JPH04177327A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH04177327A JPH04177327A JP2307557A JP30755790A JPH04177327A JP H04177327 A JPH04177327 A JP H04177327A JP 2307557 A JP2307557 A JP 2307557A JP 30755790 A JP30755790 A JP 30755790A JP H04177327 A JPH04177327 A JP H04177327A
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Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
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】
「発明の利用分野J
本発明は、アクティブ型液晶表示装置に関するもので、
特にそれぞれの画素に相補型に2つの薄膜型絶縁ゲイト
電界効果トランジスタ(以下TPTという)を設けた液
晶パネルに関するものである。
特にそれぞれの画素に相補型に2つの薄膜型絶縁ゲイト
電界効果トランジスタ(以下TPTという)を設けた液
晶パネルに関するものである。
「従来の技術」
従来、TPTを用いたアクティブ型の液晶表示装置が知
られている。この場合、TPTにはアモルファスまたは
多結晶型の半導体を用い、1つの画素にPまたはN型の
いずれか一方の導電型のみのTPTを用いたものである
。即ち、一般にはNチャネル型TPT(NTFTという
)を画素に直列に連結している。
られている。この場合、TPTにはアモルファスまたは
多結晶型の半導体を用い、1つの画素にPまたはN型の
いずれか一方の導電型のみのTPTを用いたものである
。即ち、一般にはNチャネル型TPT(NTFTという
)を画素に直列に連結している。
その代表例を第1図に示す。
第1図において、液晶(12)を有し、それに直列に連
結してNTFT(11)を設けている。これをマトリッ
クス配列せしめたものである。一般には640×480
または1260 X 960と多くするか、この図面で
はそれと同意味で単純に2×2のマトリックス配列をさ
せた。このそれぞれの画素に対し周辺回路(16)、
(17)より電圧を加え、所定の画素を選択的にオンと
し、他の画素をオフとした。するとこのTPTのオン、
オフ特性か一般には良好な場合、コントラストの大きい
液晶表示装置を作ることかできる。しかしながら、実際
にかかる液晶表示装置を製造してみると、TPTの出力
即ち液晶にとっての入力(液晶電位という)の電圧VL
−(10)は、しばしば“1”(High)とするべき
時に1”(High)にならず、また、逆に”O” (
Low)となるべき時に’0”(L。
結してNTFT(11)を設けている。これをマトリッ
クス配列せしめたものである。一般には640×480
または1260 X 960と多くするか、この図面で
はそれと同意味で単純に2×2のマトリックス配列をさ
せた。このそれぞれの画素に対し周辺回路(16)、
(17)より電圧を加え、所定の画素を選択的にオンと
し、他の画素をオフとした。するとこのTPTのオン、
オフ特性か一般には良好な場合、コントラストの大きい
液晶表示装置を作ることかできる。しかしながら、実際
にかかる液晶表示装置を製造してみると、TPTの出力
即ち液晶にとっての入力(液晶電位という)の電圧VL
−(10)は、しばしば“1”(High)とするべき
時に1”(High)にならず、また、逆に”O” (
Low)となるべき時に’0”(L。
W)にならない場合かある。液晶(12)はその動作に
おいて本来絶縁性であり、またTPTかオフの時に液晶
電位(VL、)は浮いた状態になる。この液晶(12)
は等測的にキャパシタであるため、そこに蓄積された電
荷によりVLCか決められる。この電荷は液晶がRLC
で比較的小さい抵抗となったり、ゴミ、イオン性不純物
の存在によりリークしたり、またTPTのゲイト絶縁膜
のピンホールによりR6,(15)か生じた場合にはそ
こから電荷かもれ、■、。は中途半端な状態になってし
まう。このため1つのパネル中に20万〜500万個の
画素を有する液晶表示装置においては、高い歩留まりを
成就することかできない。特に液晶(12)は一般には
TN(ツィステッドネマティック)液晶が用いられる。
おいて本来絶縁性であり、またTPTかオフの時に液晶
電位(VL、)は浮いた状態になる。この液晶(12)
は等測的にキャパシタであるため、そこに蓄積された電
荷によりVLCか決められる。この電荷は液晶がRLC
で比較的小さい抵抗となったり、ゴミ、イオン性不純物
の存在によりリークしたり、またTPTのゲイト絶縁膜
のピンホールによりR6,(15)か生じた場合にはそ
こから電荷かもれ、■、。は中途半端な状態になってし
まう。このため1つのパネル中に20万〜500万個の
画素を有する液晶表示装置においては、高い歩留まりを
成就することかできない。特に液晶(12)は一般には
TN(ツィステッドネマティック)液晶が用いられる。
その液晶の配向のためにはそれぞれの電極上にラビング
した配向膜を設ける。このラビング工程のため発生ずる
静電気により弱い絶縁破壊か起こり、隣の画素との間ま
たは隣の導線との間てリークしたり、またゲイト絶縁膜
か弱く、リークをしたりしてしまう。 アクティブ型の
液晶表示装置においては、液晶電位を1フレームの間は
たえず初期値と同し値として所定のレベルを保つことか
きわめて重要である。しかし実際は不良か多く、必ずし
も成就しないのが実情である。
した配向膜を設ける。このラビング工程のため発生ずる
静電気により弱い絶縁破壊か起こり、隣の画素との間ま
たは隣の導線との間てリークしたり、またゲイト絶縁膜
か弱く、リークをしたりしてしまう。 アクティブ型の
液晶表示装置においては、液晶電位を1フレームの間は
たえず初期値と同し値として所定のレベルを保つことか
きわめて重要である。しかし実際は不良か多く、必ずし
も成就しないのが実情である。
また液晶材料か強誘電性液晶であると、注入電流を大き
く必要とする。このためにはTPTを大きくして電流マ
