JPH02234133A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
〔産業上の利用分野〕
この発明はたとえば薄膜トランジスタと画素電極とを画
素の一構成要素とするアクティブ・マトリックス方式の
カラー液晶表示装置等の液晶表示装置に関するものであ
る。
〔従来の技哲〕
第24図は従来のアクティブ・マトリックス方式の液晶
表示装I!(特開昭60 − 68326号公報)のの
液晶表示部の一画素を示す要部平面図である.図におい
て、GLは走査信号線,DLは映像信号線、SDIはソ
ース電極、ITOは透明画素電極である.
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、このような液晶表示装置においては,第25図
に示すように、走査信号線OLとソース電極SDIとの
アライメントずれが生ずると、走査・信号線OLとソー
ス電極SDIとの重ね合わせ面積が変化するから、走査
信号線GLとソース電極SDIとの重ね合わせで生ずる
重ね合わせ容量Cgsが不均一になるので、保護膜、配
向膜に印加される直流電圧分が不均一になるため、表示
画面の切り替え時に前の画像が残るいわゆる焼き付きが
生ずる.
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので
、焼き付きが生ずることのない液晶表示装置を提供する
ことを目的とする.
(課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、この発明においては、薄膜ト
ランジスタと画素電極とを画素の一構成要素とするアク
ティブ・マトリックス方式の液晶表示装置において,ゲ
ート電極のソース電極の両側部より外側の部分の幅を上
記ソース電極と重ね合わされた部分の幅と同一とし,上
記ソース電極の上記ゲート電極の両側部より外側の部分
の幅を上記ゲート電極と重ね合わされた部分の幅と同一
とする.
また,上記目的を達成するため、この発明においては、
薄膜トランジスタと画素電極とを画素の一構成要素とす
るアクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置におい
て、上記画素電極の保持容量素子の電極の両側部より外
側の部分の幅を上記保持容量素子の電極と重ね合わされ
た部分の幅と同一とし、上記保持容量素子の電極の上記
画素電極の両側部より外側の部分の幅を上記画素電極と
重ね合わされた部分の幅と同一とする。
〔作用〕
この液晶表示装置においては、ゲート電極のソース電極
の両側部より外側の部分の幅がソース電極と重ね合わさ
れた部分の幅と同一であり、ソース電極のゲート電極の
両側部より外側の部分の幅がゲート電極と重ね合わされ
た部分の幅と同一であるから、ゲート電極とソース電極
との7ライメントずれが生じたとしても、ゲート電極と
ソース電極との重ね合わせ面積は変化しないので、ゲー
ト電極とソース電極との重ね合わせで生ずる重ね合わせ
容量Cgsが不均一になることはない.また、画素電極
の保持容量素子の電極の両側部より外側の部分の幅が保
持容量素子の電極と重ね合わされた部分の幅と同一であ
り,保持容量素子の電極の画素電極の両側部より外側の
部分の幅が画素電極と重ね合わされた部分の幅と同一で
あるから、画素電極と保持容量素子の電極とのアライメ
ントずれが生じたとしても、画素電極と保持容量素子の
電極との重ね合わせ面積は変化しないので,保持容量C
addが不均一になることはない.〔実施例〕
この発明を適用すべきアクティブ・マトリックス方式の
カラー液晶表示装置の液晶表示部の一画票を第2図(要
部平面図)で示し、第2図の■−■切断線で切った断面
を第3図で示す。また、第4図(要部平面図)には、第
2図に示す画素を複数配置した液晶表示部の要部を示す
.
第2図〜第4図に示すように、液晶表示装置は,下部透
明ガラス基板SUBIの内側(液晶側)の表面上に、薄
膜トランジスタTPTおよび透明画素電橋ITOを有す
る画素が構成されている.下部透明ガラス基板SUBI
はたとえば1.1[am]程度の厚さで構成されている
.
各画素は、隣接する2本の走査信号線(ゲート信号線ま
たは水平信号線)OLと、隣接する2本の映像信号線(
ドレイン信号線または垂直信号線)DLとの交差領域内
(4本の信号線で囲まれた領域内)に配置されている。
走査信号線OLは、第2図および第4図に示すように、
列方向に延在し、行方向に複数本配置されている。映像
信号線DLは,行方向に延在し、列方向に複数本配置さ
れている.
各画素の薄膜トランジスタTPTは、画素内において3
つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜ト
ランジスタ)TFTI、TFT2およびTFT3で構成
されている。薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそ
れぞれは、実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同
じ)で構成されている.この分割された薄膜トランジス
タTPT1〜TFT3のそれぞれは、主にゲート電極G
T,絶縁1lIG工、i型(真性、intrinsic
.導電型決定不純物がドープされていない)シリコン(
Si)からなるi型半導体層AS,一対のソース電極S
DIおよびドレイン電極SD2で構成されている。なお
、ソース・ドレインは本来その間のバイアス極性によっ
て決まり、この液晶表示装置の回路ではその椹性は動作
中反転するので、ソース・ドレインは動作中入れ替わる
と理解されたい。しかし以下の説明でも、便宜上一方を
ソース、他方をドレインと固定して表現する。
前記ゲート電極GTは、第5図(所定の製造工程におけ
る要部平面図)に詳細に示すように、走査償号線GLか
ら行方向(第2図および第5図において下方向)に突出
する丁字形状で構成されている(丁字形状に分岐されて
いる).つまり、ゲート電極GTは、映像信号線DLと
実質的に平行に延在するように構成されている,ゲート
g1極GTは、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の
それぞれの形成領域まで突出するように構成されている
。薄膜トランジスタT F T 1.〜TFT3のそれ
ぞれのゲート電極GTは、一体に(共通ゲート電極とし
て)構成されており、同一の走査信号線GLに連続して
形成されている。ゲートfl! 極G Tは、薄膜トラ
ンジスタTPTの形成領域において大きい段差をなるべ
く作らないように、単暦の第1導電膜g1で構成する。
第1導電膜g1は、たとえばスバッタで形成されたクロ
ム(Cr)IFJを用い、1100[人コ程度の膜厚で
形成する。
このゲート電極GTは.第2図、第3図および第6図に
示されているように、i型半導体RASを完全に覆うよ
う(下方からみて)それより太き目に形成される。した
がって、下部透明ガラス基板SUBIの下方に蛍光灯等
のパックライトを取り付けた場合,この不透明のクロム
からなるゲート電極GTが影となって,i型半導体層A
sにはバックライト光が当たらず、前述した光照射によ
る導電現象すなわち薄膜トランジスタTPTのオフ特性
劣化は起きにくくなる。なお、ゲート電極GTの本来の
大きさは、ソース・ドレイン電曝SD1、S D Z間
をまたがるに最低限必要な(ゲート電極とソース・ドレ
イン!極の位置合わせ余裕分も含めて)幅を持ち、チャ
ンネルtOWを決めるその奥行き長さはソース・ドレイ
ン電極間の距離(チャンネル−jt)Lとの比、すなわ
ち相互コンダクタンスgmを決定するファクタW/Lを
いくつにするかによって決められる。
この液晶表示装置におけるゲート[f=mの大きさはも
ちろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。
ゲー!〜電極GTのゲートおよび遮光の機能面からだけ
で考えれば、ゲート電極GTおよびその配線GLは単一
の層で一体に形成してもよく、この場合不透明導電材料
としてシリコンを含有さ,せたアルミニウム(Al).
純アルミニウム、パラジウム(Pd)を含有させたアル
ミニウム、シリコン、チタン(Ti)を含有させたアル
ミニウム、シリコン、銅(Cu)を含有させたアルミニ
ウム等を選ぶことができる。
前記走査信号線O Lは,第1導1!膜g1およびその
上部に設けられた第2導電膜g2からなる複合膜で構成
されている。この走査信号線GLの第1導電膜g1は、
前記ゲート電極GTの第1導電膜g1と同一製造工程で
形成され、かつ一体に構成されている。第2導電膜g2
はたとえばスパッタで形成されたアルミニウム膜を用い
、900〜4000[人]程度の膜厚で形成する。第2
導電膜g2は、走査信号線GLの抵抗値を低減し、信号
伝達速度の高速化(画素の情報の書込特性〕を図ること
ができるように構成されている。
また、走査信号AiGLは、第1導電膜g1の幅寸法に
比べて第2導電膜g2の輻寸法を小さ゛く栂成している
。すなわち、走査信号iGLは、その側壁の段差形状を
ゆるやかにすることができるので、その上漕の絶縁膜G
lの表面を平担化できるように構成されている。
#I!1録膜GIは、薄膜トランジスタTPTI〜TF
T3のそれぞれのゲート絶縁膜として使用される.絶縁
膜GIは、ゲート電極GTおよび走査信号線GLの上廖
に形成されている.絶縁膜OrはたとえばプラズマCV
Dで形成された窒化シリコン膜を用い、3500r人]
程度の膜厚で形成する。前述のように、#@縁膜GIの
表面は、゜′a膜1・ランジスタTFTI〜TFT3の
それぞれの形成領域および走査信号線OLの形成領域に
おいて平担化されている。
i型半導体層ASは、第6図(所定の製造工程における
要部平面図)で詳細に示すように、複数に分割された薄
膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれのチャネ
ル形成領域として使用される。複数に分割された薄膜ト
ランジスタTPT1〜TFT3のそれぞれのi型半導体
層Asは、画素内において一体に構成されている。すな
わち、画素の分割された複数の薄膜トランジスタTPT
1〜TFT3のそれぞれは、1つの(共通の)i型半導
体層Asの島領域で構成されている。i型半導体層AS
は、非品質シリコン膜または多結晶シリコン膜で形成し
、約2000r人]程度の膜厚で形成する.
このi型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
3N,からなる絶縁膜GIの形成に連続して,同じプラ
ズマCVD装置で、しかもその装置から外部に露出する
ことなく形成される.また,オーミックコンタクト用の
PをドープしたN+型半導体層do(第3図)も同様に
連続して約300[人]の厚さに形成される。しかるの
ち、下部透明ガラス基板SUBIはCVD装置から外に
取り出され、写真処理技術により、N+型半導体11d
Oおよびi型半導体層ASは第2図、第3図および第6
図に示すように独立した島状にパターニングされる.
このように、画素の複数に分割された薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体111AS
を一体に構成することにより,薄膜トランジスタTPT
I〜TFT3のそれぞれに共通のドレイン電極SD2が
i型半導体層AS(実際には、第1導電膜g1の膜厚、
N1型半導体ldOの膜厚およびi型半導体層ASの膜
厚とを加算した膜厚に相当する段差)をドレイン電極S
D2側からi型半導体層AS側に向って1度乗り滅える
だけなので、ドレイン電極SD2が断腺する確率が低く
なり、点欠陥の発生する確率を低減することができる.
つまり,この液晶表示装置では,ドレイン電極SD2が
i型半導体層ASの段差を乗り越える際に画素内に発生
する点欠陥が3分の1に低減できる。
また、この液晶表示装置のレイアウトと異なるが,i型
半導体層ASを映像信号IDLが直接乗り越え、この乗
り越えた部分の映像信号線DLをドレイン電極SD2と
して構成する場合、・映像信号線D,L(ドレイン電極
SD2)がi型半導体層ASを乗り越える際の断線に起
因する線欠陥の発生する確率を低減することができる。
つまり、画素の複数に分割された薄膜トランジスタTP
T 1〜TFT3のそれぞれのi型半導体層ASを一体
に構成することにより、映像信号線DL(ドレイン電極
SD2)がi型半導体層Asを1度だけしか乗り越えな
いためである(実際には、乗り始めと乗り終わりの2度
である).
前記i型半導体層ASは、第2図および第6図に詳細に
示すように、走査信号線GLと映像信号lIDLとの交
差部(クロスオーバ部)の両者間まで延在させて設けら
れている.この延在させたi型半導体層Asは、交差部
における走査信号線GLと映像信号IDLとの短絡を低
減するように構成されている.
