JPH02310535A - Display device - Google Patents

Display device

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Publication number
JPH02310535A
JPH02310535A JP1133297A JP13329789A JPH02310535A JP H02310535 A JPH02310535 A JP H02310535A JP 1133297 A JP1133297 A JP 1133297A JP 13329789 A JP13329789 A JP 13329789A JP H02310535 A JPH02310535 A JP H02310535A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
pixel
counter electrode
electrode
liquid crystal
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Pending
Application number
JP1133297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Miki
明 三城
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP1133297A priority Critical patent/JPH02310535A/en
Publication of JPH02310535A publication Critical patent/JPH02310535A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a display device which can surely redress a faulty image element by arranging each counter electrode in a state where it extends over plural image element electrodes in a lower part in planar viewing and forming at least one photoelectric conversion element on each counter electrode. CONSTITUTION:Each counter electrode 38 is arranged in the state where it extends over plural image element electrodes 19 in the lower part in planar viewing and at least one photoelectric conversion element 37 is formed on each counter electrode 38. Therefore, even if the faulty image element exists because of the fault of a switching element 18, etc., the photoelectric conversion element 37 is actuated by receiving transmitted light from a normal image element on the periphery of the faulty image element part and electric field is impressed on an electrooptical material 43 in virtue of a current generated in the photoelectric conversion element 37. The electrooptical effect of the material 43 is changed with the electric field to redress the faulty image element. Thus, the display device in which an LCD is driven in a simple driving system without preventing high definition and which can surely redress the faulty image element is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 1!上Ω五里豆■ 本発明は表示装置、より詳細には下部基板と該下部基板
に対向して配設された上部基板とこれら下部基板と上部
基板間に介装された電気光学材料とを含む表示装置であ
って、アクティブマトリクス駆動方式の薄膜トランジス
タ(TPT)を備λた液晶ディスプレイ(LCD)に関
する。
[Detailed description of the invention] 1! The present invention relates to a display device, more specifically, to a display device, and more specifically to a display device, which includes a lower substrate, an upper substrate disposed opposite to the lower substrate, and an electro-optic material interposed between the lower substrate and the upper substrate. The present invention relates to a liquid crystal display (LCD) including an active matrix drive type thin film transistor (TPT).

゛ 鷹未五垣止 近年高度情報化が進むにつれ、映像表示用のディスプレ
イの分野においてはより一層の高精細化および高輝度化
が望まれている。現在は家庭用やその他はとんどの分野
においてCRT (陰極線管)がその主流を占めている
。しかし小形、軽量、低消費電力でしかも高画質化が可
能なフラットパネル形ディスプレイへの要望が高まって
きている。フラットパネル形ディスプレイのうち液晶を
用いたLCDは現在もっとも広く用いられ将来性の高い
ディスプレイである。このLCDの駆動方式として、単
純マトリスクス駆動方式やアクティブマトリクス駆動方
式があり、このうちアクティブマトリクス駆動方式は各
画素ごとにスイッチング素子を配設して各画素を独立的
に駆動制御するものである。したがって各画素ごとに1
00%近いデユーティ比で駆動でき1画素のコントラス
ト比な大きく取ることが可能である。
゛ Takami Gogaki Stop As information technology advances in recent years, there is a desire for even higher definition and brightness in the field of displays for displaying images. Currently, CRTs (cathode ray tubes) are the mainstream in most household and other fields. However, there is an increasing demand for flat panel displays that are small, lightweight, consume low power, and can provide high image quality. Among flat panel displays, LCDs using liquid crystals are currently the most widely used and promising displays. As driving methods for this LCD, there are a simple matrix driving method and an active matrix driving method. Among these, the active matrix driving method is a method in which a switching element is provided for each pixel to drive and control each pixel independently. Therefore, 1 for each pixel
It is possible to drive at a duty ratio close to 0.00%, and it is possible to obtain a large contrast ratio for one pixel.

スイッチング素子としてアモルファスシリコンを用いた
薄膜トランジスタ(TPT)は大面積化が可能であり、
しかも低コストで製作できることから有望視され多くの
研究がなされている。アモルファスシリコンを用いた薄
膜トランジスタ(TPT)形ディスプレイの特徴として
は大面積化が可能であること、比較的低温プロセス(3
00℃前後)で製作できることから安価なガラス基板が
使用可能であること、連続的な成膜により膜界面の清浄
性が保たれることなどが挙げられる。
Thin film transistors (TPTs) that use amorphous silicon as switching elements can have a large area.
Moreover, since it can be manufactured at low cost, it is viewed as promising and has been the subject of much research. Characteristics of thin film transistor (TPT) displays using amorphous silicon include the possibility of large-area displays and the relatively low-temperature process (3
Since it can be manufactured at a temperature of around 00°C, an inexpensive glass substrate can be used, and continuous film formation maintains the cleanliness of the film interface.

以上のことから駆動方式としてアクティブマトリクス駆
動方式を採用し、アモルファスシリコンを用いた薄膜ト
ランジスタ(TPT)形ディスプレイは今後のニューメ
ディア用のディスプレイ候補としてその発展が期待され
ている。
Based on the above, thin film transistor (TPT) type displays employing an active matrix drive method and using amorphous silicon are expected to develop as candidates for future new media displays.

つぎにTPTを用いたアクティブマトリクス回路(以下
、アクティブマトリクス形TPT回路という)により駆
動される表示装置の従来例を第9図および第1O図に示
す。
Next, a conventional example of a display device driven by an active matrix circuit using TPT (hereinafter referred to as an active matrix type TPT circuit) is shown in FIG. 9 and FIG. 1O.

図中、ガラス基板ll上には、縦方向にデータライン1
2が、横方向にアドレスライン13が形成され、これら
データライン12とアドレスライン13との交点近傍に
は半導体層のアモルファスシリコン層14、ドレイン電
極15、ゲート電極16、ソース電極17などから構成
されたTPT18が形成されている。ドレイン電極15
にはデータライン12が接続され、アドレスライン13
はゲート電極16を兼ね、ソース電極17はガラス基板
11上にマトリクス状に形成された画素型ti1i!1
9に接続されている。
In the figure, there is a data line 1 in the vertical direction on the glass substrate ll.
2, an address line 13 is formed in the horizontal direction, and an amorphous silicon layer 14 of a semiconductor layer, a drain electrode 15, a gate electrode 16, a source electrode 17, etc. are formed near the intersection of these data lines 12 and address lines 13. A TPT 18 is formed. Drain electrode 15
A data line 12 is connected to the address line 13.
also serves as the gate electrode 16, and the source electrode 17 is a pixel type ti1i! formed in a matrix on the glass substrate 11. 1
9 is connected.

これらガラス基板11(下部基板)の第10図中上方に
はガラス基板11に対向してガラス基板20(上部基板
)が配設されており、このガラス基板20上面には透明
電極21が形成貼着されている。またガラス基板11.
20の外側には偏光フィルム22がそれぞれ貼着されて
いる。そしてこれらガラス基板11とガラス基板20と
の間には液晶23が充填されている。
A glass substrate 20 (upper substrate) is disposed above these glass substrates 11 (lower substrate) in FIG. It is worn. Moreover, the glass substrate 11.
A polarizing film 22 is attached to the outside of each of the panels 20 . A liquid crystal 23 is filled between the glass substrate 11 and the glass substrate 20.

以上のように構成された表示装置において、アクティブ
マトリクス形TPT回路を用いて画像表示を行なうには
、アドレスライン13に正のバイアスを印加しながらデ
ータライン12に交流のバイアスパルスを印加する。こ
のことにより画素電極19側にソース電圧が発生し、液
晶23に電界が印加されて充電され、この結晶液晶23
の配向゛方向が変化する。この液晶23の配向変化によ
り透過光のオンオフか行なわれる。LCD用のアクティ
ブマトリクス形TPT回路では、上記のような駆動方式
を全アドレスライン13および全データライン12につ
いて順次操作してゆき、所望の画像表示を行なうもので
ある。上記した方式による特徴としては、表示面内の各
画素をTPT18によって独立的に駆動制御できること
から1画素間にクロストークのない高いコントラスト比
の表示が得られるというところにある。
In the display device configured as described above, in order to display an image using the active matrix type TPT circuit, an alternating current bias pulse is applied to the data line 12 while applying a positive bias to the address line 13. As a result, a source voltage is generated on the pixel electrode 19 side, an electric field is applied to the liquid crystal 23, and the crystal liquid crystal 23 is charged.
The orientation direction changes. Transmitted light is turned on and off by this change in orientation of the liquid crystal 23. In the active matrix type TPT circuit for LCD, the above driving method is sequentially operated on all address lines 13 and all data lines 12 to display a desired image. A feature of the above-mentioned method is that since each pixel within the display surface can be independently driven and controlled by the TPT 18, a display with a high contrast ratio without crosstalk between pixels can be obtained.