ージンを大きくとらなければならないという欠点かある
。
く必要とする。このためにはTPTを大きくして電流マ
ージンを大きくとらなければならないという欠点かある
。
r発明の目的」
本発明はこのような問題を解決し、相補型としても液晶
装置のパネルの開口率を従来の1つのTPTを用いた方
式と同一または実質的に同一として構成を有せしめた。
装置のパネルの開口率を従来の1つのTPTを用いた方
式と同一または実質的に同一として構成を有せしめた。
V L Cが“1”、“0”に充分安定して固定させ、
lフレーム中にそのレベルがドリフトしないようにした
ものである。
lフレーム中にそのレベルがドリフトしないようにした
ものである。
「発明の構成」
本発明は、マトリックス構成したそれぞれの画素の一方
の透明導電膜の電極に相補型のTPTの出力端子を連結
せしめたものである。即ちマトリックス配列したすべて
の画素にPチャネル型のTPT(以下(PTFTという
)とNTFTとを相補型(以下C/TFTという)とし
て連結したものである。
の透明導電膜の電極に相補型のTPTの出力端子を連結
せしめたものである。即ちマトリックス配列したすべて
の画素にPチャネル型のTPT(以下(PTFTという
)とNTFTとを相補型(以下C/TFTという)とし
て連結したものである。
その本発明の代表例を第3図に回路として示す。
また実際のパターンレイアウト(配置図)の例を第5図
に示す。
に示す。
本発明の説明として、第2図の2×2のマトリックスの
例を示す。PTFTとNTFTとのゲイトを互いに連結
し、さらにY軸方向の線V。。(22)、またはVoG
・(23)に連結した。またC/TPTの共通出力を液
晶(12)に連結している。PTFTの入力(Vss側
)をX軸方向の線V DD(18)、 V oo(18
’ )i:連結し、NTFTの入力(Vss側)を接地
(19)、 (19’ )させている。するとVDD(
18)、VG。(22)か1“の時、液晶電位(10)
は“0”となり、またVoo(18)か°’1” 、V
ac(22)かO”の時液晶電位(10)は1”となる
。そして液晶の画素(12)は反対の電極電位(13X
一般には接地電位)に比べて“1”となるとき、オンと
なる。逆に液晶電位(10)が“O”のとき液晶はオフ
となる。
例を示す。PTFTとNTFTとのゲイトを互いに連結
し、さらにY軸方向の線V。。(22)、またはVoG
・(23)に連結した。またC/TPTの共通出力を液
晶(12)に連結している。PTFTの入力(Vss側
)をX軸方向の線V DD(18)、 V oo(18
’ )i:連結し、NTFTの入力(Vss側)を接地
(19)、 (19’ )させている。するとVDD(
18)、VG。(22)か1“の時、液晶電位(10)
は“0”となり、またVoo(18)か°’1” 、V
ac(22)かO”の時液晶電位(10)は1”となる
。そして液晶の画素(12)は反対の電極電位(13X
一般には接地電位)に比べて“1”となるとき、オンと
なる。逆に液晶電位(10)が“O”のとき液晶はオフ
となる。
そして液晶電位(10)はVoo(18)、または接地
またはV、、(19)のいずれかに固定させるため、フ
ローティングとなることがない。
またはV、、(19)のいずれかに固定させるため、フ
ローティングとなることがない。
第3図の本発明の例においては、X軸方向の配線(18
)、 (18’)に対し、接地端子(19)、 (19
”)もX軸方向に配線した。すると、第2図における(
19)。
)、 (18’)に対し、接地端子(19)、 (19
”)もX軸方向に配線した。すると、第2図における(
19)。
(19”)を共通にしてVss(19)か得られる。2
×2のマトリックスを構成せんとする時、VSS(19
)はその上側の画素とその下側の画素との共通配線とし
ている。
×2のマトリックスを構成せんとする時、VSS(19
)はその上側の画素とその下側の画素との共通配線とし
ている。
この場合、液晶電位■、。はVDDかまたはy ssか
に固定させることかできる。PTFT(21)、NTF
T(11)とは相補であるため、R1゜(14)にゴミ
、イオン性のリークかあっても問題とならない。
に固定させることかできる。PTFT(21)、NTF
T(11)とは相補であるため、R1゜(14)にゴミ
、イオン性のリークかあっても問題とならない。
また隣の配線との間に少しのリークがあってもV、cに
はたえずVbo(18)またはVSS(19)から電荷
か提供されるため、フローティングではなく、フレーム
内でのレベルを一定とすることができる。
はたえずVbo(18)またはVSS(19)から電荷
か提供されるため、フローティングではなく、フレーム
内でのレベルを一定とすることができる。
以下に実施例に基づき、本発明を示す。
「実施例1」
この実施例は第3図、第5図および第6図を用いて示す
。
。
ガラス基板にC/TPTを作らんとした時の製造工程を
第6図に基づき示す。
第6図に基づき示す。
第6図において、ANガラス、パイレックスガラス等の
約600°Cの熱処理に耐え得るガラス上にマグネトロ
ンRF(高周波)スパッタ法を用いてブロッキング層と
しての酸化珪素膜(3′)を1000〜3000人の厚
さに作製した。
約600°Cの熱処理に耐え得るガラス上にマグネトロ
ンRF(高周波)スパッタ法を用いてブロッキング層と
しての酸化珪素膜(3′)を1000〜3000人の厚
さに作製した。
プロセス条件は酸素100%雰囲気、成膜温度150°
C1出力400〜800W、圧力0.5Paとした。タ
ーゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度
は30〜100人/分であった。
C1出力400〜800W、圧力0.5Paとした。タ
ーゲットに石英または単結晶シリコンを用いた成膜速度
は30〜100人/分であった。
さらにこの上にシリコン膜をLPGVD(減圧気相)法
、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成した。
、スパッタ法またはプラズマCVD法により形成した。
減圧気相法で形成する場合、結晶化温度よりも100〜
200°C低い450〜550°C1例えば530℃て
ジシ−7:/ (Si□Hs)まタハ) ’J シラン