画素の複数に分割された薄膜トランジスタTPT1〜T
FT3のそれぞれのソース電極SDIとドレイン電極S
D2とは、第2図.第3図および第7図(所定の製造工
程における要部平面図)で詳細に示すように,i型半導
体層AS上にそれぞれ離隔して設け゜られている.ソー
ス電極SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれは,回路
のバイアス極性が変ると、動作上,ソースとドレインと
が入れ替わるように構成されている.つまり、薄膜トラ
ンジスタTPTは、FETと同様に双方向性である.
ソース電極5D1. ドレイン電極SD2のそれぞれは
、N+型半導体層dOに接触する下層側から,第1導電
膜d1,第2導電膜d2、第3導電膜d3を順次重ね合
わせて構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜
d1、第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイ
ン電極SD2のそれぞれと同一製造工程で形成される。
第1導電膜d1は、スパッタで形成したクロム膜を用い
、500〜1.OOOC人]の膜厚(この液晶表示装置
では. 600[人コ程度の膜厚)で形成する。クロ
ム膜は、膜厚を厚く形成するとストレスが大きくなるの
で、2000[:人]程度の膜厚を越えない範囲で形成
する。クロム膜は、N+型半導体1doとの接触が良好
である、クロム膜は、後述する第2導電膜d2のアルミ
ニウムがN+型半導体層dOに拡散することを防止する
、いわゆるバリア層を構成する。第1導電膜d1として
は、クロム膜の他に、高融点金JX (Mo.Ti.T
a,W)膜、高融点金属シリサイド(MoSi,、Ti
Si.、TaSi2、WSi.,)膜で形成してもよい
.第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同
じ写真処理用マスクであるいは第1導電膜d1をマスク
としてN+型半導体層dOが除去される。つまり,i型
半導体層AS上に残っていたN+型半導体層dOは第1
導電膜d1以外の部分がセルファラインで除去される。
このとき、N+型半導体ldoはその厚さ分は全て除去
されるようエッチされるのでi型半導体層ASも若干そ
の表面部分でエッチされるが、その程度はエッチ時間で
制御すればよい。
しかる後、第2導電膜d2がアルミニウムのスパッタリ
ングで3000〜5500[人]の寝厚(この液晶表示
装置では, 3500[入]程度の膜厚)に形成される
。アルミニウム膜は、クロム膜に比べてストレスが小さ
く、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極SD
I、ド1ノイン電極SD2および映像信号線DLの抵抗
値を低減するよう番一構成されている。第2導電膜d2
は、薄膜トランジスタTPTの動作速度の高速化および
映像信号線DLの信号伝達速度の高速化を図ることがで
きるように構成されている。つまり、第2導電膜d2は
、画素の書込特性を向」ニすることができる。第2導電
膜d2としては、アルミニウム膜の他に、シリコン、パ
ラジウム、チタン、銅等を添加物として含有させたアル
ミニウム膜で形成してもよい。
第2導電膜d2の写真処理技術によるバタ一二ング後、
第3導電膜d3がスパッタで形成された透明導電膜(r
To:ネサ膜)を用い、300〜2400[人]の膜厚
(この液晶表示装置では、1200[人]程度の膜厚)
で形成される。この第3導電膜d3は、ソース電極SD
I、ドレイン電極SD2および映像信号線DL、を構成
するとともに、透明画素電極IT○を構成するようにな
っている。
ソース電極SD1の第1導電膜d1、ドレイン電極SD
2の第1導電膜d1のそれぞれは、上層の第2導電膜d
2および第3導電膜d3に比べてチャネル形成領域側を
大きいサイズで構成している。つまり、第1導電膜d1
は、第1導電膜d1と第2導電膜d2および第3導電膜
d3との間の製造工程におけるマスク合せずれが生じて
も、第2導電膜d2および第3導電膜d3に比べて大き
いサイズ(第1導電膜d1〜第3導電膜d3のそれぞれ
のチャネル形成領域側がオンザラインでもよい)になる
ように構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜
d1,ドレイン電極SD2の第1導電膜d1のそれぞれ
は、薄膜トランジスタTPTのゲート長Lを規定するよ
うに構成されている。
このように,画素の複数に分割された薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3において、ソース電極SDI.ドレ
イン電極SD2のそれぞれの第1導電膜d1のチャネル
形成領域側を第2導電膜d2および第3導電膜d3に比
べて大きいサイズで構成することにより、ソース電極S
DI、ドレイン電極SD2のそれぞれの第1導電lld
l間の寸法で、薄膜トランジスタTPTのゲート長Lを
規定することができる。第1導電膜d1間の離隔寸法(
ゲート長し)は、加工精度(パターンニング精度)で規
定することができるので、薄膜トランジスタTPT1〜
TFT3のそれぞれのゲート長Lを均一にすることがで
きる。
ソース電極SDIは、前記のように、透明画素電極IT
Oに接続されている.ソース電極SD1は、i型半導体
層Asの段差形状(第1導電膜g1の膜厚,N+型半導
体層dOの膜厚およびi型半導体贋ASの膜厚とを加算
した膜厚に相当する段差)に沿って構成されている。具
体的には、ソース電極SDIは、i型半導体層ASの段
差形状に沿って形成された第1導電111dlと、この
第1導電膜d1の上部にそれに比べて透明画素電極IT
oと接続される側を小さいサイズで形成した第2導電膜
d2と、この第2導電膜d2から露出する第1導電膜d
1に接続された第3導電膜d3とで構成されている.ソ
ース電極SD1の第1導電膜d1は、N+型半導体層d
Oとの接着性が良好であり、かつ主に第2導電膜d2か
らの拡散物に対するバリア層として構成されている。ソ
ース電極SDIの第2導電膜d2は、第1導電膜d1の
クロム膜がストレスの増大から厚く形成できず、i型半
導体層ASの段差形状を乗り越えられないので、このi
型半導体層Asを乗り越えるために構成されている.つ
まり、第2導電膜d2は、厚く形成することでステップ
力バレッジを向上している.第2導電膜d2は、厚く形
成できるので、ソース電極SDIの抵抗値(ドレイン電
極SD2や映像信号線DLについても同様)の低減に太
きく寄与している.第3導電膜d3は、第2導電膜d2
のi型半導体層ASに起因する段差形状を乗り越えるこ
とができないので、第2導電膜d2のサイズを小さくす
ることで露出する第1導電膜d1に接続するように構成
されている。第1導電膜d1と第3導電膜d3とは、接
着性が良好であるばかりか,両者間の接続部の段差形状
が小さいので、確実に接続することができる。
このように,薄膜トランジスタTPTのソース電極SD
Iを、少なくともi型半導体層ASに沿って形成された
バリア層としての第1導電膜d1と、この第1導電膜d
1の上部に形成され、第1導電膜d1に比べて比抵抗値
が小さく、かつ第1導電膜d1に比べて小さいサイズの
第2導電膜d2とで構成し、この第2導電膜d2から露
出する第1導電膜d1に透明画素電極ITOである第3
導電膜d3を接続することにより、薄膜トランジスタT
PTと透明画素電極ITOとを確実に接続することがで
きるので、断線に起因する点欠陥を低減することができ
る.しかも、ソース電極SD1は、第1導電膜d1によ
るバリア効果で、抵抗値の小さい第2導電膜d2(アル
ミニウム膜)を用いることができるので,抵抗値を低減
することができる。
ドレイン電極SD2は、映像信号線DLと一体に構成さ
れており、同一製造工程で形成されている。ドレイン電
極SD2は、映像信号線DLと交差する列方向に突出し
たL字形状で構成されている。つまり、画素の複数に分
割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞ
れのドレイン電極SD2は,同一の映像信号線DLに接
続されている。
前記透明画素電極ITOは、各画素毎に設けられており
、液晶表示部の画素電極の一方を構成する。透明画素電
極ITOは、画素の複数に分割された薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3のそれぞれに対応して3つの透明画
素電極(分割透明画素電極)ITOI.ITO2および
I T O 3 ニ分割されている.透明画素電極IT
OIは、薄膜トランジスタTFTIのソース電極SDI
に接続されている。透明画素電極ITO2は、薄膜トラ
ンジスタTPT2のソース電極SDIに接続されている
.透明画素電極ITO3は、薄膜トランジスタTFT3
のソース電極SDIに接続されている。
透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれは,薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれと同様に、実
質的に同一サイズで構成されている。
透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれは、薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれのi型半導体
層ASを一体に構成してある(分割されたそれぞれの薄
膜トランジスタTPTを一個所に集中的に配置してある
)ので,L字形状で構成している.
このように、隣接する2本の走査信号線GLと隣接する
2本の映像信号線DLとの交差領域内に配置された画素
の薄膜トランジスタTPTを複数の薄膜トランジスタT
FT1〜TFT3に分割し、この複数に分割された薄膜
トランジスタTPT1〜TFT3のそれぞれに複数に分
割した透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞれを接
続することにより、画素の分割された一部分(たとえば
、薄膜トランジスタTFTI)が点欠陥になるだけで,
画素の全体としては点欠陥でなくなる(薄膜トランジス
タTFT2およびTFT3が点欠陥でない)ので、画素
全体としての点欠陥を低減することができる。
また、前記画素の分割された一部の点欠陥は、画素の全
体の面積に比べて小さい(この液晶表示装置の場合、画
素の3分の1の面積)ので、前記点欠陥を見にくくする
ことができる。
また.前記画素の分割された透明画素電極IT01〜I
TO3のそれぞれを実質的に同一サイズで構成すること
により、画素内の点欠陥の面積を均一にすることができ
る。
また、前記画素の分割された透明画素電極IT○1〜I
TO3のそれぞれを実質的に同一サイズで構成すること
により、透明画素電極T ’I’ 0 1〜ITO3の
それぞれと共通透明画素電極工TOとで構成されるそれ
ぞれの液晶容量(Cpix )と、この透明画素電極I
TOI〜ITO3のそれぞれに付加される透明画素電極
ITOI〜ITO3とゲート電極GTとの重ね合せで生
じる重ね合せ容量(Cgs)とを均一にすることができ
る。つまり、透明画素電極ITOI〜ITO3のそれぞ
れは液晶容量および重ね合せ容量を均一にすることがで
きるので、この重ね合せ容量に起因する液晶Lcの液晶
分子に印加されようとする直流成分を均一とすることが
でき、この直流成分を相殺する方法を採用した場合、各
画素の液晶にかかる直流成分のばらつきを小さくするこ
とができる。
薄膜トランジスタTPTおよび透明画素電極ITO上に
は、保護膜PSVIが設けられている。
保ifllvAPSV1ハ、主ニl wA}− ラ:/
シX タT F Tを湿気等から保護するために形成
されており、透明性が高くしかも耐湿性の良いものを使
用する。
保護膜PSVIは、たとえばプラズマCVDで形成した
酸化シリコン膜や窒化シリコン膜で形成されており、5
000〜II.000[人]の膜厚(この液晶表示装置
では. aoooc人]程度の膜厚)で形成する。
薄膜トランジスタTFT上の保護膜PSVIの上部には
、外部光がチャネル形成領域として使用されるi型半導
体層ASに入射されないように、遮蔽膜LSが設けられ
ている.第2図に示すように、遮蔽膜LSは、点線で囲
まれた領域内に構成されている。遮蔽膜LSは、光に対
する遮蔽性が高い、たとえばアルミニウム膜やクロム膜
等で形成されており、スバッタで1000r人]程度の
膜厚に形成する。
したがって,薄膜トランジスタTPT1〜TFT3の共
通半導体層ASは上下にある遮光膜LSおよび太き目の
ゲート電mGTによってサンドインチにされ、外部の自
然光やバックライト光が当たらなくなる6遮光膜LSと
ゲート電極GTは半導体層Asより太き目でほぼそれと
相似形に形成され、両者の大きさはほぼ同じとされる(
図では境界線が判るようゲート電極GTを遮光膜LSよ
り小さ目に描いている).