日が ゛しよ とする課 上記したようなアクティブマトリクス形TPT回路はア
ドレスライン13およびデータライン12を走査してT
FT18をON、OFFすることによって各画素を駆動
する方式である。したがって、ディスプレイの面積ある
いは画素数が増大するにつれてTFT18の欠陥、配線
の断線、配線のショートなどの回路欠陥が発生すると、
欠陥箇所の画素や断線したライン上の全画素は表示欠陥
となる0通常TFTLCDにおいては大面積のガラス基
板にスイッチング素子としてのTPT18および画素を
数万〜数十万個程度形成するが、このうちTPT18の
欠陥や配線不良に起因する回路欠陥がわずかでも存在し
ていると。
The active matrix type TPT circuit as described above scans the address line 13 and the data line 12 and
This is a method in which each pixel is driven by turning on and off the FT18. Therefore, as the display area or number of pixels increases, circuit defects such as defects in the TFT 18, disconnections in wiring, and short circuits in wiring occur.
A pixel at a defective location or all pixels on a disconnected line becomes a display defect. In a normal TFTLCD, tens of thousands to hundreds of thousands of pixels and a TPT 18 as a switching element are formed on a large-area glass substrate. If there is even a slight circuit defect caused by a defect in the TPT 18 or poor wiring.

LCDとしては十分な表示機能を達成することができな
い。したがって表示面内でのTFT18の欠陥や配線不
良に起因する表示欠陥を救済することが非常に重要にな
ってくる。TFTLCDは今後ますます大面積化、高画
素化(高精細化)してゆくことは必至であり、大面積基
板内の欠陥部分をいかにして救済し、十分な表示性能を
有するLCDを作成するかが大きな問題となってきてい
る。従来より欠陥を生じさせないための手段として、一
画素に対して複数個のTPTを対応させるもの、あるい
は各配線ラインを二重にするものなどが提案されている
。しかしこれらの技術は欠陥の生じた画素を救済できる
ものの、欠陥画素救済用のTPTや配線ラインが高精細
化を行なう上で大きな障害となる、あるいはTPTや配
線ラインを多く設けるはどLCD駆動用の回路および駆
動方法が複雑になるなど、不利な点が多く改善を要する
ものであった。
It is not possible to achieve a sufficient display function as an LCD. Therefore, it is very important to repair display defects caused by defects in the TFT 18 or poor wiring within the display surface. It is inevitable that TFTLCDs will become larger and more pixel-rich (higher definition) in the future, and the question is how to repair defective areas in large-area substrates and create LCDs with sufficient display performance. is becoming a big problem. Conventionally, as means for preventing the occurrence of defects, methods have been proposed in which a plurality of TPTs correspond to one pixel, or methods in which each wiring line is doubled. However, although these technologies can repair defective pixels, the TPT and wiring lines used to repair defective pixels become a major obstacle to achieving higher definition, or the provision of many TPTs and wiring lines is difficult to use for LCD driving. It had many disadvantages, such as complicated circuits and driving methods, and needed improvement.

本発明は、上記のような不具合に鑑みなされたものであ
って、LCD用のアクティブマトリクス形TPT回路に
おいて、高精細化を妨げることがなくかつ単純な駆動方
式でLCDを駆動することができながら、欠陥画素を確
実に救済できる表示装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and is an active matrix type TPT circuit for LCD, which does not hinder high definition and can drive an LCD with a simple driving method. The present invention aims to provide a display device that can reliably repair defective pixels.

0 申  ゛ るための F 本発明は上記目的を達成するために、下部基板と該下部
基板に対向して配設された上部基板とこれら下部基板と
上部基板間に介装された電気光学材料とを含む表示装置
であって、前記下部基板上には画素電極がマトリクス状
に配設されるとともに前記各画素電極を駆動するための
スイッチング素子が配設される一方、前記上部基板の下
面には複数個の対向電極が形成され、これら各対向電極
は平面視において下方の画素電極の複数個にまたがった
状態で配置されるとともに各対向電極には少な(とも1
個の光電変換素子が形成されていることを特徴としてい
る。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a lower substrate, an upper substrate disposed opposite to the lower substrate, and an electro-optic material interposed between the lower substrate and the upper substrate. A display device comprising: pixel electrodes arranged in a matrix on the lower substrate, and switching elements for driving each pixel electrode arranged on the lower surface of the upper substrate. A plurality of counter electrodes are formed, and each of these counter electrodes is arranged so as to span a plurality of lower pixel electrodes in plan view, and each counter electrode has a small
It is characterized in that a number of photoelectric conversion elements are formed.

以下本発明にかかる表示装置の構成を詳述する。なお従
来例と同一構造の部分については同一の符合を付すこと
とする。
The configuration of the display device according to the present invention will be described in detail below. Note that parts having the same structure as those of the conventional example are given the same reference numerals.

第1図および第3図において、ガラス基板11の外側(
第1図中下側)には偏光フィルム22が貼着されており
、内側にはアクティブマトリクス形TPT回路が形成さ
れている。
In FIGS. 1 and 3, the outside of the glass substrate 11 (
A polarizing film 22 is attached to the lower side of FIG. 1, and an active matrix TPT circuit is formed inside.

このアクティブマトリクス形TPT回路の具体例をつぎ
に説明する。
A specific example of this active matrix type TPT circuit will be explained below.

第3図中横方向にアドレスライン13(ゲート電極16
を兼ねる)がパターニングされており、これらアドレス
ライン13はCr、Mo、Ta、AβまたはNiCr膜
あるいはこれらの積層膜から構成されている。これらア
ドレスライン13の厚みは膜材料、目的とするTPTの
構造あるいは配線抵抗などにより決定される。これらア
ドレスライン13の上面にはゲート絶縁膜31が積層形
成されている。
Address lines 13 (gate electrodes 16
These address lines 13 are made of Cr, Mo, Ta, Aβ, or NiCr films, or a laminated film of these films. The thickness of these address lines 13 is determined by the film material, the target TPT structure, wiring resistance, etc. A gate insulating film 31 is laminated on the upper surface of these address lines 13 .

このゲート絶縁膜31としては比抵抗が高くしたがって
絶縁性器と優れかつ界面特性の良好な薄膜が用いられる
。このような条件を満たすゲート絶縁膜31として、本
発明では、プラズマCVD法(P−CVD法)により形
成されるSiN膜、SiO膜、または5iON膜あるい
は他の形成法例えばスパッタリング法などにより作製さ
れるTa20g膜、へβ203膜あるいはこれらの積層
膜を用いることができる。ゲート絶縁膜31として例え
ば5iNIIIを用いる場合にはシラン系のガス例^ば
S I HaとNH3との混合ガスまたはN2との混合
ガス、あるいはSiH4とNHIとN2との混合ガスを
プラズマCVD法により分解堆積して形成することがで
きる。
As the gate insulating film 31, a thin film having a high resistivity and excellent insulating properties and good interface properties is used. In the present invention, the gate insulating film 31 that satisfies these conditions is an SiN film, a SiO film, or a 5iON film formed by a plasma CVD method (P-CVD method), or by other forming methods such as sputtering method. A Ta20g film, a β203 film, or a laminated film of these can be used. When using 5iNIII as the gate insulating film 31, for example, a silane-based gas such as a mixed gas of S I Ha and NH3 or a mixed gas of N2, or a mixed gas of SiH4, NHI and N2 is used by plasma CVD. It can be formed by decomposition and deposition.

ゲート絶縁膜31の上面にはゲート電極16に対応する
所定箇所縦方向にアモルファスシリコン層14が積層形
成されている。アモルファスシリコン層14は半導体層
であり、通常プラズマCVD法により例λばシラン系の
ガスを用いて容易に形成できる。
On the upper surface of the gate insulating film 31, an amorphous silicon layer 14 is vertically stacked at a predetermined location corresponding to the gate electrode 16. The amorphous silicon layer 14 is a semiconductor layer, and can be easily formed by a normal plasma CVD method using, for example, a silane-based gas.

前記アモルファスシリコン層14の上面にはn0アモル
ファスシリコン層32がオーミックコンタクト層として
積層形成されている。このn゛アモルファスシリコン層
32はキャリアである電子の走行性を容易にし、かつ正
孔の流れを阻止する目的で形成されるものであり、主と
してシラン系のガス例えばSiH4とPH,との混合ガ
スにより形成される。
On the upper surface of the amorphous silicon layer 14, an n0 amorphous silicon layer 32 is laminated as an ohmic contact layer. This amorphous silicon layer 32 is formed for the purpose of facilitating the movement of electrons, which are carriers, and blocking the flow of holes, and is mainly made of a silane-based gas, such as a mixed gas of SiH4 and PH. formed by.

