JPH04223446A - Active matrix liquid crystal display device - Google Patents

Active matrix liquid crystal display device

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Publication number
JPH04223446A
JPH04223446A JP2406904A JP40690490A JPH04223446A JP H04223446 A JPH04223446 A JP H04223446A JP 2406904 A JP2406904 A JP 2406904A JP 40690490 A JP40690490 A JP 40690490A JP H04223446 A JPH04223446 A JP H04223446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diodes
liquid crystal
display device
type semiconductor
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP2406904A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Okimoto
沖本 浩之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2406904A priority Critical patent/JPH04223446A/en
Publication of JPH04223446A publication Critical patent/JPH04223446A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the active matrix liquid crystal display device of a back-to- back structure which is reduced in cost by reducing the production cost of the thin-film diodes constituting the active circuit thereof. CONSTITUTION:Two pieces of the thin-film diodes D11, D12 constituting the active circuit B are made into the structure interposed with a semiconductor layer 23 formed by laminating a P type semiconductor film 23p and an N type semiconductor film 23n by holding an I type semiconductor 23i between a base electrode 21 and an upper electrode 22 in place of the conventional Schottky effect type, by which the formation of the electrodes 21, 22 of the thin-film diodes D11, D12 of the inexpensive material having good workability is enabled.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、画素電極を選択するた
めの能動素子として薄膜ダイオードを用いたアクティブ
マトリックス液晶表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix liquid crystal display device using thin film diodes as active elements for selecting pixel electrodes.

【0002】0002

【従来の技術】アクティブマトリックス液晶表示装置と
して、画素電極を選択するための能動素子に薄膜ダイオ
ードを用いたものがあり、この液晶表示装置には、ダイ
オードリング(DR)構造と呼ばれるものと、バック・
トゥ・バック(BTB)構造と呼ばれるものとがある。
2. Description of the Related Art There is an active matrix liquid crystal display device that uses a thin film diode as an active element for selecting a pixel electrode.・
There is something called a to-back (BTB) structure.

【0003】図3および図4は上記アクティブマトリッ
クス液晶表示装置の一部分の回路図であり、図3はダイ
オードリング構造を示し、図4はバック・トゥ・バック
構造を示している。
FIGS. 3 and 4 are circuit diagrams of a portion of the active matrix liquid crystal display device, with FIG. 3 showing a diode ring structure and FIG. 4 showing a back-to-back structure.

【0004】このアクティブマトリックス液晶表示装置
は、液晶層をはさんで対向する一対の透明基板の一方に
、ストライプ状の対向電極(透明電極)1を密な間隔で
多数本互いに平行に形成し、他方の基板には上記対向電
極1の長さ方向に対して直交する信号ライン2を表示画
素の面積より僅かに広い間隔で多数本互いに平行に配線
するとともに、この各信号ライン2にそれぞれ沿わせて
、上記各対向電極1にそれぞれ対向する多数の画素電極
(透明電極)3を配列形成し、上記各信号ライン2とこ
の信号ライン2に沿う各画素電極3とをそれぞれ薄膜ダ
イオード(以下、単にダイオードという)からなる能動
回路を介して接続したものである。
This active matrix liquid crystal display device has a plurality of striped counter electrodes (transparent electrodes) 1 formed parallel to each other at close intervals on one side of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer in between. On the other substrate, a large number of signal lines 2 perpendicular to the length direction of the counter electrode 1 are wired in parallel with each other at intervals slightly wider than the area of the display pixels, and are arranged along each of the signal lines 2. A large number of pixel electrodes (transparent electrodes) 3 facing each of the above-mentioned counter electrodes 1 are formed in an array, and each of the above-mentioned signal lines 2 and each pixel electrode 3 along this signal line 2 is connected to a thin film diode (hereinafter simply referred to as a thin-film diode). They are connected via an active circuit consisting of a diode (also called a diode).

【0005】そして、ダイオードリング構造の液晶表示
装置は、図3に示すように、画素電極3の両端部をそれ
ぞれ、複数個(図では2個)のダイオードを直列に接続
した能動回路A1 ,A2 を介して信号ライン2に接
続した構成となっており、画素電極3の一端部に接続さ
れた一方の能動回路A1 のダイオードと、画素電極3
の他端部に接続された能動回路A2 のダイオードとは
互いに逆向きになっている。
As shown in FIG. 3, a liquid crystal display device with a diode ring structure has active circuits A1 and A2 each having a plurality of (two in the figure) diodes connected in series at both ends of the pixel electrode 3. The diode of one active circuit A1 connected to one end of the pixel electrode 3 and the pixel electrode 3
The diodes of the active circuit A2 connected to the other end are in opposite directions.

【0006】なお、このダイオードリング構造の液晶表
示装置において、信号ライン2と画素電極3の両端部と
を接続する各能動回路A1 ,A2 をそれぞれ複数個
のダイオードを直列に接続した構成としているのは、画
素を表示させるためのON電圧を高くするためである。
In this liquid crystal display device with a diode ring structure, each of the active circuits A1 and A2 connecting the signal line 2 and both ends of the pixel electrode 3 is constructed by connecting a plurality of diodes in series. This is to increase the ON voltage for displaying pixels.

