JPH11133463A - アクティブマトリクス型液晶表示装置及び電子機器 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示装置及び電子機器Info
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- JPH11133463A JPH11133463A JP31656797A JP31656797A JPH11133463A JP H11133463 A JPH11133463 A JP H11133463A JP 31656797 A JP31656797 A JP 31656797A JP 31656797 A JP31656797 A JP 31656797A JP H11133463 A JPH11133463 A JP H11133463A
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- liquid crystal
- layer
- insulating layer
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- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高精細かつ高コントラストのアクティブマト
リクス型液晶表示装置を実現する。 【解決手段】 画素マトリクス回路を構成する画素内に
おいて、スイッチング素子と補助容量とを重ねることで
遮光すべき面積を縮小する。また、ラビング方向と画素
内の横方向電界の向きを考慮してディスクリネーション
の発生箇所を予測し、そこにスイッチング素子を配置し
てディスクリネーションの遮光とスイッチング素子の遮
光とをできるだけ省スペースで行う。
リクス型液晶表示装置を実現する。 【解決手段】 画素マトリクス回路を構成する画素内に
おいて、スイッチング素子と補助容量とを重ねることで
遮光すべき面積を縮小する。また、ラビング方向と画素
内の横方向電界の向きを考慮してディスクリネーション
の発生箇所を予測し、そこにスイッチング素子を配置し
てディスクリネーションの遮光とスイッチング素子の遮
光とをできるだけ省スペースで行う。
Description
【0001】
【発明が属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
スイッチング素子として薄膜トランジスタ(以下、TF
Tと呼ぶ)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示
装置の画素領域の回路構成・配置に関する。特に、補助
容量の構成に関する。
スイッチング素子として薄膜トランジスタ(以下、TF
Tと呼ぶ)を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示
装置の画素領域の回路構成・配置に関する。特に、補助
容量の構成に関する。
【0002】
【従来の技術】最近、安価なガラス基板上にTFTを作
製する技術が急速に発達してきている。その理由は、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置(以下、AMLCD
と呼ぶ)の需要が高まったことにある。
製する技術が急速に発達してきている。その理由は、ア
クティブマトリクス型液晶表示装置(以下、AMLCD
と呼ぶ)の需要が高まったことにある。
【0003】AMLCDはマトリクス状に配置された数
十〜数百万個もの各画素のそれぞれにTFTを配置し、
各画素電極に出入りする電荷をTFTのスイッチング機
能により制御するものである。
十〜数百万個もの各画素のそれぞれにTFTを配置し、
各画素電極に出入りする電荷をTFTのスイッチング機
能により制御するものである。
【0004】各画素電極と対向電極との間には液晶が挟
み込まれ、一種のコンデンサを形成している。従って、
TFTによりこのコンデンサへの電荷の出入りを制御す
ることで液晶の電気光学特性を変化させ、液晶パネルを
透過する光を制御して画像表示を行うことができる。
み込まれ、一種のコンデンサを形成している。従って、
TFTによりこのコンデンサへの電荷の出入りを制御す
ることで液晶の電気光学特性を変化させ、液晶パネルを
透過する光を制御して画像表示を行うことができる。
【0005】この様な液晶を用いた表示装置に特有の現
象としてディスクリネーションと呼ばれる現象がある。
液晶は画素電極と対向電極との間にある規則性をもった
配向性をもって配列しているが、電極表面の凹凸やラビ
ング不良に起因して配向性が乱れる場合がある。
象としてディスクリネーションと呼ばれる現象がある。
液晶は画素電極と対向電極との間にある規則性をもった
配向性をもって配列しているが、電極表面の凹凸やラビ
ング不良に起因して配向性が乱れる場合がある。
【0006】この場合、正常なドメイン(領域)とそれ
とは逆向きに配向した領域(リバースチルトドメイン)
との間では液晶分子が光シャッタとして機能せず、光漏
れなどの表示不良を起こす。この時、正常なドメインと
リバースチルトドメインとの境界に現れる光漏れがディ
スクリネーションである。
とは逆向きに配向した領域(リバースチルトドメイン)
との間では液晶分子が光シャッタとして機能せず、光漏
れなどの表示不良を起こす。この時、正常なドメインと
リバースチルトドメインとの境界に現れる光漏れがディ
スクリネーションである。
【0007】この様なディスクリネーションは表示コン
トラストを低下させるため、発生箇所領域をブラックマ
スクで隠すという手段がとられている。しかしながら、
ディスクリネーションは液晶の僅かな配向不良から発生
するため、発生箇所の予測が難しい。また、ブラックマ
スクを設けることでディスクリネーションを隠すことは
できても、その分、実効的な画素面積(有効画素面積)
が小さくなるという問題がある。
トラストを低下させるため、発生箇所領域をブラックマ
スクで隠すという手段がとられている。しかしながら、
ディスクリネーションは液晶の僅かな配向不良から発生
するため、発生箇所の予測が難しい。また、ブラックマ
スクを設けることでディスクリネーションを隠すことは
できても、その分、実効的な画素面積(有効画素面積)
が小さくなるという問題がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、リバースチ
ルトドメインは主に電界の乱れ(代表的には横方向の電
界)に起因して液晶分子が正常な状態とは逆のプレチル
ト角で配向した領域である。このリバースチルトドメイ
ンは電界分布が把握できれば発生箇所の予測が比較的容
易であると言える。
ルトドメインは主に電界の乱れ(代表的には横方向の電
界)に起因して液晶分子が正常な状態とは逆のプレチル
ト角で配向した領域である。このリバースチルトドメイ
