JPH04190329A

JPH04190329A - 表示装置

Info

Publication number: JPH04190329A
Application number: JP2323694A
Authority: JP
Inventors: Shunpei Yamazaki; 舜平山崎; Akira Mase; 晃間瀬
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 1990-11-26
Filing date: 1990-11-26
Publication date: 1992-07-08
Anticipated expiration: 2014-07-05
Also published as: JP2916606B2

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】「発明の利用分野」本発明は、アクティブ型表示装置、特にアクティブ型液
晶表示装置に関するもので、それぞれの画素に相補型に
Ｐチャネル型およびＮチャネル型の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
てピクセルを構成せしめたものである。また、それを補
償するため、画素または／および相補型の薄膜トランジ
スタ（以下Ｃ／ＴＰＴという）を２つまたはそれ以上と
したものである。

「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か知
られている。この場合、ＴＰＴにはアモルファスまたは
多結晶構造の半導体を用い、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（ＩＩ）を設け、これをマトリクス配列
せしめた。一般には６４０　Ｘ４８Ｑまたは１２６０　
Ｘ　９６０と多くするか、この図面ではそれと同じ意味
で単純に２×２のマトリクス配列をさせた。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　（１１）のオン、オフ特
性か一般に良好な場合、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、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ＶＬＣ（１０）は、
しばしば“１”（Ｈｉｇｈ）となるへき時に“１“（Ｈ
ｉｇｈ）にならず、また、逆に“０”（Ｌｏｗ）となる
べき時に“０”（Ｌｏｗ）にならない。液晶（１２）は
その動作において本来絶縁性であり、また、ＴＰＴがオ
フの時に液晶電位（ＶＬｏ）は浮いた状態になる。

この液晶（１２）は等価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が決められる。

この電荷は液晶がＲＬＣて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ＴＦＴのゲイト絶縁膜のピンホールによりＲｏ、（１
５）が生じた場合にはそこから電荷がもれ、■、。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）液晶か用いられる。その液晶の配向のためにそれぞ
れの電極上にラビングした配向膜を設ける。このラビン
グ工程のため発生す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でリークした
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じ値として所定のレベ
ルを保つことがきわめて重要である。しかし実際は不良
が多く、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がある
。

「発明の目的」本発明はこのような問題を解決し、より電流ヤージンを
大とする、即ち応答速度を大とする。また各ピクセルに
おける画素の電位、即ち液晶電位Ｖ　ｔ、ｃが“１”、
“０”に充分安定して固定され、■フレーム中にそのレ
ベルかドリフトしないようにしたものである。

「発明の構成Ｊ本発明は、アクティブ型表示装置、特にアクティブ型液
晶表示装置におけるそれぞれのピクセルの一方の画素を
構成する電極、例えば透明導電膜の電極に相補型のＴＰ
Ｔの出力端を連結せしめたものである。即ちマトリクス
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／ＴＰ
Ｔという）として連結し、それぞれのピクセルの１つを
構成せしめたものである。

１つの画素に２つまたはそれ以上のＣ／ＴＰＴを連結し
て１つのピクセルを構成せしめてもよい。さらに１つの
ピクセルを２つまたはそれ以上に分割し、それぞれにＣ
／ＴＰＴを１つまたは複数個連結してもよい。

本発明の代表例を第２図、第３図、第４図に回路図とし
て示す。実際のパターンレイアウト（配置図）の例をそ
れぞれに対応して第６図、第７図、第８図に示す。

第２図の２×２のマトリクスの例においてＰＴＦＴとＮ
ＴＦＴとのゲイトを互いに連結し、さらにＹ軸方向の線
Ｙ線という）Ｖ、、（２２）、またはＶ　ｃｃ’　（２
２”）に連結した。またＣ／ＴＰＴの共通出力端を液晶
（１２）に連結している。ＰＴＦＴの入力端（ＶＤ、側
）をＸ軸方向向の線Ｘ線トイウ）Ｖ　ｎｏ（１８）、　
Ｖ　ｏｏ−（１８’　）！：：連結し、ＮＴＦＴの入力
端（Ｖ、、側）をＶｓｓ（１９）、　Ｖｓｓ’　（１９
’　）に連結させテイル。するとＶ　、、（１８）、　
Ｖ　Ｇ、（２２）が“ｉ”の時液晶電位（Ｖ　ＬｃＸＩ
Ｏ）は“０”となり、またＶ。０（Ｉ８）が’１”　、
ＶＯＧ（２２）が０”の時、液晶電位（ｌＯ）は“ｌ”
となる。そして液晶（１２）の画素（１２）は反対の電
極（２３）（一般には接地電位（１３））に対して“１
”となるとき、オンとなる。逆に液晶電位（１０）か“
０“のとき液晶はオフとなる。