なお、バックライトを上部透明ガラス基板SUB2側に
取り付け、下部透明ガラス基板SUBIを観察側(外部
露出側)とすることもでき、この場合は遮光膜LSはバ
ックライト光の、ゲート電極GTは自然光の遮光体とし
て働く。
薄膜トランジスタTPTは、ゲート電極GTに正のバイ
アスを印加すると、ソースードレイン間のチャネル抵抗
が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は
大きくなるように構成されている。つまり、薄膜トラン
ジスタTPTは、透明画素電極ITOに印加される電圧
を制御するように構成されている。
液晶LCは、下部透明ガラス基板StJB1と上部透明
ガラス基板SUB2との間に形成された空間内に、液晶
分子の向きを設定する下部配向膜ORIIおよび上部配
向膜○RI2に規定され,封入されている。
下部配向膜○RIIは、下部透明ガラス基板SUBI側
の保護膜PSVIの上部に形成される。
上部透明ガラス基板SUB2の内側(液晶側)の表面に
は、カラーフィルタF工L、保護膜PSv2、共通透明
画素電極(COM.)ITOおよび前記上部配向膜OR
I2が順次積層して設けられている.
前記共通透明画素電極ITOは、下部透明ガラス基板S
UBI側に画素毎に設けられた透明画素電極IT○に対
向し、隣接する他の共通透明画素電極ITOと一体に構
成されている。この共通透明画素電極ITOには、コモ
ン電圧V cornが印加されるように構成されている
。コモン電圧vcoII1は、映像信号線DLに印加さ
れるロウレベルの卵動電圧V d minとハイレベル
の駆動電圧V d n+axとの中間電位である。
カラーフィルタFILは、アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材に染料を着色して構成されている。
カラーフィルタFILは、画素に対向する位置に各画素
ごとに構成され、染め分けられている。すなわち、カラ
ーフィルタFILは,画素と同様に、隣接する2本の走
査信号線OLと隣接する2本の映像信号線DLとの交差
領域内に構成されている。各画素は、カラーフィルタF
ILの個々の所定色フィルタ内において、複数に分割さ
れている。
カラーフィルタFILは,つぎのように形成することが
できる.まず、上部透明ガラス基板SUB2の表面に染
色基材を形成し,フォトリソグラフィ技術で赤色フィル
タ形成領域以外の染色基材を除去する.この後、染色基
材を赤色染料で染め、固着処理を施し,赤色フィルタR
を形成する。次に、同様な工程を施すことによって、緑
色フィルタG、青色フィルタBを順次形成する.このよ
うに,カラーフィルタFILの各色フィルタを各画素と
対向する交差領域内に形成することにより,カラーフィ
ルタFILの各色フィルタ間に、走査信号線GL、映像
信号線DLのそれぞれが存在するので,それらの存在に
相当する分、各画素とカラーフィルタFILの各色フィ
ルタとの位置合せ余裕寸法を確保する(位置合せマージ
ンを大きくする)ことができる。さらに、カラーフィル
タFILの各色フィルタを形成する際に、異色フィルタ
間の位置合せ余裕寸法を確保することができる。
すなわち、この液晶表示装置では、隣接する2本の走査
信号線OLと隣接する2本の映像信号線DLとの交差領
域内に画素を構成し,この画素を複数に分割し、この画
素に対向する位置にカラーフィルタFILの各色フィル
タを形成することにより、前述の点欠陥を低減すること
ができるとともに、各画素と各色フィルタとの位置合せ
余裕寸法を確保することができる.
保護膜PSV2は、前記カラーフィルタFILを異なる
色に染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止する
ために設けられている。保護膜PSV2は,たとえばア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成され
ている.
この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板SUBl側,
上部透明ガラス基板SUBZ側のそれぞれの層を別々に
形成し、その後下部透明ガラス基板SUB1と上部透明
ガラス基板SUB2とを重ね合せ、両者間に液晶LCを
封入することによって組み立てられる.
前記液晶表示部の各画素は、第4図に示すように、走査
信号$1GLが延在する方向と同一列方向?複数配置さ
れ、画素列X 1, X,, X3, X4,・・・の
それぞれを構成している。各画素列X1,X,,X,,
X4,・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタT
FTI〜TFT3および透明画素電極IT01〜ITO
3の配置位置を同一に構成している。
つまり、画素列X1,X.,・・・のそれぞれの画素は
,薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の配置位置を左
側、透明画素電極ITOI〜ITO3の配置位置を右側
に構成している。画素列Xi,X,,・・・のそれぞれ
の行方向の次段の画素列X2,x,,・・・のそれぞれ
の画素は、画素列X1,X,,・・・のそれぞれの画素
を前記映像信号線DLに対して線対称で配置した画素で
構成されている,すなわち、画素列X,,X,,・・・
のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタTPT1〜TF
T3の配置位置を右側、透明画素電極ITOI〜ITO
3の配置位置を左側に構成している.そして、画素列X
,I,x4,・・・のそれぞれの画素は,両素列X■,
X,,・・・のそれぞれの画素に対し、列方向に半画素
間隔移動させて(ずらして)配置されている.つまり、
画素列Xの各画素間隔を1.0 (1.0ピッチ)とす
ると、次段の画素列又は,各画素間隔を1.0とし、前
段の両素列Xに対して列方向に0.5画素間隔(0.5
ピッチ)ずれている。各画素間を行方向に延在する映像
信号線DLは、各画素列X間において、半画素間隔分(
0.5ピッチ分)列方向に延在するように構成されてい
る。
このように、液晶表示部において、薄膜トランジスタT
PTおよび透明画素電極ITOの配置位置が同一の画素
を列方向に複数配置して画素列Xを構成し、画素列Xの
次段の画素列Xを、前段の画素列Xの画素を映像信号線
DLに対して線対称で配置した画素で構成し、次段の画
素列を前段の画素列に対して半画素間隔移動させて構成
することにより、第8図(画素とカラーフィルタとを重
ね合せた状態における要部平面図)で示すように、前段
の画素列Xの所定色フィルタが形成された画素(たとえ
ば、画素列X3の赤色フィルタRが形成された画素)と
次段の画素列Xの同一色フィルタが形成された画素(た
とえば、画素列X,の赤色フィルタRが形成された画素
)とを1.5画素間隔(1.5ピッチ)離隔することが
できる。つまり、前段の画素列Xの画素は、最っとも近
傍の次段の画素列の同一色フィルタが形成された画素と
常時1.5画素間隔分離隔するように構成されており,
カラーフィルタFILはRGBの三角形配置構造を構成
できるようになっている。カラーフィルタFILのRG
Bの三角形配置構造は、各色の混色を良くすることがで
きるので、カラー画像の解像度を向上することができる
。
また、映像信号線D Lは,各画素列X間において、半
画素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像
信号線DLと交差しなくなる。したがって、映像信号線
DLの引き回しをなくしその占有面積を低減することが
でき、又映像信号線DLの迂回をなくし多層配線構造を
廃止することができる。
この液晶表示部の構成を回路的に示すと、第9図(液晶
表示部の等価回路図)に示すようになる。
第9図に示すX i G , X i + I G ,
−= ハ、緑色フ?ルタGが形成される画素に接続さ
れた映像信号線DLである。X i B , X i
+ I B ,−は、青色フィルタBが形成される画素
に接続された映像信号線DLである。X i + I
R , X i + 2 R ,・・・は、赤色フィル
タRが形成される画素に接続された映像信号MDLであ
る6これらの映像信号1lADLは、映像信号駆動回路
で選択される。Yiは前記第4図および第8図に示す画
素列X■を選択する走査信号線OLである。同様に、Y
i + 1− , Y x+2 +・・・のそれぞれ
は、画素列X2tX3,・・・のそれぞれを選択する走
査信号線GLである。これらの走査信号線OLは、垂直
走査回路に接続されている。
前記第3図の中央部は一画素部分の断面を示しているが
,左側は下部透明ガラス基板SUB1および上部透明ガ
ラス基板SUB2の左側縁部分で外部引出配線の存在す
る部分の断面を示している。
右側は、透明ガラス基板SUBIおよびSUB2の右側
縁部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を示して
いる。
第3図の左側、右側のそれぞれに示すシール材SLは、
液晶LCを封止するように構成されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板SUBIおよ
びSUB2の縁周囲全体に沿って形成されている。シー
ル材SLは、たとえばエボキシ樹脂で形成されている。
前記上部透明ガラス基板SUB2側の共通透明画素電極
ITOは、少なくとも一個所において、銀ペースト材S
ILによって、下部透明ガラス基板SUBI側に形成さ
れた外部引出配線に接続されている。この外部引出配線
は、前述したゲー1−電極GT、ソース電極SDI、ド
レイン電極SD2のそれぞれと同一製造工程で形成され
る。
前記配向膜ORIIおよびORI2、透明画素電極IT
O、共通透明画素電極iTO、保護膜PSv1およびP
S V 2、絶縁膜GIのそれぞれの層は、シール材
SLの内側に形成される。偏光板POLは、下部透明ガ
ラス基板SUBI、上部透明ガラス基板SUB2のそれ
ぞれの外側の表面に形成されている。
第10図はこの発明を適用すべき他のアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の画素
の要部およびシール部周辺部の断面図、第11図は第1
0図に示した液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す
平面図、第12図は第11図のA−A切断線で切った部
分の断面図、第13図は第11図に示す画素を複数配置
した液晶表示部の要部平面図、第14図〜第16図は第
11図に示す画素の所定の製造工程における要部平面図
,第17図は第13図に示す画素とカラーフィルタとを
重ね合せた状態における要部平面図である。
この液晶表示装置においては、液晶表示部の各画素の開
口率を向上することができるとともに、液晶にかかる直
流成分を小さくシ,液晶表示部の点欠陥を低減しかつ黒
むらを低減することができる.
この液晶表示装置は,第11図に示すように、液晶表示
部の各画素内のi型半導体層ASを薄膜トランジスタT
FTI〜TFT3毎に分割して構成されている.つまり
、画素の複数に分割された薄膜トランジスタTPT1〜
TFT3のそれぞれは、独立したi型半導体層ASの島
領域で構成さ九ている.
また.薄膜トランジスタTPT1〜TFT3のそれぞれ
に接続される透明画素電極IT’01〜工TO3のそれ
ぞれは、薄膜トランジスタTPTI〜TFT3と接続さ
れる辺と反対側の辺において、行方向の次段の走査信号
線GLと重ね合わされている.この重ね合せは、透明画
素電極ITOI〜ITO3のそれぞれを一方の電極とし
、次段の走査信号線GLを他方の電極とする保持容量素
子(静電容量素子) Caddを構成する。この保持容
量素子C addの誘電体膜は、薄膜トランジスタTP
Tのゲート絶縁膜として使用される絶縁膜GIと同一層
で構成されている.
ゲート電極GTは、第2図等に示した液晶表示装置と同
様、i型半導体11IAsより太き目に形成されるが、
この液晶表示装置では薄膜トランジスタTPTI〜TF
T3が独立したi型半導体JilA$ごとに形成されて
いるため、各薄膜トランジスタTFTごとに太き目のパ
ターンが形成される。
また、上部透明ガラス基板SUB2の走査信号線GL、
映像信号線DL.薄膜トランジスタTPTに対応する部
分にブラックマトリックスパターンBMが設けられてい
るから、画素の輪郭が明瞭になるので,コントラストが
向上するとともに、外部の自然光が薄膜トランジスタT
PTに当たるのを防止することができる.
