JPH03122621A - ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型アクテイブマトリツクス液晶表示装置およびそれを製作する方法 - Google Patents
ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型アクテイブマトリツクス液晶表示装置およびそれを製作する方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は液晶表示装置に関し、特にアクティブマトリッ
クス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）に関する。
クス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）に関する。
よシ詳細には、本発明は、グレースケールと、改良され
た視角度とを有するアクティブマトリックス液晶表示装
置の製作方法に関する。
た視角度とを有するアクティブマトリックス液晶表示装
置の製作方法に関する。
平坦な形態のアクティブマトリックス液晶表示装置は、
従来の陰極管（ＣＲＴ ）表示装置と比較して重量が軽
く、体積が少なく、消費電力が低く、価格が安く、かつ
信頼性が高い表示装置となる可能性を有することが証明
されている。しかしアクティブマトリックス液晶表示装
置のパネルには、ある大きな問題がある。それは、十分
な視角を有するグレースケールの製作が困難であること
である。
従来の陰極管（ＣＲＴ ）表示装置と比較して重量が軽
く、体積が少なく、消費電力が低く、価格が安く、かつ
信頼性が高い表示装置となる可能性を有することが証明
されている。しかしアクティブマトリックス液晶表示装
置のパネルには、ある大きな問題がある。それは、十分
な視角を有するグレースケールの製作が困難であること
である。
多数の表示アプリケーションでは、広視角のグレースケ
ールを必要とする。このグレースケールなしでは、アク
ティブマトリックス液晶表示装置のパネルのアプリケー
ションはきわめて限定されたものとなる。
ールを必要とする。このグレースケールなしでは、アク
ティブマトリックス液晶表示装置のパネルのアプリケー
ションはきわめて限定されたものとなる。
これに関連する従来技術の分野では、ノ・−７トーンの
アプローチによって広視角型のアクティブマトリックス
液晶表示装置用にグレースケールを生成する方法がすで
に開発されている。／−−７）−ン化は、各画素を多数
の副画素に分割して、各副画素に制御コンデンサー個を
直列に接続して達成している。これらの制御コンデンサ
は、分圧器として機能する。該制御コンデンサの設定値
を適切に選択することによυ、副画素の電圧が変更され
る。該変更によって各画素が選択されて励起されると、
該副画素の両端に現れる電圧は、飽和電圧以上となる。
アプローチによって広視角型のアクティブマトリックス
液晶表示装置用にグレースケールを生成する方法がすで
に開発されている。／−−７）−ン化は、各画素を多数
の副画素に分割して、各副画素に制御コンデンサー個を
直列に接続して達成している。これらの制御コンデンサ
は、分圧器として機能する。該制御コンデンサの設定値
を適切に選択することによυ、副画素の電圧が変更され
る。該変更によって各画素が選択されて励起されると、
該副画素の両端に現れる電圧は、飽和電圧以上となる。
一方、選択されなかった副画素の電圧は、しきい電圧以
下となる。薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）のソース電圧を
変えていずれのグレーのレベルを選択した場合でも、せ
いぜい副画素−個がしきい値電圧（ｖｔｈ）と飽和電圧
（Ｖｓ）との間に存在するのみである。これによシ、画
素の輝度とグレースケールとの視角への依存度が大幅に
低められる。選択された各画素の電圧の値を決定する制
御コンデンサのキャパシタンスは、該コンデンサの面積
もしくは誘電体の厚さを変更することによって調整され
る。これに関連した従来技術の分野では、複数の制御コ
ンデンサとアクティブマトリックスアレイ−個とが同時
に同一の基板上で製作される。
下となる。薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）のソース電圧を
変えていずれのグレーのレベルを選択した場合でも、せ
いぜい副画素−個がしきい値電圧（ｖｔｈ）と飽和電圧
（Ｖｓ）との間に存在するのみである。これによシ、画
素の輝度とグレースケールとの視角への依存度が大幅に
低められる。選択された各画素の電圧の値を決定する制
御コンデンサのキャパシタンスは、該コンデンサの面積
もしくは誘電体の厚さを変更することによって調整され
る。これに関連した従来技術の分野では、複数の制御コ
ンデンサとアクティブマトリックスアレイ−個とが同時
に同一の基板上で製作される。
該従来技術のひとつの大きな問題として、複数の制御コ
ンデンサを有するアクティブマトリックスアレイ−個を
同一基板上で製作する場合、設計と加工との間でトレー
ドオフが必要になることが挙げられる。こうしたトレー
ドオフは、製品の性能や歩留シに悪影響を及ぼす。アク
ティブマトリックス基板の製作には、複数の薄膜と複数
の加工行程とが関係する。従来のアクティブマトリック
ス基板の製作では、薄膜と、該薄膜の厚さと、加工パラ
メータとが、薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）の性能と歩留
シとを最適化するように選択され、これによって表示装
置の性能と歩留シが最適化される。
ンデンサを有するアクティブマトリックスアレイ−個を
同一基板上で製作する場合、設計と加工との間でトレー
ドオフが必要になることが挙げられる。こうしたトレー