(Si3Hs)をCVD装置に供給して成膜した。反応
炉内圧力は30〜300Paとした。成膜速度50〜2
50人/分てあった。NTETとPTFTとのスレッシ
ュホールド電圧(Vth)を概略同一に制御するため、
ホウ素をジボランを用いてlXl014〜I X 10
I10l7”の濃度として成膜中に添加してもよい。
200°C低い450〜550°C1例えば530℃て
ジシ−7:/ (Si□Hs)まタハ) ’J シラン
(Si3Hs)をCVD装置に供給して成膜した。反応
炉内圧力は30〜300Paとした。成膜速度50〜2
50人/分てあった。NTETとPTFTとのスレッシ
ュホールド電圧(Vth)を概略同一に制御するため、
ホウ素をジボランを用いてlXl014〜I X 10
I10l7”の濃度として成膜中に添加してもよい。
スパッタ法で行う場合、スパッタ前の背圧を1xlO−
”Pa以下とし、単結晶シリコンをターゲットとし、ア
ルゴンに水素を20〜80%に混入した雰囲気で行った
。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度
は150°C1周波数は13.56MHz、スパッタ出
力400〜800Wとした。圧力は0.5Paであった
。
”Pa以下とし、単結晶シリコンをターゲットとし、ア
ルゴンに水素を20〜80%に混入した雰囲気で行った
。例えばアルゴン20%、水素80%とした。成膜温度
は150°C1周波数は13.56MHz、スパッタ出
力400〜800Wとした。圧力は0.5Paであった
。
プラズマCVD法により珪素膜を作製する場合、その温
度は例えば300°Cとし、モノシラン(SiH,)ま
たはジシラン(S12H@)を用いた。これらをPCV
D装置内に導入し、13.56MH2の高周波電力を加
えて成膜した。
度は例えば300°Cとし、モノシラン(SiH,)ま
たはジシラン(S12H@)を用いた。これらをPCV
D装置内に導入し、13.56MH2の高周波電力を加
えて成膜した。
これらの方法によって形成された被膜は、酸素か7 X
10”cm−3以下、好ましくはI XIO”cm−
3以下の濃度であることが好ましい。その代表的な結晶
化をさせる場合、結晶化の程度を助長させ得るからであ
る。例えばSIMS(二次イオン質量分析)法における
不純物として酸素が8 X 10’ ”cm−”、炭素
3 X 10”cm−’を得た。また水素は4 X 1
0”cm−’てあり、珪素4 X 1022cm−”と
して比較すると1原子%であった。
10”cm−3以下、好ましくはI XIO”cm−
3以下の濃度であることが好ましい。その代表的な結晶
化をさせる場合、結晶化の程度を助長させ得るからであ
る。例えばSIMS(二次イオン質量分析)法における
不純物として酸素が8 X 10’ ”cm−”、炭素
3 X 10”cm−’を得た。また水素は4 X 1
0”cm−’てあり、珪素4 X 1022cm−”と
して比較すると1原子%であった。
かくしてアモルファス状態の珪素膜を500〜3000
人、例えば1500人の厚さに作製の後、450〜70
0°Cの温度にて12〜70時間非酸化物雰囲気にて中
温の加熱処理した。例えば窒素または水素雰囲気にて6
00°Cの温度で保持した。
人、例えば1500人の厚さに作製の後、450〜70
0°Cの温度にて12〜70時間非酸化物雰囲気にて中
温の加熱処理した。例えば窒素または水素雰囲気にて6
00°Cの温度で保持した。
この珪素膜の下の基板表面にアモルファスの酸化珪素膜
が形成されているため、この熱処理で特定の核か存在せ
ず、全体が均一に加熱アニールされる。即ち、成膜時は
アモルファス構造を有し、また水素は単に混入している
のみである。
が形成されているため、この熱処理で特定の核か存在せ
ず、全体が均一に加熱アニールされる。即ち、成膜時は
アモルファス構造を有し、また水素は単に混入している
のみである。
このア二〜ルにより、珪素膜はアモルファス構造から秩
序性の高い状態に移り、その一部は結晶状態を呈する。
序性の高い状態に移り、その一部は結晶状態を呈する。
特にシリコンの成膜時に比較的秩序性の高い領域は特に
結晶化をして結晶状態となろうとする。しかしこれらの
領域間に存在する珪素により互いの結合がなされるため
、珪素同志は互いにひっばりあう。結晶としてもレーザ
ラマン分光により測定すると、単結晶の珪素のピーク5
22cm−’より低周波側にシフトしたピークが観察さ
れる。それの見掛は上の粒径は半値巾から計算すると、
50〜500人とマイクロクリスタルのようになってい
るが、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラス
タ構造を有し、その各クラスタ間は互いに珪素同志で結
合(アンカリング)かされたセミアモルファス構造の被
膜を形成させることができた。
結晶化をして結晶状態となろうとする。しかしこれらの
領域間に存在する珪素により互いの結合がなされるため
、珪素同志は互いにひっばりあう。結晶としてもレーザ
ラマン分光により測定すると、単結晶の珪素のピーク5
22cm−’より低周波側にシフトしたピークが観察さ
れる。それの見掛は上の粒径は半値巾から計算すると、
50〜500人とマイクロクリスタルのようになってい
るが、実際はこの結晶性の高い領域は多数あってクラス
タ構造を有し、その各クラスタ間は互いに珪素同志で結
合(アンカリング)かされたセミアモルファス構造の被
膜を形成させることができた。
結果として、この被膜は実質的にグレインバウンダリ(
GBという)がないといってもよい状態を呈する。キャ
リアは各クラスタ間をアンカリングされた個所を通じ互
いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの明確に存在
する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度となる。即ち
ホール移動度(μh) =10〜200cm”/Vse
c 、電子移動度(μe ) =15〜300cm’/
Vsecが得られる。
GBという)がないといってもよい状態を呈する。キャ
リアは各クラスタ間をアンカリングされた個所を通じ互
いに容易に移動し得るため、いわゆるGBの明確に存在
する多結晶珪素よりも高いキャリア移動度となる。即ち
ホール移動度(μh) =10〜200cm”/Vse
