JPH045633A - アクティブマトリックス型液晶表示素子 - Google Patents

アクティブマトリックス型液晶表示素子

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Publication number
JPH045633A
JPH045633A JP2106493A JP10649390A JPH045633A JP H045633 A JPH045633 A JP H045633A JP 2106493 A JP2106493 A JP 2106493A JP 10649390 A JP10649390 A JP 10649390A JP H045633 A JPH045633 A JP H045633A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
channel tft
tft
channel
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP2106493A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaya Keyakida
昌也 欅田
Minoru Akatsuka
赤塚 實
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2106493A priority Critical patent/JPH045633A/ja
Publication of JPH045633A publication Critical patent/JPH045633A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/13624Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel
    • G02F1/136245Active matrix addressed cells having more than one switching element per pixel having complementary transistors

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

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、アクティブマトリックス型液晶表示素子に関
するものである。
[従来の技術1 行列状の走査電極及び信号電極の交差部分近傍に能動素
子を配置したアクティブマトリックス型液晶表示素子は
、コントラスト及び視野角依存性がよ(、応答速度も速
い特徴を有し、また対向基板上にカラーフィルターを配
置した場合には色再現性も優れるためCRTの代替とな
る平面型デイスプレィの本命と考えられている。
従来この能動素子としては、MIM、バリスター、ダイ
オード等の2端子素子と薄膜トランジスター(TFT)
等の3端子素子が使われているが、一般に3端子素子の
方が表示品位において優れている。
このTFT素子の場合、従来は第6図のように1画素に
対し1個のTFT36を配置していた。このTFT36
としてはNチャンネルのTFTかPチャンネルのTFT
のどちらかが通常使用される。TFT基板の歩留まりを
向上させるために、1画素に対し2個あるいは3個以上
のTFTを配置する場合もあるが、TFTの種類として
はNチャンネルかPチャンネルかのどちらか一方であっ
た。
〔発明の解決しようとする課題〕
このようなTFTを駆動する場合には、第7図(a)に
示すように、NチャンネルのTFTの場合には正極性の
パルスを、第7図(b)に示すように、Pチャンネルの
TFTの場合には負極性のパルスをゲート電極に印加す
る。
このような駆動を行ったとき、実際のTFT素子には第
6図のようにゲート電極・ドレイン電極間に寄生容量3
7があるため、例えばNチャンネルTFTの場合には、
第8図に示すようにこの寄生容量による突き抜は電圧3
8のために電位が非対称となり直流電圧が印加されるこ
ととなる。この突き抜は電圧38は液晶容量によって異
なるので対向電極電位を変化させるだけでは非対称性を
完全に打ち消すことはできない。
このように液晶に印加される電圧が非対称になると、液
晶が劣化する原因となったり、あるいは焼付けと呼ばれ
る一種のメモリー現象が発生したり、あるいはフリッカ
−の原因となったりして様々な不都合が生じていた。
尚、第6図、第8図において、31はゲート電極、32
はソースパスライン、34はコモン電極、35は蓄積容
量、36はTFT、39はコモン電位を示す [課題を解決するための手段] 本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり
、絶縁性基板上に、行列状に電極を交差配列し、該電極
の交差部分近傍に能動素子を配置したアクティブマトリ
ックス基板と、透明電極を有する対向基板との間に液晶
が充填されたアクティブマトリックス型液晶表示素子に
おいて、1行当り2本の走査電極を設け、1画素当りの
能動素子部分が少なくとも1組の並列接続されたNチャ
ンネルTFTとPチャンネルTFTからなり、該Nチャ