第11図に記載される画素の等価回路を第18図(等価
回路図)に示す.第18図において、前述と同様に、C
gsは薄膜トランジスタTPTのゲート電極GTおよび
ソース電極SDIで形成される重ね合せ容量である.重
ね合せ容量Cgsの誘電体膜は絶縁膜GIであるa C
pixは透明画素電極ITO (PIX) および共通
透明画素電[!ITO(COM)間で形成される液晶容
量である。液晶容量C pixの誘電体膜は液晶LC.
保護膜psv1および配向膜ORI 1.OR! 2で
ある* Vieは中点電位である.
前記保持容量素子C addは、薄膜トランジスタTP
Tがスイッチングするとき,中点電位(画素電極電位)
vlcに対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減する
ように動く。この様子を式で表すと次式となる.
ΔV lc= ((Cgs/(Cgs+Cadd+Cp
ix))X ΔVgここで,ΔVlcはΔVgによる
中点電位の変化分を表わす.この変化分Δv1cは液晶
に加わる直流成分の原因となるが、保持容量素子C a
ddの保持容量を大きくすればする程その値を小さくす
ることができる.また、保持容量素子C addは放電
時間を長くする作用もあり、薄膜トランジスタTPTが
オフした後の映像情報を長く蓄積する。液晶LCに印加
される直流成分の低減は.液晶LCの寿命を向上し、液
晶表示画面の切り替え時に前の画像が残るいわゆる焼き
付きを低減することができる.
上述したように、ゲート電極GTは半導体層ASを完全
に覆うよう大きくされている分、ソース・ドレイン電極
SDI、SD2とのオーバラップ面積が増え、したがっ
て寄生容量Cgsが大きくなり中点電位V’lcはゲー
ト(走査)信号Vgの影響を受け易くなるという逆効果
が生じる。しかし、保持容量素子C addを設けるこ
とによりこのデメリットも解消することができる。
また,2本の走査信号@GLと2本の映像信号線DLと
の交差領域内に画素を有する液晶表示装置において,前
記2本の走査信号線OLのうちの一方の走査信号線GL
で選択される画素の薄膜トランジスタTPTを複数に分
割し、この分割された薄膜トランジスタTPT1〜TF
T3のそれぞれに透明画素電極ITOを複数に分割した
それぞれ(ITOI〜ITO3)を接続し、この分割さ
れた透明画素電極IT○1〜I T O 3のそれぞれ
にこの画素電極ITOを一方の電極とし前記2本の走査
信号線GLのうちの他方の走査信号線G T.,を容量
電極線として用いて他方の電極とする保持容量素子C
addを構成することにより,前述のように、画素の分
割された一部分が点欠陥になるだけで,画素の全体とし
ては点欠陥でなくなるので、画素の点欠陥を低減するこ
とができるとともに、前記保持容量素子C addで液
晶LCに加わる直流成分を低減することができるので、
液晶LCの寿命を向上することができる。とくに、画素
を分割することにより、薄膜トランジスタTPTのゲー
ト電極GTとソース電極SDIまたはドレイン電極SD
2との短絡に起因する点欠陥を低滅することができると
ともに、透明画素電極IT○1〜工TO3のそれぞれと
保持容量素子C addの他方の電極(容量電極線)と
の短絡に起因する点欠陥を低減することができる。後者
側の点欠陥はこの液晶表示装置の場合3分の1になる。
この結果,前記画素の分割された一部の点欠陥は、画素
の全体の面積に比べて小さいので、前記点欠陥を見にく
くすることができる。
前記保持容量素子C addの保持容量は,画素の書込
特性から、液晶容量Cpj.xに対して4〜8倍(4
・CpLx(Cadd< 8 ・Cpix) .重ね合
せ容量Cgsに対して8〜32倍( 8 ・C gs<
C add<32・Cgs)程度の値に設定する。
また、前記走査信号線GLを第1導電膜(クロム膜)g
lに第2導電膜(アルミニウム膜)g2を重ね合せた複
合膜で構成し、前記保持容量素子Caddの他方の電極
つまり容量電極線の分岐された部分を前記複合膜のうち
の一層の第1導電膜g1からなる単層膜で構成すること
により、走査信号線GLの抵抗値を低減し、書込特性を
向上することができるとともに、保持容量素子C ad
dの他方の電極に基づく段差部に沿って確実に保持容量
素子C addの一方の電極(透明画素電極IT○)を
絶縁膜GI上に接着させることができるので、保持容量
素子C addの一方の電極の断線を低減することがで
きる。
また、保持容量素子C addの他方の電極を単層の第
1導電膜g1で構成し、アルミニウム膜である第2導電
膜g2を構成しないことにより、アルミニウム膜のヒロ
ックによる保持容量素子Caddの他方の電極と一方の
電極との短絡を防止することができる.
前記保持容量素子C addを構成するために重ね合わ
される透明画素電極IT○1〜IT○3のそれぞれと容
量電極線の部分との間の一部には、前記ソース電極SD
Iと同様に、容量電極線の段差形状を乗り越える際に透
明画素電極I T○が断線しないように、第1導電wA
d.1および第2導電膜d2で構成された島領域が設け
られている。この島領域は、透明画素電極ITOの面積
(開口率)を低下しないように、できる限り小さく構成
する。
このように、前記保持容量素子Caddの一方の電極と
その誘電体膜として使用される絶縁膜Glとの間に、第
1導電膜d1とその上に形成された第1導電膜d1に比
べて比抵抗値が小さくかつサイズが小さい第2導電膜d
2とで形成された下地層を構成し、前記一方の電極(第
3導電膜d3)を前記下地層の第2導電膜d2から露出
する第1導電膜d1に接続することにより、保持容量素
子Caddの他方の電極に基づく段差部に沿って確実に
保持容量素子C addの一方の電極を接着させること
ができるので,保持容量素子C addの一方の電極の
断線を低減することができる。
前記画素の透明画素電極IT○に保持容量素子C ad
dを設けた液晶表示装置の液晶表示部は、第20図(液
晶表示部を示す等価回路図)に示すように構成されてい
る。液晶表示部は、画素、走査信号線OLおよび映像信
号線DLを含む単位基本パターンの繰返しで構成されて
いる。容量電極線として使用される最終段の走査信号線
GL(または初段の走査信号線GL)は、第20図に示
すように、共通透明画素電極(Vcom ) I To
に接続する。共通透明画素電極ITOは、前記第3図に
示すように、液晶表示装置の周縁部において銀ぺ一スト
材SLによって外部引出配線に接続されている。しかも
、この外部引出配線の一部の導電層(glおよびg2)
は走査信号aGLと同一製造工程で構成されている。こ
の結果、最終段の走査信号線OL(容量電極線)は、共
通透明画素電極ITOに簡単に接続することができる.
このように、容量電極線の最終段を前記画素の共通透明
画素電極(Vcom ) I Toに接続することによ
り、最終段の容量電極線は外部引出配線の一部の導電層
と一体に構成することができ、しかも共通透明画素電極
ITOは前記外部引出配線に接続されているので、簡単
な構成で最終段の容量電極線を共通透明画素電極ITO
に接続することができる.
また、液晶表示装置は、先に本願出願人によって出願さ
れた特願昭62− 95125号に記載される直流相殺
方式(DCキャンセル方式)に基づき、第19図(タイ
ムチャート)に示すように、走査信号線DLの翻動電圧
を制御することによって,さらに液晶LCに加ねる直流
成分を低減することができる。第19図において、Vi
は任意の走査信号線GLの駆動電圧、Vi+1はその次
段の走査信号線OLの駆動電圧である。Veeは走査信
号線GLに印加されるロウレベルの駆動電圧Vdn+i
n . Vd dは走査信号線GLに印加されるハイレ
ベルの翻動電圧Vdmaxである。各時刻t=t1〜t
4における中点電位vIC(第18図参照)の電圧変化
分Δv1〜ΔV.は、画素の合計の容量(Cgs+ C
pix+ Cadd)をCとすると,次式のようになる
。
ΔVx= (Cgs/C)・V2
ΔV2=+(Cgs/C)−(V1+V2)−(Cad
d/C)・V 2
ΔV3= (Cgs/C)・V1
+(Cadd/C){V1+V2)
ΔV,=−(Cadd/C)・V 1
ここで、走査信号線GLに印加される駆動電圧が充分で
あれば(下記[Industrial Application Field] The present invention relates to a liquid crystal display device such as an active matrix color liquid crystal display device in which a pixel includes a thin film transistor and a pixel electrode. [Conventional technology] Figure 24 shows a conventional active matrix type liquid crystal display device I! (Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-68326) is a plan view of a main part showing one pixel of a liquid crystal display section. In the figure, GL is a scanning signal line, DL is a video signal line, SDI is a source electrode, and ITO is a transparent pixel electrode. [Problems to be Solved by the Invention] However, in such a liquid crystal display device, as shown in FIG. 25, when misalignment occurs between the scanning signal line OL and the source electrode SDI, the scanning/signal line OL and Since the overlapping area with the source electrode SDI changes, the overlapping capacitance Cgs caused by overlapping the scanning signal line GL and the source electrode SDI becomes uneven, so the DC voltage applied to the protective film and the alignment film This causes so-called burn-in, where the previous image remains when switching between display screens. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a liquid crystal display device that does not cause burn-in. (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, in the present invention, in an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor and a pixel electrode are constituent elements of a pixel, the source electrode of the gate electrode is The width of the part of the source electrode outside of both sides of the gate electrode is the same as the width of the part of the source electrode that is overlapped with the source electrode, and the width of the part of the source electrode that is outside of both sides of the gate electrode is the width of the part of the source electrode that is overlapped with the gate electrode. In addition, in order to achieve the above object, in this invention,
In an active matrix liquid crystal display device in which a thin film transistor and a pixel electrode are constituent elements of a pixel, the width of a portion of the pixel electrode outside both sides of the electrode of the storage capacitor element is overlapped with the electrode of the storage capacitor element. The width of the portion of the electrode of the storage capacitor element outside both sides of the pixel electrode is made the same as the width of the portion overlapped with the pixel electrode. [Function] In this liquid crystal display device, the width of the portion of the gate electrode outside both sides of the source electrode is the same as the width of the portion overlapping with the source electrode, and the width of the portion of the source electrode outside of both sides of the gate electrode Since the width of the part is the same as the width of the part overlapped with the gate electrode, even if there is a seven-alignment misalignment between the gate electrode and the source electrode, the overlap area of the gate electrode and the source electrode will not change. The superposition capacitance Cgs caused by the superposition of the gate electrode and the source electrode does not become non-uniform. Furthermore, the width of the part of the pixel electrode outside both sides of the electrode of the storage capacitor element is the same as the width of the part overlapped with the electrode of the storage capacitor element, and the width of the part of the pixel electrode outside of both sides of the electrode of the storage capacitor element is Since the width of the portion overlapped with the pixel electrode is the same as the width of the portion overlapped with the pixel electrode, even if misalignment occurs between the pixel electrode and the electrode of the storage capacitor element, the overlap between the pixel electrode and the electrode of the storage capacitor element will not occur. Since the area does not change, the storage capacity C
add will not be uneven. [Example] A screen chart of the liquid crystal display section of an active matrix type color liquid crystal display device to which this invention is applied is shown in FIG. The cut section is shown in Figure 3. Furthermore, FIG. 4 (plan view of main part) shows the main part of the liquid crystal display section in which a plurality of pixels shown in FIG. 2 are arranged. As shown in FIGS. 2 to 4, the liquid crystal display device includes pixels having thin film transistors TPT and transparent pixel bridges ITO on the inner surface (liquid crystal side) of a lower transparent glass substrate SUBI. Lower transparent glass substrate SUBI
For example, the thickness is about 1.1 [am]. Each pixel is connected to two adjacent scanning signal lines (gate signal lines or horizontal signal lines) OL and two adjacent video signal lines (
(drain signal line or vertical signal line) DL (in a region surrounded by four signal lines). As shown in FIGS. 2 and 4, the scanning signal line OL is
They extend in the column direction, and a plurality of them are arranged in the row direction. The video signal lines DL extend in the row direction, and a plurality of video signal lines DL are arranged in the column direction. The thin film transistor TPT of each pixel has three
It is divided into two (plurality) of thin film transistors (divided thin film transistors) TFTI, TFT2, and TFT3. Each of the thin film transistors TPTI to TFT3 has substantially the same size (channel length and width are the same). Each of the divided thin film transistors TPT1 to TFT3 mainly has a gate electrode G.