【0007】すなわち、上記各能動回路A1 ,A2 
を1個の薄膜ダイオードだけで構成したのでは、この能
動回路A1 ,A2 が順方向の電流に対して導通状態
となるしきい値電圧が低すぎて、ノイズ等による電圧が
信号ライン2に印加された場合でもこの電圧が画素電極
3に印加されてしまうが、各能動回路A1 ,A2 を
複数個の薄膜ダイオードを直列に接続した構成とすれば
、この能動回路A1 ,A2 のしきい値電圧が高くな
り、このしきい値以上の電圧の信号が信号ライン2に印
加されたときに画素電極3に表示駆動電圧が印加される
から、ON電圧とOFF電圧との差を大きくとって、ノ
イズ電圧等の影響を受けない表示駆動を行なうことがで
きる。
That is, each of the above active circuits A1 and A2
If the active circuits A1 and A2 were constructed with only one thin film diode, the threshold voltage at which the active circuits A1 and A2 become conductive with respect to forward currents would be too low, and voltage due to noise etc. would be applied to the signal line 2. This voltage will still be applied to the pixel electrode 3 even if the active circuits A1 and A2 are connected in series, but if each active circuit A1 and A2 is configured with a plurality of thin film diodes connected in series, the threshold voltage of the active circuits A1 and A2 will be becomes high, and when a signal with a voltage higher than this threshold value is applied to the signal line 2, the display drive voltage is applied to the pixel electrode 3. Therefore, by increasing the difference between the ON voltage and the OFF voltage, noise is reduced. Display driving that is not affected by voltage or the like can be performed.

【0008】この液晶表示装置は、その各対向電極1に
順次走査信号を印加し、これに同期させて各信号ライン
2に画像データ信号を印加することによって表示駆動さ
れている。なお、上記走査信号と画像データ信号はいず
れも同じ周期で極性が反転する信号であり、走査信号と
画像データ信号の極性は互いに逆である。
This liquid crystal display device is driven for display by sequentially applying a scanning signal to each opposing electrode 1 and applying an image data signal to each signal line 2 in synchronization with this. Note that the scanning signal and the image data signal are both signals whose polarities are inverted at the same period, and the polarities of the scanning signal and the image data signal are opposite to each other.

【0009】この液晶表示装置の表示動作を説明すると
、今、信号ライン2に能動回路A1,A2 のしきい値
より高い+の電圧(+Vc )のデータ信号が印加され
たとすると、このとき、対向電極1と画素電極3および
その間の液晶とからなる液晶コンデンサは過渡的に導通
しているとみなせるのに対して、薄膜ダイオードで構成
された能動回路A1 ,A2 は高抵抗であるから、デ
ータ信号が印加された瞬間に、上記データ信号の電圧+
Vc が能動回路A1 ,A2 の両端に印加される。
To explain the display operation of this liquid crystal display device, suppose that a data signal with a positive voltage (+Vc) higher than the threshold voltage of the active circuits A1 and A2 is applied to the signal line 2. The liquid crystal capacitor consisting of the electrode 1, the pixel electrode 3, and the liquid crystal between them can be considered to be transiently conductive, whereas the active circuits A1 and A2 consisting of thin film diodes have high resistance, so the data signal At the moment when is applied, the voltage of the data signal +
Vc is applied across active circuits A1 and A2.

【0010】そして、このデータ信号の電圧+Vc は
能動回路A1 ,A2 のしきい値より高いため、信号
ライン2から順方向のダイオードで構成される能動回路
(図において画素電極3の上端部に接続された能動回路
)A1 を通って画素電極3に電流が流れる。
Since the voltage +Vc of this data signal is higher than the threshold of the active circuits A1 and A2, an active circuit (connected to the upper end of the pixel electrode 3 in the figure) consisting of a diode in the forward direction from the signal line 2 A current flows to the pixel electrode 3 through the active circuit A1.

【0011】また、このとき、対向電極1には画素電極
3に印加されたデータ信号とは逆極性の−の電圧の走査
信号が印加されているため、画素電極3と対向電極1と
の間の電圧に応じた電荷が上記液晶コンデンサに蓄積さ
れてこの部分の画素が書込(表示)状態となる。なお、
上記能動回路A1 の両端間の電圧は、液晶コンデンサ
に電荷が蓄積されるのにともなって低くなり、この電圧
がしきい値より低くなったときにこの能動回路A1 が
カットオフする。
[0011] Also, at this time, since a scanning signal of negative voltage, which is opposite in polarity to the data signal applied to the pixel electrode 3, is applied to the counter electrode 1, there is a gap between the pixel electrode 3 and the counter electrode 1. A charge corresponding to the voltage is accumulated in the liquid crystal capacitor, and the pixels in this area enter a writing (display) state. In addition,
The voltage across the active circuit A1 decreases as charge is accumulated in the liquid crystal capacitor, and when this voltage falls below a threshold, the active circuit A1 is cut off.