ンは電界分布が把握できれば発生箇所の予測が比較的容
易であると言える。
【0009】そこで、本願発明ではリバースチルトドメ
インの形成箇所を特定の領域に制御し、ディスクリネー
ションの発生箇所を制限する。そして、ブラックマスク
の占有面積を縮小化することで有効画素面積を拡大し、
高精細かつ高コントラストなAMLCDを実現すること
を課題とする。
インの形成箇所を特定の領域に制御し、ディスクリネー
ションの発生箇所を制限する。そして、ブラックマスク
の占有面積を縮小化することで有効画素面積を拡大し、
高精細かつ高コントラストなAMLCDを実現すること
を課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
の構成は、少なくとも一つのスイッチング素子と補助容
量とを具備する画素がマトリクス状に設けられたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置であって、前記スイッチ
ング素子の活性層に接続されたソース配線及び当該ソー
ス配線と同一層のドレイン電極と、前記ソース配線及び
ドレイン電極上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に
形成された導電層と、を構成に含み、前記ドレイン電極
と前記導電層は、前記絶縁層の一部を誘電体とする補助
容量を前記活性層及びゲイト電極と重畳する位置に形成
していることを特徴とする。
の構成は、少なくとも一つのスイッチング素子と補助容
量とを具備する画素がマトリクス状に設けられたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置であって、前記スイッチ
ング素子の活性層に接続されたソース配線及び当該ソー
ス配線と同一層のドレイン電極と、前記ソース配線及び
ドレイン電極上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に
形成された導電層と、を構成に含み、前記ドレイン電極
と前記導電層は、前記絶縁層の一部を誘電体とする補助
容量を前記活性層及びゲイト電極と重畳する位置に形成
していることを特徴とする。
【0011】また、他の発明の構成は、少なくとも一つ
のスイッチング素子と補助容量とを具備する複数の画素
がマトリクス状に設けられたアクティブマトリクス型液
晶表示装置であって、前記スイッチング素子のゲイト配
線と、前記ゲイト配線の上方に形成されたソース配線及
び当該ソース配線と同一層のドレイン電極と、前記ソー
ス配線及びドレイン電極上に形成された絶縁層と、前記
絶縁層上に形成された導電層と、前記導電層の上方に形
成された画素電極及び配向膜と、を構成に含み、前記ス
イッチング素子及び補助容量は、前記画素内において最
も早くラビング処理が行われる角部に配置されることを
特徴とする。
のスイッチング素子と補助容量とを具備する複数の画素
がマトリクス状に設けられたアクティブマトリクス型液
晶表示装置であって、前記スイッチング素子のゲイト配
線と、前記ゲイト配線の上方に形成されたソース配線及
び当該ソース配線と同一層のドレイン電極と、前記ソー
ス配線及びドレイン電極上に形成された絶縁層と、前記
絶縁層上に形成された導電層と、前記導電層の上方に形
成された画素電極及び配向膜と、を構成に含み、前記ス
イッチング素子及び補助容量は、前記画素内において最
も早くラビング処理が行われる角部に配置されることを
特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】本願発明の実施形態について図1
を用いて説明する。図1に示すのは本願発明の構成を有
するアクティブマトリクス型液晶表示装置において、画
素マトリクス回路を構成する画素の一つを拡大した図で
ある。
を用いて説明する。図1に示すのは本願発明の構成を有
するアクティブマトリクス型液晶表示装置において、画
素マトリクス回路を構成する画素の一つを拡大した図で
ある。
【0013】図1(A)において、101は蛇行パター
ンに加工された結晶性珪素膜でなる活性層、102はゲ
イト配線であり、ゲイト配線102のうちゲイト絶縁膜
を介して活性層上に配置された部分はゲイト電極として
機能する。
ンに加工された結晶性珪素膜でなる活性層、102はゲ
イト配線であり、ゲイト配線102のうちゲイト絶縁膜
を介して活性層上に配置された部分はゲイト電極として
機能する。
【0014】また、ゲイト配線102の上には層間絶縁
膜を介してソース配線103、ドレイン電極104が形
成される。ソース配線103はコンタクトホール105
で活性層101のソース領域と接続し、ドレイン電極1
04はコンタクトホール106によって活性層101の
ドレイン領域と接続する。
膜を介してソース配線103、ドレイン電極104が形
成される。ソース配線103はコンタクトホール105
で活性層101のソース領域と接続し、ドレイン電極1
04はコンタクトホール106によって活性層101の
ドレイン領域と接続する。
【0015】なお、本明細書中では、図1(A)におい
て107で示される領域内に構成された素子をスイッチ
ング素子(代表的にはTFT、MIM素子でも良い)と
呼ぶ。即ち、この後で形成されるブラックマスクや画素
電極等はスイッチング素子の構造には含まない。
て107で示される領域内に構成された素子をスイッチ
ング素子(代表的にはTFT、MIM素子でも良い)と
呼ぶ。即ち、この後で形成されるブラックマスクや画素
電極等はスイッチング素子の構造には含まない。
【0016】また、図1(B)は図1(A)の配置構成
にブラックマスク(BM)108を重ねた図である。ブ
ラックマスク108は各配線やスイッチング素子及びデ
ィスクリネーションを隠すために配置される。
にブラックマスク(BM)108を重ねた図である。ブ
ラックマスク108は各配線やスイッチング素子及びデ
ィスクリネーションを隠すために配置される。
【0017】この時、109(太線)で示される領域が
補助容量(Cs)を形成する領域となる。補助容量10
9はドレイン電極104とブラックマスク108とを上
下電極として構成し、その間の絶縁層を誘電体として利
用する。本願発明では補助容量109をスイッチング素
子107の上方に形成する点が特徴である。
補助容量(Cs)を形成する領域となる。補助容量10
9はドレイン電極104とブラックマスク108とを上
下電極として構成し、その間の絶縁層を誘電体として利
用する。本願発明では補助容量109をスイッチング素
子107の上方に形成する点が特徴である。
【0018】スイッチング素子107も補助容量109
も結局はブラックマスク108で隠す必要があるため、
同一領域に重ねた方が有効画素面積を増やす上で非常に
有効である。なお、有効画素面積とは、実際に画像表示
領域として機能しうる領域のことを指す。
も結局はブラックマスク108で隠す必要があるため、
