JPH021821A - アクティブマトリクス表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス表示装置

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JPH021821A
JPH021821A JP63145319A JP14531988A JPH021821A JP H021821 A JPH021821 A JP H021821A JP 63145319 A JP63145319 A JP 63145319A JP 14531988 A JP14531988 A JP 14531988A JP H021821 A JPH021821 A JP H021821A
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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。

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等のアクティブマトリクス表示装
置に関し、特にスイッチング素子として薄膜トランジス
タを用いたアクティブマトリクス表示装置に関する。
(従来の技術) 薄膜トランジスタ(以下、必要に応じてrTFT」と略
称する)を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置で
は、TPTの挿入により絵素間のクロストークが低減さ
れ、また走査線数の制限がなくなる。従って、単純マト
リクス型のものに比べて、大容量・高画質の表示が得ら
れる。しかし、TPTを用いたアクティブマトリクス液
晶表示装置に於いても、TPTのオフ特性が不十分な場
合や、液晶のオフ抵抗が小さい場合には、クロストーク
の発生によるコントラストの低下等の画質低下現象が生
じる。また、液晶セル内の内部オフセット電圧の発生や
、液晶への非対称の電圧の印加等により、フリッカ、コ
ントラストの低下又は対向電位のずれ等の画質の低下が
生じる。
このため、従来では、第6図に示すように、各絵素1毎
に、絵素1と蓄積容量2との並列回路をTPT3に接続
する構成が採用されている。第6図の構成では、蓄積容
量2により、TPT3のオフ特性や液晶のオフ抵抗に基
づくコントラストの低下等が改善される。
(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上述のような従来の構成によっては、液
晶セル内の内部オフセット電圧や非対称の印加電圧に基
づく画質の低下は十分に解決することはできない。
よって、本発明の目的は、表示手段の内部オフセット電
圧或いは非対称の印加電圧に基づく、画質の低下を防止
することが可能な構造を備えたアクティブマトリクス表
示装置を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 本発明のアクティブマトリクス表示装置は、複数の絵素
と各絵素を駆動するための薄膜トランジスタとがマトリ
クス状に配置されたアクティブマトリクス表示装置であ
って、該薄膜トランジスタに、MIS構造のダイオード
と該各絵素とが並列に接続されており、そのことにより
上記目的が達成される。
上記構成に於いて、前記薄膜トランジスタはアモルファ
スシリコン薄膜トランジスタであってもよい。
また、上記構成に於いて、前記薄膜トランジスタのゲー
ト絶縁膜は酸化タンタルと窒化シリコン又は酸化シリコ
ンとの二層絶縁膜であってもよい。
或いは、上記構成に於いて、前記MIS構造のダイオー
ドの絶縁膜は酸化タンタルと窒化シリコン又は酸化シリ
コンとの二層絶縁膜であってもよい。
(作用) 本発明のアクティブマトリクス表示装置では、金属/絶
縁膜/半導体層の積層構造を有するMISダイオードが
各絵素と並列に接続されている。
従って、正又は負の電圧が絵素電極を介して表示手段(
例えば、液晶)に、またMISダイオードに印加された
場合、TPTがオン状態からオフ状態にスイッチされた
瞬間に、TPT内の寄生容量と、液晶及びMISダイオ
ードとの間で、印加電圧が容量分割されながら減衰する
。この場合、バイアス電圧の極性によりMISダイオー
ドの容量が変化するため、容量分割された印加電圧も変
化する。そして、MISダイオードは、TPTの寄生容
量や液晶のオフ抵抗による印加電圧の非対称性を緩和す
る方向に、容量が変化する。よって、内部オフセット電
圧や非対称の印加電圧による画質の低下を効果的に防止
することが可能となる。
(実施例) 本発明の実施例について以下に説明する。
第1図は、液晶表示装置に適用した本発明の一実施例の
回路図である。第1図に於いて、X、〜X、はゲートパ
スラインを、Y、〜Y、はソースパスラインを示す、多
数の絵素4はマトリクス状に配列されており、各絵素4
には、該絵素4を駆動するためにアモルファスシリコン
(a−3i)のTPT6が接続されている。また、各絵
素4と並列に、MISダイオード5が接続されている。
即ち、前述の従来例の蓄積容量2に代えて、MIS構造
のダイオード5が接続されている。
次に、上記のような回路構造を有する実施例の作製手順
を、第2図〜第4図を参照して説明することにより、そ
の具体的な構造を明らかにする。
第2図は本実施例のアクティブマトリクス液晶表示装置
の平面図である。第3図及び第4図は、それぞれ第2図
の■−■線及びTV−It/線に沿う断面図であり、T
PTが構成された部分及びMIS構造のダイオードが構
成された部分を示している。
尚、第2図ではパターン部分を明確にするために適宜に
ハツチングを施している。
先ず、ガラス基板20上に、タンタルをスパッタ蒸着し
、膜厚3000人の薄膜を形成し、しかる後フォトリソ
グラフ技術によりパターン化し、ゲート配線7及びダイ
オード共通配線8を形成する。
次に、陽極酸化法により、上記タンタル膜表面を酸化し
、酸化タンタル(T a 20.)層14を形成する。
更に、プラズマCVD法により、厚み3000人の窒化
シリコン層(SiNx)層15、厚み300人の真性ア
モルファスシリコン11(a−3i(i)>16.24
、及び厚み500人のn型アモルファスシリコン層(a
−3i (n”) > 17.23を堆積する。
次に、フォトリソグラフ技術により、上記a −3i 
(i)層16.24及びa−SL (n”)層17.2
3を島状にバターニングしてパターン10.12を形成
する。
しかる後、チタン(Ti )e3000人の厚みにスパ
ッタ蒸着し、フォトリングラフ技術により該Ti層をバ
ターニングすることにより、ソース配線9、ドレイン電
極29及びダイオード用電極22を形成する。
また、絵素電極用ITO膜を、1000人の厚みにスパ
ッタ蒸着し、フォトリソグラフ法によりバターニングし
て絵素電極11及びソース配線9、]9を形成する。
上記各工程によって、薄M +−ランジスタが形成され
、更に、配tiS上に、酸化タンタルN 14、窒化シ
リコン層15、a−Si(n”)層24、及びa−3i
  (i)層23が順次積層されたMIS構造のダイオ
ードが形成される。
次に、窒化シリコン(S i Nx)を4000人の厚
みにプラズマCVD法で堆積して保護膜33を形成し、
その上に配向834を形成して基板を得る。
また、該基板と、ITOからなる透明電8i31及び配
向膜32を形成した対向ガラス基板30とを貼り合わせ
た後、それらの基板間に液晶38を注入する。この際に
、MISダイオード用共通配線8を対向側の透明電g!