c 、電子移動度(μe ) =15〜300cm’/
Vsecが得られる。
他方、上記の如く中温でのアニールではなく、900〜
1200°Cの温度での高温アニールにより被膜を多結
晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物の
偏析かおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物が
多くなり、結晶中の移動度は太きいが、GBでのバリア
(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害してし
まう。そして結果としてはlOcが/Vsec以上の移
動度かなかなか得られないのが実情である。
1200°Cの温度での高温アニールにより被膜を多結
晶化すると、核からの固相成長により被膜中の不純物の
偏析かおきて、GBには酸素、炭素、窒素等の不純物が
多くなり、結晶中の移動度は太きいが、GBでのバリア
(障壁)を作ってそこでのキャリアの移動を阻害してし
まう。そして結果としてはlOcが/Vsec以上の移
動度かなかなか得られないのが実情である。
即ち、本発明の実施例ではかくの如く、セミアモルファ
スまたはセミクリスタル構造を有するシリコン半導体を
用いている。
スまたはセミクリスタル構造を有するシリコン半導体を
用いている。
第6図(A)においては、この珪素膜を第1のフォトマ
スク■にてフォトエツチングを施し、PTFT用の領域
(21)を図面の右側に、NTFT用の領域(11)を
左側に作製した。
スク■にてフォトエツチングを施し、PTFT用の領域
(21)を図面の右側に、NTFT用の領域(11)を
左側に作製した。
またこの上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として厚さは5
00〜2000人例えば1000人に形成した。これは
ブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と同一条件と
した。この成膜中に弗素を少量添加させてもよい。
00〜2000人例えば1000人に形成した。これは
ブロッキング層としての酸化珪素膜の作製と同一条件と
した。この成膜中に弗素を少量添加させてもよい。
さらにこの後、この上側にリンか1〜5X10”cF3
の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とその
上にモリブデン(Mo)、タングステン(W)。
の濃度に入ったシリコン膜またはこのシリコン膜とその
上にモリブデン(Mo)、タングステン(W)。
MoSi2またはWSi2との多層膜を形成した。これ
を第2のフォトマスク■にてパターニングした。そして
PTFT用のゲイト電極(4)、 NTFT用のゲイト
電極(4′)を形成した。例えばチャネル長10μm、
ゲイト電極としてリンドープ珪素を0.2μm、その上
にモリブデンを0.3μmの厚さに形成した。
を第2のフォトマスク■にてパターニングした。そして
PTFT用のゲイト電極(4)、 NTFT用のゲイト
電極(4′)を形成した。例えばチャネル長10μm、
ゲイト電極としてリンドープ珪素を0.2μm、その上
にモリブデンを0.3μmの厚さに形成した。
第2図(C)において、フォトレジスト(31”)をフ
ォトマスク■を用いて形成し、PTFT用のソース(5
)、ドレイン(6)に対し、ホウ素をI X 10”c
m−2のドーズ量をイオン注入法により添加した。
ォトマスク■を用いて形成し、PTFT用のソース(5
)、ドレイン(6)に対し、ホウ素をI X 10”c
m−2のドーズ量をイオン注入法により添加した。
次に第6図(D)の如く、フォトレジスト(31)をフ
ォトマスク■を用いて形成した。そしてNTFT用のソ
ース(5゛)、ドレイン(6′)としてリンをI XI
O”cm””の量、イオン注入法により添加した。
ォトマスク■を用いて形成した。そしてNTFT用のソ
ース(5゛)、ドレイン(6′)としてリンをI XI
O”cm””の量、イオン注入法により添加した。
これらはゲイト絶縁膜(3)を通じて行った。しかし第
6図(B)において、ゲイト電極(4)、 (4”)を
マスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、その後
、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入してもよい
。
6図(B)において、ゲイト電極(4)、 (4”)を
マスクとしてシリコン膜上の酸化珪素を除去し、その後
、ホウ素、リンを直接珪素膜中にイオン注入してもよい
。
次に、600°Cにて10〜50時間再び加熱アニール
を行った。そしてPTFTのソース(5)、ドレイン(
6)。
を行った。そしてPTFTのソース(5)、ドレイン(
6)。
NTFTのソース(5°)、ドレイン(6゛)を不純物
を活性化してP+、N″″として作製した。
を活性化してP+、N″″として作製した。
またゲイト電極(4)、 (4”)下にはチャネル形成
領域(7)、 (7°)がセミアモルファス半導体とし
て形成されている。
領域(7)、 (7°)がセミアモルファス半導体とし
て形成されている。
かくすると、セルファライン方式てありなからも、70
0°C以上にすべての温度を加えることかなく C/T
PTを作ることができる。そのため、基板材料として、
石英等の高価な基板を用いなくてもよく、本発明の大画
素の液晶表示装置にきわめて適しているプロセスである
。
0°C以上にすべての温度を加えることかなく C/T
PTを作ることができる。そのため、基板材料として、
石英等の高価な基板を用いなくてもよく、本発明の大画
素の液晶表示装置にきわめて適しているプロセスである
。
熱アニールは第6図(A)、 (D)で2回行った。し
かし第6図(A)のアニールは求める特性により省略し
、双方を第6図(D)のアニールにより兼ねさせて製造
時間の短縮を図ってもよい。第6図(E)において、層
間絶縁物(8)を前記したスパッタ法により酸化珪素膜
の形成として行った。この酸化珪素膜の形成はLPCV
D法、光CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.
