering method was used, the back pressure before sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, single crystal silicon was used as a target, and the atmosphere was mixed with 20 to 80% of hydrogen in argon. For example, 20% argon and 80% hydrogen. The film forming temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputtering output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも100〜200℃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5〜25nm/分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を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。 When forming by a low pressure vapor phase method, disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) is supplied to a CVD apparatus at 450 to 550 ° C., for example, 530 ° C., which is 100 to 200 ° C. lower than the crystallization temperature. A film was formed. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The film formation rate was 5 to 25 nm / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same, boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane. .

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。結晶化を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm−3以下、好ましくは1×1019cm−3以下とすることが望ましいが、少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなければならない。水素は4×1020cm−3であり、珪素4×1022cm−3として比較すると1原子%であった。 The film formed by these methods preferably has oxygen of 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, it is desirable that the oxygen concentration be 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less. This concentration was selected because the current increases. If this oxygen concentration is high, crystallization is difficult and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen was 4 × 10 20 cm −3 , which was 1 atomic% as compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 .

また、ソ−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1×1019cm−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5×1020〜5×1021cm−3となるように添加してもよい。上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を50〜500nm、本実施例では100nmの厚さに成膜した。 Further, in order to further promote crystallization with respect to the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less, and the channel forming region of the TFT constituting the pixel Oxygen may be added only to 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 by ion implantation. By the above method, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 50 to 500 nm, in this embodiment, 100 nm.

その後、フォトレジスト53をマスクP1を用いてソース・ドレイン領域のみ開孔したパターンを形成した。その上に、プラズマCVD法によりn型の活性層となる珪素膜54を作製した。成膜温度は250℃〜350℃でおこない、本実施例では320℃とし、モノシラン(SiH)とモノシランベースのフォスフィン(PH)3%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内5Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.20W/cmが適当であり、本実施例では0.120W/cmを用いた。 Thereafter, a pattern in which only the source / drain regions were opened using the photoresist 53 using the mask P1 was formed. A silicon film 54 to be an n-type active layer was formed thereon by plasma CVD. The film forming temperature was 250 ° C. to 350 ° C., and in this example, 320 ° C., and monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based phosphine (PH 3 ) 3% concentration were used. These were introduced into the PCVD apparatus at a pressure of 5 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2.

この方法によって出来上がったn型シリコン層の比導電率は2×10−1〔Ωcm−1〕程度となった。膜厚は5nmとした。こうして、図6(A)を得た。その後リフトオフ法を用いて、レジスト53を除去し、ソース・ドレイン領域55、56を形成した。 The specific conductivity of the n-type silicon layer completed by this method was about 2 × 10 −1 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 5 nm. In this way, FIG. 6 (A) was obtained. Thereafter, using a lift-off method, the resist 53 was removed, and source / drain regions 55 and 56 were formed.

同様のプロセスを用いて、p型の活性層を形成した。その際の導入ガスは、モノシラン(SiH)とモノシランベースのジボラン(B)5%濃度のものを用いた。これらをPCVD装置内に4Paの圧力でに導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.05〜0.20W/cmが適当であり、本実施例では0.120W/cmを用いた。この方法によって出来上がったp型シリコン層の比導電率は5×10−2〔Ωcm−1〕程度となった。膜厚は5nmとした。こうして、図6(B)を得た。その後N型領域と同様にリフトオフ法を用いて、ソース・ドレイン領域59、60を形成した。その後、マスクP3を用いて珪素膜52をエッチング除去し、Nチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域63とPチャネル型薄膜トランジスタ用アイランド領域64を形成した。 A p-type active layer was formed using the same process. The introduction gas used here was monosilane (SiH 4 ) and monosilane-based diborane (B 2 H 6 ) having a concentration of 5%. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 4 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, the high-frequency power is suitably 0.05~0.20W / cm 2, in this embodiment using 0.120W / cm 2. The specific conductivity of the p-type silicon layer completed by this method was about 5 × 10 −2 [Ωcm −1 ]. The film thickness was 5 nm. Thus, FIG. 6B was obtained. Thereafter, source / drain regions 59 and 60 were formed by using a lift-off method in the same manner as the N-type region. Thereafter, the silicon film 52 was removed by etching using the mask P3 to form an N-channel thin film transistor island region 63 and a P-channel thin film transistor island region 64.