かくの如く液晶電位（Ｖ　Ｌ、）（１０）はＶ　ｏ、（
１８）、またはＶ８．（１９）のいずれかに固定させ得
るため、フローティングとなることかない。

第３図の例において、Ｘ線Ｖ　ＤＤ（１８）、　Ｖ　５
ｓ（１９）。

Ｖ　ＤＪ（１８’　）、　Ｖ　５ｓ（１９°）に対し、
Ｙ線ｆｉＶＧＧ（２２）。

Ｖ　ｃａ’　（２２’　）を第１のＣ／ＴＰＴを構成す
るＰＴＦＴ（２１）。

ＮＴＦＴ（１１）、第２のＣ／ＴＰＴを構成するＰＴＦ
Ｔ（２１’　）、　ＮＴＦＴ（１１’）を共通してＶＧ
Ｇ（２２）に連結せしめた。またその２つのＣ／ＴＰＴ
の出力を共通にして１つの液晶（１２）の一方の電極で
ある画素（３３）に連結させている。かくすると、２つ
のＰＴＦＴまたは２つのＮＴＦＴのいずれか一方がショ
ートしてもレーザ光照射て破壊させ冗長度をもたせたＣ
／ＴＰＴを有せしめる。

第４図は１つのピクセル（３４）において、２つの画素
（３３）、　（３３”）とそのそれぞれに対応してＣ／
ＴＰＴを２つ設けたものである。２つのＣ／ＴＰＴのゲ
イト電極を共通とせしめ、第１の入力を行う。またそれ
ぞれのＣ／ＴＰＴのそれぞれのＰＴＦＴおよびそれぞれ
（７）ＮＴＦＴ（７）入力をＶａｎ（１８）、　Ｖｓｓ
（１９）ニ連結したものである。かくすることにより、
１つのピクセルの２つの画素のうち一方がＴＰＴの不良
等により非動作となっても、他方が動作するため、マト
リクス構成動作において不良か目立ちにくいという特長
を有する。

以下に実施例に基づき、本発明を示す。

「実施例１」この実施例は実施例２．３．４および５を構成せしめる
ためのもので第９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９図（Ａ）〜（Ｆ）に基づき示す。

第９図（Ａ）において、ＮＯガラス（日本電気硝子部）
　、ＬＨ−３０（ＨＯＹＡ製）、バイコール７９１３　
（コーニング製）等の７００°Ｃ以下、例えば約６００
″Ｃの熱処理に耐え得る石英ガラス等の高価でないガラ
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（３６）としての酸化珪素膜を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。

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。

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°Ｃ
てジシラ：／　（ＳｉｚＨｇ）またＩｔ　）　’Ｊ　シ
ーｆｙ　ン（ＳｉｓＨｇ＞をＣＶＤ装置に供給して成膜
した。反応炉内圧力は３０〜３００Ｐａｔした。成膜速
度は５０〜２５０人／分てあった。

ＮＴＥＴとＰＴＦＴとのスレッシュホールド電圧（Ｖｔ
ｈ）を概略同一に制御するため、ホウ素をジボランを用
いてｌＸｌ０”〜Ｉ　ＸＩＯ”ｃｍ−”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て、
アルゴンに水素を２０〜８０％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
力は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、温度は
例えば３００°Ｃとし、モノシラン（ＳｉＨ２）または
ジシラン（Ｓｉ□Ｈ，）を用いた。これらをＰＣＶＤ装
置内に導入し、１３．５６ＭＨｚ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５　Ｘ
　１０”ｃｍ−’以下であることか好ましい。この酸素
濃度が高いと、結晶化させにくく、熱アニール温度を高
（または熱アニール時間を長くしなければならない。ま
た少なすぎると、バックライトによりオフ状態のリーク
電流か増加してしまう。