前記n0アモルファスシリコン層32の第1図中上面に
は、さらにデータライン12(第3図)が積層形成され
、このデータライン12の前記ゲート電極16に対応す
る所定箇所にはドレイン電極15が延設形成されている
。このドレイン電極15と水平方向に対向してゲート電
極16を挟んだ所定箇所にはソース電極17が形成され
ておリ、このソース電極17にはゲート絶縁膜31上面
にマトリクス状に形成された画素電極19が接続されて
いる。
A data line 12 (FIG. 3) is further laminated on the upper surface of the n0 amorphous silicon layer 32 in FIG. It is set up. A source electrode 17 is formed at a predetermined location facing this drain electrode 15 in the horizontal direction and sandwiching a gate electrode 16 therebetween. Electrode 19 is connected.

ドレイン電極15およびソース電極17は通常高融点金
属とAl1との積層構造となっており、例えばCr/A
I2、Mo/AI2、Ti/AJ2などが用いられる。
The drain electrode 15 and the source electrode 17 usually have a laminated structure of high melting point metal and Al1, for example, Cr/A.
I2, Mo/AI2, Ti/AJ2, etc. are used.

画素電極19には透明電極が用いられる。A transparent electrode is used for the pixel electrode 19.

さらに、前記画素電極19が形成されたガラス基板11
の上面には、TPTlBを保護するための保護膜33、
TPTlBのチャネル部34に上方から光が照射される
ことを防止する光シールド35が順次積層形成されてい
る。保護膜33にはSiNなどが、光シールド35には
A2などが用いられる。前記ガラス基板11下部基板)
の第1図中上方にはガラス基板11に対向してガラス基
板20(上部基板)が配設されており、このガラス基板
20の下面(ガラス基板11側)には透明電極36がア
ドレスライン13と平行にライン状に形成されている。
Further, a glass substrate 11 on which the pixel electrode 19 is formed
A protective film 33 for protecting TPTlB,
A light shield 35 that prevents light from being irradiated onto the channel portion 34 of the TPTlB from above is sequentially laminated. The protective film 33 is made of SiN or the like, and the optical shield 35 is made of A2 or the like. the lower substrate of the glass substrate 11)
A glass substrate 20 (upper substrate) is disposed opposite the glass substrate 11 in the upper part of FIG. It is formed in a line shape parallel to the

透明電極36の下面には光電変換素子であるフォトセル
37を挟んでこのフォトセル37の一部を構成する対向
電極38がマトリクス状に複数個形成され、フォトセル
37間には絶縁膜39が形成されている。これら各対向
電極38は、第2図および第3図に示すように、平面視
において下方の4個の画素電極19に等面積でまたがる
ように配置されている。1個の対向電極38の上面には
、平面視において重なり合う画素電極19の1個に対し
て1個のフォトセル37が形成され、すなわち、1個の
対向電極38に対し4個のフォトセル37が形成されて
おり、第3図に示すように、対向電極38内におけるT
FT18近傍に4個のフォトセル37が配設されている
。前記対向電極38は透明導電膜例^ばI T O(I
ndium Tin0xide)膜やネサ膿(SnO2
)により形成され、lI厚は500〜3000人である
ことが望ましく、より望ましくは1000〜2000人
の範囲である。
A plurality of counter electrodes 38 forming part of the photocells 37 are formed in a matrix on the lower surface of the transparent electrode 36, sandwiching a photocell 37 which is a photoelectric conversion element, and an insulating film 39 is formed between the photocells 37. It is formed. As shown in FIGS. 2 and 3, each of these opposing electrodes 38 is arranged so as to span the lower four pixel electrodes 19 with equal area in plan view. On the upper surface of one counter electrode 38, one photocell 37 is formed for each pixel electrode 19 that overlaps in plan view, that is, four photocells 37 are formed for one counter electrode 38. is formed, and as shown in FIG.
Four photocells 37 are arranged near the FT 18. The counter electrode 38 is made of a transparent conductive film such as ITO (I
ndium TinOxide) film and Nesa pus (SnO2
), and the II thickness is preferably in the range of 500 to 3,000 people, more preferably in the range of 1,000 to 2,000 people.

ここで、一般的なフォトセルには1例えば金属/アモル
ファスシリコン/電極の3層から構成されたショットキ
ー形電荷蓄積方式の光電変換素子があり、この方式の光
電変換素子には上記電極にITO膜を用いた、金属/ア
モルファスシリコン/ITO構造の光電変換素子が主に
用いられている。本発明に係るフォトセル37には例え
ば上記方式の光電変換素子が用いられており、第1図に
示すように、電極部分として対向電極38の一部を利用
し、この対向電極38上面にアモルファスシリコン層4
0.金属膜41の2層が積層形成された構造となってい
る。
Here, a typical photocell has a Schottky charge storage type photoelectric conversion element composed of three layers, for example, metal/amorphous silicon/electrode.In this type of photoelectric conversion element, the electrode is made of ITO. Photoelectric conversion elements using a film and having a metal/amorphous silicon/ITO structure are mainly used. The photocell 37 according to the present invention uses, for example, a photoelectric conversion element of the above type, and as shown in FIG. 1, a part of the counter electrode 38 is used as an electrode part, and an amorphous silicon layer 4
0. It has a structure in which two layers of metal films 41 are stacked.

フォトセル37の金属膜41材料には耐熱性。The material of the metal film 41 of the photocell 37 has heat resistance.

製造容易性、セルの電気特性などが考慮され、例えばC
rがもっとも望ましい、金属膜41の膜厚としては遮光
性を考慮して、1000〜3000Aであることが望ま
しく、より望ましくは1200〜2000人の範囲であ
る。
Ease of manufacture, electrical characteristics of the cell, etc. are taken into consideration, and for example, C
r is most desirable, and the thickness of the metal film 41 is preferably in the range of 1000 to 3000 A, more preferably in the range of 1200 to 2000 A, in consideration of light shielding properties.

前記アモルファスシリコン層40は光電変換を行なうた
めのものであり、通常P−CVD法により低温で形成さ
れる。アモルファスシリコン層40の特性はフォトセル
37の性能を大きく左右するため、その電気的、光学的
特性は重要である。フォトセル37の特性としては、暗
抵抗率は1×1011〜lXl0”Ω・amであること
が望ましく、より望ましくはlXl0”〜lXl0”Ω
・Cm程度の範囲である。これ以外の範囲では、光電流
が減少したり、リーク電流が増大してS/N比が低下し
てしまうので好ましくない。また、光学的バンドギャッ
プとしては1,7〜1.8eVであることが望ましい、
また、光電流としては、100I2uxの550nmの
入射光に対して10−” 〜10°A/m”であること
が望ましい、また、アモルファスシリコン層40の膜厚
としては、0,3〜3μmであることが望ましく、より
望ましくは0.5〜2μmの範囲である。これ以外の範
囲の膜厚では、光電流の減少や抵抗成分の増大を招くた
め好ましくない。
The amorphous silicon layer 40 is for photoelectric conversion and is usually formed at low temperature by P-CVD method. Since the characteristics of the amorphous silicon layer 40 greatly influence the performance of the photocell 37, its electrical and optical characteristics are important. As for the characteristics of the photocell 37, it is desirable that the dark resistivity is 1×10 11 to lXl0”Ω・am, more preferably lXl0” to lXl0”Ω
・The range is approximately CM. In a range other than this, the photocurrent decreases, leakage current increases, and the S/N ratio decreases, which is not preferable. In addition, it is desirable that the optical band gap is 1.7 to 1.8 eV.
Further, the photocurrent is preferably 10-" to 10°A/m" for 550 nm incident light of 100 I2ux, and the thickness of the amorphous silicon layer 40 is 0.3 to 3 μm. It is desirable that the thickness be within the range of 0.5 to 2 μm, and more preferably in the range of 0.5 to 2 μm. A film thickness outside this range is not preferable because it results in a decrease in photocurrent and an increase in resistance component.

前記絶縁膜39は隣接する各フォトセル37間を絶縁す
るためのもの(第1図)で、この絶縁膜39としては種
々の材料が考えられるが、簡単な方法で形成できるSi
N、Sin、5iONなどを用いるのが望ましい。絶縁
膜39は、フォトセル37を構成する金属膜41とアモ
ルファスシリコン層40を合わせた膜厚と同程度に形成
し、しかも平坦に形成することが望ましい。
The insulating film 39 is for insulating between adjacent photocells 37 (FIG. 1). Various materials can be considered for this insulating film 39, but Si is a material that can be formed by a simple method.
It is desirable to use N, Sin, 5iON, or the like. It is desirable that the insulating film 39 be formed to have the same thickness as the combined thickness of the metal film 41 and the amorphous silicon layer 40 that constitute the photocell 37, and be flat.