その後、図6(C)に示すように、XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャネル領域をレーザーアニールすると同時に、活性層にレーザードーピングを行なった。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネルギーが130mJ/cmで、膜厚全体が溶融するには220mJ/cmが必要となる。しかし、最初から220mJ/cm以上のエネルギーを照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本実施例では最初150mJ/cmで水素の追い出しを行なった後、230mJ/cmで結晶化をおこなった。 Thereafter, as shown in FIG. 6C, the source / drain / channel regions were laser-annealed using a XeCl excimer laser, and at the same time, the active layer was laser-doped. The laser energy at this time has a threshold energy of 130 mJ / cm 2 , and 220 mJ / cm 2 is required to melt the entire film thickness. However, when energy of 220 mJ / cm 2 or more is irradiated from the beginning, hydrogen contained in the film is suddenly released, so that the film is destroyed. For this reason, it is necessary to melt after first expelling hydrogen with low energy. After performing the flush hydrogen in the first 150 mJ / cm 2 in the present embodiment was subjected to crystallization at 230 mJ / cm 2.

この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として50〜200nm例えば100nm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。   A silicon oxide film was formed thereon as a gate insulating film to a thickness of 50 to 200 nm, for example 100 nm. This was performed under the same conditions as the production of the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix sodium ions.

この後、この上側にリンが1〜5×1021cm−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4のフォトマスクP4にてパタ−ニングして図6(D)を得た。NTFT用のゲイト電極66、PTFT用のゲイト電極67を形成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極としてリンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成した。同時に、図7(D’)に示すように、ゲイト配線65とそれに並行して配置された配線68もパターニングした。 Thereafter, a silicon film having a phosphorus concentration of 1 to 5 × 10 21 cm −3 on the upper side or a multilayer of this silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or WSi 2 thereon. A film was formed. This was patterned with a fourth photomask P4 to obtain FIG. 6D. A gate electrode 66 for NTFT and a gate electrode 67 for PTFT were formed. For example, the channel length was 7 μm, the gate electrode was formed with a thickness of 0.2 μm of phosphorus-silicon, and molybdenum was formed thereon with a thickness of 0.3 μm. At the same time, as shown in FIG. 7D ′, the gate wiring 65 and the wiring 68 arranged in parallel therewith were also patterned.

また、ゲート電極材料としては、上記材料以外に、例えばアルミニウム(Al)も使用することができる。アルミニウムを用いた場合、これを第4のフォトマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げることができる。 In addition to the above materials, for example, aluminum (Al) can also be used as the gate electrode material. When aluminum is used, after patterning with a fourth photomask P4, the surface is anodized so that the self-line method can be applied. Therefore, the source / drain contact holes are closer to the gate. Since it can be formed at a position, the TFT characteristics can be further improved from the reduction of mobility and threshold voltage.

かくすると、400℃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、画面の液晶表示装置にきわめて適したプロセスであるといえる。 In this way, a C / TFT can be produced without applying temperature in all steps to 400 ° C. or higher. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as the substrate material, and it can be said that the process is extremely suitable for a large- screen liquid crystal display device.

図6(E)において、層間絶縁物69を前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行った。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、第5のフォトマスクP5を用いて電極用の窓79を形成した。その後、さらに、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにスパッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いてリ−ド74およびコンタクト73、75を作製した。こうして、図6(E)と図7(E’)を得た。その後、表面を平坦化用有機樹脂77、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第7のフォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にITO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素電極71を形成した。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−ルにより成就した。こうして、図6(F)と図7(F’)を得た。図7(F’)のA−A’の断面図を図7(G)に示す。実際には、この上に液晶材料をはさんで、対向電極が設けられ、図に示すように対向電極と電極71の間に静電容量が生じる。それと同時に配線68と電極71との間にも静電容量が生じる。そして、配線68を対向電極と同電位に保つことによって、図4に示したように、液晶画素に並列に容量が挿入された回路を構成することとなる。特に本実施例のように配置することによって、配線68はゲイト配線65と並行であるので、2配線間の寄生容量が少なく、したがって、ゲイト配線を伝播する信号の減衰や遅延を減らす効果がある。   In FIG. 6E, an interlayer insulator 69 is formed as a silicon oxide film by the sputtering method described above. The silicon oxide film may be formed by LPCVD, photo CVD, or atmospheric pressure CVD. For example, the electrode window 79 is formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and then the electrode window 79 is formed using the fifth photomask P5. Thereafter, aluminum was formed on the whole by sputtering to a thickness of 0.3 μm, and leads 74 and contacts 73 and 75 were produced using a sixth photomask P6. In this way, FIG. 6E and FIG. 7E 'were obtained. After that, the surface was coated and formed with an organic resin 77 for planarization, for example, a light-transmitting polyimide resin, and electrode drilling was performed again with the seventh photomask P7. Further, ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm on all of these by sputtering, and a pixel electrode 71 was formed using an eighth photomask P8. This ITO was formed at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 400 ° C. or annealing in the atmosphere. In this way, FIG. 6F and FIG. 7F 'were obtained. A cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 7F ′ is illustrated in FIG. Actually, a counter electrode is provided on the liquid crystal material, and a capacitance is generated between the counter electrode and the electrode 71 as shown in the figure. At the same time, a capacitance is generated between the wiring 68 and the electrode 71. Then, by maintaining the wiring 68 at the same potential as the counter electrode, a circuit in which a capacitor is inserted in parallel with the liquid crystal pixel is formed as shown in FIG. Particularly, the wiring 68 is parallel to the gate wiring 65 by arranging as in this embodiment, so that the parasitic capacitance between the two wirings is small, and therefore, there is an effect of reducing the attenuation and delay of the signal propagating through the gate wiring. .