ドオフは、製品の性能や歩留シに悪影響を及ぼす。アク
ティブマトリックス基板の製作には、複数の薄膜と複数
の加工行程とが関係する。従来のアクティブマトリック
ス基板の製作では、薄膜と、該薄膜の厚さと、加工パラ
メータとが、薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）の性能と歩留
シとを最適化するように選択され、これによって表示装
置の性能と歩留シが最適化される。
しかしながら、制御コンデンサを同一基板上に形成する
と、薄膜トランジスタスイッチ素子もしくは制御コンデ
ンサに対する薄膜の厚さや加工条件が最適化されない。
と、薄膜トランジスタスイッチ素子もしくは制御コンデ
ンサに対する薄膜の厚さや加工条件が最適化されない。
次の例で、従来技術による製作における問題を説明する
。制御コンデンサは、その面積の変更によってキャパシ
タンスを変更しているため、第二の透明導電性電極を必
要とする。該電極は、通常インジウム酸化スズ（ＩＴＯ
）からなる。該第二インジウム酸化スズ層は、薄膜トラ
ンジスタプレイの製作後に形成される。インジウム酸化
スズの形成条件を最適にするためには、基板を摂氏３０
０度以上に加熱する必要がある。しかしこの高温サイク
ルは、ａ−８１薄膜トランジスタの特性を劣化させる。
。制御コンデンサは、その面積の変更によってキャパシ
タンスを変更しているため、第二の透明導電性電極を必
要とする。該電極は、通常インジウム酸化スズ（ＩＴＯ
）からなる。該第二インジウム酸化スズ層は、薄膜トラ
ンジスタプレイの製作後に形成される。インジウム酸化
スズの形成条件を最適にするためには、基板を摂氏３０
０度以上に加熱する必要がある。しかしこの高温サイク
ルは、ａ−８１薄膜トランジスタの特性を劣化させる。
加工行程の総数を最小限とするために、薄膜トランジス
タのパッシベーション層を制御コンデンサの誘電体とし
て使用し、該コンデンサの面積を変更することが行なわ
れている。薄膜トランジスタのパッシベーション層に対
する誘電体の種類と、該誘電体の厚さは、誘電体／坐導
体インタフェース特性と行程数とによって決定される。
タのパッシベーション層を制御コンデンサの誘電体とし
て使用し、該コンデンサの面積を変更することが行なわ
れている。薄膜トランジスタのパッシベーション層に対
する誘電体の種類と、該誘電体の厚さは、誘電体／坐導
体インタフェース特性と行程数とによって決定される。
しかしながら、制御コンデンサに対する誘電体の種類と
、該誘電体の厚さは、該制御コンデンサに必要なキャパ
シタンス値によって決定される。薄膜トランジスタと制
御コンデンサとに対する誘電体の種類とその厚さに関す
る上記の要件は、通常一致することがない。このため、
同一の誘電体層を薄膜トランジスタのパッシベーション
層と制御コンデンサとに同時に使用する場合、トレード
オフが必要となる。同様に、薄膜トランジスタ構造内の
誘電体を面積変更型制御コンデンサの製作に使用するこ
とはできるが、該薄膜トランジスタ構造と該制御コンデ
ンサとに対する誘電体の厚さの要件はそれぞれ非常に異
なっている。
、該誘電体の厚さは、該制御コンデンサに必要なキャパ
シタンス値によって決定される。薄膜トランジスタと制
御コンデンサとに対する誘電体の種類とその厚さに関す
る上記の要件は、通常一致することがない。このため、
同一の誘電体層を薄膜トランジスタのパッシベーション
層と制御コンデンサとに同時に使用する場合、トレード
オフが必要となる。同様に、薄膜トランジスタ構造内の
誘電体を面積変更型制御コンデンサの製作に使用するこ
とはできるが、該薄膜トランジスタ構造と該制御コンデ
ンサとに対する誘電体の厚さの要件はそれぞれ非常に異
なっている。
他の問題としては、従来技術の従来からのアプローチで
は、薄膜トランジスタ基板の加工行程数（マスキングの
レベル）を増加してしまう点が挙げられる。行程数が増
加すると、表示装置の欠陥レベルが上がり、製造の歩留
υが減少する。アクティブマ） ＩＪラックス晶表示パ
ネル全成功裏に製作するためには、欠陥レベルを無視で
きる程度にまで下げ、製造の歩留シを向上させることが
不可欠である。マスキングレベル数と行程数とが増加す
ると、歩留υと経費とが悪影響を受けるため、従来技術
では、設計と加工との間でトレードオフを行なって、ア
クティブマトリックス基板の製作に必要なマスクレベル
数を最小限とすることが求められる。このため、設計と
加工との間のトレードオフのうち、性能や歩留υを悪化
させるようなトレードオフを必要としない制御コンデン
サ付ノ〜−フトーングレースケールの製作方法の開発が
求められている。本発明は、制御コンデンサをアクティ
ブマトリックス基板から分離して、アクティブマ） Ｉ
Ｊラックス板を従来通シの方法で製作することによって
、この必要性に応えている。制御コンデンサは、共通電
極を有する第二基板上に製作される。アクティブマトリ
ックスプレイと制御コンデンサアレイとを二個の表示ガ
ラス基板間で分離することにより、各プレイを従来の方
法で最適条件のもとて製作できる。この之め、製品の性
能と歩留υは向上し、経費は低減される。
は、薄膜トランジスタ基板の加工行程数（マスキングの
レベル）を増加してしまう点が挙げられる。行程数が増
加すると、表示装置の欠陥レベルが上がり、製造の歩留
υが減少する。アクティブマ） ＩＪラックス晶表示パ
ネル全成功裏に製作するためには、欠陥レベルを無視で
きる程度にまで下げ、製造の歩留シを向上させることが
不可欠である。マスキングレベル数と行程数とが増加す
ると、歩留υと経費とが悪影響を受けるため、従来技術
では、設計と加工との間でトレードオフを行なって、ア
クティブマトリックス基板の製作に必要なマスクレベル
数を最小限とすることが求められる。このため、設計と
加工との間のトレードオフのうち、性能や歩留υを悪化