4μmの厚さに形成した。その後、フォトマスク■を用
いて電極用の窓(32)を形成した。
かし第6図(A)のアニールは求める特性により省略し
、双方を第6図(D)のアニールにより兼ねさせて製造
時間の短縮を図ってもよい。第6図(E)において、層
間絶縁物(8)を前記したスパッタ法により酸化珪素膜
の形成として行った。この酸化珪素膜の形成はLPCV
D法、光CVD法を用いてもよい。例えば0.2〜0.
4μmの厚さに形成した。その後、フォトマスク■を用
いて電極用の窓(32)を形成した。
さらにこれら全体をアルミニウムをスパッタ法により形
成し、リード(9)、 (9”)およびコンタクト(2
9)、 (29’ )をフォトマスク■を用いて作製し
た。
成し、リード(9)、 (9”)およびコンタクト(2
9)、 (29’ )をフォトマスク■を用いて作製し
た。
さらに第6図(F)に示す如く、2つのTPTを相補と
し、かつその出力端を液晶装置の一方の透明電極に連結
するため、スパッタ法によりITO(インジューム・ス
ズ酸化膜)を形成した。それをフォトマスク■によりエ
ツチングして、電極(33)を構成させた。このITO
は室温〜1−50°Cで成膜し、それを200〜400
°Cの酸素または大気中のアニールにより成就した。
し、かつその出力端を液晶装置の一方の透明電極に連結
するため、スパッタ法によりITO(インジューム・ス
ズ酸化膜)を形成した。それをフォトマスク■によりエ
ツチングして、電極(33)を構成させた。このITO
は室温〜1−50°Cで成膜し、それを200〜400
°Cの酸素または大気中のアニールにより成就した。
かくの如くにしてPTFT(21)とNTFT(11)
と透明導電膜の電極(33)とを同一ガラス基板(1)
上に作製した。
と透明導電膜の電極(33)とを同一ガラス基板(1)
上に作製した。
かかるTPTの特性を略記する。
移動度(u cm2/Vs) V th(V)PTF
T 20 −3NTFT
30 +3かかる半導体を用い
ることにより、一般に不可能とされていたTPTに大き
な移動度を作ることかできた。そのため、初めて第3図
、第5図に示した液晶表示装置用の相補型TPTを構成
させることかできた。
T 20 −3NTFT
30 +3かかる半導体を用い
ることにより、一般に不可能とされていたTPTに大き
な移動度を作ることかできた。そのため、初めて第3図
、第5図に示した液晶表示装置用の相補型TPTを構成
させることかできた。
「実施例2」
第5図(A)に第3図に対応した本発明の実施例を示す
。X軸方向にVoo(18)、Vss09)、y Do
’(18°)を有するX軸方向の配線(以下X線ともい
う)を形成した。なおY軸方向はVGG(22)、V
ac、(23)とY軸方向の配線(以下Y線ともいう)
を形成した。
。X軸方向にVoo(18)、Vss09)、y Do
’(18°)を有するX軸方向の配線(以下X線ともい
う)を形成した。なおY軸方向はVGG(22)、V
ac、(23)とY軸方向の配線(以下Y線ともいう)
を形成した。
図面(A)は平面図であるが、そのA−A ’の縦断面
図を第5図(B)に示す。またB−B’の縦断面図を第
5図(C)に示す。
図を第5図(B)に示す。またB−B’の縦断面図を第
5図(C)に示す。
マf: PTPT(21) ヲX線VDD(18)とY
線VC,c(22L!:の交差部に設け、Vao(is
)とV cc’ (23)との交差部にも他の画素用の
PTFT(21’ )が同様に設けられている。またN
TFT(11)はV、5(19)とVac(22)との
交差部に設けられている。Vs=(19)とV、、(2
2)との交差部の下側には他の画素用のNTFT(11
°)か設けられている。C/TPTを用いたマトリック
ス構成を有せしめた。それらPTFTはソース(5)か
コンタクト(32)を介してX線Voo(18)に連結
され、ゲイト(4)は多層形成がなされたY線VG、(
22)に連結されている。ドレイン(6)はコンタクト
(29)を介して透明導電膜の電極(33)に連結して
いる。
線VC,c(22L!:の交差部に設け、Vao(is
)とV cc’ (23)との交差部にも他の画素用の
PTFT(21’ )が同様に設けられている。またN
TFT(11)はV、5(19)とVac(22)との
交差部に設けられている。Vs=(19)とV、、(2
2)との交差部の下側には他の画素用のNTFT(11
°)か設けられている。C/TPTを用いたマトリック
ス構成を有せしめた。それらPTFTはソース(5)か
コンタクト(32)を介してX線Voo(18)に連結
され、ゲイト(4)は多層形成がなされたY線VG、(
22)に連結されている。ドレイン(6)はコンタクト
(29)を介して透明導電膜の電極(33)に連結して
いる。
他方、NTFTはソース(5°)かコンタクト(32)
“ を介してX線Vss(19)に連結され、ゲイト(
4′)はY線Vcc(22)ニ、ドレイ:/ (6’
)ハ:) ンタクト(29”)を介して透明導電膜(3
3)に連結している。かくして2本のX線(18)、
(19)に挟まれた間(内側)に透明導電膜とC/TP
Tとにより1つのピクセルを構成せしめた。かかる構造
を左右、上下に繰り返すことにより、2×2のマトリッ
クスの1つの例またはそれを拡大した640 x480
.1280x960といった大画素の液晶表示装置を作
ることか可能となった。
“ を介してX線Vss(19)に連結され、ゲイト(
4′)はY線Vcc(22)ニ、ドレイ:/ (6’
)ハ:) ンタクト(29”)を介して透明導電膜(3
3)に連結している。かくして2本のX線(18)、
(19)に挟まれた間(内側)に透明導電膜とC/TP
Tとにより1つのピクセルを構成せしめた。かかる構造
を左右、上下に繰り返すことにより、2×2のマトリッ
クスの1つの例またはそれを拡大した640 x480
.1280x960といった大画素の液晶表示装置を作
ることか可能となった。
ここでの特長は、1つのピクセルを挟むVDD、VS、
ノうちVssは他(7) V s s、VDD’ テ挟