【0012】また、信号ライン2に能動回路A1 ,A
2 のしきい値より高い−の電圧(−Vc )のデータ
信号が印加されると、このときは、能動回路A1 ,A
2 の両端に、上記+の電圧(+Vc )のデータ信号
の印加時とは逆の極性の電圧印加される。そして、この
場合も上記データ信号の電圧−Vc は能動回路A1 
,A2 のしきい値より高いため、画素電極3から逆方
向のダイオードで構成される能動回路(図において画素
電極3の下端部に接続された能動回路)A2 を通って
信号ライン2に電流が流れる。
[0012] Also, active circuits A1 and A are connected to the signal line 2.
When a data signal with a negative voltage (-Vc) higher than the threshold value of 2 is applied, at this time, the active circuits A1 and A
2 is applied with a voltage of opposite polarity to that when the positive voltage (+Vc) data signal is applied. In this case as well, the voltage -Vc of the data signal is the active circuit A1.
, A2, the current flows from the pixel electrode 3 to the signal line 2 through the active circuit (the active circuit connected to the lower end of the pixel electrode 3 in the figure) consisting of a diode in the opposite direction. flows.

【0013】また、このとき、対向電極1には+の電圧
の走査信号が印加されているため、上記液晶コンデンサ
に逆極性の電荷が蓄積されてこの部分の画素が逆極性の
書込(表示)状態となる。なお、このときも、上記能動
回路A2 の両端間の電圧は、液晶コンデンサに電荷が
蓄積されるのにともなって低くなり、この電圧がしきい
値より低くなったときにこの能動回路A2 がカットオ
フする。
Furthermore, at this time, since a scanning signal with a positive voltage is applied to the counter electrode 1, charges of opposite polarity are accumulated in the liquid crystal capacitor, and the pixels in this portion perform writing (display) of opposite polarity. ) state. At this time as well, the voltage across the active circuit A2 decreases as charge is accumulated in the liquid crystal capacitor, and when this voltage becomes lower than the threshold, the active circuit A2 is cut off. Turn off.

【0014】一方、バック・トゥ・バック構造の液晶表
示装置は、図4に示すように、信号ライン2と画素電極
3とを、2個の薄膜ダイオードを互いに逆向きに直列接
続した能動回路Bで接続した構成となっている。
On the other hand, in a back-to-back liquid crystal display device, as shown in FIG. 4, the signal line 2 and the pixel electrode 3 are connected to an active circuit B in which two thin film diodes are connected in series in opposite directions. The configuration is connected with .

【0015】このバック・トゥ・バック構造の液晶表示
装置も、その表示動作は基本的には上記ダイオードリン
グ構造のものと同じである。ただし、このバック・トゥ
・バック構造の液晶表示装置では、その能動回路Bが2
個の薄膜ダイオードを互いに逆向きに直列接続した構成
となっているため、この能動回路Bのしきい値電圧は、
2個の薄膜ダイオードのうち、電流の方向に対して逆向
きのダイオードがダイオード機能を失った状態になって
このダイオードに逆方向電流が流れ始める電圧である。
The display operation of this back-to-back liquid crystal display device is basically the same as that of the diode ring structure. However, in this back-to-back liquid crystal display device, the active circuit B is
Since the configuration is such that thin film diodes are connected in series in opposite directions, the threshold voltage of active circuit B is
This is the voltage at which the diode in the opposite direction to the direction of current among the two thin film diodes loses its diode function and a reverse current begins to flow through this diode.

【0016】ところで、上記ダイオードリング構造とバ
ック・トゥ・バック構造とを比較すると、図3に示した
ダイオードリング構造では、画素電極3の両端部をそれ
ぞれ能動回路A1 ,A2 を介して信号ライン2に接
続しており、しかも各能動回路A1 ,A2 のしきい
値電圧を高くするために各能動回路A1 ,A2 をそ
れぞれ複数個の薄膜ダイオードを直列に接続して構成し
ているため、能動回路が占める面積が大きく、したがっ
てその分だけ画素電極3の面積が小さくなって、液晶表
示装置の開口率が悪くなる。
By the way, when comparing the above-mentioned diode ring structure and back-to-back structure, in the diode ring structure shown in FIG. Moreover, in order to increase the threshold voltage of each active circuit A1, A2, each active circuit A1, A2 is constructed by connecting a plurality of thin film diodes in series, so that the active circuit The area occupied by the pixel electrode 3 is large, and the area of the pixel electrode 3 is correspondingly small, resulting in a poor aperture ratio of the liquid crystal display device.

【0017】これに対して、図4に示したバック・トゥ
・バック構造は、画素電極3を信号ライン2に接続する
能働回路Bが1つだけであり、またそのダイオード数も
2個だけであるため、能動回路が占める面積は小さいか
ら、画素電極3の面積を大きくとって開口率を上げるこ
とができる。しかも、上記能働回路Bは、2個の薄膜ダ
イオードを互いに逆向きに直列接続したものであるため
、しきい値電圧が高く、またI(電流)−V(電圧)特
性も急俊であるから、表示動作特性もよい。
On the other hand, in the back-to-back structure shown in FIG. 4, there is only one active circuit B that connects the pixel electrode 3 to the signal line 2, and the number of diodes is only two. Therefore, since the area occupied by the active circuit is small, the area of the pixel electrode 3 can be increased to increase the aperture ratio. Furthermore, since the active circuit B is made up of two thin film diodes connected in series in opposite directions, the threshold voltage is high and the I (current)-V (voltage) characteristics are also sharp. Therefore, the display operation characteristics are also good.

