JPS60111225A - カラ−液晶画像表示素子 - Google Patents
カラ−液晶画像表示素子Info
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- JPS60111225A JPS60111225A JP58218935A JP21893583A JPS60111225A JP S60111225 A JPS60111225 A JP S60111225A JP 58218935 A JP58218935 A JP 58218935A JP 21893583 A JP21893583 A JP 21893583A JP S60111225 A JPS60111225 A JP S60111225A
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133514—Colour filters
-
- G—PHYSICS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
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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、カラーフィルタと液晶と半導体集積回路を組
み合わせて構成されるカラー液晶画像表示素子に関する
ものである。
み合わせて構成されるカラー液晶画像表示素子に関する
ものである。
従来例の構成とその問題点
液晶とスイッチング素子であるＭＩＳ型トランジスタを
組み合わせて構成される液晶表示素子の構成を第１図に
示す。
組み合わせて構成される液晶表示素子の構成を第１図に
示す。
単位絵素を構成するのは、ＭＩＳ型トランジスタ１、蓄
積用コンデンサ２、そして液晶セル３である。画像表示
素子としての動作原理は次のようなものである。
積用コンデンサ２、そして液晶セル３である。画像表示
素子としての動作原理は次のようなものである。
今、Ｘｉ ラインにゲート信号が加えられてＭＩＳトラ
ンジスタ群がオンとなると、映像信号はｙ□端子からト
ランジスタ１を通ってコンデンサ２を光電する。ゲート
信号が消滅しても、コンデンサ２に貯えられた電荷が液
晶セル３に電圧を与え続ける間は、液晶セル３は電圧に
応じて光透過量を変化させるので、液晶セル３中を通過
する光は映像信号電圧によって変調を受け続けることが
可能である。コンデンサ２に貯えられた電荷は次なるゲ
ート信号が印加されるまではトランジスタ１のオフ抵抗
および液晶セル３の抵抗分を通゛してＩＪ ＋りしてい
く。
ンジスタ群がオンとなると、映像信号はｙ□端子からト
ランジスタ１を通ってコンデンサ２を光電する。ゲート
信号が消滅しても、コンデンサ２に貯えられた電荷が液
晶セル３に電圧を与え続ける間は、液晶セル３は電圧に
応じて光透過量を変化させるので、液晶セル３中を通過
する光は映像信号電圧によって変調を受け続けることが
可能である。コンデンサ２に貯えられた電荷は次なるゲ
ート信号が印加されるまではトランジスタ１のオフ抵抗
および液晶セル３の抵抗分を通゛してＩＪ ＋りしてい
く。
第１図に示しだような単位絵素をマトリフス状に配列し
、Ｘ及びｙ方向に走査することによりテレビジョンを構
成することが可能である０先述したようにゲート信号に
より横方向に一斉にトランジスタ群をオンさせて映像信
号をコンデンサ群に書き込ませるようにし、縦方向に順
次ゲート信号を走査することによって、ＣＲＴと同等の
作用が得られる。
、Ｘ及びｙ方向に走査することによりテレビジョンを構
成することが可能である０先述したようにゲート信号に
より横方向に一斉にトランジスタ群をオンさせて映像信
号をコンデンサ群に書き込ませるようにし、縦方向に順
次ゲート信号を走査することによって、ＣＲＴと同等の
作用が得られる。
第２図には、代表的な単位絵素の断面図を示す。
スイッチング素子であるトランジスタ１は、ソース電極
７ドレイン電極１１ａ、１１ｂ（順不同）。
７ドレイン電極１１ａ、１１ｂ（順不同）。
半導体層１２．ゲート絶縁層１３．ゲート電極１４から
なる。従来ゲート絶縁層１３には酸化シリコン、酸化チ
ッソなどの透明な絶縁膜が用いられている。
なる。従来ゲート絶縁層１３には酸化シリコン、酸化チ
ッソなどの透明な絶縁膜が用いられている。
トランジスタ１のゲート絶縁層１３は、１対の透明電極
９，１ｏの絶縁層をかねており、透明電極９，１０とと
もにコンデンサ２を形成している。
９，１ｏの絶縁層をかねており、透明電極９，１０とと
もにコンデンサ２を形成している。
透明電極９は絵素電極をかねており、ソース（あるいは
ドレイン）１１ｂＪ−電気的に接触している。
ドレイン）１１ｂＪ−電気的に接触している。
透明電極９，１０はＳｎ○２．Ｉｎ２ｏ３などを蒸着で
被着形成する。
被着形成する。
ｙａ、ｙｂは液晶を配向制御するための配向膜でポリイ
ミド、ポリビニルアルコール等の有機膜でもＳｉＯなど
の無機物質でもかまわない。８は液晶で、透明電極９，
６とともに液晶セルを形成している。５ａ、ｓｂは透明
基板で、一般的にガラスが用いられている。４ａ、４ｂ