させるようなトレードオフを必要としない制御コンデン
サ付ノ〜−フトーングレースケールの製作方法の開発が
求められている。本発明は、制御コンデンサをアクティ
ブマトリックス基板から分離して、アクティブマ） Ｉ
Ｊラックス板を従来通シの方法で製作することによって
、この必要性に応えている。制御コンデンサは、共通電
極を有する第二基板上に製作される。アクティブマトリ
ックスプレイと制御コンデンサアレイとを二個の表示ガ
ラス基板間で分離することにより、各プレイを従来の方
法で最適条件のもとて製作できる。この之め、製品の性
能と歩留υは向上し、経費は低減される。
本発明の目的は、ハーフトーンのグレースケールと広視
角とを実現するアクティブマトリックス液晶表示装置と
、概表示装置を製作する方法とを提供することにある。
角とを実現するアクティブマトリックス液晶表示装置と
、概表示装置を製作する方法とを提供することにある。
関連する従来技術の分野では、従来のアクティブマトリ
ックス内で副画素が定義される。本発明においては、副
画素は共通電極基板によって定義される。本発明のアク
ティブマトリックスは０、画素のみを定義する。本発明
では、アクティブマトリックスプレイを制御コンデンサ
アレイから分離している。アクティブマトリックス基板
と共通電極基板との間で製作行程全体と行程数とを分離
したことによシ、製作行程の制御が容易となシ、設計パ
ラメータが最適化され、限界行程を含まない従来の製作
方法を使用することができる。
ックス内で副画素が定義される。本発明においては、副
画素は共通電極基板によって定義される。本発明のアク
ティブマトリックスは０、画素のみを定義する。本発明
では、アクティブマトリックスプレイを制御コンデンサ
アレイから分離している。アクティブマトリックス基板
と共通電極基板との間で製作行程全体と行程数とを分離
したことによシ、製作行程の制御が容易となシ、設計パ
ラメータが最適化され、限界行程を含まない従来の製作
方法を使用することができる。
第１図は、代表的なねじれネマチック液晶表示装置であ
って、平行偏光子を有する表示装置における印加電圧に
対する透過率の視角依存性を示すグラフである。このグ
ラフは、表示画面の垂直に対して０ないし２０度の視角
（φ）の場合の印加電圧に対する画素−個の透過率（Ｔ
）を百分率で示している。電圧Ｖａに対して、０度の目
視に対応する透過率Ｔａは約４５係であシ、２０度の目
視に対応する透過率Ｔｂは約８０％である。これによシ
、−７８％（（４５−８０／４５ ） ｘ １００％）
のグレースケールエラーカ生スル。グレースケールエラ
ーが増大するにつれて、視角が限定されてくる。透過率
１０％に対応する電圧をしきい電圧（Ｖｔｈ）とし、透
過率９０％に対応する電圧を飽和電圧（ｖ８）とする。
って、平行偏光子を有する表示装置における印加電圧に
対する透過率の視角依存性を示すグラフである。このグ
ラフは、表示画面の垂直に対して０ないし２０度の視角
（φ）の場合の印加電圧に対する画素−個の透過率（Ｔ
）を百分率で示している。電圧Ｖａに対して、０度の目
視に対応する透過率Ｔａは約４５係であシ、２０度の目
視に対応する透過率Ｔｂは約８０％である。これによシ
、−７８％（（４５−８０／４５ ） ｘ １００％）
のグレースケールエラーカ生スル。グレースケールエラ
ーが増大するにつれて、視角が限定されてくる。透過率
１０％に対応する電圧をしきい電圧（Ｖｔｈ）とし、透
過率９０％に対応する電圧を飽和電圧（ｖ８）とする。
第２ａ図は、従来技術のアクティブマトリックスプレイ
１０の略図である。第２ｂ図は、第２ａ図のハーフトー
ン画素と等価な電気回路１１の略図テする。薄膜トラン
ジスタ（ＴＰＴ）１５と制御コンデンサ２０とは、とも
に基板１３上に形成される。共通電極基板１Ｔは、共通
の導体であるにすぎない。コンデンサ１９は、基板１３
と基板１γとの間のキャパシタンスを表現している。こ
れは、液晶表示装置の画素を使用するこ、とから生じる
ひとつの結果である。
１０の略図である。第２ｂ図は、第２ａ図のハーフトー
ン画素と等価な電気回路１１の略図テする。薄膜トラン
ジスタ（ＴＰＴ）１５と制御コンデンサ２０とは、とも
に基板１３上に形成される。共通電極基板１Ｔは、共通
の導体であるにすぎない。コンデンサ１９は、基板１３
と基板１γとの間のキャパシタンスを表現している。こ
れは、液晶表示装置の画素を使用するこ、とから生じる
ひとつの結果である。
従来技術では、ノ・−７トーンのアプローチによる広視
角型アクティブマトリックス液晶表示装置にグレースケ
ールを生成する方法がすでに存在する。このハーフトー
ンのアプローチは次の事実に基づいている。すなわち、
液晶の電気光学反応は、印加電圧がしきい電圧ｖｔｈ未
満である場合か、もしくは飽和電圧Ｖａを越える場合（
第１図参照）は、視角から基本的に独立している。
角型アクティブマトリックス液晶表示装置にグレースケ
ールを生成する方法がすでに存在する。このハーフトー
ンのアプローチは次の事実に基づいている。すなわち、
液晶の電気光学反応は、印加電圧がしきい電圧ｖｔｈ未
満である場合か、もしくは飽和電圧Ｖａを越える場合（
第１図参照）は、視角から基本的に独立している。
画素のハーフトーン化は、第２ｂ図に示されるように、
各画素を多数の副画素に分割し、各副画素に制御コンデ
ンサー個を直列に接続して達成している。制御コンデン
サ２０とアクティブマトリックスアレイ１０は、同一の
基板１３上に同時に形成される。制御コンデンサ２０は
、分圧器として機能する。制御コンデンサ２０の設定値
を適切に選択することによシ、副画素の電圧が変更され
る。該変更によって各副画素が選択されて励起されると
、該副画素の両端に現れる電圧は、飽和電圧Ｖ８以上と
なる。一方、選択されなかった副画素の電圧は、しきい
電圧ｖｔｈ以下となる。このように、薄膜トランジスタ