また、このようにして形成された配線68は、接地して使用される場合には、各マトリクスの終端に設けられる保護回路の接地線として使用できる。保護回路は、図10に示されるように、周辺の駆動回路と画素のあいだに設けられ、図11と図12で示されるような回路をいう。いずれも画素の配線に過大な電圧がかかるとON状態となり、電圧を取り去る作用を有する。これらの保護回路は、シリコンのようなドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、ITOのような透明導電材料、あるいは通常の配線材料を用いて構成される。したがって、画素の回路を形成するときに同時に形成することが可能である。   Further, when the wiring 68 formed in this way is used while being grounded, it can be used as a grounding line for a protection circuit provided at the end of each matrix. As shown in FIG. 10, the protection circuit is provided between a peripheral driving circuit and a pixel, and means a circuit as shown in FIGS. In any case, when an excessive voltage is applied to the wiring of the pixel, it is turned on and has an action of removing the voltage. These protection circuits are configured using a doped or undoped semiconductor material such as silicon, a transparent conductive material such as ITO, or a normal wiring material. Therefore, it can be formed simultaneously with the formation of the pixel circuit.

このことは、例えば、図11の各保護回路が、NTFTやPTFT、あるいはそれらをあわせたC/TFTで構成されていることから明らかであろう。また、図12の保護回路はTFTは使用されないが、ダイオードは、例えばPIN接合によって構成され、また、特にツェナー特性を重視するダイオードはNIN、PIP、あるいはNPN、PNPといった構造を有し、いちいち説明するまでもなく、本実施例で示した作製方法を援用することによって作製されうることは自明である。   This will be apparent from, for example, that each protection circuit in FIG. 11 is composed of NTFT, PTFT, or a C / TFT combining them. In the protection circuit of FIG. 12, TFTs are not used, but the diodes are configured by, for example, PIN junctions, and diodes that place particular emphasis on zener characteristics have a structure such as NIN, PIP, or NPN, PNP. Needless to say, it is obvious that it can be manufactured by using the manufacturing method shown in this embodiment.

さて、以上のようにして得られたTFTの電気的な特性はPTFTで移動度は40(cm/Vs)、Vthは−5.9(V)で、NTFTで移動度は80(cm/Vs)、Vthは5.0(V)であった。 The electrical characteristics of the TFT obtained as described above are PTFT, the mobility is 40 (cm 2 / Vs), Vth is −5.9 (V), and the NTFT is 80 (cm 2). / Vs) and Vth were 5.0 (V).

上記の様な方法に従って作製された液晶電気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。この液晶表示装置の電極等の配置の様子を図5に示している。参考発明によるインバータを構成するTFTが信号線Y の間、およびY の間に、信号線X、Xに平行に設けられている。このようなマトリクス構成左右、上下に繰り返すことにより、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。本実施例では1920×400とした。この様にして第1の基板を得た。 One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to the above method could be obtained. FIG. 5 shows the arrangement of electrodes and the like of this liquid crystal display device. During TFT constituting the inverter according to the reference invention of the signal lines Y 1 and Y 1, and between Y 2 and Y 2, are provided in parallel to the signal lines X 1, X 2. By repeating such a matrix configuration left and right and up and down, a liquid crystal display device with large pixels of 640 × 480 and 1280 × 960 can be obtained. In this embodiment, it is 1920 × 400. In this way, a first substrate was obtained.

他方の基板の作製方法を図8に示す。ガラス基板上にポリイミドに黒色顔料を混合したポリイミド樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、第9のフォトマスクP9を用いてブラックストライプ81を作製した。その後、赤色顔料を混合したポリイミド樹脂をスピンコート法を用いて1μmの厚みに成膜し、第10のフォトマスクP10を用いて赤色フィルター83を作製した。同様にしてマスクP11、P12を使用し、緑色フィルター85および青色フィルター86を作製した。これらの作製中各フィルターは350℃にて窒素中で60分の焼成を行なった。その後、やはりスピンコート法を用いて、レベリング層89を透明ポリイミドを用いて作製した。   A method for manufacturing the other substrate is shown in FIGS. A polyimide resin in which a black pigment is mixed with polyimide was formed on a glass substrate to a thickness of 1 μm by using a spin coating method, and a black stripe 81 was formed using a ninth photomask P9. Thereafter, a polyimide resin mixed with a red pigment was formed into a thickness of 1 μm by using a spin coating method, and a red filter 83 was manufactured using a tenth photomask P10. Similarly, the green filter 85 and the blue filter 86 were produced using the masks P11 and P12. During the production, each filter was baked in nitrogen at 350 ° C. for 60 minutes. Thereafter, the leveling layer 89 was formed using transparent polyimide, also using the spin coating method.