同一領域に重ねた方が有効画素面積を増やす上で非常に
有効である。なお、有効画素面積とは、実際に画像表示
領域として機能しうる領域のことを指す。
【0019】また、本願発明は補助容量109の誘電体
の形成方法に特徴がある。図2に示すのは、図1(B)
における補助容量109の断面構造である。図2におい
て、200は絶縁表面を有する基板、201は活性層、
202は第1の絶縁層(ゲイト絶縁膜を含む)、203
はドレイン電極、204は窒化珪素膜、205は酸化珪
素膜、206は有機性樹脂膜である。
の形成方法に特徴がある。図2に示すのは、図1(B)
における補助容量109の断面構造である。図2におい
て、200は絶縁表面を有する基板、201は活性層、
202は第1の絶縁層(ゲイト絶縁膜を含む)、203
はドレイン電極、204は窒化珪素膜、205は酸化珪
素膜、206は有機性樹脂膜である。
【0020】有機性樹脂膜206はエッチングにより凹
部207が形成され、有機性樹脂膜206及び凹部20
7を被覆する様にしてブラックマスク208が形成され
る。そのため、凹部207では底面の絶縁層(窒化珪素
膜204、酸化珪素膜205)のみを介してドレイン電
極203とブラックマスク208とが近接し、その絶縁
層を誘電体とする補助容量209が形成される。
部207が形成され、有機性樹脂膜206及び凹部20
7を被覆する様にしてブラックマスク208が形成され
る。そのため、凹部207では底面の絶縁層(窒化珪素
膜204、酸化珪素膜205)のみを介してドレイン電
極203とブラックマスク208とが近接し、その絶縁
層を誘電体とする補助容量209が形成される。
【0021】また、図1(B)において、110はドレ
イン電極104と画素電極(図示せず)とのコンタクト
部である。この様に、ブラックマスク108上には層間
絶縁膜を介して画素電極が設けられ、その上に配向膜が
形成される。
イン電極104と画素電極(図示せず)とのコンタクト
部である。この様に、ブラックマスク108上には層間
絶縁膜を介して画素電極が設けられ、その上に配向膜が
形成される。
【0022】本願発明の他の特徴としては、配向膜に対
するラビングの方向(以下、断りがない限り、素子形成
側の基板に対するラビングの方向を指す)を考慮してス
イッチング素子を配置を設計している点が挙げられる。
するラビングの方向(以下、断りがない限り、素子形成
側の基板に対するラビングの方向を指す)を考慮してス
イッチング素子を配置を設計している点が挙げられる。
【0023】図3(A)に示す様に、ラビング工程とは
円周面にバフ布等を設けたローラー302を用いて配向
膜301に微小な溝を形成する工程である。この時、回
転するローラー302に対して逆行する様な形で基板が
移動する(又はローラーが移動する)ことになる。
円周面にバフ布等を設けたローラー302を用いて配向
膜301に微小な溝を形成する工程である。この時、回
転するローラー302に対して逆行する様な形で基板が
移動する(又はローラーが移動する)ことになる。
【0024】この様な過程で配向膜301の表面(ラビ
ング処理後の配向膜面)303には、のこぎりの歯の様
な形状の非常に微細な溝が形成される。液晶分子はこの
溝に沿って配列することで規則的な配向性を有すること
になるが、模式的に図示すると配向膜301付近では図
3(B)に示す様な状態に配列される。304は配列し
た液晶分子である。
ング処理後の配向膜面)303には、のこぎりの歯の様
な形状の非常に微細な溝が形成される。液晶分子はこの
溝に沿って配列することで規則的な配向性を有すること
になるが、模式的に図示すると配向膜301付近では図
3(B)に示す様な状態に配列される。304は配列し
た液晶分子である。
【0025】本明細書中でラビング方向と呼ぶ方向は、
図3(A)に示すラビング方向であり、ローラー302
の移動方向に一致し、基板の移動方向とは逆である。な
お、AMLCDが完成した後も液晶分子の配列状態(プ
レチルト角、長軸方向等)によってラビング方向を判別
することは可能である。視覚的にも視野角依存性などか
ら液晶分子の配向状態、即ちラビング方向は判別でき
る。
図3(A)に示すラビング方向であり、ローラー302
の移動方向に一致し、基板の移動方向とは逆である。な
お、AMLCDが完成した後も液晶分子の配列状態(プ
レチルト角、長軸方向等)によってラビング方向を判別
することは可能である。視覚的にも視野角依存性などか
ら液晶分子の配向状態、即ちラビング方向は判別でき
る。
【0026】ここで図1(B)では画素に対して左斜め
上から右斜め下に向かう様な方向にラビングが施されて
いる。この時、画素内において最も早くラビング処理が
始まる角部にスイッチング素子107及び補助容量10
9の配置される点が重要である。即ち、ラビング処理は
画素内を斜めに横切る様にして行われるためラビング筋
は画素内を斜めに形成され、スイッチング素子の存在す
る側の角部からラビング処理が始まる(厳密にはラビン
グ処理の方向を考慮してスイッチング素子の配置を決定
している)ことを意味している。
上から右斜め下に向かう様な方向にラビングが施されて
いる。この時、画素内において最も早くラビング処理が
始まる角部にスイッチング素子107及び補助容量10
9の配置される点が重要である。即ち、ラビング処理は
画素内を斜めに横切る様にして行われるためラビング筋
は画素内を斜めに形成され、スイッチング素子の存在す
る側の角部からラビング処理が始まる(厳密にはラビン
グ処理の方向を考慮してスイッチング素子の配置を決定
している)ことを意味している。
【0027】ラビング方向が図1(B)の様な方向であ
る場合、ディスクリネーションは画素に向かって左上の
位置に発生しやすい。また、画素電極とのコンタクト部
110は最上層であるが故に平坦化することが困難であ
り、非常に大きな段差を生じるため、ここでもラビング
処理の不足による配向不良が発生しやすい。
る場合、ディスクリネーションは画素に向かって左上の
位置に発生しやすい。また、画素電極とのコンタクト部
110は最上層であるが故に平坦化することが困難であ
り、非常に大きな段差を生じるため、ここでもラビング
処理の不足による配向不良が発生しやすい。
【0028】図1(B)に示す構成はこれらのディスク
リネーション発生原因を全て考慮して設計されており、
ディスクリネーションを特定の位置に閉じ込めることを
目的としている。
リネーション発生原因を全て考慮して設計されており、
ディスクリネーションを特定の位置に閉じ込めることを
目的としている。
【0029】そのため、第1にスイッチング素子と補助
容量とを重ねて形成することで遮光領域の縮小化を図
り、第2にラビング方向に起因するディスクリネーショ
ンが発生しやすい領域にスイッチング素子と補助容量と
を配置することでディスクリネーションを画素の特定の
位置に固定する。上述の画素電極のコンタクト部110