アクティブマトリクス形TPT回路が形成されたガラス
基板11上面およびフォトセル37が形成されたガラス
基板20下面には、液晶を配向させるために配向膜42
が形成されている。配向膜42には有機系、無機系の材
料を用いることができるが、有機系のポリイミドを用い
た場合良好な配向特性を得ることができる。配向膜42
の膜厚としては、500〜3000人であることが望ま
しく。
An alignment film 42 is provided on the upper surface of the glass substrate 11 on which the active matrix type TPT circuit is formed and on the lower surface of the glass substrate 20 on which the photocell 37 is formed in order to orient the liquid crystal.
is formed. Although organic or inorganic materials can be used for the alignment film 42, good alignment characteristics can be obtained when organic polyimide is used. Orientation film 42
The film thickness is preferably 500 to 3000 people.

より望ましくは1000〜1500人の範囲である。こ
の範囲外では、ラビング時に配向膜42を損傷したり液
晶層容量の低下を招く原因となるので好よしくない。
More preferably, the number is in the range of 1,000 to 1,500 people. Outside this range, it is not preferable because it may damage the alignment film 42 during rubbing or cause a decrease in liquid crystal layer capacity.

また前記ガラス基板11とガラス基板20の間には液晶
43が封入されている。液晶43としては、ネマチック
形(N、、Δε>0)の液晶に2色性色素を添加したG
 H(Guest Ho5t)モードのものを用いる。
Further, a liquid crystal 43 is sealed between the glass substrate 11 and the glass substrate 20. The liquid crystal 43 is G, which is a nematic type (N, Δε>0) liquid crystal added with a dichroic dye.
The H (Guest Ho5t) mode is used.

液晶43にこのような液晶を用いることにより、電圧無
印加時に液晶43に入射した光は色素により吸収され、
液晶43を通過した透過光は着色される。一方、電圧印
加時には、液晶43はガラス基板11.20に対して垂
直方向に配向するため、色素による光吸収が行なわれず
、透過光は無色となる。
By using such a liquid crystal for the liquid crystal 43, the light incident on the liquid crystal 43 when no voltage is applied is absorbed by the pigment,
The transmitted light that has passed through the liquid crystal 43 is colored. On the other hand, when a voltage is applied, the liquid crystal 43 is oriented perpendicularly to the glass substrate 11.20, so that the dye does not absorb light and the transmitted light becomes colorless.

つぎに、フォトセル37の受光面積と蓄積電荷量との関
係について説明する。
Next, the relationship between the light-receiving area of the photocell 37 and the amount of accumulated charge will be explained.

本発明に用いられている電荷蓄積方式のフォトセル37
では、光照射時の蓄積電荷量Q3は次式で与えられる。
Charge storage type photocell 37 used in the present invention
Then, the amount of accumulated charge Q3 during light irradiation is given by the following equation.

ただし、照射光には555 nmの単色光を用いて求め
ている。
However, the measurements were made using monochromatic light of 555 nm as the irradiation light.

Q、=6.58xLxSxt  ・ mL:照度(I2
ux) S:フォトセルの受光面積(cm2) t:照射時間(蓄積時間)(sec) いま画素をONにするのに必要な液晶43の容量CLC
を1pFであると仮定すると、この容量CLCを(11
式の蓄積電荷量Q6に代入することにより所定時間内に
充電するのに必要な受光面積Sと照度りを求めることが
できる。
Q, = 6.58xLxSxt ・mL: Illuminance (I2
ux) S: Light receiving area of photocell (cm2) t: Irradiation time (accumulation time) (sec) Capacity CLC of liquid crystal 43 required to turn on the pixel now
Assuming that C is 1 pF, this capacitance CLC is (11
By substituting the accumulated charge amount Q6 in the equation, the light receiving area S and illuminance required for charging within a predetermined time can be determined.

アクティブマトリクス回路の駆動周波数を30Hzとす
ると、対向電極38への照射光の照度が100J2ux
のときS≧4.8am” (約2.2gm角)であれば
、容量一杯まで充電することができる。
When the driving frequency of the active matrix circuit is 30Hz, the illuminance of the light irradiated to the counter electrode 38 is 100J2ux.
If S≧4.8 am” (approximately 2.2 gm square), the battery can be charged to full capacity.

第2図および第3図に示す例では、1つの画素電極19
に対して4個の対向電極38が平面視において重なり合
っており、これら4個の対向電極38には重なっ、た部
分においてそれぞれ1個のフォトセル37が形成されて
いるので、この画素電極19がON状態でこれら4個の
対向電極38部分に光が照射していればまわりの画素電
極19上の液晶43にはこれら4個のフォトセル37か
ら充電を与えることができる。最も厳しい救済条件では
1個のフォトセル37で画素電極19上の液晶43を充
電し、液晶43をON状態にできなければならない。こ
の条件下で必要なフォトセル37の蓄積電荷量Q@は3
/4CLc= 0.75pFであり、(11式より液晶
43を点灯するのに必要なフォトセル37の受光面積は
S≧3.24μm1 (約1.8μ川角)であればよい
ことになる、つぎに、1個の対向電極38に形成される
フォトセル37の個数についての別の例を、第4図に示
す。図中、対向電極38の上面には、平面視において重
なり合う画素電極19の1個当たり2個のフォトセル3
7が形成されており、対向電極38全体では8個のフォ
トセル37が形成されている。
In the example shown in FIGS. 2 and 3, one pixel electrode 19
, the four opposing electrodes 38 overlap in plan view, and one photocell 37 is formed in each of the overlapping portions of these four opposing electrodes 38, so that this pixel electrode 19 If light is irradiated onto the four opposing electrodes 38 in the ON state, the liquid crystal 43 on the surrounding pixel electrodes 19 can be charged from the four photocells 37. Under the most severe rescue conditions, one photocell 37 must be able to charge the liquid crystal 43 on the pixel electrode 19 and turn on the liquid crystal 43. Under this condition, the amount of accumulated charge Q@ of the photocell 37 is 3
/4CLc=0.75pF, (from formula 11, the light-receiving area of the photocell 37 required to light up the liquid crystal 43 only needs to be S≧3.24μm1 (approximately 1.8μ river angle). Another example of the number of photocells 37 formed on one counter electrode 38 is shown in FIG. 2 photocells per piece 3
7 are formed, and eight photocells 37 are formed in the entire counter electrode 38.

重なり合う1個の画素電極19に対して対向電極38内
にそれぞれ1個のフォトセル37しか形成されていない
前の例では、そのフォトセル37が回路欠陥により作動
しないと欠陥画素を救済することができない。そのため
、重なり合う1個の画素電極に対して対向電極38内に
複数個のフォトセル37を形成することは欠陥画素の救
済をより確実にする点から望ましい、また、1画素電極
当たり複数個のフォトセル37を形成することにより、
1個のフォトセル37の受光面積を小さくすることがで
きるので、高精細化を行なうことによって画素面積が縮
小化しても画素上でフォトセル37が目立たず、画像表
示をより良好なものにすることができる。
In the previous example in which only one photocell 37 is formed in the counter electrode 38 for one overlapping pixel electrode 19, if the photocell 37 does not operate due to a circuit defect, it is impossible to rescue the defective pixel. Can not. Therefore, it is desirable to form a plurality of photocells 37 in the counter electrode 38 for one overlapping pixel electrode from the viewpoint of more reliable relief of defective pixels. By forming the cell 37,
Since the light-receiving area of each photocell 37 can be reduced, even if the pixel area is reduced due to high definition, the photocell 37 will not be noticeable on the pixel, improving image display. be able to.

つぎに、この表示装置における欠陥画素救済の作動原理
について説明する。
Next, the operating principle of defective pixel relief in this display device will be explained.

第2図および第3図において、 Tr−5の画素電極に
注目すると、この画素電極Tr−5は対向電極のE−6
,7,10,11と平面視において174領域ずつ重な
っている。いま画素電極Tr−5が0FF(暗)状態で
あり、その周囲の画素電極Tr−1,2,3,4,6,
7,8,9がすべてON(明)状態であるとすると、O
N状態の画素電極上に位置している1/4領域単位の対
向電極38には光が照射している。この1/4領域内の
フォトセル37は下方からの透過光により光電流が発生
し、電荷が蓄積される。第1表に光が照射している対向
電極38の174領域を示す。ここで、対向電極38の
1/4領域にはそれぞれ番号が付けられ、例えば対向電
極E−6の左上方の1/4領域はE−6−1と表示され
ている。
In FIGS. 2 and 3, if we pay attention to the pixel electrode Tr-5, this pixel electrode Tr-5 is connected to the counter electrode E-6.
, 7, 10, and 11 overlap each other by 174 areas in plan view. The pixel electrode Tr-5 is now in the 0FF (dark) state, and the surrounding pixel electrodes Tr-1, 2, 3, 4, 6,
Assuming that 7, 8, and 9 are all ON (bright), O
Light is irradiated onto the counter electrode 38 in 1/4 area units located on the pixel electrode in the N state. In the photocell 37 within this 1/4 region, a photocurrent is generated by the transmitted light from below, and charges are accumulated. Table 1 shows 174 areas of the counter electrode 38 that are irradiated with light. Here, each 1/4 area of the counter electrode 38 is numbered, and for example, the upper left 1/4 area of the counter electrode E-6 is displayed as E-6-1.