まれる他のピクセルのV s sと共通させていること
である。
ノうちVssは他(7) V s s、VDD’ テ挟
まれる他のピクセルのV s sと共通させていること
である。
これを繰り返すことにより、1つのピクセルに2つのT
PTをつけても開口率は第1図の従来例と変わらないこ
とである。他の特長はV L (のレベルをVDDまた
はVB2に固定されることである。
PTをつけても開口率は第1図の従来例と変わらないこ
とである。他の特長はV L (のレベルをVDDまた
はVB2に固定されることである。
その動作を第4図を用いて略記する。
液晶(12)を挟む一対の電極(33)、 (34)に
おいて、他方の電極(34)を接地電位(13)とし、
それに対しVDD(19)を例えば+7V、 Vss(
18)を例えば−7vとするとV、。(10)は+7v
または一7vと固定となることである。即ち第1図に示
された従来公知のNTFTのみを用いた液晶装置に比べ
、VLCはフローティングとならず、一定の電位を有す
ることである。
おいて、他方の電極(34)を接地電位(13)とし、
それに対しVDD(19)を例えば+7V、 Vss(
18)を例えば−7vとするとV、。(10)は+7v
または一7vと固定となることである。即ち第1図に示
された従来公知のNTFTのみを用いた液晶装置に比べ
、VLCはフローティングとならず、一定の電位を有す
ることである。
即ちVDD、 VSB、接地と3種類の電位を設定する
ことかでき、制御要素か1つ増えたことかわかる。
ことかでき、制御要素か1つ増えたことかわかる。
そのためたとえ第4図においてPTFT(21)または
NTFT(If)のいずれか一方が不用となり、オープ
ン状態またはリークぎみのためレーザで破壊してオーブ
ン状態としてもその程度は半分となるか、ある程度の液
晶(12)の駆動ができるという特徴を有している。
NTFT(If)のいずれか一方が不用となり、オープ
ン状態またはリークぎみのためレーザで破壊してオーブ
ン状態としてもその程度は半分となるか、ある程度の液
晶(12)の駆動ができるという特徴を有している。
また第5図において、V、、(22)の配線を考えてみ
ると、オーバーライン配線(上側配線)としてのアルミ
ニウム配線(41)、ゲイト電極と同じ材料によるアン
ダーライン配線(43X下側配線)およびそれらのコン
タクト(42)を用いることにより、X線、Y線の交差
部での多層配線のために新たなフォトマスク数を増やす
必要かなくなっていることである。
ると、オーバーライン配線(上側配線)としてのアルミ
ニウム配線(41)、ゲイト電極と同じ材料によるアン
ダーライン配線(43X下側配線)およびそれらのコン
タクト(42)を用いることにより、X線、Y線の交差
部での多層配線のために新たなフォトマスク数を増やす
必要かなくなっていることである。
また液晶(12)の一対の電極(33)、 (34)を
互いにより平行にかつ平坦にするには、第6図(P)の
工程において、アルミニウム配線を施し、その後ポリイ
ミド等の有機樹脂を用いて平坦な平面を形成し、その上
に透明導電膜を形成すれはよい。さらに透明導電膜(3
3)のコンタクト用の開口を追加のフォトマスクを用い
て作り、それを用いてコンタクト(29)、 (29°
)に連結すればよい。
互いにより平行にかつ平坦にするには、第6図(P)の
工程において、アルミニウム配線を施し、その後ポリイ
ミド等の有機樹脂を用いて平坦な平面を形成し、その上
に透明導電膜を形成すれはよい。さらに透明導電膜(3
3)のコンタクト用の開口を追加のフォトマスクを用い
て作り、それを用いてコンタクト(29)、 (29°
)に連結すればよい。
第5図において、それら透明導電膜上に配向膜、配向処
理を施し、さらにこの基板と他方の液晶の電極(第4図
(34))を有する基板との間に一定の間隔をあけて公
知の方法により互いに配設をした。
理を施し、さらにこの基板と他方の液晶の電極(第4図
(34))を有する基板との間に一定の間隔をあけて公
知の方法により互いに配設をした。
そしてその間に液晶を注入して完成させた。
液晶材料にTN液晶を用いるならば、その間隔を約10
μm程度とし、透明導電膜双方に配向膜をラビング処理
して形成させる必要がある。
μm程度とし、透明導電膜双方に配向膜をラビング処理
して形成させる必要がある。
また液晶材料にFLC(強誘電性)液晶を用いる場合は
その動作電圧を±20Vとし、また、セル間隔を1.5
〜3.5μm例えば2.3μmとし、反対電極第4図>
(34)上にのみ配向膜を設はラビング処理を施せば
よい。
その動作電圧を±20Vとし、また、セル間隔を1.5
〜3.5μm例えば2.3μmとし、反対電極第4図>
(34)上にのみ配向膜を設はラビング処理を施せば
よい。
分散型液晶またはポリマー液晶を用いる場合には、配向
膜は不用であり、スイッチング速度を大とするため、動
作電圧はを±10〜±15Vとし、セル間隔は1〜10
μmと薄くした。
膜は不用であり、スイッチング速度を大とするため、動
作電圧はを±10〜±15Vとし、セル間隔は1〜10
μmと薄くした。
特に分散型液晶を用いる場合には、偏光板も不用のため
、反射型としても、また透過型としても光量を大きくす
ることかできる。そしてその液晶はスレッシュホールド
かないため、本発明のC/TPTに示す如く、明確なス
レッシュホールド電圧か規定されるC/TPT型とする
ことにより大きなコントラストとクロストーク(隣の画
素との悪干渉)を除くことができた。
、反射型としても、また透過型としても光量を大きくす
ることかできる。そしてその液晶はスレッシュホールド
かないため、本発明のC/TPTに示す如く、明確なス
レッシュホールド電圧か規定されるC/TPT型とする
ことにより大きなコントラストとクロストーク(隣の画
素との悪干渉)を除くことができた。
この実施例2は、C/TPTにおいてVDD側にPTF
Tを、Vss側にNTFTを形成した。するとその出力
はVDDまたはVssを作るため明確なレベルを決定て