【0018】したがって、薄膜ダイオードを能動素子と
するアクティブマトリックス液晶表示装置としては、ダ
イオードリング構造のものよりも、バック・トゥ・バッ
ク構造のものが優れている。
Therefore, as an active matrix liquid crystal display device using thin film diodes as active elements, a back-to-back structure is better than a diode ring structure.

【0019】このバック・トゥ・バック構造のアクティ
ブマトリックス液晶表示装置としては、従来、その能動
回路を、ショットキー効果型の薄膜ダイオードで構成し
たものが知られている。
Conventionally, active matrix liquid crystal display devices with this back-to-back structure are known in which the active circuit is constructed of Schottky effect type thin film diodes.

【0020】図5は従来のバック・トゥ・バック構造の
液晶表示装置の能動回路部分の断面図である。図5にお
いて、10は液晶表示装置の透明基板(ガラス基板)、
2および3はこの基板10上に形成された信号ラインお
よび画素電極であり、この信号ライン2と画素電極3を
接続する能動回路Bは、2個のショットキー効果型薄膜
ダイオードD1 ,D2 を横に並べて形成して構成さ
れている。
FIG. 5 is a sectional view of an active circuit portion of a conventional back-to-back liquid crystal display device. In FIG. 5, 10 is a transparent substrate (glass substrate) of a liquid crystal display device;
2 and 3 are a signal line and a pixel electrode formed on this substrate 10, and an active circuit B that connects this signal line 2 and pixel electrode 3 includes two Schottky effect thin film diodes D1 and D2. It is constructed by lining up and forming.

【0021】上記ショットキー効果型薄膜ダイオードD
1 ,D2 は、下部電極11,12の上に、I型半導
体膜13iとその上に積層したN型半導体膜13nとか
らなる半導体層13を形成するとともに、この半導体層
13の上に上部電極14を形成して、上記半導体層13
のN型半導体膜13nと上部電極14との間にショット
キー効果をもたせたもので、上部電極14は、良好なシ
ョットキー効果を得るために、白金で形成されている。
The Schottky effect type thin film diode D
1 and D2, a semiconductor layer 13 consisting of an I-type semiconductor film 13i and an N-type semiconductor film 13n laminated thereon is formed on the lower electrodes 11 and 12, and an upper electrode is formed on this semiconductor layer 13. 14 and the semiconductor layer 13
A Schottky effect is created between the N-type semiconductor film 13n and the upper electrode 14, and the upper electrode 14 is made of platinum in order to obtain a good Schottky effect.

【0022】また、上部電極14は両ダイオードD1 
,D2 の接続配線を兼ねており、両ダイオードD1 
,D2 は、この上部電極14により極性が互いに逆向
きの状態で直列に接続されて能動回路Bを構成している
。そして、この能動回路Bの一端、つまり一方のダイオ
ードD1 の下部電極11は信号ライン2につながり、
能動回路Bの他端、つまり他方のダイオードD2 の下
部電極12は画素電極3につながっている。
Further, the upper electrode 14 has both diodes D1
, D2, and both diodes D1
, D2 are connected in series with opposite polarities by the upper electrode 14 to form an active circuit B. One end of this active circuit B, that is, the lower electrode 11 of one diode D1 is connected to the signal line 2,
The other end of the active circuit B, that is, the lower electrode 12 of the other diode D2 is connected to the pixel electrode 3.

【0023】なお、上記信号ライン2と画素電極3は、
いずれもITO等の透明導電膜で形成されており、一方
のダイオードD1 の下部電極11は信号ライン2の一
部で形成され、他方のダイオードD2 の下部電極12
は画素電極3の一部で形成されている。また、図5では
、両ダイオードD1 ,D2 の半導体層13を連続す
る層としたものを示したが、従来の液晶表示装置には、
上記半導体層13を両ダイオードD1 ,D2 の間で
分離しているものもある。
Note that the signal line 2 and pixel electrode 3 are
Both are made of a transparent conductive film such as ITO, and the lower electrode 11 of one diode D1 is formed from a part of the signal line 2, and the lower electrode 12 of the other diode D2 is formed of a part of the signal line 2.
is formed of a part of the pixel electrode 3. Although FIG. 5 shows that the semiconductor layers 13 of both diodes D1 and D2 are continuous, conventional liquid crystal display devices include
In some cases, the semiconductor layer 13 is separated between both diodes D1 and D2.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記シ
ョットキー効果型薄膜ダイオードD1 ,D2 で能動
回路Bを構成している上記従来の液晶表示装置は、上記
ダイオードD1 ,D2 の上部電極14を良好なショ
ットキー効果が得られる白金で形成しなければならず、
この白金は、非常に高価でしかも加工性(エッチング性
)も悪いため、ダイオードD1 ,D2 の製造コスト
が高くなって、その結果、液晶表示装置の価格が高くな
ってしまうという問題をもっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-mentioned conventional liquid crystal display device in which the active circuit B is constituted by the Schottky effect type thin film diodes D1 and D2, the upper electrodes 14 of the above-mentioned diodes D1 and D2 cannot be properly connected. It must be made of platinum, which produces a Schottky effect.
This platinum is very expensive and has poor processability (etchability), so the manufacturing cost of the diodes D1 and D2 increases, resulting in an increase in the price of the liquid crystal display device.