（ＴＰＴ ）のソース電圧を変えていずれのグレーのレ
ベルを選択した場合でも、せいぜい副画素−個がしきい
電圧ｖｔｈと飽和電圧Ｖａ との間に存在するのみであ
る。これによυ、画素の輝度とグレースケールとの視角
への依存度が大幅に低められる。制御コンデンサ２０の
キャパシタンスは、該コンデンサの面積もしくは基板１
３の誘電体の厚さを変えることによって変更される。
各画素を多数の副画素に分割し、各副画素に制御コンデ
ンサー個を直列に接続して達成している。制御コンデン
サ２０とアクティブマトリックスアレイ１０は、同一の
基板１３上に同時に形成される。制御コンデンサ２０は
、分圧器として機能する。制御コンデンサ２０の設定値
を適切に選択することによシ、副画素の電圧が変更され
る。該変更によって各副画素が選択されて励起されると
、該副画素の両端に現れる電圧は、飽和電圧Ｖ８以上と
なる。一方、選択されなかった副画素の電圧は、しきい
電圧ｖｔｈ以下となる。このように、薄膜トランジスタ
（ＴＰＴ ）のソース電圧を変えていずれのグレーのレ
ベルを選択した場合でも、せいぜい副画素−個がしきい
電圧ｖｔｈと飽和電圧Ｖａ との間に存在するのみであ
る。これによυ、画素の輝度とグレースケールとの視角
への依存度が大幅に低められる。制御コンデンサ２０の
キャパシタンスは、該コンデンサの面積もしくは基板１
３の誘電体の厚さを変えることによって変更される。
第３ａ図、第３ｂ図は、それぞれ本発明によるアクティ
ブマトリックスアレイ１２と、一画素と等価な電気回路
１４とを示す略図である。薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）
１５と制御コンデンサ２０は、二個の独立した基板１６
．１８上にそれぞれ形成される。アクティブマトリック
スアレイ１２は基板１６上に、制御コンデンサ２０は共
通電極基板１８上に、それぞれ形成される。アクティブ
マトリックス基板１６は従来の方法で製作されるため、
高性能、高歩留シを目標として最適条件下で設計、製作
が可能である。アクティブマトリックスアレイ１２は、
ａ−８１薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）、ｐｏｌｙ−ｓｔ
薄膜トランジスタ等を使用して製作される。
ブマトリックスアレイ１２と、一画素と等価な電気回路
１４とを示す略図である。薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）
１５と制御コンデンサ２０は、二個の独立した基板１６
．１８上にそれぞれ形成される。アクティブマトリック
スアレイ１２は基板１６上に、制御コンデンサ２０は共
通電極基板１８上に、それぞれ形成される。アクティブ
マトリックス基板１６は従来の方法で製作されるため、
高性能、高歩留シを目標として最適条件下で設計、製作
が可能である。アクティブマトリックスアレイ１２は、
ａ−８１薄膜トランジスタ（ＴＰＴ）、ｐｏｌｙ−ｓｔ
薄膜トランジスタ等を使用して製作される。
制御コンデンサ２０は、該コンデンサのキャパシタンス
と歩留シとの正確な目標値を達成するため、最適条件下
で共通電極基板１８上に形成される。
と歩留シとの正確な目標値を達成するため、最適条件下
で共通電極基板１８上に形成される。
第４図は、共通電極基板１８の略図である。各画素は４
個の副画素に分割されている。第４図から明らかなよう
に、制御コンデンサ２ｏを形成するための薄膜層が３層
重なっている。斜線部２２は、共通電極基板上の第一イ
ンジウム酸化スズ（ＩＴＯ）パターンを示している。該
第−パターン２２を第５図に別個に示す。平面パターン
２４は、基板１８上にある制御コンデンサ２ｏの第二イ
ンジウム酸化スズ（ＩＴＯ）パターンを示している。該
パターン２４を第７図に別個に示す。パターン２２とパ
ターン２４との間には、第６図に示されるようＫ、パタ
ーン２６の誘電体がある。
個の副画素に分割されている。第４図から明らかなよう
に、制御コンデンサ２ｏを形成するための薄膜層が３層
重なっている。斜線部２２は、共通電極基板上の第一イ
ンジウム酸化スズ（ＩＴＯ）パターンを示している。該
第−パターン２２を第５図に別個に示す。平面パターン
２４は、基板１８上にある制御コンデンサ２ｏの第二イ
ンジウム酸化スズ（ＩＴＯ）パターンを示している。該
パターン２４を第７図に別個に示す。パターン２２とパ
ターン２４との間には、第６図に示されるようＫ、パタ
ーン２６の誘電体がある。
アクティブマトリックス液晶表示装置の製作方法の一実
施例を第１３図に示す。最初に、コーニング７０５９ガ
ラスを使用して基板１８を以下のステップで製作する。
施例を第１３図に示す。最初に、コーニング７０５９ガ
ラスを使用して基板１８を以下のステップで製作する。
ステップ１では、３００オングストロームのインジウム
酸化スズ（ＩＴＯ）’ｉスバッタリングによって３００
℃で３０分間形成する。第５図に示されるように、光蝕
刻法によって制御コンデンサ２００面積をパターン化し
、エツチングを行なって定義する。これによシ、インジ
ウム酸化スズ２２の層は、共通電極として機能すると同
時に、制御コンデンサ２００面積を定義する。ステップ
２では、１２．０００オングストロームの窒化珪素誘電
体をプラズマ形成し、第６図に示されるように光蝕刻法
によってパターン化し、エツチングを行なう。このパタ
ーンは、当該画素を構成する副画素のうちの１個の直列
制御コンデンサを除去する。この副画素は、薄膜トラン
ジスタ（ＴＰＴ）のソース電圧が上昇すると、最初に励
起される。
酸化スズ（ＩＴＯ）’ｉスバッタリングによって３００
℃で３０分間形成する。第５図に示されるように、光蝕
刻法によって制御コンデンサ２００面積をパターン化し
、エツチングを行なって定義する。これによシ、インジ