そのため４Ｘ１０”〜４　Ｘ　１０”Ｃｍ−”の範囲と
した。

水素は４　Ｘ　１０”ｃｍ”であり、珪素４　Ｘ　１０
２２ｃｍ−３として比較すると１以下％であった。

本発明において、ソース、ドレインに対してより結晶化
を助長させるため、酸素濃度を７Ｘ１０”ｃｍ−”以下
、好ましくは７　Ｘ　１０”ｃｍ−３以下とし、ピクセ
ル構成するＴＰＴのチャネル形成領域のみに酸　−素を
イオン注入法により５ＸＩＯ”〜５　Ｘ　ＩＯ”ｃｍ−
’となるように添加してもよい。

その時周辺回路を構成するＴＰＴには光照射かなされな
いため、この酸素の混入をより少なくし、より大きいキ
ャリア移動度を有せしめることは、高周波動作をさせる
ためる育効である。

かくして、アモルファス状態の珪素膜を５００〜５００
０人、例えば１５００人の厚さに作製の後、４５０〜７
００°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（さ
て６００℃の温度で保持した。

珪素膜の下の基板表面にアモルファス構造の酸化珪素膜
が形成されているため、この熱処理で特定の核が存在せ
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。

アニールにより、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、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。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５２２　ｃｍ−’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　Ａ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、各ク
ラスタ間は互いに珪素同志で結合（アンカリング）がさ
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、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”／Ｖｓｅｃ　
、電子移動度（μｅ）〜１．５〜３００ｃｍ”／Ｖｓｅ
ｃが得られる。

他方、上記の如き中温でのアニールではなく、９００〜
１２００’ｃ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がお
きて、ＧＢには酸素、炭素、窒素等の不純物が多くなり
、結晶中の移動度は大きいか、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。結
果として１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃ以上の移動度がなかなか
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き理由により、セミ
アモルファスまたはセミクリスタル構造を存するシリコ
ン半導体を用いている。

第９図（Ａ）において、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
）　（チャネル巾２０μｍ）を図面の右側に、ＮＴＦＴ
用の領域（１１）を左側に作製した。

この上に酸化珪素膜をゲイト絶縁膜として５００〜２０
００人例えば１０００人の厚さに形成した。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し、ナトリウムイオンの
固定化をさせてもよい。

この後、この上側にリンが１〜ＩＯＸ　１０２１０２Ｏ
”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）、Ｍｏ
Ｓｉ２またはＷＳｉ２ど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て第９図（Ｂ）
を得た。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１
０μｍ、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９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　１０１１
０ｌ５’のドーズ量をイオン注入法により添加した。

次に第９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。ＮＴＦＴ用のソース（
５°）、ドレイン（６゛）としてリンをＩ　Ｘｌ０１５
ｃｍ−２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
。

次に、６００°Ｃにて１０〜５０時間再び加熱アニール
を行った。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。

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。

かくすると、セルファライン方式でありなからも１．７
００°Ｃ以上にすべての工程で温度を加えることがなく
　Ｃ／ＴＰＴ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たプロセスで
ある。

熱アニールは第９図（Ａ）、　（Ｄ）で２回行った。し
かし第９図（Ａ）のアニールは求める特性により省略し
、双方を第９図（Ｄ）のアニールにより兼ね製造時間の
短縮を図ってもよい。第９図（Ｅ）において、層間絶縁
物（８）として前記したスパッタ法により酸化珪素膜を
形成した。この酸化珪素膜の形成はＬＰＣＶＤ法、光Ｃ
ＶＤ法、常圧ＣＶＤ（ＴＥ０１−オゾン）法を用いても
よい。例えば０．２〜０．６μｍの厚さに形成し、その
後、フォトマスク■を用いて電極用の窓（３２）を形成
した。

さらにこれら全体に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（
２９）、　（２９’　）をフォトマスク■を用いて作製
した。

表面を平坦化用有機樹脂（３９）例えば透光性ポリイミ
ド樹脂を塗布形成し、再度の電極穴あけをフォトマスク
■にて行った。

第９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画素の電極を透明電極と
してそれに連結するため、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、電極（３３）を構成させた
。このＩＴＯは室温〜１５０°Ｃで成膜し、２００〜４
００°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。