【0025】本発明の目的は、バック・トゥ・バック構
造のアクティブマトリックス液晶表示装置として、その
能動回路を構成する薄膜ダイオードの製造コストを低減
して、低価格化をはかったものを提供することにある。
An object of the present invention is to provide an active matrix liquid crystal display device with a back-to-back structure, which can be manufactured at a low cost by reducing the manufacturing cost of thin film diodes constituting its active circuit. It is in.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明は、信号ラインと
画素電極とを2個の薄膜ダイオードを互いに逆向きに直
列接続した能動回路を介して接続したバック・トゥ・バ
ック構造のアクティブマトリックス液晶表示装置におい
て、前記能動回路を構成する2個の薄膜ダイオードを、
上下一対の電極間に、P型半導体膜とN型半導体膜とを
直接もしくはI型半導体膜をはさんで積層した半導体層
を介在させた構造としたことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides an active matrix liquid crystal with a back-to-back structure in which a signal line and a pixel electrode are connected through an active circuit in which two thin film diodes are connected in series in opposite directions. In the display device, two thin film diodes constituting the active circuit,
The structure is characterized in that a semiconductor layer is interposed between a pair of upper and lower electrodes, in which a P-type semiconductor film and an N-type semiconductor film are laminated either directly or with an I-type semiconductor film sandwiched therebetween.

【0027】[0027]

【作用】すなわち、本発明は、能動回路を構成する薄膜
ダイオードを、従来のショットキー効果型に代えて、P
型半導体膜とN型半導体膜とを直接もしくはI型半導体
膜をはさんで積層したP−N(またはN−P)接合もし
くはP−I−N(またはN−I−P)接合構造としたも
のであり、この接合構造の薄膜ダイオードは、ショット
キー効果型の薄膜ダイオードのようにN型半導体膜と電
極との間のショットキー効果を利用するものではないた
め、この薄膜ダイオードの上下の電極を安価でかつ加工
性のよい材料で形成することが可能である。
[Operation] That is, the present invention replaces the conventional Schottky effect type thin film diode constituting the active circuit with P
A P-N (or N-P) junction or a P-I-N (or N-I-P) junction structure in which a type semiconductor film and an N-type semiconductor film are stacked directly or with an I-type semiconductor film sandwiched therebetween. The thin film diode with this junction structure does not utilize the Schottky effect between the N-type semiconductor film and the electrode like the Schottky effect type thin film diode, so the upper and lower electrodes of this thin film diode can be formed from a material that is inexpensive and has good workability.

【0028】[0028]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1および図2を
参照して説明する。図2はこの実施例の液晶表示装置の
一部分の平面図、図1は図2のI−I線に沿う拡大断面
図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 2 is a plan view of a portion of the liquid crystal display device of this embodiment, and FIG. 1 is an enlarged sectional view taken along line II in FIG. 2.

【0029】図1および図2において、1は液晶層をは
さんで対向する一対の透明基板の一方に形成されたスト
ライプ状の対向電極(透明電極)、2は他方の基板10
に配線された信号ライン、3は上記信号ライン2に沿わ
せて配列形成された画素電極、Bは信号ライン2と画素
電極3とを接続する能動回路であり、この能動回路Bは
、2個の薄膜ダイオードD11,D12を横に並べて形
成して構成されている。
In FIGS. 1 and 2, 1 is a striped counter electrode (transparent electrode) formed on one of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer in between, and 2 is the other substrate 10.
3 is a pixel electrode arranged along the signal line 2, B is an active circuit connecting the signal line 2 and the pixel electrode 3, and this active circuit B consists of two It is constructed by forming thin film diodes D11 and D12 side by side.

【0030】この薄膜ダイオードD11,D12は、そ
れぞれ、基板10上に形成したベース電極21と、上部
電極22との間に、P型半導体膜23pとN型半導体膜
23nとをI型半導体膜23iをはさんで積層した半導
体層23を介在させたもので、この実施例では、上記薄
膜ダイオードD11,D12を、半導体層23の下層を
P型とし、上層をN型としたP−I−N接合構造として
いる。
The thin film diodes D11 and D12 each include a P-type semiconductor film 23p and an N-type semiconductor film 23n between a base electrode 21 formed on a substrate 10 and an upper electrode 22, and an I-type semiconductor film 23i. In this embodiment, the thin film diodes D11 and D12 are P-I-N, with the lower layer of the semiconductor layer 23 being P-type and the upper layer being N-type. It has a bonded structure.