その後、これら全体にITO(インジューム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成し第10のフォトマスクP10を用いて共通電極90を形成した。このITOは室温〜150℃で成膜し、200〜300℃の酸素または大気中のアニ−ルにより成就し、第2の基板を得た。   Thereafter, ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm on all of them by a sputtering method, and a common electrode 90 was formed using a tenth photomask P10. This ITO was formed into a film at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 300 ° C. or annealing in the atmosphere to obtain a second substrate.

前記基板上に、オフセット法を用いて、ポリイミド前駆体を印刷し、非酸化性雰囲気たとえば窒素中にて350℃1時間焼成を行った。その後、公知のラビング法を用いて、ポリイミド表面を改質し、少なくとも初期において、液晶分子を一定方向に配向させる手段を設けた。   A polyimide precursor was printed on the substrate using an offset method, and baked at 350 ° C. for 1 hour in a non-oxidizing atmosphere such as nitrogen. Thereafter, a known rubbing method was used to modify the polyimide surface, and at least initially, means for aligning liquid crystal molecules in a certain direction was provided.

その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷陰極管を3本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させた。従来のCRT方式のテレビと比べて、平面形状の装置となったために、壁等に設置することも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図1、図2に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加することにより確認された。   Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A TAB-shaped drive IC and a PCB having a common signal and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was attached to the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device. This was connected to a rear illuminator with three cold-cathode tubes and a tuner for receiving TV radio waves to complete a wall-mounted TV. Compared to a conventional CRT television, it is a flat device, so it can be installed on a wall or the like. The operation of this liquid crystal television was confirmed by applying a signal substantially equivalent to that shown in FIGS. 1 and 2 to the liquid crystal pixels.

参考例Reference example

参考例では図4に示すような回路構成を用いた液晶表示装置を用いて、壁掛けテレビを作製したので、その説明を行う。またその際のTFTは、レーザーアニールを用いた多結晶シリコンとした。 In the reference example , a wall-mounted television is manufactured using a liquid crystal display device having a circuit configuration as shown in FIG. The TFT at that time was polycrystalline silicon using laser annealing.

以下では、TFT部分の作製方法について図9にしたがって記述する。図9(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100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101としての酸化珪素膜を100〜300nm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−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3〜10nm/分であった。   Hereinafter, a method for manufacturing the TFT portion will be described with reference to FIG. In FIG. 9A, a silicon oxide film 100 as a blocking layer 101 is formed on a glass 100 such as quartz glass that can withstand heat treatment at an inexpensive temperature of 700 ° C. or less, for example, about 600 ° C., using a magnetron RF (radio frequency) sputtering method. Fabricate to a thickness of ~ 300 nm. The process conditions were an oxygen 100% atmosphere, a film forming temperature of 15 ° C., an output of 400 to 800 W, and a pressure of 0.5 Pa. The deposition rate using quartz or single crystal silicon as the target was 3 to 10 nm / min.

この上にシリコン膜をプラズマCVD法により珪素膜102を作製した。成膜温度は250℃〜350℃で行い本参考例では320℃とし、モノシラン(SiH)を用いた。モノシラン(SiH)に限らず、ジシラン(Si)またトリシラン(Si)を用いてもよい。これらをPCVD装置内に3Paの圧力で導入し、13.56MHzの高周波電力を加えて成膜した。この際、高周波電力は0.02〜0.10W/cmが適当であり、本参考例では0.055W/cmを用いた。また、モノシラン(SiH)の流量は20SCCMとし、その時の成膜速度は約12nm/分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を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。またTFTのチャネル領域となるシリコン層の成膜にはこのプラズマCVDだけでなく、スパッタ法、減圧CVD法を用いても良く、以下にその方法を簡単に述べる。 A silicon film 102 was formed on the silicon film by plasma CVD. The film forming temperature was 250 ° C. to 350 ° C., 320 ° C. in this reference example , and monosilane (SiH 4 ) was used. Not only monosilane (SiH 4 ) but also disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) may be used. These were introduced into a PCVD apparatus at a pressure of 3 Pa, and a high frequency power of 13.56 MHz was applied to form a film. At this time, 0.02-0.10 W / cm 2 is appropriate for the high-frequency power, and 0.055 W / cm 2 was used in this reference example . The flow rate of monosilane (SiH 4 ) was 20 SCCM, and the film formation rate at that time was about 12 nm / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same, boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane. . Further, not only this plasma CVD but also sputtering or low pressure CVD may be used for forming a silicon layer which becomes a channel region of the TFT, and the method will be briefly described below.