きる。しかしV。6に対してはVLCはインバータとな
る。
Tを、Vss側にNTFTを形成した。するとその出力
はVDDまたはVssを作るため明確なレベルを決定て
きる。しかしV。6に対してはVLCはインバータとな
る。
このV。GとV LCとが同相(同じ向きの電極)とな
る場合を示す。
る場合を示す。
「実施例3」
この実施例は、C/TPTにおいて、V D D側にN
TFTを、Vss側にPTFTを連結した。するとその
出力であるvLcはv66と同相になり、出力電位はV
。。−vthで与えられる。かくすると、VGGをVD
Dより大にしなければならない欠点はあるか、ゲイト電
極とVLCとの間で多少のリークをあってもあまり気に
しなくてもよいという特長を有する。
TFTを、Vss側にPTFTを連結した。するとその
出力であるvLcはv66と同相になり、出力電位はV
。。−vthで与えられる。かくすると、VGGをVD
Dより大にしなければならない欠点はあるか、ゲイト電
極とVLCとの間で多少のリークをあってもあまり気に
しなくてもよいという特長を有する。
かかる場合、第3図において、PTFT(21)とNT
FT(11)とは互いに逆に設ければよい。即ち第5図
においても同様にPTFTとNTFTとを互いに逆に設
ければよい。そのため、実施例2と第5図における製造
工程および開口率はまったく同じ値を作ることができる
。
FT(11)とは互いに逆に設ければよい。即ち第5図
においても同様にPTFTとNTFTとを互いに逆に設
ければよい。そのため、実施例2と第5図における製造
工程および開口率はまったく同じ値を作ることができる
。
「発明の効果」
本発明は相補型のTPTをマトリックス化された各画素
に連結することにより、 1)シきい値の明確化 2)■0、Vssを互いの画素で交互に配設して共通で
きるため、開口率の減少をまねかないスイッチング速度
の増加 3)動作マージンの拡大 4)不良TPTか一部にあってもその補償をある程度行
うことができる 5)作製に必要なフォトマスク数はNTFTのみの従来
例に比べて第6図(C)および(D)のフォトマスク■
か2回多くなるのみて可である という多くの特長を有する。
に連結することにより、 1)シきい値の明確化 2)■0、Vssを互いの画素で交互に配設して共通で
きるため、開口率の減少をまねかないスイッチング速度
の増加 3)動作マージンの拡大 4)不良TPTか一部にあってもその補償をある程度行
うことができる 5)作製に必要なフォトマスク数はNTFTのみの従来
例に比べて第6図(C)および(D)のフォトマスク■
か2回多くなるのみて可である という多くの特長を有する。
そのため、これまでのアクティブTPT液晶装置に比べ
て、数段の製造歩留まりと画面の鮮やかさを成就するこ
とかてきるようになった。
て、数段の製造歩留まりと画面の鮮やかさを成就するこ
とかてきるようになった。
本発明においてかかるC/TPTに対し、半導体として
セミアモルファスまたはセミクリスタルを用いた。しか
し同じ目的のために可能であるならば他の結晶構造の半
導体を用いてもよい。またセルファライン型のC/TP
Tによることにより高速処理を行った。しかしイオン注
入法を用いずに非セルファライン方式によりTPTを作
ってもよいことはいうまでもない。
セミアモルファスまたはセミクリスタルを用いた。しか
し同じ目的のために可能であるならば他の結晶構造の半
導体を用いてもよい。またセルファライン型のC/TP
Tによることにより高速処理を行った。しかしイオン注
入法を用いずに非セルファライン方式によりTPTを作
ってもよいことはいうまでもない。
第1図は従来のアクティブ型TPT(薄膜型トランジス
タ)を用いた結晶装置を示す。 第2図、第3図は本発明の相補型TPTを用いたアクテ
ィブ型液晶装置の回路図を示す。 第4図は相補型TPTの動作を示す図面である。 第5図は第3図に対応した液晶表示装置の一方の基板の
平面図(A)、縦断面図(B)、 (C)を示す。 第6図は本発明の液晶装置に用いた相補型TPTの作製
方法を示す。 (1) ・・・・ガラス基板 (2)、 (2“)・・シリコン半導体(3)・・・・
ゲイト絶縁膜 (3′)・・・・ブロッキング層 (4)、 (4“)・・ゲイト電極 (5)、 (5”)・・ソース (6)、 (6°)・・ドレイン (7)、 (7”)・・チャネル形成領域(10)・・
・・液晶電位(VL。) (11)・・・・Nチャネル型薄膜トランジスタ(NT
FT)(12)・・・・液晶 (14)、 (15) ・リークをさせる抵抗(16
)、 (17) ・周辺回路 (18)、 (18°)・V、、(X線の1つ)(19
)、 (19°)・■DD(〃 )(21)・・・・
Pチャネル型薄膜トランジスタ(PTFT)(22)、
(23) −V、o、V、、’(Y線)(33)、
(34) ・透明電極
タ)を用いた結晶装置を示す。 第2図、第3図は本発明の相補型TPTを用いたアクテ
ィブ型液晶装置の回路図を示す。 第4図は相補型TPTの動作を示す図面である。 第5図は第3図に対応した液晶表示装置の一方の基板の
平面図(A)、縦断面図(B)、 (C)を示す。 第6図は本発明の液晶装置に用いた相補型TPTの作製
方法を示す。 (1) ・・・・ガラス基板 (2)、 (2“)・・シリコン半導体(3)・・・・
ゲイト絶縁膜 (3′)・・・・ブロッキング層 (4)、 (4“)・・ゲイト電極 (5)、 (5”)・・ソース (6)、 (6°)・・ドレイン (7)、 (7”)・・チャネル形成領域(10)・・
・・液晶電位(VL。) (11)・・・・Nチャネル型薄膜トランジスタ(NT
FT)(12)・・・・液晶 (14)、 (15) ・リークをさせる抵抗(16
)、 (17) ・周辺回路 (18)、 (18°)・V、、(X線の1つ)(19
)、 (19°)・■DD(〃 )(21)・・・・
Pチャネル型薄膜トランジスタ(PTFT)(22)、
(23) −V、o、V、、’(Y線)(33)、