かかるＴＰＴの特性を略記する。

移動度（ｔｔ　ｃｍ２／Ｖｓ）　　Ｖ　ｔｈ（Ｖ）ＰＴ
ＦＴ　　　　２０　　　　　　　−５．９ＮＴＦＴ　　
　　４０　　　　　　　　＋５．０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でも大
きな移動度を作ることができた。そのため、初めて第２
図、第３図、第４図に示した液晶表示装置用の各ビクセ
ルに相補型ＴＰＴを構成させるアクティブ型液晶表示装
置を作ることができた。また周辺回路もオンガラス化（
同一基板上に同様のＴＰＴの製造プロセスで形成する方
法）が可能となった。

「実施例２」第６図（Ａ）に第２図に対応した実施例を示す。

Ｘ線としてＶＤＤ（１８）、Ｖｓｓ（１９）、Ｖ　Ｄｏ
’　（１８’　）、Ｖ＝Ｓ’（１９′）を形成した。な
おＹ線としテＶＯ，（２２）、Ｖ　ａＧ’　（２２’　
）を形成した。

図面（Ａ）は平面図であるか、そのＡ−Ａ　’の縦断面
図を第６図（Ｂ）に示す。またＢ−Ｂ’の縦断面図を第
６図（Ｃ）に示す。

ＰＴＦＴ（２１）をＸＪＩＶｏｏ（ｔｓ）とＹ線ＶＯＧ
（２２）との交差部に設け、ＶａＤ（１８）とＶ。０”
（２３）との交差部にも他の画素用のＰＴＦＴ（２１Ａ
）か同様に設けられている。ＮＴＦＴ（１１）ハＶ、、
（１９）とｖ。Ｇ（２２）トノ交差部ニ・　　設けられ
ている。Ｖ　ＤＤｏ（１８’　）とＶ。、（２２）との
交差部の下側には、他の画素用のＰＴＦＴが設けられて
いる。Ｃ／ＴＰＴを用いたマトリクス構成を有せしめた
。

ＰＴＦＴ（２１）は、ソース（５）の入力端のコンタク
ト（３２）を介しＸｊ！ＡＶ、バ】８）に連結され、ゲ
イト（４）は多層形成かなされたＹ線Ｖ。。（２２）に
連結されている。ドレイン（６）の出力端はコンタクト
（２９）を介して画素の電極（３３）に連結している。

他方、ＮＴＦＴ（１１）はソース（５“）の入力端かコ
ンタクト（３２”）を介してＸ線Ｖ、５（１９）に連結
され、ゲイト（４′）はＹ線Ｖ、、（２２）に、ドレイ
ン（６゛）の出力端はコンタクト（２９°）を介して画
素（３３）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、透明導電膜よ
りなる画素（３３）とＣ／ＴＰＴ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
装置を作ることが可能となった。

第６図（Ｂ）、　（Ｃ）は第９図（Ｆ）に番号か対応し
てい′る。

ここでの特長は、１つの画素に２つのＴＰＴか相補構成
をして設けられていること、画素（３３）は液晶電位ｖ
Ｌｏを存するか、それは、ＰＴＦＴかオンでありＮＴＦ
Ｔがオフか、またはＰＴＦＴかオフでありＮＴＦＴかオ
ンか、のいずれのレベルに固定されることである。

その動作を第５図を用いて略記する。

液晶（１２）を挟む一対の電極（３３）、　（２３）に
おいて、他方の電極（２３）を接地電位（１３）とし、
それに対しテＰＴＦＴ（２１）（７）入力端が連結しり
ｖＤＤ（１９）を例えば＋１０Ｖ、　ＮＴＦＴ（１１）
（７）入力端が連結しりＶｓｓ（１８）を例えば−１０
Ｖとすルト、Ｖ　、ｃ（１０）ｌ！　＋　ＩＯＶまタハ
−ＩＯＶと固定となる。第１図に示された従来公知のＮ
ＴＦＴ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。即ちＶｏｏ（１
８）、Ｖｓｓ（１９）、接地（工３）と３種類の電位を
設定することができ、制御要素か１つ増えたことかわか
る。

また第６図で明らかな如く、制御要素のＶｓｓか新たに
増えても、Ｖｓｓの配線かＸ線として１本増えるのみで
あり、液晶装置における開口率（全面積（３４）に対す
る実際に表示する液晶の面積（３３）の割合）に関して
は、従来の第１図の１つのみの導電型をもつＴＰＴを各
画素に連結した場合に比へて大きくは減少せず、それほ
ど不利にならない。

第６図において、Ｖｏ。（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（４３）　（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。