は偏光板で、液晶８がライスデッドネマティックタイプ
のものを仮定して上下２枚必要としたが、ゲスト・ホス
トタイプの液晶であれば、偏光板は、基本的に上下どち
らか一方だけでよく、動的散乱タイプの液晶であれば偏
光板は必要ない。
ミド、ポリビニルアルコール等の有機膜でもＳｉＯなど
の無機物質でもかまわない。８は液晶で、透明電極９，
６とともに液晶セルを形成している。５ａ、ｓｂは透明
基板で、一般的にガラスが用いられている。４ａ、４ｂ
は偏光板で、液晶８がライスデッドネマティックタイプ
のものを仮定して上下２枚必要としたが、ゲスト・ホス
トタイプの液晶であれば、偏光板は、基本的に上下どち
らか一方だけでよく、動的散乱タイプの液晶であれば偏
光板は必要ない。
透明電極６．９の間で液晶８に電圧を印加し、液晶を駆
動するわけであるが、電圧を適当に調節することによっ
て、液晶セル３を透過する光の量を加減できるので、画
像表示素子として作用するわけである。
動するわけであるが、電圧を適当に調節することによっ
て、液晶セル３を透過する光の量を加減できるので、画
像表示素子として作用するわけである。
このままでは、白黒表示しか出来ないのでカラー表示し
ようとする場合には、赤（６）、緑０．青（Ｂ）のカラ
ーフィルタを各絵素ごとに、例えば、第４図に示す如く
配列しなければならない。
ようとする場合には、赤（６）、緑０．青（Ｂ）のカラ
ーフィルタを各絵素ごとに、例えば、第４図に示す如く
配列しなければならない。
単位絵素において具体的にカラーフィルターを入れる場
所は第２図において次の８通りが考えられる。
所は第２図において次の８通りが考えられる。
■ 偏光板４ａと透明基板５ａの間
■ 透明基板５ａと透明電極６の間
■ 透明電極６と配向膜７ａの間
■ 配向膜７ｂと透明電極９の間
■ 透明電極９と絶縁層１３の間
■ 絶縁層１３と透明電極１ｏの間
■ 透明電極１ｏと透明基板５ｂの間
■ 透明基板６ｂと偏光板４ｂの間
しかし、いずれの場合も工程が複雑になるし、■、■、
■、■の場合は視差によって色ズレが起こるという問題
がある。また■、■の場合には、カラーフィルタによっ
て液晶印加実効電圧が低下するという欠点がある。
■、■の場合は視差によって色ズレが起こるという問題
がある。また■、■の場合には、カラーフィルタによっ
て液晶印加実効電圧が低下するという欠点がある。
発明の目的
以上述べてきた、従来のカラー液晶画像表示素子の欠点
である。製造工程の複雑さ、視差によることを目的とす
る。
である。製造工程の複雑さ、視差によることを目的とす
る。
発明の構成
本発明は各絵素に配置されたカラフィルタ−が、コンデ
ンサの誘電体をかねるかあるいはスイッチング素子であ
るトランジスタのゲート絶縁膜とコンデンサの誘電体を
同時にかねることにょシ、製造工程を簡略化し、低電圧
駆動を可能とし、表示品質を高めることを特徴としてい
る。
ンサの誘電体をかねるかあるいはスイッチング素子であ
るトランジスタのゲート絶縁膜とコンデンサの誘電体を
同時にかねることにょシ、製造工程を簡略化し、低電圧
駆動を可能とし、表示品質を高めることを特徴としてい
る。
実施例の説明
第１の実施例
第３図に示す構造についてその実施例を示す。
まず透明基板５ｂの上にゲート金属１４、第１の透明電
極１０を選択形成する。ゲート金属にはアルミニウム、
モリブデンなどを用いるのが一般であるが、他の金属で
もまた異種金属の多層構造でもかまわない。透明電極は
ＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３などを蒸着により被着形成する。
極１０を選択形成する。ゲート金属にはアルミニウム、
モリブデンなどを用いるのが一般であるが、他の金属で
もまた異種金属の多層構造でもかまわない。透明電極は
ＳｎＯ２，Ｉｎ２Ｏ３などを蒸着により被着形成する。
次にゲート金属１４の上に、ゲート絶縁層１３として酸
化シリコン、チッ化シリコン等の絶縁膜を選択形成する
。
化シリコン、チッ化シリコン等の絶縁膜を選択形成する
。
次にゲート絶縁層１３の上に、半導体層１２を選択形成
する。材料としては非晶質シリコン、多結晶シリコン、
単結晶シリコン等を用いるのが通常であるが化合物半導
体などを用いても何ら支障ない。
する。材料としては非晶質シリコン、多結晶シリコン、
単結晶シリコン等を用いるのが通常であるが化合物半導
体などを用いても何ら支障ない。
透明電極１０の上には、コンデンサ絶縁層１６としてカ
ラーフィルタを選択形成する。
ラーフィルタを選択形成する。
カラーフィルタの材質は有機・無機を問わず、有機の場
合は、例えばゼラチンを主成分とする樹脂をスピンナで
回転塗布した後、染料で所望の色に染色し、通常の７オ
ートリソグラフイーエ程で選択形成する。無機の場合は
例えばＳ １０２．７１０２などを用い電子ビーム蒸着
により多層干渉膜を形成し、リフトオフ、ドライエツチ
ング等の方法で選択形成する。
合は、例えばゼラチンを主成分とする樹脂をスピンナで
回転塗布した後、染料で所望の色に染色し、通常の７オ
ートリソグラフイーエ程で選択形成する。無機の場合は
例えばＳ １０２．７１０２などを用い電子ビーム蒸着
により多層干渉膜を形成し、リフトオフ、ドライエツチ