31と電気的に接続する。
以上のようにして、薄膜トランジスタに、MIS構造の
ダイオードと絵素とが並列に接続されているアクティブ
マトリクス液晶表示装置が得られる。
次に、本実施例に於ける非対称の印加電圧を補正する動
作を説明する。正・負の電圧が絵素t8iを介して絵素
4及びMISダイオード5に印加された場合、TPT6
がオン状態からオフ状態にスイッチされた瞬間に、TP
T6内のドレイン−ソース間の寄生容量と、絵素4及び
ダイオード5との間で、印加電圧が容量分割されつつ減
衰していく、この場合、バイアス電圧の極性によりMI
Sダイオード5の容量が変化するため、上記容量分割に
より絵素4及びMISダイオード5に印加される電圧も
変化する。
ところで、第2図〜第4図の構造では、TPTに用いら
れている微かにn型の半導体であるアモルファスシリコ
ンを、MISダイオードの半導体層として用いているた
め、対向電極側から見て、正のバイアス電圧が印加され
た場合(ドレイン電極から見て負のバイアス電圧が印加
された場合ン、MISダイオードの容量は大きくなる(
第5図)。
従って、液晶に印加される電圧の減衰が抑制される。他
方、対向電極側から見て負のバイアス電極が印加された
場合(ドレイン電極から見て正のバイアス電圧が印加さ
れた場合)には、MrSダイオードの容量が小さくなる
。よって、液晶に印加される電圧の減衰が促進される。
上述の印加電圧減衰の抑制及び促進の現象は、TPTの
ドレイン−ソース間の寄生容量又は液晶のオフ抵抗に基
づく液晶への正負極性の印加電圧の非対称性を緩和する
方向に作用する。従って、非対称の印加電圧が液晶に加
わった場合、印加電圧の非対称性が緩和されるため、該
非対称性に基づくコントラストの低下、フリッカ等を効
果的に抑制することができる。また、液晶の時定数低下
、対向電位ずれ等の不良の発生を防止できる。
尚、上記実施例では、TPTのゲート絶縁膜及びMIS
ダイオードの絶縁膜として、酸化タンタル及び窒化シリ
コンの二層構造のものを用いたが、一方又は双方の絶縁
膜を、酸化タンタル及び酸化シリコンからなる二層構造
の絶縁膜により、或いは窒化シリコンや酸化シリコンの
みからなる単層の絶縁膜により構成してもよい。
(発明の効果) 以上のように、本発明によれば、各絵素と並列にM I
 5tf4造のダイオードが接続されているので、絵素
に印加される非対称の電圧を該ダイオードにより非対称
性を緩和する方向に補正することが可能となる。よって
、液晶のような表示手段の内部オフセット電圧又は印加
される非対称の電圧に基づく画質の低下を効果的に防止
することができるので、画質を飛躍的に改善することが
可能となる。
、・    t−I 第1図は本発明の一実施例を説明するための回路面、第
2図は本発明の一実施例であるアクティブマトリクス型
液晶表示装置を説明するための部分平面図、第3図は第
2図のm−m線に沿う断面図、第4図は第2図のrV−
rV線に沿う断面図、第5図はMISダイオードの容量
−電圧特性を示す図、第6図は従来のアクティブマトリ
クス液晶表示装置の回路図である。
4・・・絵素、5・・・MISダイオード、6・・・T
FT、8・・・ダイオード用共通配線、14・・・酸化
タンタル層、15・・・窒化シリコン層、22・・・電
極、23・・・a−3L(i)!、24・・−a−S 
L (n”)層。
以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、複数の絵素と各絵素を駆動するための薄膜トランジ
    スタとがマトリクス状に配置されたアクティブマトリク
    ス表示装置であって、該薄膜トランジスタに、MIS構
    造のダイオードと該各絵素とが並列に接続されているア
    クティブマトリクス表示装置。
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