はディスクリネーションの固定に大きく寄与している。
容量とを重ねて形成することで遮光領域の縮小化を図
り、第2にラビング方向に起因するディスクリネーショ
ンが発生しやすい領域にスイッチング素子と補助容量と
を配置することでディスクリネーションを画素の特定の
位置に固定する。上述の画素電極のコンタクト部110
はディスクリネーションの固定に大きく寄与している。
【0030】また、図1に示す構成は駆動回路(ドライ
バー回路)の駆動方法をソースライン反転駆動とする時
に有効である。ソースライン反転駆動とすることで任意
のソース配線とそれに隣接するソース配線との間に僅か
な横方向電界が発生し、その電界に起因するリバースチ
ルトドメインが発生する。図1の構成はソースライン反
転駆動に対応したリバースチルトドメインに対する対策
である。
バー回路)の駆動方法をソースライン反転駆動とする時
に有効である。ソースライン反転駆動とすることで任意
のソース配線とそれに隣接するソース配線との間に僅か
な横方向電界が発生し、その電界に起因するリバースチ
ルトドメインが発生する。図1の構成はソースライン反
転駆動に対応したリバースチルトドメインに対する対策
である。
【0031】勿論、ゲイトライン反転駆動とする場合に
はそれに対応してリバースチルトドメインの発生位置も
変化するため、ディスクリネーションの発生箇所も変化
する。その場合には、スイッチング素子と補助容量の配
置やラビング方向をディスクリネーションの発生箇所に
応じて変えなければならない。
はそれに対応してリバースチルトドメインの発生位置も
変化するため、ディスクリネーションの発生箇所も変化
する。その場合には、スイッチング素子と補助容量の配
置やラビング方向をディスクリネーションの発生箇所に
応じて変えなければならない。
【0032】以上の様な構成を総合的にまとめると、図
4に示す状態が得られる。図4に示す状態は任意の画素
において「黒」を表示した際に、ディスクリネーション
の発生位置とブラックマスクの位置との関係を示してい
る。
4に示す状態が得られる。図4に示す状態は任意の画素
において「黒」を表示した際に、ディスクリネーション
の発生位置とブラックマスクの位置との関係を示してい
る。
【0033】図4において、ブラックマスク401に設
けられた開口部402が画像表示領域であり、実質的に
画素として機能する領域である。また、403は本願発
明の構成を実施した際に発生するディスクリネーション
である。
けられた開口部402が画像表示領域であり、実質的に
画素として機能する領域である。また、403は本願発
明の構成を実施した際に発生するディスクリネーション
である。
【0034】本願発明の構成では、ラビング方向に対応
して画素の左上の位置にディスクリネーション403が
発生し、その領域(画素の左上)にスイッチング素子及
び補助容量が配置され、さらに画素電極のコンタクト部
によってディスクリネーション403が固定される。
して画素の左上の位置にディスクリネーション403が
発生し、その領域(画素の左上)にスイッチング素子及
び補助容量が配置され、さらに画素電極のコンタクト部
によってディスクリネーション403が固定される。
【0035】従って、ディスクリネーションが画素の端
部に発生する様な設計を意図的に行い、そうして形成さ
れたディスクリネーション403をブラックマスクで隠
すことで、必然的にスイッチング素子や補助容量も隠さ
れ、画素領域内におけるブラックマスクの占有面積を必
要最小限に抑えることが可能となる。即ち、有効画素面
積を最大限に確保することが可能である。
部に発生する様な設計を意図的に行い、そうして形成さ
れたディスクリネーション403をブラックマスクで隠
すことで、必然的にスイッチング素子や補助容量も隠さ
れ、画素領域内におけるブラックマスクの占有面積を必
要最小限に抑えることが可能となる。即ち、有効画素面
積を最大限に確保することが可能である。
【0036】以上の構成でなる本願発明について、以下
に示す実施例でもって詳細な説明を行うこととする。
に示す実施例でもって詳細な説明を行うこととする。
【0037】
〔実施例1〕本実施例では、画素内に配置されるスイッ
チング素子としてTFTを作製する例を図5を用いて説
明する。
チング素子としてTFTを作製する例を図5を用いて説
明する。
【0038】まず、絶縁表面を有する基板(図示せず)
上に活性層501を形成する。活性層501は膜厚が20
〜100 nm(好ましくは25〜70nm)の結晶性半導体膜(代
表的には結晶性珪素膜)で構成すれば良い。(図5
(A))
上に活性層501を形成する。活性層501は膜厚が20
〜100 nm(好ましくは25〜70nm)の結晶性半導体膜(代
表的には結晶性珪素膜)で構成すれば良い。(図5
(A))
【0039】結晶性珪素膜の形成方法は公知の如何なる
手段を用いても良いが、本実施例では特開平8−783
29号公報記載の技術を用いる。
手段を用いても良いが、本実施例では特開平8−783
29号公報記載の技術を用いる。
【0040】また、本実施例ではさらに、同公報記載の
技術で結晶性珪素膜を得た後、リンを用いたゲッタリン
グ手段(特願平9−65406号)で結晶化に利用した
触媒元素を低減している。他にも、ハロゲン元素を含む
雰囲気中で加熱処理(特願平8−301249号)を行
って触媒元素を低減することもできる。
技術で結晶性珪素膜を得た後、リンを用いたゲッタリン
グ手段(特願平9−65406号)で結晶化に利用した
触媒元素を低減している。他にも、ハロゲン元素を含む
雰囲気中で加熱処理(特願平8−301249号)を行
って触媒元素を低減することもできる。
【0041】こうして形成した結晶性珪素膜をパターニ
ングして活性層501を形成し、プラズマCVD法によ
りゲイト絶縁膜(図示せず)を形成した後、熱酸化行程
を行って活性層501とゲイト絶縁膜との界面特性を向
上させる。なお、熱酸化後の最終的な活性層膜厚は10〜
75nm(好ましくは15〜45nm)となる様にする。
ングして活性層501を形成し、プラズマCVD法によ
りゲイト絶縁膜(図示せず)を形成した後、熱酸化行程
を行って活性層501とゲイト絶縁膜との界面特性を向
上させる。なお、熱酸化後の最終的な活性層膜厚は10〜
75nm(好ましくは15〜45nm)となる様にする。
【0042】次に、アルミニウムまたはアルミニウムを
主成分とする材料(本実施例では2wt%のスカンジウム
を含有したアルミニウム膜)を成膜し、パターニングし
てゲイト配線502を形成する。(図5(B))
主成分とする材料(本実施例では2wt%のスカンジウム
を含有したアルミニウム膜)を成膜し、パターニングし
てゲイト配線502を形成する。(図5(B))
【0043】次に、特開平7−135318号公報記載
の技術を用いてソース/ドレイン領域、チャネル形成領
域及びLDD(Lightly doped drain )領域の形成を行