【0031】24は上記ベース電極20およびその上の
半導体層23を覆う窒化シリコン等からなる絶縁膜であ
り、両ダイオードD11,D12の上部電極22は、こ
の絶縁膜24に設けたコンタクト孔25において半導体
層23の上面(N型半導体膜23nの上面)に接してい
る。
Reference numeral 24 denotes an insulating film made of silicon nitride or the like that covers the base electrode 20 and the semiconductor layer 23 thereon. It is in contact with the upper surface of the semiconductor layer 23 (the upper surface of the N-type semiconductor film 23n).

【0032】上記ベース電極20は、両ダイオードD1
1,D12に共用される電極とされており、このベース
電極20は島状に独立させて形成され、両ダイオードD
11,D12の半導体層23は、このベース電極20の
両端部の上に形成されている。また、両ダイオードD1
1,D12の上部電極22は、両ダイオードD11,D
12の間において分離されている。
The base electrode 20 has both diodes D1
This base electrode 20 is formed independently in the form of an island, and is shared by both diodes D1 and D12.
Semiconductor layers 23 11 and D12 are formed on both ends of this base electrode 20 . Also, both diodes D1
The upper electrodes 22 of 1 and D12 are connected to both diodes D11 and D12.
It is separated between 12.

【0033】そして、上記両ダイオードD11,D12
は、そのベース電極20を介して、極性が互いに逆向き
の状態(両ダイオードD11,D12のP型半導体膜2
3p,23p同士が対向する状態)で直列に接続されて
おり、この両ダイオードD11,D12で構成された能
動回路Bの一端、つまり一方のダイオードD11の上部
電極22は信号ライン2につながり、能動回路Bの他端
、つまり他方のダイオードD12の上部電極22は画素
電極3に接続されている。
[0033] Both the diodes D11 and D12
are connected via the base electrode 20 to a state where the polarities are opposite to each other (the P-type semiconductor films 2 of both diodes D11 and D12
3p and 23p are connected in series (with diodes D11 and D12 facing each other), and one end of the active circuit B composed of both diodes D11 and D12, that is, the upper electrode 22 of one diode D11, is connected to the signal line 2, and the active circuit B is connected to the signal line 2. The other end of the circuit B, that is, the upper electrode 22 of the other diode D12 is connected to the pixel electrode 3.

【0034】なお、上記ベース電極20は画素電極3と
同じITO等の透明導電膜で形成され、両ダイオードD
11,D12の半導体層23の各半導体膜23p,23
i,23nはアモルファス・シリコンからなっている。 また、両ダイオードD11,D12の上部電極21,2
2はそれぞれ、半導体層23とのコンタクト性がよいク
ロム、または、クロムの上にアルミニウムを積層した金
属膜で形成されている。
The base electrode 20 is formed of a transparent conductive film such as ITO, which is the same as the pixel electrode 3, and both diodes D
Each semiconductor film 23p, 23 of the semiconductor layer 23 of 11, D12
i and 23n are made of amorphous silicon. Moreover, the upper electrodes 21 and 2 of both diodes D11 and D12
2 are each made of chromium, which has good contact with the semiconductor layer 23, or a metal film in which aluminum is laminated on chromium.

【0035】また、上記信号ライン2は、画素電極3と
同じITO等の透明導電膜2aの上に前記上部電極21
,22と同じ金属膜を積層してライン抵抗を下げた構造
とされており、この信号ライン2の上層の金属膜と、信
号ライン2側の薄膜ダイオードD11の上部電極21と
は一体になっている。
Further, the signal line 2 is formed by forming the upper electrode 21 on the same transparent conductive film 2a made of ITO or the like as the pixel electrode 3.
, 22 has a structure in which the line resistance is lowered by laminating the same metal films as the signal line 2, and the upper metal film of the signal line 2 and the upper electrode 21 of the thin film diode D11 on the signal line 2 side are integrated. There is.

【0036】すなわち、この実施例の液晶表示装置は、
能動回路Bを構成する薄膜ダイオードD11,D12を
、従来のショットキー効果型に代えて、P型半導体膜2
3pとN型半導体膜23nとをI型半導体膜23iをは
さんで積層したP−I−N接合構造としたものであり、
このP−I−N接合構造の薄膜ダイオードD11,D1
2は、ショットキー効果型の薄膜ダイオードのようにN
型半導体膜と電極との間のショットキー効果を利用する
ものではないため、この薄膜ダイオードD11,D12
の上下の電極、つまりベース電極21と上部電極22を
、安価でかつ加工性のよい材料(この実施例ではITO
等の透明導電膜とクロムまたはクロムの上にアルミニウ
ムを積層した金属膜)で形成することが可能である。
That is, the liquid crystal display device of this example has the following characteristics:
The thin film diodes D11 and D12 constituting the active circuit B are replaced with the conventional Schottky effect type, and are replaced with P-type semiconductor films 2.
3p and an N-type semiconductor film 23n are laminated with an I-type semiconductor film 23i sandwiched therebetween, which has a P-I-N junction structure.
Thin film diodes D11 and D1 with this P-I-N junction structure
2 is N like a Schottky effect type thin film diode.
The thin film diodes D11 and D12 do not utilize the Schottky effect between the type semiconductor film and the electrode.
The upper and lower electrodes, that is, the base electrode 21 and the upper electrode 22, are made of an inexpensive and easily processable material (ITO in this embodiment).
It can be formed using a transparent conductive film such as chromium or a metal film in which aluminum is laminated on chromium.