ウム酸化スズ２２の層は、共通電極として機能すると同
時に、制御コンデンサ２００面積を定義する。ステップ
２では、１２．０００オングストロームの窒化珪素誘電
体をプラズマ形成し、第６図に示されるように光蝕刻法
によってパターン化し、エツチングを行なう。このパタ
ーンは、当該画素を構成する副画素のうちの１個の直列
制御コンデンサを除去する。この副画素は、薄膜トラン
ジスタ（ＴＰＴ）のソース電圧が上昇すると、最初に励
起される。
ステップ３では、厚さ３００オングストロームの第二の
インジウム酸化スズ層をスパッタリングによって３００
℃で形成し、４００℃で３０分間徐冷する。
インジウム酸化スズ層をスパッタリングによって３００
℃で形成し、４００℃で３０分間徐冷する。
第７図に示されるように、光蝕刻法によって副画素ヲパ
ターン化し、エツチングを行なって定義する。以上で共
通電極基板１８上に制御コンデンサ２０の形成が完了す
る。
ターン化し、エツチングを行なって定義する。以上で共
通電極基板１８上に制御コンデンサ２０の形成が完了す
る。
アクティブマトリックス基板１６は、従来の方法で最適
条件下で製作して高い行程歩留シを目指す。第８ａ図、
第８ｂ図に示されるように、逆千鳥構造のａ−８１薄膜
トランジスタ（ＴＦ’Ｔ）をアクティブマ） ＩＪラッ
クス板１６内に使用する。第８１図は、一画素の薄膜ト
ランジスタの断面図である。
条件下で製作して高い行程歩留シを目指す。第８ａ図、
第８ｂ図に示されるように、逆千鳥構造のａ−８１薄膜
トランジスタ（ＴＦ’Ｔ）をアクティブマ） ＩＪラッ
クス板１６内に使用する。第８１図は、一画素の薄膜ト
ランジスタの断面図である。
第８ｂ図は、薄膜トランジスタ付画素の平面図である。
まず、コーニング７０５９ガラス５０を使用して、基板
１６を以下のステップで製作する。ステップ１では、３
００オングストロームのインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）
をスパッタリングによって３００℃で形成し、４００℃
で３０分間徐冷する。該基板ヲ３００℃まで冷却したの
ち、１２００オングストロームのニクロムをスパッタリ
ングによって形成する。このニクロムとインジウム酸化
スズとを光蝕刻法でパターン化し、エツチングを行なっ
て、画素５４とゲートバス５１とを定義する。ステップ
２では、３０００オングストロームの窒化珪素と１００
０オングストロームの無定形珪素とをプラズマ強化化学
蒸着（ｐＥＣＶＤ）によって２５０℃で順次形成する。
１６を以下のステップで製作する。ステップ１では、３
００オングストロームのインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）
をスパッタリングによって３００℃で形成し、４００℃
で３０分間徐冷する。該基板ヲ３００℃まで冷却したの
ち、１２００オングストロームのニクロムをスパッタリ
ングによって形成する。このニクロムとインジウム酸化
スズとを光蝕刻法でパターン化し、エツチングを行なっ
て、画素５４とゲートバス５１とを定義する。ステップ
２では、３０００オングストロームの窒化珪素と１００
０オングストロームの無定形珪素とをプラズマ強化化学
蒸着（ｐＥＣＶＤ）によって２５０℃で順次形成する。
次に窒化珪素と無定形珪素とを光蝕刻法でパターン化し
１、エツチングを行なって、トランジスタのアイランド
５２を定義する。ステップ３では、５０００オングスト
ロームのアルミニウム合金（銅４％、珪素１％）をスパ
ッタリングによって形成する。このアルミニウム合金を
光蝕刻法でパターン化し、エツチングを行なって、ソー
ス５３とドレイン５３とを定義する。ステップ４では、
１０，０００オングストロームの二酸化珪素を、プラズ
マ強化化学蒸着法ニよって２５０℃でパッシベーション
層へト形成する。ステップ５では、１５００オングスト
ロ一ムノアルミニウム合金をスパッタリングによって遮
光層へと形成する。ステップ６では、該遮光層５６を光
蝕刻法によってパターン化し、エラチングラ行なう。ス
テップ７では、パッシベーション層５５全光蝕刻法でパ
ターン化し、エツチングを行なって画素５４を除去した
のち、該画素５４のニクロムにエツチングを行なう。見
易さを考慮して、第８ｂ図では遮光層５６とパッシベー
ション層５５を示していない。以上でアクティブマトリ
ックス基板１６の製作行程が完了する。
１、エツチングを行なって、トランジスタのアイランド
５２を定義する。ステップ３では、５０００オングスト
ロームのアルミニウム合金（銅４％、珪素１％）をスパ
ッタリングによって形成する。このアルミニウム合金を
光蝕刻法でパターン化し、エツチングを行なって、ソー
ス５３とドレイン５３とを定義する。ステップ４では、
１０，０００オングストロームの二酸化珪素を、プラズ
マ強化化学蒸着法ニよって２５０℃でパッシベーション
層へト形成する。ステップ５では、１５００オングスト
ロ一ムノアルミニウム合金をスパッタリングによって遮
光層へと形成する。ステップ６では、該遮光層５６を光
蝕刻法によってパターン化し、エラチングラ行なう。ス
テップ７では、パッシベーション層５５全光蝕刻法でパ
ターン化し、エツチングを行なって画素５４を除去した
のち、該画素５４のニクロムにエツチングを行なう。見
易さを考慮して、第８ｂ図では遮光層５６とパッシベー
ション層５５を示していない。以上でアクティブマトリ
ックス基板１６の製作行程が完了する。
次に、アクティブマトリックス液晶表示部１４は、第９
図に示されるように組立てられる。第９図は、液晶材料
６４がアクティブマトリックス基板１６と共通電極基板
１８との間にサンドイッチされており、スペーサ６５に
よって所望のセル間隔が保持されている様子を示してい
る。表示部１４ではＭＥＲＣＫ ２８６１液晶材料を使
用してお）、４ミクロンのセル間隔を維持している。こ