う。本実施例ではソース/ドレイン領域とチャネル形成
領域との間に 0.5〜1.5 μm(代表的には 0.7〜1μ
m)のLDD領域503を形成する。(図5(C))
の技術を用いてソース/ドレイン領域、チャネル形成領
域及びLDD(Lightly doped drain )領域の形成を行
う。本実施例ではソース/ドレイン領域とチャネル形成
領域との間に 0.5〜1.5 μm(代表的には 0.7〜1μ
m)のLDD領域503を形成する。(図5(C))
【0044】次に、活性層に添加した不純物元素(13
族または15族元素)を熱アニールによって活性化し、
その後ゲイト配線502を覆って第1の層間絶縁膜(図
示せず)を形成する。さらに、第1の層間絶縁層にコン
タクトホール504、505を形成して、ソース配線5
06とドレイン電極507を形成する。
族または15族元素)を熱アニールによって活性化し、
その後ゲイト配線502を覆って第1の層間絶縁膜(図
示せず)を形成する。さらに、第1の層間絶縁層にコン
タクトホール504、505を形成して、ソース配線5
06とドレイン電極507を形成する。
【0045】なお、本実施例ではソース配線506及び
ドレイン電極507として、チタン/アルミニウム/チ
タンの三層積層構造を用いる。膜厚は 150/500/100nmと
すれば良い。(図5(D))
ドレイン電極507として、チタン/アルミニウム/チ
タンの三層積層構造を用いる。膜厚は 150/500/100nmと
すれば良い。(図5(D))
【0046】以上の作製工程で画素電極に液晶制御用の
電圧を印加するためのスイッチング素子(TFT)が完
成する。
電圧を印加するためのスイッチング素子(TFT)が完
成する。
【0047】次に、ソース配線506及びドレイン電極
507を覆って第2の層間絶縁層(図示せず)を形成
し、後に補助容量を構成する部分のみに凹部508を設
ける。第2の層間絶縁膜は単層でも良いし、二層以上の
積層構造としても良い。
507を覆って第2の層間絶縁層(図示せず)を形成
し、後に補助容量を構成する部分のみに凹部508を設
ける。第2の層間絶縁膜は単層でも良いし、二層以上の
積層構造としても良い。
【0048】本実施例では第2の層間絶縁層として、下
から窒化珪素膜(50nm)、酸化珪素膜(20nm)、アクリ
ル膜(1μm)からなる積層構造の絶縁層を用いる。ア
クリルの代わりにポリイミド等の他の有機性樹脂材料を
用いても構わない。(図5(E))
から窒化珪素膜(50nm)、酸化珪素膜(20nm)、アクリ
ル膜(1μm)からなる積層構造の絶縁層を用いる。ア
クリルの代わりにポリイミド等の他の有機性樹脂材料を
用いても構わない。(図5(E))
【0049】そして、凹部508を形成するには、ドラ
イエッチング法によりアクリル膜を開口する。この時、
酸化珪素膜がエッチングストッパとして機能する。従っ
て、凹部508の底面には窒化珪素膜と酸化珪素膜とで
なる積層膜が残る。本実施例の場合にはこの積層膜を補
助容量の誘電体として利用する。勿論、酸化珪素膜をウ
ェットエッチングによって選択的に除去して窒化珪素膜
のみを残す構成とすることも可能である。
イエッチング法によりアクリル膜を開口する。この時、
酸化珪素膜がエッチングストッパとして機能する。従っ
て、凹部508の底面には窒化珪素膜と酸化珪素膜とで
なる積層膜が残る。本実施例の場合にはこの積層膜を補
助容量の誘電体として利用する。勿論、酸化珪素膜をウ
ェットエッチングによって選択的に除去して窒化珪素膜
のみを残す構成とすることも可能である。
【0050】なお、本実施例では窒化珪素膜/酸化珪素
膜/有機性樹脂膜の積層構造を用いているが、この構造
に限定されないことは言うまでもない。本願発明を効果
的に実施するためには、なるべく比誘電率が高い絶縁膜
を薄く下層に設け、その上に比誘電率が低い絶縁膜を厚
く設ければ良い。即ち、凹部508では補助容量の誘電
体として効果的に機能し、それ以外では層間絶縁膜とし
て効果的に機能する様な構成であることが必要である。
膜/有機性樹脂膜の積層構造を用いているが、この構造
に限定されないことは言うまでもない。本願発明を効果
的に実施するためには、なるべく比誘電率が高い絶縁膜
を薄く下層に設け、その上に比誘電率が低い絶縁膜を厚
く設ければ良い。即ち、凹部508では補助容量の誘電
体として効果的に機能し、それ以外では層間絶縁膜とし
て効果的に機能する様な構成であることが必要である。
【0051】また、第2の層間絶縁膜を単層とする場
合、ハーフエッチングにより凹部を形成して薄膜化され
た部分を補助容量の誘電体として使用しても良い。
合、ハーフエッチングにより凹部を形成して薄膜化され
た部分を補助容量の誘電体として使用しても良い。
【0052】こうして第2の絶縁層に対して凹部508
を形成したら、ブラックマスク509を形成する。本実
施例ではブラックマスク509としてはチタンを用いる
が、クロムやタンタル等の他の金属膜であっても良い。
を形成したら、ブラックマスク509を形成する。本実
施例ではブラックマスク509としてはチタンを用いる
が、クロムやタンタル等の他の金属膜であっても良い。
【0053】この状態ではドレイン電極507、ブラッ
クマスク509を上下電極とし、第2の絶縁層(正確に
は窒化珪素/酸化珪素の積層膜)を誘電体とする補助容
量510が形成される。(図5(F))
クマスク509を上下電極とし、第2の絶縁層(正確に
は窒化珪素/酸化珪素の積層膜)を誘電体とする補助容
量510が形成される。(図5(F))
【0054】次に、ブラックマスク509上に第3の層
間絶縁層(図示せず)として1μm厚のアクリル膜を形
成する。勿論、他の有機性樹脂膜であっても良い。そし
て、コンタクトホール511を形成して、画素電極51
2となる透明導電膜(代表的にはITO膜)を形成す
る。(図5(G))
間絶縁層(図示せず)として1μm厚のアクリル膜を形
成する。勿論、他の有機性樹脂膜であっても良い。そし
て、コンタクトホール511を形成して、画素電極51
2となる透明導電膜(代表的にはITO膜)を形成す
る。(図5(G))
【0055】こうして画素構造が完成したら、水素化を
行ってTFTの活性層内に残る不対結合手を水素終端す
る。以上の作製工程によって、複数の画素を形成し、画
素マトリクス回路を完成する。画素マトリクス回路内の
各画素には少なくとも一つのスイッチング素子と補助容
量とを配置すれば良い。
行ってTFTの活性層内に残る不対結合手を水素終端す
る。以上の作製工程によって、複数の画素を形成し、画
素マトリクス回路を完成する。画素マトリクス回路内の
各画素には少なくとも一つのスイッチング素子と補助容
量とを配置すれば良い。
【0056】なお、同一基板上には画素マトリクス回路
以外にも駆動回路(ドライバー回路)や信号処理回路
(γ補正回路、D/Aコンバータ等のロジック回路)を