T, insulation 1lIG engineering, i type (intrinsic,
.. Silicon (not doped with conductivity type determining impurities)
an i-type semiconductor layer AS made of Si), a pair of source electrodes S
It is composed of DI and a drain electrode SD2. Note that the source and drain are originally determined by the bias polarity between them, and in the circuit of this liquid crystal display device, the polarity is reversed during operation, so it should be understood that the source and drain are interchanged during operation. However, in the following explanation as well, for convenience, one side is fixed as a source and the other side is fixed as a drain. As shown in detail in FIG. 5 (a plan view of the main part in a predetermined manufacturing process), the gate electrode GT has a T-shape that projects from the scanning line GL in the row direction (downward in FIGS. 2 and 5). It is composed of shapes (branched into a T-shape). That is, the gate electrode GT is configured to extend substantially parallel to the video signal line DL, and the gate g1 pole GT is configured to protrude to the formation region of each of the thin film transistors TPTI to TFT3. There is. Thin film transistor T F T 1. The gate electrodes GT of the TFTs 3 are integrally formed (as a common gate electrode) and are continuously formed on the same scanning signal line GL. Gate fl! The pole GT is formed of a single-layer first conductive film g1 so as to avoid creating a large step as much as possible in the region where the thin film transistor TPT is formed. The first conductive film g1 is formed using, for example, chromium (Cr) IFJ formed by sputtering, and has a film thickness of approximately 1100 mm. This gate electrode GT. As shown in FIGS. 2, 3, and 6, it is formed to be thicker than the i-type semiconductor RAS so as to completely cover it (as viewed from below). Therefore, if a pack light such as a fluorescent lamp is attached below the lower transparent glass substrate SUBI, the gate electrode GT made of opaque chromium will cast a shadow on the i-type semiconductor layer A.
s is not illuminated by backlight light, and the conductive phenomenon described above due to light irradiation, that is, deterioration of the off-characteristics of the thin film transistor TPT, is less likely to occur. The original size of the gate electrode GT is the minimum width required to span the source/drain voltage exposure SD1 and SDZ (including the alignment margin between the gate electrode and the source/drain poles). Its depth, which determines the channel tOW, is determined by the ratio of the distance between the source and drain electrodes (channel-jt) to L, that is, the factor W/L that determines the mutual conductance gm. The size of the gate [f=m in this liquid crystal display device is of course made larger than the original size mentioned above. Game! ~ Considering only from the functional aspects of the gate and light shielding of the electrode GT, the gate electrode GT and its wiring GL may be integrally formed in a single layer, and in this case, silicon may be contained as an opaque conductive material. Aluminum (Al).
Pure aluminum, aluminum containing palladium (Pd), silicon, aluminum containing titanium (Ti), silicon, aluminum containing copper (Cu), etc. can be selected. The scanning signal line OL is the first conductor 1! It is composed of a composite film consisting of a film g1 and a second conductive film g2 provided on top of the film g1. The first conductive film g1 of this scanning signal line GL is
It is formed in the same manufacturing process as the first conductive film g1 of the gate electrode GT, and is configured integrally. Second conductive film g2
For example, an aluminum film formed by sputtering is used, and the film thickness is about 900 to 4000 [layers]. Second
The conductive film g2 is configured to reduce the resistance value of the scanning signal line GL and increase the signal transmission speed (writing characteristics of pixel information). The convergence dimension of the second conductive film g2 is made smaller than the width dimension of the first conductive film g1.In other words, since the scanning signal iGL can have a gentle stepped shape on its side wall, Upper row insulation film G
It is constructed so that the surface of 1 can be flattened. #I! 1 recording film GI is thin film transistor TPTI~TF
Used as the gate insulating film for each T3. The insulating film GI is formed on the upper wall of the gate electrode GT and the scanning signal line GL. For example, the insulating film Or is plasma CV
Using silicon nitride film formed by D, 3500r people]
Form the film with a thickness of approximately As described above, the surface of the #@edge film GI is flattened in the formation regions of the ゜'a film 1, transistors TFTI to TFT3, and the formation region of the scanning signal line OL. The i-type semiconductor layer AS is used as a channel formation region for each of the thin film transistors TPTI to TFT3 divided into a plurality of parts, as shown in detail in FIG. 6 (a plan view of a main part in a predetermined manufacturing process). The i-type semiconductor layer As of each of the plurality of divided thin film transistors TPT1 to TFT3 is integrally formed within the pixel. In other words, a plurality of thin film transistors TPT into which a pixel is divided
Each of TFTs 1 to 3 is composed of an island region of one (common) i-type semiconductor layer As. i-type semiconductor layer AS
is formed with a non-quality silicon film or a polycrystalline silicon film, and is formed with a film thickness of about 2000 μm. This i-type semiconductor layer AS is made of Si by changing the components of the supplied gas.
Subsequently to the formation of the insulating film GI consisting of 3N, it is formed in the same plasma CVD apparatus without being exposed to the outside from the apparatus. Further, a P-doped N+ type semiconductor layer do (FIG. 3) for ohmic contact is similarly formed continuously to a thickness of about 300 [layers]. Thereafter, the lower transparent glass substrate SUBI is taken out from the CVD apparatus, and an N+ type semiconductor 11d is formed using photo processing technology.
The O and i-type semiconductor layers AS are shown in FIGS. 2, 3, and 6.
As shown in the figure, it is patterned into independent islands. In this way, each of the i-type semiconductors 111AS of the thin film transistors TPTI to TFT3 divided into a plurality of pixels
By integrally configuring the thin film transistor TPT
The drain electrode SD2 common to each of I to TFT3 is connected to the i-type semiconductor layer AS (actually, the thickness of the first conductive film g1,
A step corresponding to the sum of the thickness of the N1 type semiconductor ldO and the thickness of the i type semiconductor layer
Since the drain electrode SD2 is only broken once from the D2 side toward the i-type semiconductor layer AS side, the probability that the drain electrode SD2 breaks is reduced, and the probability that point defects occur can be reduced.
In other words, in this liquid crystal display device, the point defects that occur within the pixel when the drain electrode SD2 crosses the step of the i-type semiconductor layer AS can be reduced to one-third. Although the layout of this liquid crystal display device is different, when the video signal IDL directly crosses over the i-type semiconductor layer AS and the video signal line DL in this overpassed portion is configured as the drain electrode SD2, the video signal lines D, L It is possible to reduce the probability that a line defect will occur due to a disconnection when the (drain electrode SD2) crosses the i-type semiconductor layer AS. In other words, the thin film transistor TP divided into a plurality of pixels
This is because by integrally configuring the i-type semiconductor layers AS of each of T1 to TFT3, the video signal line DL (drain electrode SD2) crosses the i-type semiconductor layer As only once (actually, (twice at the beginning and end of the ride). As shown in detail in FIGS. 2 and 6, the i-type semiconductor layer AS is provided to extend between the intersection (crossover section) between the scanning signal line GL and the video signal lIDL. There is. This extended i-type semiconductor layer As is configured to reduce short circuits between the scanning signal line GL and the video signal IDL at the intersection. Thin film transistors TPT1-T divided into a plurality of pixels
Each source electrode SDI and drain electrode S of FT3
D2 is shown in Figure 2. As shown in detail in FIGS. 3 and 7 (plan views of main parts in predetermined manufacturing steps), they are provided separately on the i-type semiconductor layer AS. Each of the source electrode SDI and drain electrode SD2 is configured such that when the bias polarity of the circuit changes, the source and drain are interchanged in operation. In other words, the thin film transistor TPT is bidirectional like the FET. Source electrode 5D1. Each of the drain electrodes SD2 is configured by sequentially overlapping a first conductive film d1, a second conductive film d2, and a third conductive film d3 from the lower layer side in contact with the N+ type semiconductor layer dO. The first conductive film d1, second conductive film d2, and third conductive film d3 of the source electrode SDI are formed in the same manufacturing process as each of the drain electrode SD2. The first conductive film d1 is a chromium film formed by sputtering, and has a film thickness of 500-1. The film thickness is approximately 0.600 cm (in this liquid crystal display device). When the chromium film is formed thickly, the stress becomes large, so the chromium film is formed to a thickness not exceeding about 2000[:person]. The chromium film has good contact with the N+ type semiconductor 1do, and constitutes a so-called barrier layer that prevents aluminum of the second conductive film d2, which will be described later, from diffusing into the N+ type semiconductor layer dO. As the first conductive film d1, in addition to the chromium film, high melting point gold JX (Mo.Ti.T
a, W) film, high melting point metal silicide (MoSi, Ti
Si. , TaSi2, WSi. , ) may be formed from a film. After patterning the first conductive film d1 by photo processing, the N+ type semiconductor layer dO is removed using the same photo processing mask or using the first conductive film d1 as a mask. In other words, the N+ type semiconductor layer dO remaining on the i type semiconductor layer AS is
Portions other than the conductive film d1 are removed by self-alignment. At this time, since the N+ type semiconductor ldo is etched so that its entire thickness is removed, the i type semiconductor layer AS is also slightly etched at its surface, but the extent can be controlled by the etching time. Thereafter, the second conductive film d2 is formed by aluminum sputtering to a thickness of 3,000 to 5,500 mm (in this liquid crystal display device, the film thickness is about 3,500 mm). The aluminum film has less stress than the chromium film and can be formed to a thick film thickness, making it suitable for the source electrode SD.
The first configuration is such that the resistance values of the I, D1 and D1 noise electrodes SD2 and the video signal line DL are reduced. Second conductive film d2
is configured to increase the operating speed of the thin film transistor TPT and the signal transmission speed of the video signal line DL. In other words, the second conductive film d2 can improve the write characteristics of the pixel. In addition to the aluminum film, the second conductive film d2 may be formed of an aluminum film containing silicon, palladium, titanium, copper, or the like as an additive. After battering the second conductive film d2 using photo processing technology,
The third conductive film d3 is a transparent conductive film (r
To: Nesa film), the film thickness is 300 to 2400 [people] (in this liquid crystal display device, the film thickness is about 1200 [people]).
is formed. This third conductive film d3 is connected to the source electrode SD
I, the drain electrode SD2 and the video signal line DL, and the transparent pixel electrode IT○. First conductive film d1 of source electrode SD1, drain electrode SD
Each of the two first conductive films d1 has an upper second conductive film d1.
The channel forming region side is configured to have a larger size than the second and third conductive films d3. That is, the first conductive film d1
Even if mask misalignment occurs in the manufacturing process between the first conductive film d1, the second conductive film d2, and the third conductive film d3, the size is larger than that of the second conductive film d2 and the third conductive film d3. (The channel forming region side of each of the first to third conductive films d1 to d3 may be on-the-line). The first conductive film d1 of the source electrode SDI and the first conductive film d1 of the drain electrode SD2 are each configured to define the gate length L of the thin film transistor TPT. In this way, in the thin film transistors TPTI to TFT3 divided into a plurality of pixels, the source electrodes SDI. By configuring the channel formation region side of each first conductive film d1 of the drain electrode SD2 to have a larger size than the second conductive film d2 and the third conductive film d3, the source electrode S
DI, the first conductivity lld of each of the drain electrode SD2
The gate length L of the thin film transistor TPT can be defined by the dimension between l. Separation dimension between the first conductive films d1 (
The gate length) can be defined by processing accuracy (patterning accuracy), so thin film transistors TPT1~
The gate length L of each TFT 3 can be made uniform. As described above, the source electrode SDI is connected to the transparent pixel electrode IT.