スパッタ法で行う場合、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−ゲットとして、アルゴンに水素を20〜80%混入した雰囲気で行った。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度は150℃、周波数は13.56MHz、スパッタ出力は400〜800W、圧力は0.5Paであった。 When the sputtering method was used, the back pressure before sputtering was set to 1 × 10 −5 Pa or less, single crystal silicon was used as a target, and the atmosphere was mixed with 20 to 80% of hydrogen in argon. For example, 20% argon and 80% hydrogen. The film forming temperature was 150 ° C., the frequency was 13.56 MHz, the sputtering output was 400 to 800 W, and the pressure was 0.5 Pa.

減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも100〜200℃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5〜25nm/分であった。PTFTとNTFTとのスレッシュホ−ルド電圧(Vth)を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。 When forming by a low pressure vapor phase method, disilane (Si 2 H 6 ) or trisilane (Si 3 H 8 ) is supplied to a CVD apparatus at 450 to 550 ° C., for example, 530 ° C., which is 100 to 200 ° C. lower than the crystallization temperature. A film was formed. The pressure in the reactor was 30 to 300 Pa. The film formation rate was 5 to 25 nm / min. In order to control the threshold voltage (Vth) of PTFT and NTFT to be approximately the same, boron may be added during film formation at a concentration of 1 × 10 15 to 1 × 10 18 cm −3 using diborane. .

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。結晶化を助長させるためには、酸素濃度を7×1019cm−3以下、好ましくは1×1019cm−3以下とすることが望ましいが、少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリ−ク電流が増加してしまうため、この濃度を選択した。この酸素濃度が高いと、結晶化させにくく、レーザーアニ−ル温度を高くまたはレーザーアニ−ル時間を長くしなければならない。水素は4×1020cm−3であり、珪素4×1022cm−3として比較すると1原子%であった。 The film formed by these methods preferably has oxygen of 5 × 10 21 cm −3 or less. In order to promote crystallization, it is desirable that the oxygen concentration be 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less. This concentration was selected because the current increases. If this oxygen concentration is high, crystallization is difficult and the laser annealing temperature must be increased or the laser annealing time must be increased. Hydrogen was 4 × 10 20 cm −3 , which was 1 atomic% as compared with silicon 4 × 10 22 cm −3 .

また、ソ−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1×1019cm−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5×1020〜5×1021cm−3となるように添加してもよい。上記方法によって、アモルファス状態の珪素膜を50〜500nm、本参考例では100nmの厚さに成膜した。 Further, in order to further promote crystallization with respect to the source and the drain, the oxygen concentration is set to 7 × 10 19 cm −3 or less, preferably 1 × 10 19 cm −3 or less, and the channel forming region of the TFT constituting the pixel Oxygen may be added only to 5 × 10 20 to 5 × 10 21 cm −3 by ion implantation. By the above method, an amorphous silicon film was formed to a thickness of 50 to 500 nm, in this reference example , 100 nm.

その後、フォトレジスト103をマスクP1を用いてNTFTのソース・ドレイン領域となるべき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジスト103をマスクとして、リンイオンをイオン注入法により、2×1014〜5×1016cm−2、好ましくは2×1016cm−2だけ、注入し、n型不純物領域104を形成した。その後、レジスト103は除去された。 Thereafter, a pattern was formed in which the photoresist 103 was opened only in the regions to be the source / drain regions of the NTFT using the mask P1. Then, by using the resist 103 as a mask, phosphorus ions are implanted by 2 × 10 14 to 5 × 10 16 cm −2 , preferably 2 × 10 16 cm −2 by ion implantation to form the n-type impurity region 104. . Thereafter, the resist 103 was removed.

同様に、レジスト105を塗布し、マスクP2を用いて、PTFTのソース・ドレイン領域となるべき領域のみ開孔したパターンを形成した。そして、レジスト105をマスクとして、p型の不純物領域106を形成した。不純物としては、ホウソを用い、やはりイオン注入法を用いて、2×1014〜5×1016cm−2、好ましくは2×1016cm−2だけ、不純物を導入した。このようにして図9(B)を得た。 Similarly, a resist 105 was applied, and a pattern was formed in which only the regions to be the source / drain regions of the PTFT were opened using the mask P2. Then, a p-type impurity region 106 was formed using the resist 105 as a mask. As the impurity, boron was used, and the impurity was introduced by 2 × 10 14 to 5 × 10 16 cm −2 , preferably 2 × 10 16 cm −2 , also using the ion implantation method. In this way , FIG. 9B was obtained.