第1表 第1表から明らかなように、画素電極Tr−5と平面視
において重なる対向量%E−6,7,10,11は、画
素電極Tr−5上に位置する対向電極の174領域(E
−6−4、E−7−3、E−10−2、E−11−1)
がOFF状態となり、残る3個の174領域(E−6−
1,2,3、E−7−1,2,4、E−10−1,3,
4、E−11−2,3,4)がON状態となっている。
Table 1 As is clear from Table 1, the opposing amount %E-6, 7, 10, 11 that overlaps with the pixel electrode Tr-5 in plan view is the 174 area of the opposing electrode located on the pixel electrode Tr-5. (E
-6-4, E-7-3, E-10-2, E-11-1)
becomes OFF, and the remaining three 174 areas (E-6-
1,2,3, E-7-1,2,4, E-10-1,3,
4, E-11-2, 3, and 4) are in the ON state.

このON状態にある対向電極内のフォトセル37には光
電流が発生して電荷が蓄積し、画素電極Tr=5の各1
74領域上の液晶43に充電が行なわれる。
A photocurrent is generated in the photocell 37 in the counter electrode that is in the ON state, and charges are accumulated in each of the pixel electrodes Tr=5.
The liquid crystal 43 above area 74 is charged.

つぎに、回路欠陥によってOFF状態となっている画素
電極の救済原理を、第5図(a)〜(C)に示す。ここ
で、枠で囲まれたブロックは1個の対向電極38を示し
ており、この対向電極38内には第3図に示すように画
素電極19との重なりに対応して4個のl/4領域に区
画され、この1/4領域内にはそれぞれ1個のフォトセ
ル37が配設されている。また1画素電極19のl/4
領域上の液晶43がフォトセル37の3個から充電を受
ける場合の蓄積電荷量を+3とし、フォトセル37の2
個から充電を受ける場合の充電電荷量を+2とし、フォ
トセル37の1個から充電を受ける場合の充電電荷量を
+1とする。また矢印は対向電極38の1/4領域と画
素電極19のl/4領域上の液晶43との間における充
電の方向を示す、なお、対向電極38の各174領域の
番号は第3図を参照する。
Next, the principle of repairing a pixel electrode which is in an OFF state due to a circuit defect is shown in FIGS. 5(a) to 5(C). Here, the block surrounded by a frame indicates one counter electrode 38, and as shown in FIG. It is divided into four areas, and one photocell 37 is arranged in each of these 1/4 areas. Also, l/4 of one pixel electrode 19
When the liquid crystal 43 on the area receives charge from three photocells 37, the amount of accumulated charge is +3, and two of the photocells 37
The amount of charge when receiving charge from one of the photocells 37 is +2, and the amount of charge when receiving charge from one of the photocells 37 is +1. Further, the arrows indicate the direction of charging between the 1/4 region of the counter electrode 38 and the liquid crystal 43 on the 1/4 region of the pixel electrode 19.The numbers for each of the 174 regions of the counter electrode 38 are shown in FIG. refer.

第5図(a)はOFF状態の画素電極19が単独で発生
した場合(Tr−5、黒(塗りつぶしている部分)を示
している。この場合、左上方に位置する対向電極E−6
に注目すると、この対向電極E−6の174領域は画素
電極上の1個(E−6−4)を除き3個(E−6−1,
2,3)に光が照射するので3個のフォトセル(図示せ
ず)がON状態となり、矢印で示すように画素電極Tr
−5−1には3個のフォトセルから充電が行なわれる。
FIG. 5(a) shows a case where the pixel electrode 19 in the OFF state occurs alone (Tr-5, black (filled part). In this case, the counter electrode E-6 located at the upper left
If we pay attention to the 174 areas of this counter electrode E-6, there are three areas (E-6-1, E-6-1,
2 and 3), the three photocells (not shown) turn on, and the pixel electrode Tr is turned on as shown by the arrow.
-5-1 is charged from three photocells.

したがって、画素電極Tr−5−1における液晶充電電
荷量は+3となる。画素電極Tr−5−2,3,4につ
いても矢印で示すように3個のフォトセルから充電され
るので液晶充電電荷量は+3となる。充電された状態を
図中布に示す。
Therefore, the liquid crystal charge amount in the pixel electrode Tr-5-1 is +3. Since the pixel electrodes Tr-5-2, Tr-5-2, Tr-5-3, and Tr-5-4 are also charged from three photocells as shown by the arrows, the liquid crystal charge amount becomes +3. The charged state is shown on the cloth in the figure.

第5図(b)はOFF状態の画素電極Tr−5゜Tr−
8が2個並んで発生した場合(黒く塗りつぶしている部
分)を示している。画素電極Tr−5の図中上段に位置
する1/4領域(Tr−5−1,2)については、それ
ぞれ対応する対向電極E−6、Eづに3個の174領域
から光が照射されるので、矢印で示すように3個のフォ
トセルから充電され、この領域の液晶充電電荷量は+3
となる。
FIG. 5(b) shows the pixel electrode Tr-5°Tr- in the OFF state.
This shows the case where two 8's occur side by side (the blacked out part). Regarding the 1/4 area (Tr-5-1, 2) located in the upper row of the figure of the pixel electrode Tr-5, light is irradiated from three 174 areas of the corresponding counter electrodes E-6 and E, respectively. Therefore, as shown by the arrow, it is charged from three photocells, and the amount of charge on the liquid crystal in this area is +3
becomes.

画素電極Tr−5の図中下段に位置する1/4領域(T
r−5−3,4)については、それぞれ対応する対向電
極E−10,E−11は2個の174領域に光が照射す
るので、Tr−5−3,4の液晶充電電荷量は+2とな
る。
The 1/4 region (T
Regarding r-5-3, 4), since light irradiates the two 174 areas of the corresponding counter electrodes E-10 and E-11, the liquid crystal charge amount of Tr-5-3, 4 is +2 becomes.

画素電極Tr−8の上段に位置する l/4領域(Tr
−8−1,2)については、それぞれ対向電極E−10
、E−11が対応し、上記Tr−5−3,4と同様に光
が照射する対向電極38の1/4領域は2個であるので
、Tr−8−1,2の液晶充電電荷量は+2となる。
l/4 region (Tr
-8-1, 2), respectively, the counter electrode E-10
, E-11 correspond to Tr-5-3 and Tr-5-4, and the 1/4 area of the counter electrode 38 that is irradiated with light is two, so the liquid crystal charge amount of Tr-8-1 and Tr-8-2 is becomes +2.

画素電極Tr−8の下段に位置する 1/4領域(Tr
−8−3,4)については、上記Tr−5−1,2と同
様に光が照射する対向電極38の174領域は3個であ
るので、矢印で示すようにTr−8−3,4の液晶充電
電荷量は+3である。充電された状態を図中布に示す。
1/4 region (Tr
Regarding Tr-8-3, 4), the number of 174 regions of the counter electrode 38 that is irradiated with light is three, as in the case of Tr-5-1, 2, so as shown by the arrow, Tr-8-3, 4 The liquid crystal charge amount is +3. The charged state is shown on the cloth in the figure.

第5図(C)はOFF状態の画素電極3個(Tr−5、
Tr−8、Tr−9)がL字状に並んで発生した場合(
黒く塗りつぶしている部分)を示している。上記第5図
(a)(b)と同様に光が照射される対向電極38の1
/4領域の個数はOFF状態の画素電極19の1/4領
域との重なり合う個数により決る0画素電極19の各1
74領域上の液晶43は図中矢印で示された方向から充
電され、画素電極19の各1/4領域の液晶充電電荷量
は図中布に示すように+3、+2あるいは+1の値とな
っている。このようにOFF状態の画素電極19がL字
状に並んで発生した場合、第5図(a)(b)とは異な
り充電される液晶充電電荷量が+lのl/4領域が生じ
る。画素電極19の各174領域上の液晶充電電荷量は
+3、+2あるいは+1の値をとるので、液晶容量に対
するフォトセル37の1個当たりの蓄積電荷量を適宜設
定すれば、欠陥画素上の液晶43をON、OFF制御す
ることができ、欠陥画素の救済を行なうことができる。
FIG. 5(C) shows three pixel electrodes (Tr-5,
Tr-8, Tr-9) occur in an L-shape (
(blacked out areas). 1 of the counter electrodes 38 that are irradiated with light in the same manner as in FIGS. 5(a) and 5(b) above.
The number of /4 areas is determined by the number of overlapping areas with the 1/4 area of the pixel electrode 19 in the OFF state.
The liquid crystal 43 on the 74 area is charged from the direction shown by the arrow in the figure, and the amount of liquid crystal charge in each 1/4 area of the pixel electrode 19 has a value of +3, +2, or +1 as shown by the cloth in the figure. ing. When the pixel electrodes 19 in the OFF state are arranged in an L-shape as described above, a 1/4 region where the liquid crystal charge amount is +1 occurs, unlike in FIGS. 5(a) and 5(b). The liquid crystal charge amount on each of the 174 areas of the pixel electrode 19 takes a value of +3, +2, or +1, so if the amount of accumulated charge per photocell 37 is set appropriately for the liquid crystal capacitance, the liquid crystal charge amount on the defective pixel can be reduced. 43 can be controlled to turn on or off, and defective pixels can be repaired.