Connected to O. The source electrode SD1 has a step shape of the i-type semiconductor layer As (a step corresponding to the sum of the film thickness of the first conductive film g1, the film thickness of the N+ type semiconductor layer dO, and the film thickness of the i-type semiconductor counterfeit AS). ). Specifically, the source electrode SDI includes a first conductive film 111dl formed along the step shape of the i-type semiconductor layer AS, and a transparent pixel electrode IT formed above the first conductive film d1.
a second conductive film d2 formed with a smaller size on the side connected to o, and a first conductive film d exposed from this second conductive film d2.
1, and a third conductive film d3 connected to 1. The first conductive film d1 of the source electrode SD1 includes an N+ type semiconductor layer d
It has good adhesion with O and is mainly configured as a barrier layer against diffused substances from the second conductive film d2. The second conductive film d2 of the source electrode SDI cannot be formed thickly because the chromium film of the first conductive film d1 increases stress and cannot overcome the step shape of the i-type semiconductor layer AS.
It is configured to overcome the type semiconductor layer As. In other words, the second conductive film d2 improves the stepping force barrier by forming it thickly. Since the second conductive film d2 can be formed thickly, it greatly contributes to reducing the resistance value of the source electrode SDI (the same applies to the drain electrode SD2 and the video signal line DL). The third conductive film d3 is the second conductive film d2
Since the step shape caused by the i-type semiconductor layer AS cannot be overcome, the second conductive film d2 is configured to be connected to the exposed first conductive film d1 by reducing its size. The first conductive film d1 and the third conductive film d3 not only have good adhesion but also have a small step shape at the connecting portion between them, so that they can be reliably connected. In this way, the source electrode SD of the thin film transistor TPT
I, a first conductive film d1 as a barrier layer formed along at least the i-type semiconductor layer AS, and this first conductive film d
A second conductive film d2 is formed on top of the first conductive film d2 and has a smaller specific resistance value than the first conductive film d1 and a smaller size than the first conductive film d1. A third transparent pixel electrode made of ITO is formed on the exposed first conductive film d1.
By connecting the conductive film d3, the thin film transistor T
Since the PT and the transparent pixel electrode ITO can be reliably connected, point defects caused by disconnections can be reduced. Moreover, the second conductive film d2 (aluminum film) having a low resistance value can be used for the source electrode SD1 due to the barrier effect of the first conductive film d1, so that the resistance value can be reduced. The drain electrode SD2 is configured integrally with the video signal line DL, and is formed in the same manufacturing process. The drain electrode SD2 has an L-shape that protrudes in the column direction intersecting the video signal line DL. That is, the respective drain electrodes SD2 of the thin film transistors TPTI to TFT3 divided into a plurality of pixels are connected to the same video signal line DL. The transparent pixel electrode ITO is provided for each pixel and constitutes one of the pixel electrodes of the liquid crystal display section. The transparent pixel electrode ITO includes three transparent pixel electrodes (divided transparent pixel electrodes) ITOI. It is divided into ITO2 and ITO3. Transparent pixel electrode IT
OI is the source electrode SDI of the thin film transistor TFTI
It is connected to the. The transparent pixel electrode ITO2 is connected to the source electrode SDI of the thin film transistor TPT2. The transparent pixel electrode ITO3 is a thin film transistor TFT3.
is connected to the source electrode SDI of. Each of the transparent pixel electrodes ITOI to ITO3 has substantially the same size as each of the thin film transistors TPTI to TFT3. Each of the transparent pixel electrodes ITOI to ITO3 has the respective i-type semiconductor layers AS of the thin film transistors TPTI to TFT3 integrally configured (the divided thin film transistors TPT are arranged in a concentrated manner). , it is constructed in an L-shape. In this way, the thin film transistor TPT of the pixel arranged in the intersection area of two adjacent scanning signal lines GL and two adjacent video signal lines DL is
By dividing the pixel into FT1 to TFT3 and connecting each of the divided transparent pixel electrodes ITOI to ITO3 to each of the divided thin film transistors TPT1 to TFT3, a divided part of the pixel (for example, thin film transistor TFTI) is formed. becomes a point defect,
Since the pixel as a whole is no longer a point defect (thin film transistors TFT2 and TFT3 are not point defects), it is possible to reduce point defects in the pixel as a whole. Further, since some of the point defects in which the pixel is divided are smaller than the entire area of the pixel (in the case of this liquid crystal display device, the area is one-third of the pixel), the point defects can be made difficult to see. Can be done. Also. Divided transparent pixel electrodes IT01 to I of the pixel
By configuring each TO3 to have substantially the same size, the area of point defects within a pixel can be made uniform. Further, the divided transparent pixel electrodes IT○1 to I of the pixel
By configuring each of the TO3 to have substantially the same size, the respective liquid crystal capacitances (Cpix) constituted by each of the transparent pixel electrodes T'I'01 to ITO3 and the common transparent pixel electrode TO, and this Transparent pixel electrode I
It is possible to make uniform the overlap capacitance (Cgs) caused by the overlap between the transparent pixel electrodes ITOI-ITO3 added to each of TOI-ITO3 and the gate electrode GT. In other words, since each of the transparent pixel electrodes ITOI to ITO3 can have a uniform liquid crystal capacitance and a superimposed capacitance, the DC component that is to be applied to the liquid crystal molecules of the liquid crystal Lc due to this superimposed capacitance can be made uniform. If this method of canceling the DC component is adopted, it is possible to reduce variations in the DC component applied to the liquid crystal of each pixel. A protective film PSVI is provided over the thin film transistor TPT and the transparent pixel electrode ITO. IfllvAPSV1ha, main ni l wA}-ra:/
It is formed to protect the screen TFT from moisture, etc., and a material with high transparency and good moisture resistance is used. The protective film PSVI is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by plasma CVD, for example.
000~II. The film thickness is approximately .000 [person] (in this liquid crystal display device, the film thickness is about .aoooc [person]). A shielding film LS is provided above the protective film PSVI on the thin film transistor TFT to prevent external light from entering the i-type semiconductor layer AS used as a channel formation region. As shown in FIG. 2, the shielding film LS is configured within a region surrounded by a dotted line. The shielding film LS is formed of, for example, an aluminum film or a chromium film that has a high light shielding property, and is formed to a thickness of about 1000 r by sputtering. Therefore, the common semiconductor layer AS of the thin film transistors TPT1 to TFT3 is sandwiched between the upper and lower light shielding films LS and the thick gate electrode mGT, so that it is not exposed to external natural light or backlight.6 The light shielding film LS and the gate electrode GT is thicker than the semiconductor layer As and is formed in a similar shape to it, and the sizes of the two are considered to be approximately the same (
In the figure, the gate electrode GT is drawn smaller than the light shielding film LS so that the boundary line can be seen). Note that it is also possible to attach the backlight to the upper transparent glass substrate SUB2 side and set the lower transparent glass substrate SUBI to the observation side (externally exposed side). In this case, the light shielding film LS is used for backlight light, and the gate electrode GT is used for natural light. Acts as a light shield. The thin film transistor TPT is configured such that when a positive bias is applied to the gate electrode GT, the channel resistance between the source and drain becomes small, and when the bias is reduced to zero, the channel resistance becomes large. That is, the thin film transistor TPT is configured to control the voltage applied to the transparent pixel electrode ITO. The liquid crystal LC is defined and enclosed by a lower alignment film ORII and an upper alignment film ○RI2 that set the orientation of liquid crystal molecules in a space formed between a lower transparent glass substrate StJB1 and an upper transparent glass substrate SUB2. There is. The lower alignment film ○RII is formed on the protective film PSVI on the lower transparent glass substrate SUBI side. On the inner surface (liquid crystal side) of the upper transparent glass substrate SUB2, a color filter F L, a protective film PSv2, a common transparent pixel electrode (COM.) ITO, and the upper alignment film OR are disposed.
I2 are sequentially stacked. The common transparent pixel electrode ITO is connected to the lower transparent glass substrate S.
It faces the transparent pixel electrode IT○ provided for each pixel on the UBI side, and is configured integrally with another adjacent common transparent pixel electrode ITO. A common voltage V corn is applied to this common transparent pixel electrode ITO. The common voltage vcoII1 is an intermediate potential between the low-level driving voltage V d min and the high-level drive voltage V d n+ax applied to the video signal line DL. The color filter FIL is configured by coloring a dyed base material made of a resin material such as acrylic resin with a dye. The color filter FIL is arranged for each pixel at a position facing the pixel, and is colored differently. That is, the color filter FIL, like the pixel, is configured within the intersection area of two adjacent scanning signal lines OL and two adjacent video signal lines DL. Each pixel has a color filter F
Each predetermined color filter of IL is divided into a plurality of filters. Color filter FIL can be formed as follows. First, a dyed base material is formed on the surface of the upper transparent glass substrate SUB2, and the dyed base material other than the red filter formation area is removed using photolithography technology. After this, the dyed base material is dyed with red dye, fixed treatment is applied, and red filter R
form. Next, a green filter G and a blue filter B are sequentially formed by performing similar steps. In this way, by forming each color filter of the color filter FIL in the intersection area facing each pixel, the scanning signal line GL and the video signal line DL are present between each color filter of the color filter FIL, so that Corresponding to their existence, it is possible to secure an alignment margin between each pixel and each color filter of the color filter FIL (enlarge the alignment margin). Furthermore, when forming each color filter of the color filter FIL, it is possible to ensure alignment margin between different color filters. That is, in this liquid crystal display device, a pixel is formed within the intersection area of two adjacent scanning signal lines OL and two adjacent video signal lines DL, and this pixel is divided into a plurality of parts, and the pixel is divided into a plurality of parts. By forming each color filter of the color filter FIL in the position where the color filter FIL is located, it is possible to reduce the above-mentioned point defects and to secure alignment margin between each pixel and each color filter. The protective film PSV2 is provided to prevent the dyes used to dye the color filter FIL into different colors from leaking into the liquid crystal LC. The protective film PSV2 is made of a transparent resin material such as acrylic resin or epoxy resin. This liquid crystal display device has a lower transparent glass substrate SUBl side,
It is assembled by forming each layer on the upper transparent glass substrate SUBZ side separately, then overlapping the lower transparent glass substrate SUB1 and the upper transparent glass substrate SUB2, and sealing the liquid crystal LC between them. As shown in FIG. 4, each pixel of the liquid crystal display section is arranged in the same column direction as the direction in which the scanning signal $1GL extends. A plurality of them are arranged and constitute each of the pixel columns X1, X,, X3, X4, . . . Each pixel column X1,X,,X,,
Each pixel of X4,... is a thin film transistor T
FTI~TFT3 and transparent pixel electrode IT01~ITO
3 are arranged in the same position. That is, pixel columns X1, X. , . . . , the thin film transistors TPTI to TFT3 are arranged on the left side, and the transparent pixel electrodes ITOI to ITO3 are arranged on the right side. Each pixel in the next pixel column X2, x, . . . in the row direction of each pixel column Xi, X, . . . It is composed of pixels arranged line-symmetrically with respect to the video signal line DL, that is, pixel columns X,, X,,...
Each pixel includes thin film transistors TPT1 to TF.