ング等の方法で選択形成する。
半導体層１２の上″にソース・ドレイン電極１１δ。
１１ｂを形成するが、前記ゲート金属１４と同様、アル
ミニウムなどを選択形成する。
ミニウムなどを選択形成する。
コンデンサの絶縁層であるカラーフィルタの上例は絵素
電極となる第２の透明電極９を形成し、前記ドレイン電
極（あるいはソース電極）１１ｂと電気的に接触させる
。
電極となる第２の透明電極９を形成し、前記ドレイン電
極（あるいはソース電極）１１ｂと電気的に接触させる
。
これまでは１絵素について述べてきたが、コンデンサの
絶縁層を１絵素毎に例えば第４図に示すような配置で、
Ｒ，Ｇ、Ｂのカラーフィルターにする。
絶縁層を１絵素毎に例えば第４図に示すような配置で、
Ｒ，Ｇ、Ｂのカラーフィルターにする。
このような透明基板５ｂと、透明電極６を備えた対向の
透明基板５ａとの間に配向膜ｙａ、７ｂを介して、液晶
を封入し、絵素部を通過する光量を電圧で制御すること
によりフルカラー表示することが出来る。
透明基板５ａとの間に配向膜ｙａ、７ｂを介して、液晶
を封入し、絵素部を通過する光量を電圧で制御すること
によりフルカラー表示することが出来る。
なお、配向膜は通常ポリイミド等の有機材料をスピンナ
、印刷などにより塗布し表面をラビング処理し、配向膜
として用いるが、ＳｉＯを斜め蒸着しても同様に配向膜
としての機能を果たすＯ第２の実施例 第２図に示すような構造において、ゲート絶縁層とコン
デンサ絶縁層をかねる絶縁膜１３をカラーフィルタにす
る。それ以外は全く第１の実施例と同じで、第４図に示
すよう配置で各絵素毎にＲ９Ｇ、Ｂのカラーフィルタに
すれば、フルカラー表示することが出来る。
、印刷などにより塗布し表面をラビング処理し、配向膜
として用いるが、ＳｉＯを斜め蒸着しても同様に配向膜
としての機能を果たすＯ第２の実施例 第２図に示すような構造において、ゲート絶縁層とコン
デンサ絶縁層をかねる絶縁膜１３をカラーフィルタにす
る。それ以外は全く第１の実施例と同じで、第４図に示
すよう配置で各絵素毎にＲ９Ｇ、Ｂのカラーフィルタに
すれば、フルカラー表示することが出来る。
発明の効果
前記第１の実施例、第２の実施例いずれの場合でも、コ
ンデンサの絶縁層あるいはゲート絶縁層とコンデンサの
絶縁層をかねる絶縁膜にカラーフィルタを用いることに
より、カラー液晶画像表示素子の製造工程を簡略化し、
コストの低下をはかることが出来る。またカラーフィル
タは絵素電極の下部につくりこむことになるので、カラ
ーフィルタによる電圧ロスはなく、液晶をより低電圧で
駆動することが出来る。さらに、絵素電極のすぐ下にカ
ラーフィルタがあるので、視差による色ず来る。なお、
カラーフィルタそのものの特性であるが、比誘電率は従
来絶縁層として使われている酸化シリコンと同程度で、
コンデンサの誘電体として考えだ場合も問題ない。また
耐電圧も充分でちる。さらに選択形成も通常の技術で可
能で何ら問題ない。
ンデンサの絶縁層あるいはゲート絶縁層とコンデンサの
絶縁層をかねる絶縁膜にカラーフィルタを用いることに
より、カラー液晶画像表示素子の製造工程を簡略化し、
コストの低下をはかることが出来る。またカラーフィル
タは絵素電極の下部につくりこむことになるので、カラ
ーフィルタによる電圧ロスはなく、液晶をより低電圧で
駆動することが出来る。さらに、絵素電極のすぐ下にカ
ラーフィルタがあるので、視差による色ず来る。なお、
カラーフィルタそのものの特性であるが、比誘電率は従
来絶縁層として使われている酸化シリコンと同程度で、
コンデンサの誘電体として考えだ場合も問題ない。また
耐電圧も充分でちる。さらに選択形成も通常の技術で可
能で何ら問題ない。
第１図は液晶を用いた画像表示素子の等価回路図、第２
図は従来の画像表示素子の単位絵素の断面図、第３図は
・本廃萌゛め一実施例の画像表示装置の単位絵素の断面
図、第４図はカラーフィルタの配置の１例を示した図で
ある。 １−・・・・ＴＦＴ、２・・・・・・コンデンサ、３・
・・・・液晶単位セル、６ａ、ｓｂ−・・・−透明基板
、８− ・液晶、１４・・・・−ゲート電極、１５・・
・・・−コンデンサ用絶縁膜兼カラーフィルタ。
図は従来の画像表示素子の単位絵素の断面図、第３図は
・本廃萌゛め一実施例の画像表示装置の単位絵素の断面
図、第４図はカラーフィルタの配置の１例を示した図で
ある。 １−・・・・ＴＦＴ、２・・・・・・コンデンサ、３・
・・・・液晶単位セル、６ａ、ｓｂ−・・・−透明基板
、８− ・液晶、１４・・・・−ゲート電極、１５・・
・・・−コンデンサ用絶縁膜兼カラーフィルタ。
Claims (1)
- （１）−主面上に、第１の透明電極を形成し、絶縁層を
介して絵素電極に相当する第２の透明電極を配置したコ
ンデンサ群、及び前記絵素電極の駆動のために各絵素毎
に設けられたＭＩＳスイッチング素子群が配置された第
１の透明基板と、−主面上に透明電極が形成された第２
の透明基板との間に、配向膜整弁して液晶ｊ：充填され
、前記コンテ（２） コンデンサの絶縁層とＭＩＳスイ
ッチング素子のゲート絶縁層が同一物質でかつ連続的に