(34) ・透明電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、マトリックス構成を有する液晶表示装置において、
一枚の絶縁基板上に設けたY軸方向の配線にゲイト電極
を連結し、X軸方向の配線を正電圧と、接地または負電
圧として交互に配設せしめ、Pチャネル型薄膜トランジ
スタとNチャネル型薄膜トランジスタとを相補構成をせ
しめて設け、該相補型薄膜トランジスタの出力端を透光
性導電膜に電気的に連結した構成を有することを特徴と
する液晶表示装置。 2、マトリックス構成を有する液晶表示装置において、
一枚の絶縁基板上に設けたY軸方向の配線にゲイト電極
を連結し、X軸方向の配線にPチャネル型薄膜トランジ
スタとNチャネル型薄膜トランジスタとのソースまたは
ドレインを連結せしめ、前記トランジスタのドレインま
たはソースの出力端を透光性導電膜と電気的に連結した
ことを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (4)
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---|---|---|---|
JP30755790A JP3013259B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 液晶表示装置 |
EP19910310480 EP0486284A3 (en) | 1990-11-13 | 1991-11-13 | Electro-optical device and driving method for the same |
US09/919,949 US20010050664A1 (en) | 1990-11-13 | 2001-08-02 | Electro-optical device and driving method for the same |
US11/121,944 US7462515B2 (en) | 1990-11-13 | 2005-05-05 | Electro-optical device and driving method for the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30755790A JP3013259B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 液晶表示装置 |
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---|---|
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JP3013259B2 JP3013259B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=17970524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30755790A Expired - Fee Related JP3013259B2 (ja) | 1990-11-13 | 1990-11-13 | 液晶表示装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3013259B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7414602B2 (en) | 2003-08-26 | 2008-08-19 | Seiko Epson Corporation | Method of driving liquid crystal display device, liquid crystal display device, and portable electronic apparatus |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7154147B1 (en) | 1990-11-26 | 2006-12-26 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and driving method for the same |
US8106867B2 (en) | 1990-11-26 | 2012-01-31 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Electro-optical device and driving method for the same |
-
1990
- 1990-11-13 JP JP30755790A patent/JP3013259B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7414602B2 (en) | 2003-08-26 | 2008-08-19 | Seiko Epson Corporation | Method of driving liquid crystal display device, liquid crystal display device, and portable electronic apparatus |
US8248338B2 (en) | 2003-08-26 | 2012-08-21 | Seiko Epson Corporation | Method of driving liquid crystal display device, liquid crystal display device, and portable electronic apparatus |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3013259B2 (ja) | 2000-02-28 |
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