れらふたつの基板上の液晶配列層６１は、ポリイミド層
を機械的に摩擦することによって形成される。偏光子６
２は、表示部１４の外側表面（すなわち基板１６、ｔ８
の外側表面）に平行に取シ付けられる。
図に示されるように組立てられる。第９図は、液晶材料
６４がアクティブマトリックス基板１６と共通電極基板
１８との間にサンドイッチされており、スペーサ６５に
よって所望のセル間隔が保持されている様子を示してい
る。表示部１４ではＭＥＲＣＫ ２８６１液晶材料を使
用してお）、４ミクロンのセル間隔を維持している。こ
れらふたつの基板上の液晶配列層６１は、ポリイミド層
を機械的に摩擦することによって形成される。偏光子６
２は、表示部１４の外側表面（すなわち基板１６、ｔ８
の外側表面）に平行に取シ付けられる。
表示部１４は、組み付けられたのち、視角の関数として
のグレースケールのエラーについて検査される。従来の
表示部と比較すると、ハーフトーン表示部１４ではグレ
ースケールの精度に大幅な改善が認められた。たとえば
第１０図に示されるように、４０度の視角では、ハーフ
トーン表示部１４のグレースケールエラーは一５０％未
満であったのに対し、従来の表示部では一３５０係に達
していた。
のグレースケールのエラーについて検査される。従来の
表示部と比較すると、ハーフトーン表示部１４ではグレ
ースケールの精度に大幅な改善が認められた。たとえば
第１０図に示されるように、４０度の視角では、ハーフ
トーン表示部１４のグレースケールエラーは一５０％未
満であったのに対し、従来の表示部では一３５０係に達
していた。
第１１図は、本発明による共通電極基板３０の製作が完
了した場合の同基板の断面図である。ここではカラーフ
ィルタ３２を使用して全カラー動作を行なっている。第
１１図から明らかなように、共通電極基板にはカラーフ
ィルタアレイ３２が含すれ、また制御コンデンサ２０の
アレイには第一インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）パターン
２２、誘電体２６、第二インジウム酸化スズパターン２
４が含まれており、これらの構成部品はガラス基板３４
上に形成されている。電極はパターン２４の一部であっ
て、副画素を定義している。アクティブマトリックス基
板１６は、表示部１４の形成中に、パターン２４を基準
として液晶材料に登録される。
了した場合の同基板の断面図である。ここではカラーフ
ィルタ３２を使用して全カラー動作を行なっている。第
１１図から明らかなように、共通電極基板にはカラーフ
ィルタアレイ３２が含すれ、また制御コンデンサ２０の
アレイには第一インジウム酸化スズ（ＩＴＯ）パターン
２２、誘電体２６、第二インジウム酸化スズパターン２
４が含まれており、これらの構成部品はガラス基板３４
上に形成されている。電極はパターン２４の一部であっ
て、副画素を定義している。アクティブマトリックス基
板１６は、表示部１４の形成中に、パターン２４を基準
として液晶材料に登録される。
第１２図は、多様な厚さを有するカラーフィルタを使用
し九共通電便基板４０を示している。この図は、該共通
電極基板の断面図である。カラーフィルタ３６の厚さが
多様であるため、各色の液晶セルの厚さが変化してコン
トラストが向上している。表示部４０の他の構造上の特
徴は、共通電極基板３０のそれと同一である。
し九共通電便基板４０を示している。この図は、該共通
電極基板の断面図である。カラーフィルタ３６の厚さが
多様であるため、各色の液晶セルの厚さが変化してコン
トラストが向上している。表示部４０の他の構造上の特
徴は、共通電極基板３０のそれと同一である。
以上の説明のように、本発明によれば、ノ・−７トーン
のグレースケールと広視角とを有し、高い性能、高い製
造歩留シを低コストで実現するアクティブマトリックス
液晶表示装置と、概表示装置を製作する方法とが提供さ
れる。上記の詳細な説明は、もっばら本発明を解説する
ためのものであって、本発明の範囲を制約するものでは
ない。また上記の実施例は、本発明を実施する場合に当
発明者がもつとも好ましいと考える模範例であって、当
業者は本発明の精神から逸脱することなく種々の変更態
様を実施することができよう。したがって、かかる変更
等はすべて本発明の範囲に含まれるとみなされる。
のグレースケールと広視角とを有し、高い性能、高い製
造歩留シを低コストで実現するアクティブマトリックス
液晶表示装置と、概表示装置を製作する方法とが提供さ
れる。上記の詳細な説明は、もっばら本発明を解説する
ためのものであって、本発明の範囲を制約するものでは
ない。また上記の実施例は、本発明を実施する場合に当
発明者がもつとも好ましいと考える模範例であって、当
業者は本発明の精神から逸脱することなく種々の変更態
様を実施することができよう。したがって、かかる変更
等はすべて本発明の範囲に含まれるとみなされる。
第１図は代宍的なねじれネマチック液晶表示装置であっ
て、平行偏光子を有する表示装置における印加電圧に対
する透過率の視角依存性を示すグラフ、第２＆図は従来
技術による画素の略図、第２ｂ＠は第２ａ図に示された
従来技術の画素と等価な電気回路の回路図、第３ａ図は
本発明に使用される画素の略図、第３ｂ図は第３＆図に
示された画素と等価な電気回路の回路図、第４図は共通
電極基板の一パターンを示す図、第５図は共通電極基板
の製作に使用する第一インジウム酸化スズ層パターンを
示す図、第６図は制御コンデンサ用の誘電体のパターン
を示す図、第７図は共通電極基板の製作に使用する第二
インジウム酸化スズ層、＜ターンを示す図、第８ａ図は
画素の薄膜トランジスタを示す断面図、第８ｂ図は画素
と薄膜トランジスタを示す平面図、第９図はアクティブ
マトリックス基板と共通電極基板との間にサンドイッチ
された液晶材料の断面図であって、スペーサによって所