形成されたカラーフィルタであることを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載のカラー液晶画像表示素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218935A JPS60111225A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | カラ−液晶画像表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58218935A JPS60111225A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | カラ−液晶画像表示素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60111225A true JPS60111225A (ja) | 1985-06-17 |
Family
ID=16727626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58218935A Pending JPS60111225A (ja) | 1983-11-21 | 1983-11-21 | カラ−液晶画像表示素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60111225A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6242122A (ja) * | 1985-08-20 | 1987-02-24 | Seikosha Co Ltd | カラ−液晶表示装置およびその製造方法 |
| EP0223136A2 (en) * | 1985-11-18 | 1987-05-27 | International Business Machines Corporation | Planar process and structure for spectral filters in an optoelectronic device |
| JPS63180936A (ja) * | 1987-01-22 | 1988-07-26 | Hosiden Electronics Co Ltd | カラ−液晶表示素子 |
| JPH0850286A (ja) * | 1994-08-05 | 1996-02-20 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示素子およびその製造方法 |
| EP0977269A1 (fr) * | 1998-07-28 | 2000-02-02 | STMicroelectronics SA | Capteur d'image à réseau de photodiodes |
| US6677656B2 (en) | 2001-02-12 | 2004-01-13 | Stmicroelectronics S.A. | High-capacitance photodiode |
| US6781169B2 (en) | 2001-02-12 | 2004-08-24 | Stmicroelectronics S.A. | Photodetector with three transistors |
| US6984817B2 (en) * | 2001-05-09 | 2006-01-10 | Stmicroelectronic S.A. | CMOS-type photodetector for improved charge transfer from the photodetector to a MOS transistor |
-
1983
- 1983-11-21 JP JP58218935A patent/JPS60111225A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2781929A1 (fr) * | 1998-07-28 | 2000-02-04 | St Microelectronics Sa | Capteur d'image a reseau de photodiodes |
| US6830951B2 (en) | 1998-07-28 | 2004-12-14 | Stmicroelectronics S.R.L. | Integrated semiconductor light sensor device and corresponding manufacturing process |
| US6960799B2 (en) | 1998-07-28 | 2005-11-01 | Stmicroelectronics A.A. | Image sensor with a photodiode array |
| US6677656B2 (en) | 2001-02-12 | 2004-01-13 | Stmicroelectronics S.A. | High-capacitance photodiode |
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