第６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５図
（２３））を有する基板との間に一定のｌ１ｉｌ１１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または配線して完成させた。

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かある。

また液晶材料にＦＬＣ（強誘電性）液晶を用いる場合は
、動作電圧を±２０Ｖとし、セルの間隔を１．５〜３．
５μｍ例えば２．３μｍとし、反対電極（第４図８３４
）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±１０〜±１５Ｖとし、セル間隔は１〜１０μ
ｍ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
ることができる。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が規定される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。

「実施例３」この実施例は第３図および第７図に対応したものである
。

この図面より明らかな如く、Ｙ線のＶ。Ｃ，（２２）を
中央に配設し、Ｘ線のｖＯＤ（１８）、Ｖｓｓ（１９）
に挟まれた部分を１つのピクセル（３４）としている。

１つのピクセルは１つの透明導電膜の画素電極（３３）
および２つのＰＴＦＴ（２１）、　（２１°）、２つの
ＮＴＦＴ（１１）、　（１１”）よりなる２つのＣ／Ｔ
ＰＴに連結させている。

ゲイト電極はすべてＶ。Ｇ（２２）に連結され、２つの
ＰＴＦＴ（２１）、　（２１’）　ハＶＤＩ、（１８）
ｌ：、また２ツ（７）ＮＴＦＴ（７）（１１）、　（１
１°）ｌｔＶｓｓ（１９）ｔ：連結されテイル。コレら
２つのＰＴＦＴの一方またはＮＴＦＴの一方が不良であ
った場合、その不良のＴＰＴをレーザ光照射で破壊させ
ることにより、冗長性をもたせた。

このため、画素を構成する透明導電膜（３３）は４つの
ＴＰＴのソース、ドレインを覆うことのないように設け
た。

その他は実施例２と同じであり、このＣ／ＴＰＴは実施
例１を用いた。

「実施例４」この実施例は第４図および第８図に対応するものである
。１つのピクセルが２つのＣ／ＴＰＴと２つの画素より
なっている。即ちＰＴＦＴ（２１）、ＮＴＦＴ（１１）
よりなるＣ／ＴＰＴの出力と連結した液晶（１２）の画
素電極（３３）と、他のＰＴＦＴ（２１”）とＮＴＦＴ
（１１”）よりなるＣ／ＴＰＴの出力に連結した液晶（
１２’　）の画素電極（３３’　）とか１つのピクセル
（３４）を構成している。

画素（３３）と（３３’　）とが１つのピクセルを構成
する合わせた画素（３３）に対応する。

かくすると、たとえ一方の画素か動作しなくなっても、
他方の画素か動作をし、カラー化をした時、非動作のピ
クセルが発生する確率を下げることができた。

その他、ここに記載されていないことは実施例１．２に
記されたことと同様である。

「実施例５」実施例２．３および４においては、ＶｏｏにＰＴＦＴの
入力端を、またＶｓｓにＮＴＦＴの入力端を連結した。

この実施例においては、逆に、Ｖ（、（、側にＮＴＦＴ
の入力端を、Ｖｓｓ側にＰＴＦＴの入力端を連結した。

するとその出力であるｖＬｏはＶ。０と同相（Ｖｏａが
“１”の時Ｖ　ＬＣは“１”となり、Ｖ　ａａか“０“
の時Ｖ、。は“０”となる）とすることかできる。出力
電位はＶ。、−ｖｔｈで与えられる。かくするとＶ。０
をＶ。。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６図、第７図および第８図において、Ｐ
ＴＦＴ（２１）とＮＴＦＴ（Ｉｆ）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ＮＴ
ＦＴとを互いに逆に設ければよい。そのため、実施例２
．３．４における製造工程はまったく同じとして作るこ
とかできる。

「発明の効果」本発明は相補型のＴＰＴをマトリクス化された各画素に
連結することにより、 ■）シきい値の明確化２）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
うことかできる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９図（Ｃ）および（Ｄ）のフォトマスク■
、■と２回多くなるのみである６）キャリアの移動度がアモルファス珪素を用いた場合
に比べ１０倍以上も大きいため、ＴＰＴの大きさを小さ
くてき、１つのビクセル内に２つのＴＰＴをつけても開
口率の減少をほとんど伴わないという多くの特長を存す
る。