その後、珪素膜102上に、厚さ50〜300nm、例えば、100nmの酸化珪素被膜107を、上記のRFスパッタ法によって形成した。そして、XeClエキシマレーザーを用いて、ソース・ドレイン・チャネル領域をレーザーアニールによって、結晶化・活性化した。この時のレーザーエネルギーは、閾値エネルギーが130mJ/cmで、膜厚全体が溶融するには220mJ/cmが必要となる。しかし、最初から220mJ/cm以上のエネルギーを照射すると、膜中に含まれる水素が急激に放出されるために、膜の破壊が起きる。そのために低エネルギーで最初に水素を追い出した後に溶融させる必要がある。本参考例では最初150mJ/cmで水素の追い出しを行なった後、230mJ/cmで結晶化をおこなった。さらに、レーザーアニール終了後は酸化珪素膜107は取り去った。 Thereafter, a silicon oxide film 107 having a thickness of 50 to 300 nm, for example, 100 nm was formed on the silicon film 102 by the above-described RF sputtering method. Then, using a XeCl excimer laser, the source / drain / channel regions were crystallized and activated by laser annealing. The laser energy at this time has a threshold energy of 130 mJ / cm 2 , and 220 mJ / cm 2 is required to melt the entire film thickness. However, when energy of 220 mJ / cm 2 or more is irradiated from the beginning, hydrogen contained in the film is suddenly released, so that the film is destroyed. For this reason, it is necessary to melt after first expelling hydrogen with low energy. After performing the flush hydrogen in the first 150 mJ / cm 2 In the present Example, it was subjected to crystallization at 230 mJ / cm 2. Further, the silicon oxide film 107 was removed after the laser annealing.

その後、フォトマスクP3によって、アイランド状のNTFT領域111とPTFT領域112を形成した。この上に酸化珪素膜108をゲイト絶縁膜として50〜200nm例えば100nm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。   Thereafter, island-shaped NTFT regions 111 and PTFT regions 112 were formed using a photomask P3. On this, a silicon oxide film 108 was formed as a gate insulating film to a thickness of 50 to 200 nm, for example, 100 nm. This was performed under the same conditions as the production of the silicon oxide film as the blocking layer. During the film formation, a small amount of fluorine may be added to fix sodium ions.

この後、この上側にリンが1〜5×1021cm−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4のフォトマスクP4にてパタ−ニングして図9(D)を得た。NTFT用のゲイト電極109、PTFT用のゲイト電極110を形成した。例えばチャネル長7μm、ゲイト電極としてリンド−プ珪素を0.2μm、その上にモリブデンを0.3μmの厚さに形成した。図には示されていないが、実施例1の場合と同様にゲイト配線とそれに平行な配線も形成した。 Thereafter, a silicon film having a phosphorus concentration of 1 to 5 × 10 21 cm −3 on the upper side or a multilayer of this silicon film and molybdenum (Mo), tungsten (W), MoSi 2 or WSi 2 thereon. A film was formed. This was patterned with a fourth photomask P4 to obtain FIG. 9D. A gate electrode 109 for NTFT and a gate electrode 110 for PTFT were formed. For example, the channel length was 7 μm, the gate electrode was formed with a thickness of 0.2 μm of phosphorus-silicon, and molybdenum was formed thereon with a thickness of 0.3 μm. Although not shown in the drawing, a gate wiring and a wiring parallel thereto are formed as in the case of the first embodiment.

この配線の材料としては、上記の材料以外にも、例えばアルミニウム(Al)を用いることも可能である。アルミニウムを用いた場合、これを第4のフォトマスクP4にてパタ−ニング後、その表面を陽極酸化することで、セルファライン工法が適用可能なため、ソース・ドレインのコンタクトホールをよりゲートに近い位置に形成することが出来るため、移動度、スレッシュホールド電圧の低減からさらにTFTの特性を上げることができる。   As a material for this wiring, for example, aluminum (Al) can be used in addition to the above materials. When aluminum is used, after patterning with a fourth photomask P4, the surface is anodized so that the self-line method can be applied. Therefore, the source / drain contact holes are closer to the gate. Since it can be formed at a position, the TFT characteristics can be further improved from the reduction of mobility and threshold voltage.

かくすると、400℃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、画面の液晶表示装置にきわめて適したプロセスであるといえる。 In this way, a C / TFT can be produced without applying temperature in all steps to 400 ° C. or higher. Therefore, it is not necessary to use an expensive substrate such as quartz as the substrate material, and it can be said that the process is extremely suitable for a large- screen liquid crystal display device.