The arrangement position of T3 is on the right side, transparent pixel electrode ITOI ~ ITO
3 is arranged on the left side. And pixel row X
, I, x4, . . . are both pixel columns X■,
Each pixel of X,... is shifted (shifted) by half a pixel in the column direction. In other words,
If each pixel interval of pixel row 5 pixel interval (0.5
pitch) is off. The video signal line DL, which extends in the row direction between each pixel, is connected by a half pixel interval (
0.5 pitch) is configured to extend in the column direction. In this way, in the liquid crystal display section, the thin film transistor T
A plurality of pixels with the same PT and transparent pixel electrode ITO are arranged in the column direction to form a pixel column X, and the next pixel column X of the pixel column X and the pixels of the previous pixel column By configuring pixels arranged symmetrically with respect to line DL, and moving the next pixel column by half a pixel with respect to the previous pixel column, it is possible to As shown in the main part plan view in the combined state), the pixel in the previous pixel row The pixel in which the same color filter of X is formed (for example, the pixel in which the red filter R of pixel row X is formed) can be separated by 1.5 pixel intervals (1.5 pitch). In other words, the pixels in the previous pixel column
The color filter FIL can have an RGB triangular arrangement structure. RG of color filter FIL
The triangular arrangement structure B can improve the mixing of each color, and therefore can improve the resolution of a color image. Moreover, since the video signal line DL extends in the column direction by only half a pixel interval between each pixel column X, it does not intersect with the adjacent video signal line DL. Therefore, it is possible to eliminate the routing of the video signal line DL and reduce the area occupied by the video signal line DL, and it is also possible to eliminate the detour of the video signal line DL and eliminate the multilayer wiring structure. The circuit configuration of this liquid crystal display section is shown in FIG. 9 (equivalent circuit diagram of the liquid crystal display section). X i G , X i + I G , shown in FIG.
−= Ha, green color? The video signal line DL is connected to the pixel in which the router G is formed. X i B , X i
+ I B , - are video signal lines DL connected to the pixels in which the blue filter B is formed. X i + I
R, X i + 2 R, . . . are video signals MDL connected to the pixels in which the red filter R is formed.6 These video signals 11ADL are selected by the video signal drive circuit. Yi is a scanning signal line OL that selects the pixel column X shown in FIGS. 4 and 8. Similarly, Y
Each of i+1-, Yx+2+... is a scanning signal line GL that selects each of the pixel columns X2tX3,.... These scanning signal lines OL are connected to a vertical scanning circuit. The center part of FIG. 3 shows the cross section of one pixel part, while the left side shows the cross section of the left edge part of the lower transparent glass substrate SUB1 and the upper transparent glass substrate SUB2 where external lead wiring exists. . The right side shows a cross section of the right edge portion of the transparent glass substrates SUBI and SUB2 where no external lead wiring is present. The sealing materials SL shown on the left and right sides of FIG. 3 are as follows:
It is configured to seal the liquid crystal LC, and is formed along the entire edges of the transparent glass substrates SUBI and SUB2 except for the liquid crystal sealing opening (not shown). The sealing material SL is made of, for example, epoxy resin. The common transparent pixel electrode ITO on the side of the upper transparent glass substrate SUB2 is coated with silver paste material S at least in one place.
The IL is connected to an external lead wiring formed on the side of the lower transparent glass substrate SUBI. This external lead wiring is formed in the same manufacturing process as each of the aforementioned gate electrode GT, source electrode SDI, and drain electrode SD2. The alignment films ORII and ORI2, transparent pixel electrode IT
O, common transparent pixel electrode iTO, protective film PSv1 and P
The respective layers of S V 2 and the insulating film GI are formed inside the sealing material SL. The polarizing plate POL is formed on the outer surface of each of the lower transparent glass substrate SUBI and the upper transparent glass substrate SUB2. FIG. 10 is a cross-sectional view of the main part of the pixel and the periphery of the seal part of the liquid crystal display part of another active matrix color liquid crystal display device to which the present invention is applied, and FIG.
0 is a plan view showing one pixel of the liquid crystal display section of the liquid crystal display device shown in FIG. 14 to 16 are plan views of main parts of a liquid crystal display section in which a plurality of pixels are arranged. FIGS. 14 to 16 are plan views of main parts of the pixel shown in FIG. FIG. 3 is a plan view of main parts in a state in which color filters are superimposed. In this liquid crystal display device, it is possible to improve the aperture ratio of each pixel in the liquid crystal display section, reduce the direct current component applied to the liquid crystal, reduce point defects in the liquid crystal display section, and reduce black unevenness. can. In this liquid crystal display device, as shown in FIG. 11, the i-type semiconductor layer AS in each pixel of the liquid crystal display section is replaced by a thin film transistor T
It is divided into FTI to TFT3. In other words, the thin film transistors TPT1 to TPT1 divided into a plurality of pixels
Each of the TFTs 3 is composed of an independent island region of an i-type semiconductor layer AS. Also. Each of the transparent pixel electrodes IT'01 to TO3 connected to each of the thin film transistors TPT1 to TFT3 is connected to the scanning signal line GL of the next stage in the row direction on the side opposite to the side connected to the thin film transistors TPTI to TFT3. They are superimposed. This superposition constitutes a storage capacitor element (electrostatic capacitor element) Cadd in which each of the transparent pixel electrodes ITOI to ITO3 is used as one electrode and the next stage scanning signal line GL is used as the other electrode. The dielectric film of this storage capacitance element C add is a thin film transistor TP
It is composed of the same layer as the insulating film GI used as the gate insulating film of T. The gate electrode GT is formed to be thicker than the i-type semiconductor 11IAs, as in the liquid crystal display device shown in FIG.
In this liquid crystal display device, thin film transistors TPTI to TF
Since T3 is formed for each independent i-type semiconductor JilA$, a thick pattern is formed for each thin film transistor TFT. In addition, the scanning signal line GL of the upper transparent glass substrate SUB2,
Video signal line DL. Since the black matrix pattern BM is provided in the part corresponding to the thin film transistor TPT, the outline of the pixel becomes clear, the contrast is improved, and external natural light is directed to the thin film transistor T.
This will prevent you from hitting the PT. The equivalent circuit of the pixel shown in Fig. 11 is shown in Fig. 18 (equivalent circuit diagram). In FIG. 18, as before, C
gs is a superimposed capacitance formed by the gate electrode GT and source electrode SDI of the thin film transistor TPT. The dielectric film of the superposed capacitance Cgs is an insulating film GI a C
pix is the transparent pixel electrode ITO (PIX) and the common transparent pixel electrode [! This is a liquid crystal capacitor formed between ITO (COM). The dielectric film of the liquid crystal capacitor C pix is the liquid crystal LC.
Protective film psv1 and alignment film ORI 1. OR! 2* Vie is the midpoint potential. The storage capacitance element C add is a thin film transistor TP
When T switches, the midpoint potential (pixel electrode potential)
It moves to reduce the influence of gate potential change ΔVg on vlc. This situation can be expressed as the following formula. ΔV lc= ((Cgs/(Cgs+Cadd+Cp
ix))X ΔVg Here, ΔVlc represents the change in midpoint potential due to ΔVg. This change Δv1c causes a DC component applied to the liquid crystal, but the storage capacitance element C a
The larger the storage capacity of dd, the smaller its value can be. Further, the storage capacitor element C add also has the effect of lengthening the discharge time, so that video information is stored for a long time after the thin film transistor TPT is turned off. Reduction of the DC component applied to the liquid crystal LC. It is possible to improve the lifespan of the liquid crystal LC and reduce so-called burn-in, where the previous image remains when switching between liquid crystal display screens. As described above, since the gate electrode GT is made large enough to completely cover the semiconductor layer AS, the overlapping area with the source/drain electrodes SDI and SD2 increases, and therefore the parasitic capacitance Cgs increases and the midpoint potential V' The opposite effect occurs that lc becomes more susceptible to the influence of gate (scanning) signal Vg. However, this disadvantage can also be eliminated by providing the storage capacitor element C add. Further, in a liquid crystal display device having pixels in an intersection area of two scanning signals @GL and two video signal lines DL, one scanning signal line GL of the two scanning signal lines OL
The thin film transistor TPT of the pixel selected in is divided into a plurality of parts, and the divided thin film transistors TPT1 to TF
A transparent pixel electrode ITO divided into a plurality of parts (ITOI to ITO3) is connected to each of T3, and this pixel electrode ITO is used as one electrode to each of the divided transparent pixel electrodes IT○1 to ITO3. The other scanning signal line GT of the two scanning signal lines GL. , is used as a capacitive electrode line and the other electrode is a storage capacitive element C.
By configuring add, as described above, only a divided part of the pixel becomes a point defect, and the pixel as a whole is not a point defect, so it is possible to reduce the point defect of the pixel, and also Since the DC component applied to the liquid crystal LC can be reduced by the storage capacitor element C add,
The lifespan of the liquid crystal LC can be improved. In particular, by dividing the pixel, the gate electrode GT and source electrode SDI or drain electrode SD of the thin film transistor TPT can be separated.
It is possible to reduce point defects caused by short circuits between the transparent pixel electrodes IT○1 to TO3 and the other electrode (capacitance electrode line) of the storage capacitor element Cadd. Defects can be reduced. In this liquid crystal display device, the number of point defects on the latter side is one third. As a result, some of the point defects into which the pixel is divided are smaller than the entire area of the pixel, making it difficult to see the point defects. The storage capacitance of the storage capacitance element C add is determined by the liquid crystal capacitance Cpj. from the writing characteristics of the pixel. 4 to 8 times (4
・CpLx(Cadd<8・Cpix). 8 to 32 times the superposition capacitance Cgs (8 ・C gs<
Set to a value of approximately C add < 32・Cgs). Further, the scanning signal line GL is connected to a first conductive film (chromium film) g.
The other electrode of the storage capacitor element Cadd, that is, the branched portion of the capacitor electrode wire is formed of a composite film in which a second conductive film (aluminum film) g2 is superimposed on a second conductive film (aluminum film) g2. By configuring the single-layer film made of the conductive film g1, the resistance value of the scanning signal line GL can be reduced and the writing characteristics can be improved, and the storage capacitor element C ad
Since one electrode (transparent pixel electrode IT○) of the storage capacitor element C add can be reliably bonded onto the insulating film GI along the step portion based on the other electrode of d, one electrode of the storage capacitor element C add It is possible to reduce disconnection of the electrodes. Further, by configuring the other electrode of the storage capacitor element Cadd with the single-layer first conductive film g1 and not comprising the second conductive film g2 which is an aluminum film, the other electrode of the storage capacitor element Cadd is formed by hillocks of the aluminum film. Short circuit between one electrode and the other electrode can be prevented. The source electrode SD is provided in a portion between each of the transparent pixel electrodes IT○1 to IT○3 that are overlapped to form the storage capacitor element Cadd and the capacitor electrode line.
Similarly to I, the first conductive wA is used to prevent the transparent pixel electrode I
d. An island region composed of the first and second conductive films d2 is provided. This island region is configured to be as small as possible so as not to reduce the area (aperture ratio) of the transparent pixel electrode ITO. In this way, compared to the first conductive film d1 and the first conductive film d1 formed thereon, between one electrode of the storage capacitor element Cadd and the insulating film Gl used as its dielectric film, Second conductive film d having a small specific resistance value and small size
2, and by connecting the one electrode (third conductive film d3) to the first conductive film d1 exposed from the second conductive film d2 of the base layer, a storage capacitor element is formed. Since one electrode of the storage capacitor element C add can be reliably bonded along the stepped portion based on the other electrode of the storage capacitor element C add, disconnection of one electrode of the storage capacitor element C add can be reduced. A storage capacitor element C ad is attached to the transparent pixel electrode IT○ of the pixel.