【0037】したがって、この液晶表示装置によれば、
能動回路Bを構成する薄膜ダイオードD11,D12の
製造コストを低減して、表示装置の低価格化をはかるこ
とができる。
Therefore, according to this liquid crystal display device,
The manufacturing cost of the thin film diodes D11 and D12 constituting the active circuit B can be reduced, and the price of the display device can be reduced.

【0038】なお、上記実施例では、能動回路Bを構成
する2個の薄膜ダイオードD11,D12のベース電極
21を共用電極とし、上部電極22を両ダイオードD1
1,D12の間において分離しているが、これと逆に、
上部電極を両ダイオードの接続配線を兼ねる共用電極と
し、ベース電極を両ダイオード間において分離して、一
方のダイオードのベース電極を信号ラインに接続し、他
方のダイオードのベース電極を画素電極に接続してもよ
い。
In the above embodiment, the base electrode 21 of the two thin film diodes D11 and D12 constituting the active circuit B is used as a common electrode, and the upper electrode 22 is used as the common electrode of the two thin film diodes D11 and D12.
1 and D12, but on the contrary,
The upper electrode is used as a common electrode that also serves as the connection wiring for both diodes, the base electrode is separated between both diodes, the base electrode of one diode is connected to the signal line, and the base electrode of the other diode is connected to the pixel electrode. It's okay.

【0039】また、上記実施例では、両ダイオードD1
1,D12の半導体層23の各半導体膜23p,23i
,23nをアモルファス・シリコンで形成しているが、
この各半導体膜23p,23i,23nは、その全てま
たは少なくとも1つをポリ・シリコンで形成してもよく
、各半導体膜23p,23i,23nをポリ・シリコン
で形成すれば、ダイオードD11,D12の抵抗値を下
げて電流を多く流すことができる。
Furthermore, in the above embodiment, both diodes D1
1, each semiconductor film 23p, 23i of the semiconductor layer 23 of D12
, 23n are made of amorphous silicon,
All or at least one of these semiconductor films 23p, 23i, and 23n may be formed of polysilicon.If each semiconductor film 23p, 23i, and 23n is formed of polysilicon, the diodes D11 and D12 It is possible to lower the resistance value and allow more current to flow.

【0040】さらに、上記ダイオードD11,D12は
、P−I−N接合構造に限らず、その半導体層23の各
半導体膜23p,23i,23nを上記実施例と逆に積
層したN−I−P接合構造としても、あるいはI型半導
体膜23iをなくしてP型半導体膜23pとN型半導体
膜23nとを直接接合したP−N(またはN−P)接合
構造としてもよい。なお、P−N(またはN−P)接合
構造は、P−I−N(またはN−I−P)接合構造に比
べてジャンクションがとりにくいが、I型半導体膜の成
膜工程が不要になるため、薄膜ダイオードの製造工程数
を少なくすることができる。
Furthermore, the diodes D11 and D12 are not limited to the P-I-N junction structure, but also have an N-I-P structure in which the semiconductor films 23p, 23i, and 23n of the semiconductor layer 23 are laminated in the opposite manner to the above embodiment. It may be a junction structure or a P-N (or N-P) junction structure in which the I-type semiconductor film 23i is eliminated and the P-type semiconductor film 23p and the N-type semiconductor film 23n are directly joined. Note that the P-N (or N-P) junction structure makes it difficult to form a junction compared to the P-I-N (or N-I-P) junction structure, but it eliminates the need for the process of forming an I-type semiconductor film. Therefore, the number of manufacturing steps for thin film diodes can be reduced.

【0041】また、上記実施例では、両ダイオードD1
1,D12の半導体層23を同じ接合構造としているが
、この両ダイオードの半導体層は互いに逆の接合構造と
してもよく、その場合は、両ダイオードのベース電極と
上部電極とをそれぞれ分離し、一方のダイオードのベー
ス電極を他方のダイオードの上部電極に接続して、両ダ
イオードを互いに逆向きに直列接続すればよい。
Furthermore, in the above embodiment, both diodes D1
Although the semiconductor layers 23 of 1 and D12 have the same junction structure, the semiconductor layers of both diodes may have junction structures that are opposite to each other. In that case, the base electrode and upper electrode of both diodes are separated, and one The base electrode of one diode may be connected to the upper electrode of the other diode, and both diodes may be connected in series in opposite directions.