図9(E)において、層間絶縁物113を前記したスパッタ法により酸化珪素膜の形成として行った。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、第5のフォトマスクP5を用いて電極用の窓117を形成した。その後、さらに、これら全体にアルミニウムを0.3μmの厚みにスパッタ法により形成し第6のフォトマスクP6を用いてリ−ド116およびコンタクト114、115を作製した後、表面を平坦化用有機樹脂119、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第7のフォトマスクP7にて行った。さらに、これら全体にITO(インジウム酸化錫)を0.1μmの厚みにスパッタ法により形成し第8のフォトマスクP8を用いて画素電極118を形成した。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−ルにより成就した。   In FIG. 9E, the interlayer insulator 113 is formed as a silicon oxide film by the sputtering method described above. The silicon oxide film may be formed by LPCVD, photo CVD, or atmospheric pressure CVD. For example, the electrode window 117 is formed to a thickness of 0.2 to 0.6 μm, and then the electrode window 117 is formed using the fifth photomask P5. Thereafter, aluminum is formed to a thickness of 0.3 μm on all of these by sputtering and the lead 116 and the contacts 114 and 115 are formed using the sixth photomask P6, and then the surface is made of an organic resin for flattening. 119, for example, a translucent polyimide resin was applied and formed, and electrode drilling was performed again with the seventh photomask P7. Further, ITO (indium tin oxide) was formed to a thickness of 0.1 μm on all of these by sputtering, and a pixel electrode 118 was formed using an eighth photomask P8. This ITO was formed at room temperature to 150 ° C., and was achieved by oxygen at 200 to 400 ° C. or annealing in the atmosphere.

得られたTFTの電気的な特性はPTFTで移動度は35(cm/Vs)、Vthは−5.9(V)で、NTFTで移動度は90(cm/Vs)、Vthは4.8(V)であった。 The TFT obtained has PTFT mobility of 35 (cm 2 / Vs), Vth of −5.9 (V), NTFT mobility of 90 (cm 2 / Vs), and Vth of 4 .8 (V).

上記の様な方法に従って作製された液晶電気光学装置用の一方の基板を得ることが出来た。他方の基板の作製方法は実施例1と同じであるので省略する。その後、前記第一の基板と第二の基板によって、ネマチック液晶組成物を挟持し、周囲をエポキシ性接着剤にて固定した。基板上のリードにTAB形状の駆動ICと共通信号、電位配線を有するPCBを接続し、外側に偏光板を貼り、透過型の液晶電気光学装置を得た。これと冷陰極管を3本配置した後部照明装置、テレビ電波を受信するチューナーを接続し、壁掛けテレビとして完成させた。従来のCRT方式のテレビと比べて、平面形状の装置となったために、壁等に設置することも出来るようになった。この液晶テレビの動作は図1、図2に示したものと、実質的に同等な信号を液晶画素に印加することにより確認された。   One substrate for a liquid crystal electro-optical device manufactured according to the above method could be obtained. The other substrate manufacturing method is the same as that of the first embodiment, and is therefore omitted. Thereafter, the nematic liquid crystal composition was sandwiched between the first substrate and the second substrate, and the periphery was fixed with an epoxy adhesive. A TAB-shaped drive IC and a PCB having a common signal and potential wiring were connected to leads on the substrate, and a polarizing plate was attached to the outside to obtain a transmissive liquid crystal electro-optical device. This was connected to a rear illuminator with three cold-cathode tubes and a tuner for receiving TV radio waves to complete a wall-mounted TV. Compared to a conventional CRT television, it is a flat device, so it can be installed on a wall or the like. The operation of this liquid crystal television was confirmed by applying a signal substantially equivalent to that shown in FIGS. 1 and 2 to the liquid crystal pixels.

動波形の例を示す。An example of a drive motion waveform. 動波形の例を示す。An example of a drive motion waveform. 晶の階調表示特性の例を示す。An example of a gradation display characteristics of the LCD. トリクス構成の例を示す。Shows an example of Ma Torikusu configuration. 子の平面構造を示す。Shows a planar structure of element. FTのプロセスを示す。Shows the process of T FT. FTのプロセスを示す。Shows the process of T FT. ラーフィルターの工程を示す。It shows the color filter of the process. FTのプロセスを示す。Shows the process of T FT. 護回路の接続例を示す。It shows a connection example of a protection circuit. 護回路の例を示す。Shows an example of the protection circuit. 護回路の例を示す。Shows an example of the protection circuit.