The liquid crystal display section of the liquid crystal display device provided with d is constructed as shown in FIG. 20 (equivalent circuit diagram showing the liquid crystal display section). The liquid crystal display section is composed of repeating unit basic patterns including pixels, scanning signal lines OL, and video signal lines DL. As shown in FIG. 20, the final stage scanning signal line GL (or first stage scanning signal line GL) used as a capacitor electrode line is connected to a common transparent pixel electrode (Vcom) I To
Connect to. As shown in FIG. 3, the common transparent pixel electrode ITO is connected to an external lead wire by a silver paste material SL at the peripheral edge of the liquid crystal display device. Moreover, some conductive layers (gl and g2) of this external lead wiring
is constructed in the same manufacturing process as the scanning signal aGL. As a result, the final stage scanning signal line OL (capacitive electrode line) can be easily connected to the common transparent pixel electrode ITO.
In this way, by connecting the final stage of the capacitive electrode line to the common transparent pixel electrode (Vcom) I To of the pixel, the final stage of the capacitive electrode line is integrated with a part of the conductive layer of the external wiring. Moreover, since the common transparent pixel electrode ITO is connected to the external lead wiring, the final stage capacitor electrode line can be connected to the common transparent pixel electrode ITO with a simple configuration.
You can connect to. In addition, the liquid crystal display device is based on the DC cancellation method (DC cancellation method) described in Japanese Patent Application No. 62-95125 previously filed by the applicant of the present application, as shown in FIG. 19 (time chart). By controlling the fluctuation voltage of the scanning signal line DL, it is possible to further reduce the DC component applied to the liquid crystal LC. In FIG. 19, Vi
is the drive voltage of an arbitrary scanning signal line GL, and Vi+1 is the drive voltage of the scanning signal line OL at the next stage. Vee is a low-level drive voltage Vdn+i applied to the scanning signal line GL.
n. Vd d is a high-level fluctuation voltage Vdmax applied to the scanning signal line GL. Each time t=t1~t
4, the voltage change amount Δv1 to ΔV.4 of the midpoint potential vIC (see FIG. 18). is the total capacitance of pixels (Cgs+C
pix+Cadd) as C, the following equation is obtained. ΔVx= (Cgs/C)・V2 ΔV2=+(Cgs/C)−(V1+V2)−(Cad
d/C)・V 2 ΔV3= (Cgs/C)・V1 + (Cadd/C) {V1+V2) ΔV,=-(Cadd/C)・V 1 Here, the drive voltage applied to the scanning signal line GL is sufficient (see below)
以上説明したように、この発明に係る液晶表示装置にお
いては、ゲート電極のソース電極の両側部より外側の部
分の幅がソース電極と重ね合わされた部分の幅と同一で
あり、ソース電極のゲート電極の両側部より外側の部分
の幅がゲート電極と重ね合わされた部分の幅と同一であ
るから、ゲート電極とソース電極とのアライメントずれ
が生じたとしても、ゲート電極とソース電極との重ね合
わせ面積は変化しないので、ゲート電極とソース電極と
の重ね合わせで生ずる重ね合わせ容量Cgsが不均一に
なることはなく、保護膜、配向膜に印加される直流電圧
分が不均一になることはないため,表示画面の切り替え
時に前の画像が残るいわゆる焼き付きが生ずることはな
い.
また、画素電極の保持容量素子の電極の雨側部より外側
の部分の幅が保持容量素子の電極と重ね合わされた部分
の幅と同一であり、保持容量素子の電極の画素電極の両
側部より外側の部分の帳が画素電極と重ね合わされた部
分の帽と同一であるから,画素電極と保持容量素子の電
極とのアライメントずれが生じたとしても、画素電極と
保持容量素子の電極との重ね合わせ面積は変化しないの
で、保持容量C addが不均一になる,二とはなく,
保護膜,配向膜に印加される直流電圧分が不均一になる
ことはないため、表示画面の切り替え時に前の画像が残
るいわゆる焼き付きが生ずることはない。
このように,この発明の効果は顕著である.As explained above, in the liquid crystal display device according to the present invention, the width of the portion of the gate electrode outside the both sides of the source electrode is the same as the width of the portion overlapped with the source electrode, and Since the width of the outer side of both sides is the same as the width of the overlapped part with the gate electrode, even if there is misalignment between the gate electrode and the source electrode, the overlap area of the gate electrode and the source electrode is does not change, so the superposition capacitance Cgs caused by the superposition of the gate electrode and source electrode does not become non-uniform, and the DC voltage applied to the protective film and alignment film does not become non-uniform. , so-called burn-in, where the previous image remains when switching between display screens, does not occur. Furthermore, the width of the part of the pixel electrode outside the rain side of the electrode of the storage capacitor element is the same as the width of the part overlapped with the electrode of the storage capacitor element, and Since the edge of the outer part is the same as the cap of the part overlapped with the pixel electrode, even if there is a misalignment between the pixel electrode and the electrode of the storage capacitor element, the overlap between the pixel electrode and the electrode of the storage capacitor element will be maintained. Since the combined area does not change, the holding capacitance C add becomes uneven.
Since the DC voltage applied to the protective film and the alignment film does not become non-uniform, so-called burn-in, in which the previous image remains when the display screen is switched, does not occur. In this way, the effects of this invention are remarkable.
第1図はこの発明に係るアクティブ・マトリックス方式
のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す要部
平面図,第2図はこの発明を適用すべきアクティブ・マ
トリックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一
画素を示す要部平面図、第3図は第2図のn−n切断線
で切った部分とシール部周辺部の断面図、第4図は第2
図に示す画素を複数配置した液晶表示部の要部平面図、
第5図〜第7図は第2図に示す画素の所定の製造工程に
おける要部平面図、第8図は第4図に示す画素とカラー
フィルタとを重ね合せた状態における要部平面図、第9
図は上記のアクティブ・71・リックス方式のカラー液
晶表示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第10図は
この発明を適用すべき他のアクティブ・マトリックス方
式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の画素の要部およ
びシール部周辺部の断面図、第11図は第10図に示し
た液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す平面図、第
12図は第11図のA−A切断線で切った部分の断面図
、第13図は第11図に示す画素を複数配置した液晶表
示部の要部平面図、第14図〜第16図は第11図に示
す画素の所定の製造工程における要部平面図、第17図
は第13図に示す画素とカラーフィルタとを重ね合せた
状態における要部平面図、第18図は第11図レこ記載
さわる画素の等価回路図、第19図は直流相殺方式によ
る走査信号線の慄動電圧を示すタイムチャート、第20
図、第21図はそれぞれ第13図に示したアクティブ・
マトリックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部を
示す等価回路図、第22図は第1図に示した液晶表示装
置の一部を示す断面図、第23図はこの発明に係る他の
液晶表示装置の一部を示す断面図、第24図、第25図
は従来の液晶表示装置の液晶表示部の一画素を示す要部
平面図である。
SUB・・・透明ガラス基板
GL・・・走査信号線
DL・・・映像信号線
GI・・・絶縁膜
GT・・・ゲート電極
AS・・・i型半導体層
SD・・・ソース電極またはドレイン電極psv・・・
保護膜
LS・・・遮光膜
LC・・・液晶
TPT・・・薄膜トランジスタ
ITO(COM.)・・・透明画素電極g.d・・・導
電膜
C add・・・保持容量素子
Cgs・・・重ね合せ容量
C pix・・・液晶容量
BM・・・ブラックマトリックスパターン第
l
図
GT−−−−−一ヶ・一}電極
Codd T−−一電極
乙ク
第16図
第18図
VLc
t]
t2 t3 t4
第22図
As
第23図FIG. 1 is a plan view of a main part showing one pixel of the liquid crystal display of an active matrix color liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. 2 is an active matrix color liquid crystal display device to which the present invention is applied. 3 is a sectional view of the section taken along the line nn in FIG. 2 and the area around the sealing part. FIG.
A plan view of the main parts of a liquid crystal display section in which a plurality of pixels are arranged as shown in the figure,
5 to 7 are plan views of the main parts of the pixel shown in FIG. 2 in a predetermined manufacturing process, FIG. 8 is a plan view of the main parts in a state where the pixel shown in FIG. 4 and the color filter are superimposed, 9th
The figure is an equivalent circuit diagram showing the liquid crystal display section of the above-mentioned active matrix color liquid crystal display device, and FIG. 10 is the liquid crystal display section of another active matrix color liquid crystal display device to which the present invention is applied. 11 is a plan view showing one pixel of the liquid crystal display section of the liquid crystal display device shown in FIG. 10, and FIG. 12 is a cross-sectional view taken along A-A in FIG. 11. 13 is a plan view of a main part of a liquid crystal display section in which a plurality of pixels shown in FIG. 11 are arranged, and FIGS. 17 is a plan view of the main part in a state where the pixel shown in FIG. 13 and the color filter are superimposed, FIG. 18 is an equivalent circuit diagram of the pixel described in FIG. 11, Figure 19 is a time chart showing the fluctuation voltage of the scanning signal line using the DC cancellation method;
Figures 21 and 21 respectively show the active mode shown in Figure 13.
An equivalent circuit diagram showing a liquid crystal display section of a matrix type color liquid crystal display device, FIG. 22 is a sectional view showing a part of the liquid crystal display device shown in FIG. 1, and FIG. 23 is a diagram showing another liquid crystal display according to the present invention. FIGS. 24 and 25 are cross-sectional views showing a part of the device, and are plan views of essential parts showing one pixel of a liquid crystal display section of a conventional liquid crystal display device. SUB...Transparent glass substrate GL...Scanning signal line DL...Video signal line GI...Insulating film GT...Gate electrode AS...I-type semiconductor layer SD...Source electrode or drain electrode psv...
Protective film LS...Light shielding film LC...Liquid crystal TPT...Thin film transistor ITO (COM.)...Transparent pixel electrode g. d...Conductive film C add...Holding capacitance element Cgs...Superposition capacitance C pix...Liquid crystal capacitance BM...Black matrix pattern No. 1 Figure GT-----One piece, one} electrode Codd T--One electrode Otoku Fig. 16 Fig. 18 VLc t] t2 t3 t4 Fig. 22 As Fig. 23
Claims (1)
とするアクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置に
おいて、ゲート電極のソース電極の両側部より外側の部
分の幅を上記ソース電極と重ね合わされた部分の幅と同
一とし、上記ソース電極の上記ゲート電極の両側部より
外側の部分の幅を上記ゲート電極と重ね合わされた部分
の幅と同一としたことを特徴とする液晶表示装置。 2、薄膜トランジスタと画素電極とを画素の一構成要素
とするアクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置に
おいて、上記画素電極の保持容量素子の電極の両側部よ
り外側の部分の幅を上記保持容量素子の電極と重ね合わ
された部分の幅と同一とし、上記保持容量素子の電極の
上記画素電極の両側部より外側の部分の幅を上記画素電
極と重ね合わされた部分の幅と同一としたことを特徴と
する液晶表示装置。[Scope of Claims] 1. In an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor and a pixel electrode are one component of a pixel, the width of the portion of the gate electrode outside the both sides of the source electrode is equal to the width of the source electrode. A liquid crystal display device characterized in that the width of the overlapping portion is the same as the width of the overlapping portion, and the width of the portion of the source electrode outside both sides of the gate electrode is the same as the width of the overlapping portion with the gate electrode. 2. In an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor and a pixel electrode constitute one component of a pixel, the width of the portion of the pixel electrode outside both sides of the electrode of the storage capacitor element is defined as the electrode of the storage capacitor element. The width of the portion of the electrode of the storage capacitor element outside both sides of the pixel electrode is the same as the width of the portion overlapped with the pixel electrode. LCD display device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1053829A JPH02234133A (en) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP1053829A JPH02234133A (en) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH02234133A true JPH02234133A (en) | 1990-09-17 |
Family
ID=12953681
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1053829A Pending JPH02234133A (en) | 1989-03-08 | 1989-03-08 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02234133A (en) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
1989
- 1989-03-08 JP JP1053829A patent/JPH02234133A/en active Pending
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US9443881B2 (en) | 2009-12-04 | 2016-09-13 | Samsung Display Co., Ltd. | Thin film transistor substrate and the method thereof |
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