形成することが可能である。これらの回路の作製工程
は、基本的には本実施例に示した作製工程と同一(実際
には図5(D)の工程で完成する)であるため、詳細な
説明は省略する。
以外にも駆動回路(ドライバー回路)や信号処理回路
(γ補正回路、D/Aコンバータ等のロジック回路)を
形成することが可能である。これらの回路の作製工程
は、基本的には本実施例に示した作製工程と同一(実際
には図5(D)の工程で完成する)であるため、詳細な
説明は省略する。
【0057】また、本願発明は画素の配置構成に関する
発明であるため、同一基板上に形成される他の回路(上
述の駆動回路やロジック回路)の構成は如何なるもので
あっても良い。その様な回路の作製工程や構造は実施者
が適宜決定すれば良い。
発明であるため、同一基板上に形成される他の回路(上
述の駆動回路やロジック回路)の構成は如何なるもので
あっても良い。その様な回路の作製工程や構造は実施者
が適宜決定すれば良い。
【0058】また、本実施例では画素電極として透明導
電膜を用いた透過型LCDを例に挙げているが、画素電
極として反射性電極を用いることで容易に反射型LCD
を作製することが可能である。
電膜を用いた透過型LCDを例に挙げているが、画素電
極として反射性電極を用いることで容易に反射型LCD
を作製することが可能である。
【0059】〔実施例2〕実施例1ではゲイト配線とし
てアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料
を用いているが、他の導電膜を用いるても良い。他の導
電膜としては一導電性を呈する結晶性珪素膜、タンタル
膜、タングステン膜、モリブデン膜、クロム膜などを用
いることが可能である。
てアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料
を用いているが、他の導電膜を用いるても良い。他の導
電膜としては一導電性を呈する結晶性珪素膜、タンタル
膜、タングステン膜、モリブデン膜、クロム膜などを用
いることが可能である。
【0060】また、LDD構造を形成するにあたって
も、陽極酸化法を利用した手段、サイドウォール技術を
利用した手段等、公知の手段を用いることができる。
も、陽極酸化法を利用した手段、サイドウォール技術を
利用した手段等、公知の手段を用いることができる。
【0061】〔実施例3〕実施例1ではトップゲイト構
造の例としてプレーナ型TFTを作製する場合を例にと
ったが、画素のスイッチング素子としてボトムゲイト型
TFT(代表的には逆スタガ型TFT)を用いても構わ
ない。
造の例としてプレーナ型TFTを作製する場合を例にと
ったが、画素のスイッチング素子としてボトムゲイト型
TFT(代表的には逆スタガ型TFT)を用いても構わ
ない。
【0062】勿論、逆スタガ型TFTを用いる場合にお
いても実施例2の構成をとることは可能である。
いても実施例2の構成をとることは可能である。
【0063】〔実施例4〕本実施例では実施例1〜3に
示した構成のアクティブマトリクス基板(素子形成側基
板)を用いてAMLCDを構成した場合の例について説
明する。ここで本実施例のAMLCDの外観を図6に示
す。
示した構成のアクティブマトリクス基板(素子形成側基
板)を用いてAMLCDを構成した場合の例について説
明する。ここで本実施例のAMLCDの外観を図6に示
す。
【0064】図6(A)において、601はアクティブ
マトリクス基板であり、画素マトリクス回路602、ソ
ース側駆動回路603、ゲイト側駆動回路604が形成
されている。駆動回路はN型TFTとP型TFTとを相
補的に組み合わせたCMOS回路で構成することが好ま
しい。また、605は対向基板である。
マトリクス基板であり、画素マトリクス回路602、ソ
ース側駆動回路603、ゲイト側駆動回路604が形成
されている。駆動回路はN型TFTとP型TFTとを相
補的に組み合わせたCMOS回路で構成することが好ま
しい。また、605は対向基板である。
【0065】図6(A)に示すAMLCDはアクティブ
マトリクス基板601と対向基板605とが端面を揃え
て貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向基
板605を取り除き、露出したアクティブマトリクス基
板に対してFPC(フレキシブル・プリント・サーキッ
ト)606を接続してある。このFPC606によって
外部信号を回路内部へと伝達する。
マトリクス基板601と対向基板605とが端面を揃え
て貼り合わされている。ただし、ある一部だけは対向基
板605を取り除き、露出したアクティブマトリクス基
板に対してFPC(フレキシブル・プリント・サーキッ
ト)606を接続してある。このFPC606によって
外部信号を回路内部へと伝達する。
【0066】また、FPC606を取り付ける面を利用
してICチップ607、608が取り付けられている。
これらのICチップはビデオ信号の処理回路、タイミン
グパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路
など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成され
る。図6(A)では2個取り付けられているが、1個で
も良いし、さらに複数個であっても良い。
してICチップ607、608が取り付けられている。
これらのICチップはビデオ信号の処理回路、タイミン
グパルス発生回路、γ補正回路、メモリ回路、演算回路
など、様々な回路をシリコン基板上に形成して構成され
る。図6(A)では2個取り付けられているが、1個で
も良いし、さらに複数個であっても良い。
【0067】また、図6(B)の様な構成もとりうる。
図6(B)において図6(A)と同一の部分は同じ符号
を付してある。ここでは図6(A)でICチップが行っ
ていた信号処理を、同一基板上にTFTでもって形成さ
れたロジック回路609によって行う例を示している。
この場合、ロジック回路609も駆動回路603、60
4と同様にCMOS回路を基本として構成される。
図6(B)において図6(A)と同一の部分は同じ符号
を付してある。ここでは図6(A)でICチップが行っ
ていた信号処理を、同一基板上にTFTでもって形成さ
れたロジック回路609によって行う例を示している。
この場合、ロジック回路609も駆動回路603、60
4と同様にCMOS回路を基本として構成される。
【0068】また、本実施例のAMLCDはブラックマ
スクをアクティブマトリクス基板に設ける構成(BM o
n TFT)を採用するが、それに加えて対向側にブラッ
クマスクを設ける構成とすることも可能である。
スクをアクティブマトリクス基板に設ける構成(BM o
n TFT)を採用するが、それに加えて対向側にブラッ
クマスクを設ける構成とすることも可能である。
【0069】また、カラーフィルターを用いてカラー表