本発明では、ガラス基板20からの透過光によりフォト
セル37をON、OFFさせることとしているので、他
の箇所からからの光、例えば上方から透過光が照射され
るのは好ましくない。このため2本発明ではフォトセル
37上部に金属膜41が形成されている。
In the present invention, since the photocell 37 is turned on and off by the transmitted light from the glass substrate 20, it is not preferable that the photocell 37 be irradiated with light from other places, for example, transmitted light from above. For this reason, in the second embodiment of the present invention, a metal film 41 is formed above the photocell 37.

朗 TN形の液晶表示モードでは通常ガラス基板の垂直方向
に電界を印加することによって液晶の配向方向を変え、
オンオフ表示を行なうものであるが、本発明では通常の
液晶表示モードに加えて、上部基板の下面に形成された
複数個の対向電極が平面視において下方の画素電極の複
数個にまたがった状態で配置されるとともに、各対向電
極には少なくとも1個の光電変換素子が形成されている
。したがって、欠陥画素部の周囲の正常な画素電極上に
位置する対向電極に光が照射すると、その透過光を受け
た光電変換素子によって電気光学材料が充電され、配向
が変化し、光透過を可能にする。
In the TN type liquid crystal display mode, the alignment direction of the liquid crystal is changed by applying an electric field in the vertical direction of the glass substrate.
In the present invention, in addition to the normal liquid crystal display mode, a plurality of counter electrodes formed on the lower surface of the upper substrate straddle a plurality of lower pixel electrodes in plan view. At least one photoelectric conversion element is formed on each counter electrode. Therefore, when light irradiates the counter electrode located on the normal pixel electrode around the defective pixel area, the electro-optic material is charged by the photoelectric conversion element that receives the transmitted light, changes its orientation, and allows light to pass through. Make it.

すなわち本発明における表示装置では、TPTなどの欠
陥から表示不可能となった画素が生じた場合、隣接する
表示可能画素部を透過した光が光電変換素子に入射し、
この光電変換素子において発生した電流により上下基板
方向に電界が印加され、この電界により液晶が配向して
光透過が可能となる。
That is, in the display device according to the present invention, when a pixel becomes undisplayable due to a defect such as a TPT, light transmitted through an adjacent displayable pixel section enters the photoelectric conversion element,
An electric field is applied in the direction of the upper and lower substrates by the current generated in this photoelectric conversion element, and this electric field orients the liquid crystal, making it possible to transmit light.

1凪困 以下11本発明にかかる実施例を説明する。1 lull Eleven embodiments according to the present invention will be described below.

(1)まずガラス基板11上にアクティブマトリクス形
TPT回路を以下の方法で形成した。
(1) First, an active matrix type TPT circuit was formed on a glass substrate 11 by the following method.

充分に洗浄した5インチ角のガラス基illにアドレス
ライン13(ゲート電極16)用のCrを1000人蒸
着させ、この後ホトエツチングによりパターンを形成を
した。スイッチング素子(TFT18)としてのチャン
ネル長さは10μm、チャンネル幅は200μmとなし
た。なお、アドレスライン13およびデータライン12
はそれぞれ256本に設定した。
1000 Cr layers for address lines 13 (gate electrodes 16) were deposited on a thoroughly cleaned 5-inch square glass substrate, and then a pattern was formed by photoetching. The channel length of the switching element (TFT 18) was 10 μm, and the channel width was 200 μm. Note that the address line 13 and the data line 12
were set to 256 each.

その後ガラス基板11をプラズマCVD装置内にセット
し、真空容器内を排気するとともにガラス基板11を加
熱し、基板温度を300°Cに設定した。真空容器内の
真空度がl O−’Torr以下となったところで排気
系を拡散ポンプ(DP)によりメカニカルブースターポ
ンプ(MBP)に切り替えるとともにマスフローコント
ローラー(MFC)を介して100%S iHaを8S
CCM、 NH3を40SCCM、 N2を80SCC
Mそれぞれ流して反応圧力が0、5Torrとなるよう
に調節した。圧力が一定となったところで13.56M
HzのRFパワーを50W印加して20分間SiNのゲ
ート絶縁1g3.1を形成した。このように形成された
ゲート絶縁膜31は屈折率が1.82、光学的バンドギ
ャップ(Eg)が5、leV、比誘電率が6,1であっ
た。また膜厚は3000人であった。
Thereafter, the glass substrate 11 was set in a plasma CVD apparatus, the inside of the vacuum chamber was evacuated, and the glass substrate 11 was heated to set the substrate temperature to 300°C. When the degree of vacuum inside the vacuum container becomes less than 1 O-'Torr, the exhaust system is switched to a mechanical booster pump (MBP) by a diffusion pump (DP), and 100% SiHa is pumped to 8S via a mass flow controller (MFC).
CCM, 40SCCM of NH3, 80SCC of N2
The reaction pressure was adjusted to 0 and 5 Torr by flowing M, respectively. 13.56M when the pressure becomes constant
A 50 W Hz RF power was applied to form a SiN gate insulation layer of 1 g 3.1 for 20 minutes. The gate insulating film 31 thus formed had a refractive index of 1.82, an optical band gap (Eg) of 5.1 leV, and a dielectric constant of 6.1. The film thickness was 3000 people.

つぎに同一のプラズマCVD装置内でSiNのゲート絶
縁膜31上に半導体層のアモルファスシリコン層14を
1000人形成した。形成条件は1000%S IH4
をIOSCCM、反応圧力0.2 TorrでRFパワ
ー100Wとした。成膜時間は8分間であった。以上の
様に形成されたアモルファスシリコン層14は電気的特
性として、暗比抵抗ρd=2XlO”Ω’cm 、活性
化エネルギーEa=口、 7eV。
Next, 1000 people formed an amorphous silicon layer 14 as a semiconductor layer on the SiN gate insulating film 31 in the same plasma CVD apparatus. Formation conditions are 1000%SIH4
was IOSCCM, the reaction pressure was 0.2 Torr, and the RF power was 100 W. The film forming time was 8 minutes. The electrical properties of the amorphous silicon layer 14 formed as described above are as follows: dark specific resistance ρd = 2XlO''Ω'cm, activation energy Ea = 7eV.

光学的特性としてE g = 1.75eVであった。The optical properties were Eg = 1.75 eV.

つぎに同一のプラズマCVD装置によってアモルファス
シリコン層14上にSiNの保護膜33を1500人堆
積させた。成膜条件はSiNのゲート絶縁膜と同じで、
成膜時間は10分間であったにの後試料を取り出し、ホ
トエツチングによりTPT 18を構成するアモルファ
スシリコン層14および保護膜33の部分だけを残して
他はエツチング除去する。つぎに、レジストを除去した
後、再びレジストを塗布し、ホトエツチングによりソー
ス・ドレイン部の保護膜33をエツチング除去する。
Next, 1,500 SiN protective films 33 were deposited on the amorphous silicon layer 14 using the same plasma CVD apparatus. The film formation conditions are the same as for the SiN gate insulating film,
After the film formation time was 10 minutes, the sample was taken out and photoetched to remove only the amorphous silicon layer 14 and the protective film 33 constituting the TPT 18, leaving only the amorphous silicon layer 14 and the protective film 33. Next, after removing the resist, a resist is applied again, and the protective film 33 in the source/drain portions is etched away by photo-etching.

その後再びプラズマCVD装置により、基板温度120
℃でn4アモルファスシリコン層32を形成した。形成
条件は、100%S I H4をIOSCCM。
After that, the substrate temperature was increased to 120°C using the plasma CVD equipment again.
An n4 amorphous silicon layer 32 was formed at .degree. The formation conditions were 100% S I H4 in IOSCCM.

1%H2ベースのPH,を10 SCCM流し、反応圧
力0.2 TorrでRFパワーを100W印加し、4
分開成膜を行なった6膜厚は500人であった。この0
0アモルファスシリコン層32の特性は別に行なった実
験からρd=500Ω−cm 、 Ea=0.2eV、
Eg=1.7eVであった。
10 SCCM of 1% H2-based pH was applied, 100 W of RF power was applied at a reaction pressure of 0.2 Torr, and 4
There were 500 people involved in the 6 film thicknesses that were subjected to split film formation. This 0
The characteristics of the amorphous silicon layer 32 were determined from a separate experiment: ρd=500Ω-cm, Ea=0.2eV,
Eg=1.7eV.