【0042】さらに、上記実施例では、両ダイオードD
11,D12の半導体層23を各ダイオードD11,D
12ごとに形成しているが、この両ダイオードD11,
D12の半導体層23を同じ接合構造とする場合は、両
ダイオードD11,D12の半導体層23を連続する層
としてもよい。
Furthermore, in the above embodiment, both diodes D
The semiconductor layer 23 of 11 and D12 is connected to each diode D11 and D12.
Both diodes D11,
When the semiconductor layer 23 of D12 has the same junction structure, the semiconductor layer 23 of both diodes D11 and D12 may be a continuous layer.

【0043】[0043]

【発明の効果】本発明のアクティブマトリックス液晶表
示装置は、能動回路を構成する薄膜ダイオードを、従来
のショットキー効果型に代えて、P型半導体膜とN型半
導体膜とを直接もしくはI型半導体膜をはさんで積層し
たP−N(またはN−P)接合もしくはP−I−N(ま
たはN−I−P)接合構造としたものであり、この接合
構造の薄膜ダイオードは、ショットキー効果型の薄膜ダ
イオードのようにN型半導体膜と電極との間のショット
キー効果を利用するものではないため、この薄膜ダイオ
ードの上下の電極を安価でかつ加工性のよい材料で形成
することが可能であるから、能動回路を構成する薄膜ダ
イオードの製造コストを低減して、表示装置の低価格化
をはかることができる。
Effects of the Invention The active matrix liquid crystal display device of the present invention replaces the conventional Schottky effect type thin film diode constituting the active circuit with a P-type semiconductor film and an N-type semiconductor film directly or with an I-type semiconductor film. It has a P-N (or N-P) junction or a P-I-N (or N-I-P) junction structure in which films are stacked on both sides, and a thin film diode with this junction structure has a Schottky effect. Unlike conventional thin film diodes, this does not utilize the Schottky effect between the N-type semiconductor film and the electrodes, so the upper and lower electrodes of this thin film diode can be formed from materials that are inexpensive and easy to process. Therefore, the manufacturing cost of the thin film diode constituting the active circuit can be reduced, and the price of the display device can be lowered.

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

【図1】図2のI−I線に沿う拡大断面図。FIG. 1 is an enlarged sectional view taken along line II in FIG. 2;

【図2】本発明の一実施例を示す液晶表示装置の一部分
の平面図。
FIG. 2 is a plan view of a portion of a liquid crystal display device showing an embodiment of the present invention.

【図3】ダイオードリング構造の液晶表示装置の一部分
の回路図。
FIG. 3 is a circuit diagram of a portion of a liquid crystal display device with a diode ring structure.

【図4】バック・トゥ・バック構造の液晶表示装置の一
部分の回路図。
FIG. 4 is a circuit diagram of a portion of a liquid crystal display device with a back-to-back structure.

【図5】従来のバック・トゥ・バック構造の液晶表示装
置の能動回路部分の断面図。
FIG. 5 is a sectional view of an active circuit portion of a conventional back-to-back liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…対向電極、2…信号ライン、3…画素電極、B…能
動回路、D11,D12…薄膜ダイオード、21…ベー
ス電極、22…上部電極、23…半導体層、23p…P
型半導体膜、23i…I型半導体膜、23n…N型半導
体膜、24…絶縁膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Counter electrode, 2... Signal line, 3... Pixel electrode, B... Active circuit, D11, D12... Thin film diode, 21... Base electrode, 22... Upper electrode, 23... Semiconductor layer, 23p... P
type semiconductor film, 23i... I type semiconductor film, 23n... N type semiconductor film, 24... Insulating film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  液晶層をはさんで対向する一対の透明
基板の一方に、ストライプ状の対向電極を多数本互いに
平行に形成し、他方の基板には前記対向電極の長さ方向
に対して直交する信号ラインを多数本互いに平行に配線
するとともに、この各信号ラインにそれぞれ沿わせて、
前記各対向電極にそれぞれ対向する多数の画素電極を配
列形成し、前記各信号ラインとこの信号ラインに沿う各
画素電極とをそれぞれ、2個の薄膜ダイオードを互いに
逆向きに直列接続した能動回路を介して接続したアクテ
ィブマトリックス液晶表示装置において、前記能動回路
を構成する2個の薄膜ダイオードを、上下一対の電極間
に、P型半導体膜とN型半導体膜とを直接もしくはI型
半導体膜をはさんで積層した半導体層を介在させた構造
とした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。
1. A plurality of striped counter electrodes are formed parallel to each other on one of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer in between, and the other substrate has stripe-shaped counter electrodes formed parallel to each other in the length direction of the counter electrodes. A large number of orthogonal signal lines are wired parallel to each other, and along each signal line,
A large number of pixel electrodes facing each of the counter electrodes are formed in an array, and each of the signal lines and each pixel electrode along the signal line is connected to an active circuit in which two thin film diodes are connected in series in opposite directions. In the active matrix liquid crystal display device, the two thin film diodes constituting the active circuit are connected to each other by directly connecting a P-type semiconductor film and an N-type semiconductor film or by interposing an I-type semiconductor film between a pair of upper and lower electrodes. 1. An active matrix liquid crystal display device characterized in that it has a structure in which semiconductor layers are sandwiched between layers.
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