示を行っても良いし、ECB(電界制御複屈折)モー
ド、GH(ゲストホスト)モードなどで液晶を駆動し、
カラーフィルターを用いない構成としても良い。
示を行っても良いし、ECB(電界制御複屈折)モー
ド、GH(ゲストホスト)モードなどで液晶を駆動し、
カラーフィルターを用いない構成としても良い。
【0070】また、特開昭8-15686 号公報に記載された
技術の様に、マイクロレンズアレイを用いる構成にして
も良い。
技術の様に、マイクロレンズアレイを用いる構成にして
も良い。
【0071】〔実施例5〕実施例4に示したAMLCD
は、様々な電子機器のディスプレイとして利用される。
なお、本実施例に挙げる電子機器とは、アクティブマト
リクス型液晶表示装置を搭載した製品と定義する。
は、様々な電子機器のディスプレイとして利用される。
なお、本実施例に挙げる電子機器とは、アクティブマト
リクス型液晶表示装置を搭載した製品と定義する。
【0072】その様な電子機器としては、ビデオカメ
ラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクション
TV、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーショ
ン、パーソナルコンピュータ(ノート型を含む)、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話等)などが
挙げられる。それらの一例を図7に示す。
ラ、スチルカメラ、プロジェクター、プロジェクション
TV、ヘッドマウントディスプレイ、カーナビゲーショ
ン、パーソナルコンピュータ(ノート型を含む)、携帯
情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話等)などが
挙げられる。それらの一例を図7に示す。
【0073】図7(A)は携帯電話であり、本体200
1、音声出力部2002、音声入力部2003、表示装
置2004、操作スイッチ2005、アンテナ2006
で構成される。本願発明は表示装置2004等に適用す
ることができる。
1、音声出力部2002、音声入力部2003、表示装
置2004、操作スイッチ2005、アンテナ2006
で構成される。本願発明は表示装置2004等に適用す
ることができる。
【0074】図7(B)はビデオカメラであり、本体2
101、表示装置2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6で構成される。本願発明は表示装置2102に適用す
ることができる。
101、表示装置2102、音声入力部2103、操作
スイッチ2104、バッテリー2105、受像部210
6で構成される。本願発明は表示装置2102に適用す
ることができる。
【0075】図7(C)はモバイルコンピュータ(モー
ビルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2
202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示
装置2205で構成される。本願発明は表示装置220
5等に適用できる。
ビルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2
202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示
装置2205で構成される。本願発明は表示装置220
5等に適用できる。
【0076】図7(D)はヘッドマウントディスプレイ
であり、本体2301、表示装置2302、バンド部2
303で構成される。本発明は表示装置2302に適用
することができる。
であり、本体2301、表示装置2302、バンド部2
303で構成される。本発明は表示装置2302に適用
することができる。
【0077】図7(E)はリア型プロジェクターであ
り、本体2401、光源2402、表示装置2403、
偏光ビームスプリッタ2404、リフレクター240
5、2406、スクリーン2407で構成される。本発
明は表示装置2403に適用することができる。
り、本体2401、光源2402、表示装置2403、
偏光ビームスプリッタ2404、リフレクター240
5、2406、スクリーン2407で構成される。本発
明は表示装置2403に適用することができる。
【0078】図7(F)はフロント型プロジェクターで
あり、本体2501、光源2502、表示装置250
3、光学系2504、スクリーン2505で構成され
る。本発明は表示装置2503に適用することができ
る。
あり、本体2501、光源2502、表示装置250
3、光学系2504、スクリーン2505で構成され
る。本発明は表示装置2503に適用することができ
る。
【0079】以上の様に、本願発明の適用範囲は極めて
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレ
イなどにも活用することができる。
広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能で
ある。また、他にも電光掲示盤、宣伝公告用ディスプレ
イなどにも活用することができる。
【0080】
【発明の効果】本願発明はAMLCDの画素マトリクス
回路を構成する各画素の構造に関する発明である。そし
て、本願発明を実施することで画素に発生するディスク
リネーションの発生位置を制御し、ディスクリネーショ
ンを効率良く隠すことが可能である。
回路を構成する各画素の構造に関する発明である。そし
て、本願発明を実施することで画素に発生するディスク
リネーションの発生位置を制御し、ディスクリネーショ
ンを効率良く隠すことが可能である。
【0081】その様な構成とすることで、各画素におけ
る有効画素面積が大幅に拡大され、実質的な画像表示領
域が増加する。そして、より高精細なLCDディスプレ
イにおいても高いコントラストを実現することが可能と
なる。
る有効画素面積が大幅に拡大され、実質的な画像表示領
域が増加する。そして、より高精細なLCDディスプレ
イにおいても高いコントラストを実現することが可能と
なる。
【図1】 画素の構成を示す図。
【図2】 スイッチング素子部の断面構造を構成を示
す図。
す図。
【図3】 ラビング方向を説明するための図。
【図4】 ブラックマスクによる遮光領域とディスク
リネーションの発生位置との関係を示す図。
リネーションの発生位置との関係を示す図。
【図5】 画素マトリクス回路の作製工程を示す図。
【図6】 AMLCDの構成を示す図。
【図7】 本願発明のAMLCDを搭載した電子機器
を示す図。
を示す図。
Claims (8)
- 【請求項1】少なくとも一つのスイッチング素子と補助
容量とを具備する画素がマトリクス状に設けられたアク