プラズマCVD装置による上記薄膜の形成の後、ガラス
基板11を真空蒸着装置内にセットし、ドレイン電極1
5(データライン12)およびソース電極17となるC
rをタングステン加熱により 500A形成した。つぎ
に上記試料をリフトオフ法によりソース・ドレイン(デ
ータライン)部以外の部分のレジストを除去した。その
後、ガラス基板11をRFスパッタリング装置にセット
し、画素電極19としてITOを100OA成膜した。
After forming the thin film using the plasma CVD device, the glass substrate 11 is set in a vacuum evaporation device, and the drain electrode 1 is
5 (data line 12) and source electrode 17
500A was formed by heating tungsten. Next, the resist of the sample other than the source/drain (data line) portions was removed by a lift-off method. Thereafter, the glass substrate 11 was set in an RF sputtering device, and a 100 OA film of ITO was formed as a pixel electrode 19.

成膜条件は、02を30SCCU、 A rを20SC
CU。
Film forming conditions are 30SCCU for 02 and 20SC for Ar.
C.U.

反応圧力をl X 10−”Torrとして5分間行な
い、この後ホトエツチングによりパターンを形成をした
。画素部の寸法は300X300μm2であり、開口率
は70%であった。
The reaction pressure was set to l x 10-'' Torr for 5 minutes, and then a pattern was formed by photo-etching. The dimensions of the pixel area were 300 x 300 m2, and the aperture ratio was 70%.

その後ふたたびガラス基板11を真空蒸着装置内にセッ
トし、電子ビーム蒸着によりAl1を試料全面に1.0
μm形成した。その後、再びホトエツチングによりチャ
ンネル上部のAl1をリン酸系水溶液によって除去し、
データライン12.ドレイン電極15およびソース電極
17を形成した。
After that, the glass substrate 11 was set in the vacuum evaporation apparatus again, and Al1 was applied to the entire surface of the sample at a concentration of 1.0% by electron beam evaporation.
μm was formed. After that, Al1 at the top of the channel was removed by photoetching again with a phosphoric acid aqueous solution.
Data line 12. A drain electrode 15 and a source electrode 17 were formed.

つぎに、プラズマCVD装置内で基板温度200℃とし
てSiNの保護膜33を1LLI11形成した。形成条
件は、100%SiH<を8SCCM、 NH3を20
SCCM、 N2を80SCCM流し、反応圧力0.5
TorrでRFパワーを50W印加し、2時開成膜を行
なった。
Next, 1LLI 11 of SiN protective film 33 was formed at a substrate temperature of 200° C. in a plasma CVD apparatus. The formation conditions were 100% SiH<8 SCCM, NH3 20
SCCM, N2 flowing at 80SCCM, reaction pressure 0.5
RF power of 50 W was applied at Torr, and film formation was performed at 2 o'clock.

その後、真空蒸着装置によりガラス基板11上に光シー
ルド35となるA2を1500人蒸着させた後、ホトエ
ツチングによりチャンネル部にのみAεパターンを残し
た。
Thereafter, 1,500 people vapor-deposited A2, which will become the light shield 35, on the glass substrate 11 using a vacuum evaporation apparatus, and then photo-etched it to leave an Aε pattern only in the channel portion.

(2)つぎにガラス基板20に光電変換素子の一つであ
るフォトセル37群を以下の方法で形成した。
(2) Next, 37 groups of photocells, which are one of the photoelectric conversion elements, were formed on the glass substrate 20 by the following method.

90mm角のガラス基板20に透明電極36となるIT
O膜を1000人堆積させた後、ホトエツチングプロセ
スによりガラス基板20にアドレスライン13に沿って
その両側にラインを形成する。これらラインは90mm
角ITO膜の端部で電気的に接続されており、さらにガ
ラス基板の4か所のコーナ一部に設けた取り出し用電極
に接続されている。
IT to become a transparent electrode 36 on a 90 mm square glass substrate 20
After 1,000 O films are deposited, lines are formed on the glass substrate 20 along and on both sides of the address line 13 by a photo-etching process. These lines are 90mm
It is electrically connected at the end of the square ITO film, and is further connected to extraction electrodes provided at four corners of the glass substrate.

その後、ガラス基板20全面に、フォトセルを構成する
金属膜41となるCrを1200人蒸着した後、エツチ
ングにより金属膜41を3μm角形成した。
Thereafter, 1,200 pieces of Cr, which will become the metal film 41 constituting the photocell, was vapor-deposited on the entire surface of the glass substrate 20, and then the metal film 41 was formed into a 3 μm square by etching.

つぎに、プラズマCVD装置によりガラス基板20上に
絶縁膜39となるSiN膜を1μm成膜した。成膜条件
はアクティブマトリクス形TPT回路の保護膜33と同
一条件である。この絶縁膜39をホトエツチングにより
金属膜41を形成した部分だけを除去した。
Next, a 1 μm thick SiN film, which will become the insulating film 39, was formed on the glass substrate 20 using a plasma CVD apparatus. The film forming conditions are the same as those for the protective film 33 of the active matrix type TPT circuit. This insulating film 39 was removed by photoetching only the portion where the metal film 41 was formed.

その後、プラズマCVD装置によりガラス基板20全面
にアモルファスシリコンをlam成膜した。成膜条件は
、基板温度を200℃とし、100%S I H4をI
O3CCM、反応圧力0.2TorrでRFパワーを1
00W印加し、1時間20分開成膜を行なった。その後
ホトエツチングにより金属膜41形成部分にのみアモル
ファスシリコンを残してフォトセル37部を形成した。
Thereafter, a lam film of amorphous silicon was formed on the entire surface of the glass substrate 20 using a plasma CVD apparatus. The film forming conditions were a substrate temperature of 200°C, 100% S I H4, and I
O3CCM, reaction pressure 0.2 Torr, RF power 1
00W was applied and open film formation was performed for 1 hour and 20 minutes. Thereafter, a photocell 37 was formed by photoetching, leaving amorphous silicon only in the area where the metal film 41 was formed.

つぎに、RFスパッタリング装置によりガラス基板20
上に対向電極38となるTTO膜を1000人成膜した
。成膜条件は、アクティブマトリクス形TPT回路の画
素電極19と同一条件である。その後ホトエツチングに
より第3図に示すバクーンの対向電極38を形成した。
Next, the glass substrate 20 is
1000 TTO films were formed thereon to form the counter electrode 38. The film forming conditions are the same as those for the pixel electrode 19 of the active matrix TPT circuit. Thereafter, a Bakun counter electrode 38 shown in FIG. 3 was formed by photoetching.

このようにして作製されたフォトセル37の特性を第6
図および第7図に示す、第6図はフォトセル37におけ
る光電流密度の電圧依存性を示す。550nmの蛍光灯
を用いた場合、100ルクスの光照射時には電圧依存性
があまりなく、はぼ一定の出力が得られている。
The characteristics of the photocell 37 fabricated in this manner are described in the sixth section.
FIG. 6 shows the voltage dependence of the photocurrent density in the photocell 37. When a 550 nm fluorescent lamp is used, there is little voltage dependence when irradiating light at 100 lux, and a fairly constant output is obtained.

第7図はフォトセル37における光電流密度の照射光照
度に対する依存性を示す。照度が増加するにしたがって
光電流密度は直線的に増加している。
FIG. 7 shows the dependence of the photocurrent density in the photocell 37 on the illuminance of the irradiated light. The photocurrent density increases linearly as the illuminance increases.

(3)以上のようにして形成されたガラス基板11とガ
ラス基板20の回路面に対してポリイミド系の配向膜4
2をスクリーン印刷によって1000人形成した後、 
250℃で30分間ベーキングを行なった。その後ラビ
ング処理を施し、配向膜42を平行配向させた。
(3) A polyimide-based alignment film 4 is applied to the circuit surfaces of the glass substrate 11 and the glass substrate 20 formed as described above.
After forming 1000 pieces of 2 by screen printing,
Baking was performed at 250°C for 30 minutes. Thereafter, a rubbing process was performed to align the alignment film 42 in parallel.

ラビング処理後、直径6μmのスペーサを散布し、ガラ
ス基板11.20の周囲に紫外線硬化樹脂を印刷すると
ともに角部に銀ペーストを印刷する。その後、両基板1
1.20を配向方向が同じになるように貼り合わせ、紫
外線を照射して上記樹脂を硬化させた後、200℃で3
0分間ベーキングを行なった。
After the rubbing treatment, spacers with a diameter of 6 μm are scattered, and an ultraviolet curing resin is printed around the glass substrate 11.20, and silver paste is printed on the corners. After that, both boards 1
1.20 were pasted together so that the orientation direction was the same, and after curing the resin by irradiating it with ultraviolet rays, it was heated at 200℃ for 3
Baking was performed for 0 minutes.