望のセル間隔を維持していることを示す図、第１０図は
４０度の視角において本発明と従来技術との間でグレー
スケールエラーを比較した図、第１１図はカラーフィル
タを使用した本発明の一実施例を示す図、第１２図は多
様な厚さのカラーフィルタを使用した他の実施例であっ
て、可変セル間隔の表示装置を形成している実施例を示
す図、第１３図は本発明による製作方法の工程概要を示
す図である。 １０・−・・アクティブマトリックスアレイ、１１・−
・噌電気回路、１８・・・・共通電極基板、２０・Ｏ＠
・制御コンデンサ、２２．２４−０．・パターン、４０
・００６表示部、５１．。 ・・ゲートバス、５４・・・・画素。
て、平行偏光子を有する表示装置における印加電圧に対
する透過率の視角依存性を示すグラフ、第２＆図は従来
技術による画素の略図、第２ｂ＠は第２ａ図に示された
従来技術の画素と等価な電気回路の回路図、第３ａ図は
本発明に使用される画素の略図、第３ｂ図は第３＆図に
示された画素と等価な電気回路の回路図、第４図は共通
電極基板の一パターンを示す図、第５図は共通電極基板
の製作に使用する第一インジウム酸化スズ層パターンを
示す図、第６図は制御コンデンサ用の誘電体のパターン
を示す図、第７図は共通電極基板の製作に使用する第二
インジウム酸化スズ層、＜ターンを示す図、第８ａ図は
画素の薄膜トランジスタを示す断面図、第８ｂ図は画素
と薄膜トランジスタを示す平面図、第９図はアクティブ
マトリックス基板と共通電極基板との間にサンドイッチ
された液晶材料の断面図であって、スペーサによって所
望のセル間隔を維持していることを示す図、第１０図は
４０度の視角において本発明と従来技術との間でグレー
スケールエラーを比較した図、第１１図はカラーフィル
タを使用した本発明の一実施例を示す図、第１２図は多
様な厚さのカラーフィルタを使用した他の実施例であっ
て、可変セル間隔の表示装置を形成している実施例を示
す図、第１３図は本発明による製作方法の工程概要を示
す図である。 １０・−・・アクティブマトリックスアレイ、１１・−
・噌電気回路、１８・・・・共通電極基板、２０・Ｏ＠
・制御コンデンサ、２２．２４−０．・パターン、４０
・００６表示部、５１．。 ・・ゲートバス、５４・・・・画素。
Claims (5)
- （１）ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型
アクティブマトリックス液晶表示装置であつて、 第一基板上の複数の画素と； 前記第一基板上に設けられ、それぞれが上記複数の画素
群のうち対応する一画素に接続した複数のトランジスタ
と； 第二基板上の複数の制御コンデンサグループとを有し； 各制御コンデンサグループは複数の制御コンデンサを有
し、 各制御コンデンサグループは前記複数の画素の各々に対
応しており、 各制御コンデンサグループ内の各制御コンデンサは一副
画素を形成し、かつ前記一副画素のキャパシタンスに直
列に接続されており、 前記複数の制御コンデンサは共通の一結線を有する、 ことを特徴とする広視角型アクティブマトリックス液晶
表示装置。 - （２）ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型
アクティブマトリックス液晶表示装置であつて、 第一ガラス基板と； 前記第一ガラス基板上に形成され、複数の制御コンデン
サの一領域を形成する一蝕刻パターンを有し且つ前記複
数の制御コンデンサ用の一共通電極として使用されるイ
ンジウム酸化スズの第一層と； 前記第一インジウム酸化スズ層上に形成され、前記複数
の制御コンデンサ用の前記誘電体を形成する一蝕刻パタ
ーンを有する窒化珪素誘電体の第一層と； 前記第一窒化珪素誘電体層上に形成され、複数の副画素
の複数の面積を形成する一蝕刻パターンを有するインジ
ウム酸化スズの第二層と； 前記第二インジウム酸化スズ層上に形成されたポリイミ
ドからなる第一整列層と； から構成したことを特徴とする広視角型アクティブマト
リックス液晶表示装置。 - （３）複数の画素と、複数の構成副画素と、ハーフトー
ンのグレースケールとを有する広視角型アクティブマト
リックス液晶表示装置を製作する方法であつて、 第一ガラス基板上に一制御コンデンサアレイを製作する
段階であつて、複数のコンデンサが複数の副画素に接続
されており、 ガラス上に第一インジウム酸化スズ層を形成する段階と
、 前記第一インジウム酸化スズ層を徐冷する段階と、 前記制御コンデンサアレイを定義する第一パターンを使
用して前記第一インジウム酸化スズ層をエツチングする
段階と、 前記第一インジウム酸化スズ層に一窒化珪素層を形成す
る段階と、 第二パターンを使用して前記一窒化珪素層をエッチング
することによつて、各画素を構成する複数の副画素のう
ちの一個に対応する一制御コンデンサを除去する段階と
、 第二インジウム酸化スズ層を形成する段階と、前記第二
インジウム酸化スズ層を徐冷する段階と、 前記複数の副画素に対応する複数の面積を定義する第三
パターンを使用して前記インジウム酸化スズをエッチン
グする段階と、 からなることを特徴とする制御コンデンサアレイを製作
する段階と、 複数のトランジスタと前記複数の副画素とを有する第二
ガラス基板上に一アクティブマトリックスを製作する段
階と、 前記第二ガラス基板上のアクティブマトリックスに隣接
した前記第一ガラス基板上に前記制御コンデンサアレイ
を並列する段階であつて、前記コンデンサアレイと前記
アクティブマトリックスとの間に液晶材料が存在する段
階と、 からなることを特徴とするアクティブマトリックス液晶
表示装置の製作方法。 - （４）ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型
アクティブマトリックス液晶表示装置を製作する方法で
あつて、 第一基板上に一制御コンデンサアレイを製作する段階で