ティブマトリクス型液晶表示装置であって、 前記スイッチング素子の活性層に接続されたソース配線
及び当該ソース配線と同一層のドレイン電極と、 前記ソース配線及びドレイン電極上に形成された絶縁層
と、 前記絶縁層上に形成された導電層と、 を構成に含み、 前記ドレイン電極と前記導電層は、前記絶縁層の一部を
誘電体とする補助容量を前記活性層及びゲイト電極と重
畳する位置に形成していることを特徴とするアクティブ
マトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項2】少なくとも一つのスイッチング素子と補助
容量とを具備する複数の画素がマトリクス状に設けられ
たアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、 前記スイッチング素子のゲイト配線と、 前記ゲイト配線の上方に形成されたソース配線及び当該
ソース配線と同一層のドレイン電極と、 前記ソース配線及びドレイン電極上に形成された絶縁層
と、 前記絶縁層上に形成された導電層と、 前記導電層の上方に形成された画素電極及び配向膜と、 を構成に含み、 前記スイッチング素子及び補助容量は、前記画素内にお
いて最も早くラビング処理が行われる角部に配置される
ことを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装
置。 - 【請求項3】請求項2において、前記スイッチング素子
と前記補助容量とは重畳して形成されていることを特徴
とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項4】請求項1乃至請求項3において、前記絶縁
層は少なくとも2層以上の積層構造からなることを特徴
とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項5】請求項1乃至請求項4において、前記絶縁
層は最下層が窒化珪素膜であり、当該窒化珪素膜よりも
上の層に有機性樹脂膜を含む積層膜であることを特徴と
するアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項6】請求項5において、前記窒化珪素膜と前記
有機性樹脂膜との間には酸化珪素膜または酸化窒化珪素
膜でなる絶縁層が存在することを特徴とするアクティブ
マトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項7】請求項1乃至請求項6において、前記絶縁
層は少なくとも最下層を残して設けられた凹部を有し、
且つ、前記導電層は当該凹部を被覆する様にして形成さ
れており、前記ドレイン電極と前記導電層は、前記凹部
の底面となる絶縁層を誘電体として補助容量を形成して
いることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示
装置。 - 【請求項8】請求項1乃至請求項7に記載のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置を具備することを特徴とする
電子機器。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31656797A JPH11133463A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | アクティブマトリクス型液晶表示装置及び電子機器 |
US09/008,412 US6088070A (en) | 1997-01-17 | 1998-01-16 | Active matrix liquid crystal with capacitor between light blocking film and pixel connecting electrode |
KR10-1998-0002074A KR100489142B1 (ko) | 1997-01-17 | 1998-01-17 | 액티브 매트릭스 디바이스 |
US09/588,996 US7397518B1 (en) | 1997-01-17 | 2000-06-06 | Active matrix liquid crystal with capacitor below disclination region |
US12/168,185 US7898605B2 (en) | 1997-01-17 | 2008-07-07 | Active matrix liquid crystal with capacitor below disclination region |
US13/034,805 US8218100B2 (en) | 1997-01-17 | 2011-02-25 | Active matrix liquid crystal display device |
US13/474,915 US8860899B2 (en) | 1997-01-17 | 2012-05-18 | Active matrix liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31656797A JPH11133463A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | アクティブマトリクス型液晶表示装置及び電子機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11133463A true JPH11133463A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=18078543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31656797A Pending JPH11133463A (ja) | 1997-01-17 | 1997-10-31 | アクティブマトリクス型液晶表示装置及び電子機器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11133463A (ja) |
Cited By (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6246524B1 (en) | 1998-07-13 | 2001-06-12 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Beam homogenizer, laser irradiation apparatus, laser irradiation method, and method of manufacturing semiconductor device |
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