次にその後貼り合わせたセル内に、ネガ型液晶に1.5
重量%の黒色二色性色素を混合したものを注入し封止し
た。最後にガラス基板11の下面に偏光フィルムを偏光
面が液晶43の配向方向と一致するように貼り合わせた
Next, in the cell that was pasted together, a negative liquid crystal with 1.5
A mixture of % by weight of black dichroic dye was injected and sealed. Finally, a polarizing film was attached to the lower surface of the glass substrate 11 so that the polarizing plane coincided with the alignment direction of the liquid crystal 43.

上記(1)〜(3)により作製された本実施例の表示装
置について、つぎのような表示テストを行なった。フレ
ーム周波数を30Hzとしてアドレスライン13および
データライン12を飛び越し走査により駆動した。アド
レスライン13にはON時に+15V、OFF時にOV
の電圧を印加し、データライン12にはON時にOV、
OFF時に+10■の電圧を印加した。
The following display tests were conducted on the display device of this example manufactured according to (1) to (3) above. The address line 13 and data line 12 were driven by interlace scanning with a frame frequency of 30 Hz. Address line 13 has +15V when ON, OV when OFF
A voltage of OV is applied to the data line 12 when it is ON,
A voltage of +10μ was applied when it was OFF.

このような条件下における表示装置への入カバターンを
第8図(a)に示す、フォトセル37を構成する金属膜
41に一10Vの電圧を印加し、バックライトの照度を
2000I2uxとした場合における、人カバターンに
対応する表示結果を第8図(b)に示す。第8図(b)
に示すように、第8図(a)において非点灯(OFF状
態)であった細い線や独立して存在する画素は点灯(O
N状態)しており、花文字のrJが十分判読できる状態
にまで表示が救済されている。この表示テストの結果か
ら欠陥画素の救済に対して本実施例が有効であるととも
に、ノイズを除去することができ1画像処理にも有効で
あることが分かった。
The input pattern into the display device under such conditions is shown in FIG. 8(a), when a voltage of -10V is applied to the metal film 41 constituting the photocell 37 and the illuminance of the backlight is set to 2000I2ux. , the display result corresponding to the human cover turn is shown in FIG. 8(b). Figure 8(b)
As shown in FIG. 8(a), thin lines and independently existing pixels that were not lit (OFF state) are now lit (OFF state).
(N state), and the display has been restored to a state where the flower character rJ can be sufficiently read. From the results of this display test, it was found that the present embodiment is effective for repairing defective pixels, and that it is also effective for single-image processing since noise can be removed.

λ五二皿釆 以上の説明により明らかな如く、本発明にかかる表示装
置にあっては、下部基板と該下部基板に対向して配設さ
れた上部基板とこれら下部基板と上部基板間に介装され
た電気光学材料とを含む表示装置であって、前記下部基
板上には画素電極がマトリクス状に配設されるとともに
前記各画素電極を駆動するためのスイッチング素子が配
設される一方、前記上部基板の下面には複数個の対向電
極が形成され、これら各対向1i極は平面視において下
方の画素電極の複数個にまたがった状態で配置されると
ともに各対向電極には少なくとも1個の光電変換素子が
形成されているので、スイッチング素子などの不良によ
り欠陥画素が存在していても、欠陥画素部の周囲の正常
な画素から透過光を受けて光電変換素子が作動し、この
光電変換素子において発生する電流により、前記電気光
学材料に電界が印加され、この電界により電気光学材料
の電気光学的効果を変化させて欠陥画素を救済すること
ができる。しかも、本発明の表示装置は従来のように欠
陥画素救済用のTPTや配線ラインを別個に設ける必要
がないので、高精細化を妨げることがなくかつ単純な駆
動方式でLCDを駆動することができる6 さらに本発明の表示装置は欠陥画素を救済するだけでは
なくノイズ除去機能なども併せ持っているので、液晶パ
ネルを複数個設けることなくノイズを除去等の画像処理
にも応用することができる。
As is clear from the above description, the display device according to the present invention includes a lower substrate, an upper substrate disposed opposite to the lower substrate, and an intervening space between the lower substrate and the upper substrate. A display device including an electro-optic material mounted on the lower substrate, pixel electrodes being arranged in a matrix on the lower substrate, and switching elements for driving each of the pixel electrodes being arranged, A plurality of counter electrodes are formed on the lower surface of the upper substrate, and each of these counter electrodes is disposed astride a plurality of lower pixel electrodes in plan view, and each counter electrode has at least one electrode. Since a photoelectric conversion element is formed, even if there is a defective pixel due to a defect in a switching element, the photoelectric conversion element is activated by receiving transmitted light from normal pixels around the defective pixel, and this photoelectric conversion is performed. An electric field is applied to the electro-optic material by the current generated in the element, and this electric field can change the electro-optic effect of the electro-optic material to repair a defective pixel. Moreover, unlike the conventional display device, there is no need to separately provide a TPT or wiring line for defective pixel relief, so the LCD can be driven using a simple driving method without hindering high definition. Further, since the display device of the present invention not only relieves defective pixels but also has a noise removal function, it can be applied to image processing such as noise removal without providing multiple liquid crystal panels.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明にかがる表示装置の一実施例を示す要部
の断面図、第2図は画素と対向電極の配置を説明するた
めの拡大斜視図、第3図は表示装置の概略平面図、第4
図は表示装置の別の実施例を示す概略平面図、第5図(
a)〜(c)は欠陥画素救済の作動原理を説明するため
の表示装置の概略平面図、第6図はフォトセルの充電流
密度−電圧特性を示す図、第7図はフォトセルの充電流
密度と照射光の即度との関係を示す図、第8図(a)(
b)は表示装置の表示パターンを示す平面図、第9図は
従来例のアクティブマトリクス形TPT回路を示す平面
図、第10図は表示装置の要部の断面図である。 11・・・ガラス基板(下部基板)、18・・・TPT
(スイッチング素子)、19・・・画素N極。 20・・・ガラス基板(上部基板)、43・・・液晶(
電気光学材料)、37・・・フォトセル(光電変換素子
)、38・・・対向電極、40・・・アモルファスシリ
コン層(光電変換素子)、41・・・金属膜(光電変換
素子) 第2図 第3図 第4図 第5図 (a) 11−9%   1r−5−219 第5図 (C) lr−!l−37r−9−41’d     11,1
第6図       第7図 第9図 第10図 ↑ ↑I◇↑ ↑2Z
FIG. 1 is a sectional view of essential parts showing an embodiment of a display device according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged perspective view for explaining the arrangement of pixels and counter electrodes, and FIG. 3 is a diagram of the display device. Schematic plan view, 4th
The figure is a schematic plan view showing another embodiment of the display device, and FIG.
a) to (c) are schematic plan views of a display device for explaining the operating principle of defective pixel relief, FIG. 6 is a diagram showing charging current density-voltage characteristics of a photocell, and FIG. 7 is a diagram showing charging of a photocell. A diagram showing the relationship between the flow density and the intensity of irradiation light, Figure 8 (a) (
b) is a plan view showing a display pattern of the display device, FIG. 9 is a plan view showing a conventional active matrix type TPT circuit, and FIG. 10 is a sectional view of the main part of the display device. 11...Glass substrate (lower substrate), 18...TPT
(switching element), 19...pixel N pole. 20...Glass substrate (upper substrate), 43...Liquid crystal (
Electro-optical material), 37... Photocell (photoelectric conversion element), 38... Counter electrode, 40... Amorphous silicon layer (photoelectric conversion element), 41... Metal film (photoelectric conversion element) 2nd Figure 3 Figure 4 Figure 5 (a) 11-9% 1r-5-219 Figure 5 (C) lr-! l-37r-9-41'd 11,1
Figure 6 Figure 7 Figure 9 Figure 10 ↑ ↑I◇↑ ↑2Z

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 下部基板と該下部基板に対向して配設された上部基板と
これら下部基板と上部基板間に介装された電気光学材料
とを含む表示装置であって、前記下部基板上には画素電
極がマトリクス状に配設されるとともに前記各画素電極
を駆動するためのスイッチング素子が配設される一方、
前記上部基板の下面には複数個の対向電極が形成され、
これら各対向電極は平面視において下方の画素電極の複
数個にまたがった状態で配置されるとともに各対向電極
には少なくとも1個の光電変換素子が形成されているこ
とを特徴とする表示装置。
A display device including a lower substrate, an upper substrate disposed opposite to the lower substrate, and an electro-optic material interposed between the lower substrate and the upper substrate, wherein a pixel electrode is provided on the lower substrate. Switching elements are arranged in a matrix and for driving each of the pixel electrodes;
A plurality of counter electrodes are formed on the lower surface of the upper substrate,
A display device characterized in that each of these counter electrodes is arranged so as to span a plurality of lower pixel electrodes in a plan view, and each counter electrode is formed with at least one photoelectric conversion element.
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