あつて、複数のコンデンサが複数の副画素に直列に接続
されており、 約３００オングストロームの第一インジウム酸化スズ層
をガラス上に約摂氏３００度でスパッタリングによつて
形成する段階と、 前記インジウム酸化スズを約摂氏４００度で約３０分間
徐冷する段階と、 前記第一インジウム酸化スズ上に前記制御コンデンサア
レイを定義する第一パターンを形成する段階と、 前記第一パターンをエッチングする段階と、約１２，０
００オングストロームの窒化珪素誘電体を前記第一イン
ジウム酸化スズ層上にプラズマによつて形成する段階と
、 各画素を構成する複数の副画素のうちの一個に対応する
一制御コンデンサを除去するための第二パターンを形成
する段階と、 前記第二パターンをエッチングする段階と、約３００オ
ングストロームの第二インジウム酸化スズ層を前記窒化
珪素誘電体上に約摂氏３００度でスパッタリングによつ
て形成する段階と、 前記第二インジウム酸化スズ層を約摂氏４００度で約３
０分間徐冷する段階と、 前記第二インジウム酸化スズ層上に前記複数の副画素を
形成する複数の電極を定義する第三パターンを形成する
段階と、 前記第三パターンをエッチングする段階と、からなるこ
とを特徴とする制御コンデンサアレイの製作段階と、 第二基板上に一アクテイブマトリツクスを製作する段階
であつて、前記第二基板は複数の画素と、前記複数の画
素を切換える複数の薄膜トランジスタとを有することを
特徴とする段階と、 前記第一基板上の前記制御コンデンサアレイと前記第二
基板上のアクティブマトリックスとの間に液晶材料をサ
ンドイッチする段階であつて、前記アレイと前記マトリ
ックスとが合体されて前記アクティブマトリックス液晶
表示装置を形成する段階と、 からなることを特徴とするアクティブマトリックス液晶
表示装置の製作方法。 - （５）ハーフトーンのグレースケールを有する広視角型
アクティブマトリックス液晶表示装置を製作する方法で
あつて、 第一基板上に一制御コンデンサアレイを製作する段階で
あつて、複数のコンデンサが複数の副画素に直列に接続
されており、 約３００オングストロームの第一インジウム酸化スズ層
をガラス上に約摂氏３００度でスパッタリングによつて
形成する段階と、 前記インジウム酸化スズを約摂氏４００度で約３０分間
徐冷する段階と、 前記第一インジウム酸化スズ上に前記制御コンデンサア
レイを定義する第一パターンを形成する段階と、 前記第一パターンをエッチングする段階と、約１２，０
００オングストロームの窒化珪素誘電体を前記第一イン
ジウム酸化スズ層上にプラズマによつて形成する段階と
、 各画素を構成する複数の副画素のうちの一個に対応する
一制御コンデンサを除去するための第二パターンを形成
する段階と、 前記第二パターンをエッチングする段階と、約３００オ
ングストロームの第二インジウム酸化スズ層を前記窒化
珪素誘電体上に約摂氏３００度でスパッタリングによつ
て形成する段階と、 前記第二インジウム酸化スズ層を約摂氏４００度で約３
０分間徐冷する段階と、 前記第二インジウム酸化スズ層上に前記複数の副画素を
形成する複数の電極を定義する第三パターンを形成する
段階と、 前記第三パターンをエッチングする段階と、からなるこ
とを特徴とする制御コンデンサアレイの製作段階と、 第二基板上に一アクテイブマトリツクスを製作する段階
であつて、前記第二基板は複数の画素と、前記複数の画
素を切換える複数の薄膜トランジスタとを有することを
特徴とし、約３００オングストロームのインジウム酸化
スズ層を一ガラス基板上に約摂氏３００度でスパッタリ
ングによつて形成する段階と、 前記インジウム酸化スズ層を約摂氏４００度で約３０分
間徐冷する段階と、 約１２００オングストロームのニクロム層を前記インジ
ウム酸化スズ層上にスパッタリングによつて形成する段
階と、 複数の画素と複数のゲートバスとを定義する第一パター
ンを前記ニクロム層上と前記インジウム酸化スズ層上と
に形成する段階と、 前記第一パターンをエッチングする段階と、約３０００
オングストロームの窒化珪素層を前記ニクロム層上に約
摂氏２５０度でプラズマ強化化学蒸着によつて形成する
段階と、 約１０００オングストロームの無定形珪素層を前記窒化
珪素層上に約摂氏２５０度でプラズマ強化化学蒸着によ
つて形成する段階と、 前記薄膜トランジスタ用の複数のアイランドを定義する
第二パターンを前記無定形珪素層上と前記珪素層上とに
形成する段階と、 前記第二パターンをエッチングする段階と、前記無定形
層上に約５０００オングストロームのアルミニウム合金
層をスパッタリングによつて形成する段階と、 前記複数の薄膜トランジスタ用の複数のソースと複数の
ドレインとを定義する第三パターンを前記アルミニウム
合金層上に形成する段階と、前記第三パターンをエッチ
ングする段階と、約１０，０００オングストロームの二
酸化珪素パッシベーション層を約摂氏２５０度で前記ア
ルミニウム合金層上にプラズマ強化化学蒸着によつて形
成する段階と、 約１５００オングストロームのアルミニウム合金遮光層
を前記パッシベーション層上にスパツタリングによつて
形成する段階と、 前記遮光層上に第四パターンを形成する段階と、前記第
四パターンをエッチングする階階と、前記パッシベーシ
ョン層上に第五パターンを形成する段階と、 前記第五パターンをエツチングすることによつて前記パ
ッシベーション層と前記ニクロム層とから前記複数の画
素を除去する段階と からなることを特徴とするアクティブマトリックスの製
作段階と、 前記第一層と前記第二層との間に液晶材料をサンドイッ
チする段階であつて、該二層が合体されて前記アクティ
ブマトリックス液晶表示装置を形成する段階と、 からなることを特徴とするアクティブマトリックス液晶
表示装置の製作方法。
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