そのため、これまでのＮＴＦＴのみを用いるアクティブ
ＴＰＴ液晶装置に比へて、数段の製造歩留まりと画面の
鮮やかさを成就できるようになった。

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。またセルーファライン型のＣ／Ｔ
ＰＴ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。またスタか一型でなく逆ス
タか一型のＴＰＴであってもよいことはいうまでもない
。

本発明における表示媒体としては、透過型の液晶表示装
置または反射型の液晶表示装置として用い得る。また液
晶材料としては前記したＴＮ液晶、ＦＬＣ液晶、分散型
液晶、ポリマ型液晶を用い得る。

またゲストホスト型、誘電異方性型のネマチック液晶に
イオン性ドーパントを添加して電界を印加することによ
ってネマチック液晶としコレステリック液晶との混合体
に電界を印加して、ネマチック相とコレステリック相と
の間で相変化を生しさせ、透明ないし白濁の表示を実現
する相転移液晶を用いることもできる。また液晶以外で
は、例えば染料で着色した有機溶媒中にこれと色の異な
る顔料粒子を分散させた、いわゆる電気泳動表示用分散
系を用いることもてきることを付記する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアクティブ型ＴＰＴ（薄膜型トランジス
タ）を用いた液晶装置を示す。第２図、第３図および第４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５図は相補型ＴＰＴの動作を示す図面である。第６図は第２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７図は第３図に対応した液晶表示装置の一方の基板の
図面である。第８図は第４図に対応した液晶表示装置の一方の基板の
図面である。第９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（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（ＶＬｃ）（１１）、　（１１’　）、　（ＩＩＡ）、　（１１’
　Ａ）、　（ＩＩＢ）、　（圧Ｂ）・・Ｎチャネル型薄
膜トランジスタ（ＮＴＦＴ）（１２）、　（１２°）、
　（１２Ａ）、　（１２°Ａ）、　（１２Ｂ）、　（１
２’　Ｂ）・・・・液晶（１４）、　（１５）　　・リークをさせる抵抗（１６
）、　（１７）　　・周辺回路（１８）、　（１８’　）　−Ｖ　ｎｏ　（Ｘ線の１つ
）（２９）、　（１９°ルＶｓｓ　（Ｘ線の１っ）（２
１）、　（２１’　）、　（２１Ａ）、　（２１’　Ａ
）、　（２１Ｂ）、　（２１’　Ｂ）・・・・Ｐチャネ
ル型薄膜トランジスタ（ＰＴＦＴ）（２２）、　（２２
”）−Ｖ、、、　Ｖ、、’　（Ｙ線）（２３）、　（３
３）、　（３３’　）、　（３３Ａ）、　（３３’　Ａ
）、　（３３Ｂ）、　（３３’　Ｂ）・・・・透明電極
で作られた画素（３４）・・・・ピクセル（３６）・・・・ブロッキング層

Claims

【特許請求の範囲】１、アクティブ型表示装置において、それぞれの画素に
対応して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前記画素に連結せしめる
とともに、前記相補型薄膜トランジスタのゲイト電極を
共通して第１の入力端とし、前記相補型薄膜トランジス
タの他端のソースまたはドレインを第２および第３の入
力端として設けたピクセルを有することを特徴とする表
示装置。２、アクティブ型表示装置において、それぞれの１つの
画素に対応して２つまたはそれ以上のＰチャネル型薄膜
トランジスタと２つまたはそれ以上の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２つまた
はそれ以上の相補型薄膜トランジスタの出力端を前記画
素に連結せしめるとともに、２つまたはそれ以上の前記
相補型薄膜トランジスタのゲイト電極を共通して第１の
入力端とし、前記２つまたはそれ以上の相補型薄膜トラ
ンジスタのソースまたはドレインを第２および第３の入
力端として設けたピクセルを有することを特徴とする表
示装置。３、アクティブ型表示装置において、それぞれの２つま
たはそれ以上の画素に対応して２つまたはそれ以上のＰ
チャネル型薄膜トランジスタと２つまたはそれ以上の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２つまたはそれ以上の相補型薄膜トランジスタの
出力端を前記２つまたはそれ以上の画素に連結せしめる
とともに、２つまたはそれ以上の前記相補型薄膜トラン
ジスタのゲイト電極を共通して第１の入力端とし、前記
２つまたはそれ以上の相補型薄膜トランジスタのソース
またはドレインを第２および第３の入力端として設けた
ピクセルを有することを特徴とする表示装置。