Claims (14)

第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のブラックストライプと、前記ブラックストライプ上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a black stripe on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the black stripe, and a leveling layer on the red filter, the green filter and the blue filter. And a common electrode on the leveling layer,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含む膜と、前記膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a film containing a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter, and the red filter, the green filter and the blue color on the film. A leveling layer on the filter, and a common electrode on the leveling layer,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含むポリイミド膜と、前記ポリイミド膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a polyimide film including a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the polyimide film, the red filter, the green filter, and Having a leveling layer on the blue filter and a common electrode on the leveling layer;
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のブラックストライプと、前記ブラックストライプ上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルターは、互いに重ならず、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a black stripe on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the black stripe, and a leveling layer on the red filter, the green filter and the blue filter. And a common electrode on the leveling layer,
The red filter, the green filter and the blue filter do not overlap each other,
The protective circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含む膜と、前記膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルターは、互いに重ならず、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a film containing a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter, and the red filter, the green filter and the blue color on the film. A leveling layer on the filter, and a common electrode on the leveling layer,
The red filter, the green filter and the blue filter do not overlap each other,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含むポリイミド膜と、前記ポリイミド膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルターは、互いに重ならず、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a polyimide film including a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the polyimide film, the red filter, the green filter, and Having a leveling layer on the blue filter and a common electrode on the leveling layer;
The red filter, the green filter and the blue filter do not overlap each other,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のブラックストライプと、前記ブラックストライプ上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のポリイミド膜でなるレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a black stripe on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the black stripe, and a polyimide film on the red filter, the green filter and the blue filter. And a common electrode on the leveling layer,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含む膜と、前記膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のポリイミド膜でなるレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a film containing a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter, and the red filter, the green filter and the blue color on the film. A leveling layer made of a polyimide film on the filter, and a common electrode on the leveling layer,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含むポリイミド膜と、前記ポリイミド膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のポリイミド膜でなるレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a polyimide film including a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the polyimide film, the red filter, the green filter, and A leveling layer made of a polyimide film on the blue filter, and a common electrode on the leveling layer,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のブラックストライプと、前記ブラックストライプ上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のポリイミド膜でなるレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルターは、互いに重ならず、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a black stripe on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the black stripe, and a polyimide film on the red filter, the green filter and the blue filter. And a common electrode on the leveling layer,
The red filter, the green filter and the blue filter do not overlap each other,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含む膜と、前記膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のポリイミド膜でなるレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルターは、互いに重ならず、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a film containing a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter, and the red filter, the green filter and the blue color on the film. A leveling layer made of a polyimide film on the filter, and a common electrode on the leveling layer,
The red filter, the green filter and the blue filter do not overlap each other,
The protection circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板に挟持された液晶とを有し、
前記第1の基板は、表示部と、前記表示部に電気的に接続された保護回路とを有し、
前記第2の基板は、ガラス基板と、前記ガラス基板上のパターニングされた黒色顔料を含むポリイミド膜と、前記ポリイミド膜上の赤色フィルター、緑色フィルター及び青色フィルターと、前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルター上のポリイミド膜でなるレベリング層と、前記レベリング層上の共通電極とを有し、
前記赤色フィルター、前記緑色フィルター及び前記青色フィルターは、互いに重ならず、
前記保護回路は、N型薄膜トランジスタと、P型薄膜トランジスタと、第1の抵抗と、第2の抵抗とを有し、ドーピングされた、あるいはドーピングされていない半導体材料や、透明導電材料、あるいは配線材料を用いて構成され、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方とゲートとは前記第1の抵抗を介して電気的に接続され、且つ前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの一方は前記第1の抵抗及び前記第2の抵抗を介して前記表示部に電気的に接続されており、
前記N型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方と前記P型薄膜トランジスタのソース及びドレインの他方とは電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
A first substrate; a second substrate; a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate;
The first substrate has a display unit and a protection circuit electrically connected to the display unit,
The second substrate includes a glass substrate, a polyimide film including a patterned black pigment on the glass substrate, a red filter, a green filter and a blue filter on the polyimide film, the red filter, the green filter, and A leveling layer made of a polyimide film on the blue filter, and a common electrode on the leveling layer,
The red filter, the green filter and the blue filter do not overlap each other,
The protective circuit includes an N-type thin film transistor, a P-type thin film transistor, a first resistor, and a second resistor, and is a semiconductor material that is doped or undoped, a transparent conductive material, or a wiring material Configured with
One of the source and drain of the N-type thin film transistor and the gate are electrically connected via the first resistor, and one of the source and drain of the N-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor ;
One of the source and drain of the P-type thin film transistor is electrically connected to the gate through the first resistor, and one of the source and drain of the P-type thin film transistor is connected to the first resistor and the second resistor. Electrically connected to the display unit via a resistor;
The other of the source and drain of the N-type thin film transistor and the other of the source and drain of the P-type thin film transistor are electrically connected .
請求項1乃至請求項12のいずれか一項において、
前記共通電極はITOからなることを特徴とする電気光学装置。
In any one of Claims 1 to 12,
The electro-optical device, wherein the common electrode is made of ITO.
請求項1乃至請求項13のいずれか一項において、
前記電気光学装置を用いたことを特徴とするテレビ。

In any one of Claims 1 thru / or Claim 13,
A television using the electro-optical device.

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