ンネルTFTのゲート電極が前記2本の走査電極のうち
の一方に接続され、前記PチャンネルTFTのゲート電
極が前記2本の走査電極の内の他の方に接続されている
ことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示素
子を提供するものである。
第1図は本発明の原理を示す回路図である。
1は第1の走査電極、2は第2の走査電極、3はソース
パスライン、4は液晶表示部、5は対向電極、6.7は
それぞれNチャンネルTFT及びPチャンネルTFTで
あり、それぞれのゲート電極が第1の走査電極1.第2
の走査電極2に接続されている。
第1図から明らかなように、本発明においては1つの表
示画素電極に対しNチャンネルTFT6とPチャンネル
TFT7が1組となって接続されている。またTFT基
板の歩留まり向上のために冗長性を持たせ、第2図に示
すように2組あるいは3組以上のTFTの組合せを一画
素に設けてもよい。
第2図において、これらの組合せを構成する複数個のN
チャンネルTFTとPチャンネルTFTを8.9はそれ
ぞれ示す。
また一画素を複数に分割してそのそれぞれにTFTを接
続する方法に対しても本発明は有効であり、分割された
それぞれに1組以上のNチャンネルTFTとPチャンネ
ルTFTを接続すれば、同様な効果が得られる。
ここで、NチャンネルTFT6とPチャンネルTFT7
の駆動について述べる。
通常、あるフィールドにおいてひとつの画素の液晶にN
チャンネルTFT6を用いて電荷を書き込んだものとす
ると、次のフィールドではPチャンネルTFT7を通じ
て同じ画素の液晶に電荷を書き込む。
また、あるフィールドでは全てNチャンネルTFTを用
いて電荷を書き込み、次のフィールドでは全てPチャン
ネルTFTを用いて電荷を書き込んでも良いし、1行あ
るいは複数行毎にNチャンネルTFTとPチャンネルT
FTを交代させながら電荷を書き込んでもよい。
またTFTの構成としてスタガー、逆スタガー、コプレ
ナー等種々の方式が提案されているが、本発明はこれら
全ての構成に適用できるし、半導体材料としてはアモル
ファスシリコンでもあるいはポリシリコンでもよい。特
にポリシリコンの場合には、易動度が高いためTFTの
作製プロセスの時同時にTFTを駆動するための周辺の
駆動回路も作製できるため、駆動回路の簡単化や、端子
接続の簡便化が期待できる。この駆動回路用の素子とし
ては駆動マージンの点でC−MOSが有利なため、C−
MOSで構成されているのが一般的である。この場合C
−MOSを作製するためにはNチャンネルとPチャンネ
ルをつ(るプロセスが必要であるが、本発明のTFTを
作製する場合にもNチャンネルとPチャンネルをつくる
プロセスが必要なため、本発明においてプロセスが増え
るという短所がな(なる利点があるため、ポリシリコン
とのマツチングがよい。
また本発明は、白黒表示にも使えるし、カラーフィルタ
ー等を用いたカラー表示にも使える。
[作用] 本発明にかかるTFTの素子の走査電極に、第3図に示
すようなゲートパルスを印加する。
第3図においてlOは対向電極電位、11は第1の走査
電極1を通じてNチャンネルTFT6のゲート電極に印
加される電圧、12は第2の走査電極2を通じてPチャ
ンネルTFT7のゲート電極に印加される電圧である。
あるフィールドにおいてひとつの画素の液晶にNチャン
ネルTFT6を用いて電荷を書き込んだものとすると、
次のフィールドではPチャンネルTFT7を通じて同じ
画素の液晶に電荷を書き込むものとする。Nチャンネル
TFTを用いて電荷を書き込んだ後はゲート電位は負の
方向にシフトするので、画素電極電位も寄生容量の影響
でやはり負の方向にシフトする。次のフレームではPチ
ャンネルTFTを用いるので電荷の書き込み後は、ゲー
ト電位は正の方向にシフトする。
液晶の容量はこの間には大きく変化することはないと考
えられるので画素電極電位は前のフレームでの負方向の
シフトとほぼ同じ大きさだけ正方向にシフトする。従っ
て、本発明の構成によれば液晶の状態に関わりなく常に
印加電圧の非対称性を打ち消すことができる。
[実施例] 第5図(a)は本発明の実施例にかかるアクティブマト
リックス基板の平面図、第5図(b)は対向基板の断面
図、また第5図(c)はP型及びN型のTFTの断面図
であって、P型、N型TFTの構造を説明するのに、共
通に使用するものとする。
ガラス基板10(旭硝子社製 ANガラス)上にシリコ
ン酸化膜1100n、非晶質シリコン150n+++ 
+ シリコン窒化膜80nmをプラズマCVDを用いて
堆積した後、Ar”イオンレーザ−を照射し、非晶質シ
リコンを多結晶化した。シリコン窒化膜を除去した後、
多結晶シリコンを島状にパターニングして第1のTFT
の半導体層41(a)および第2のTFTの半導体層4
1(b)とした。ゲート絶縁膜42となる窒化シリコン
膜をプラズマCVDで250nm堆積し、引続きCrを
150nm蒸着した。該Crを所定の形状にパターニン
グしてゲート電極13とし、これをマスクとしてゲート
絶縁膜42をCF4ガスと酸素ガスの混合ガスを用いて
ドライエツチングし半導体層41(a)(P型の場合)
、41(b)(N型の場合)の表面の一部を露出させた
。ここでフォトレジストを用いて第1のTFTの半導体
層41(a)の近傍を除いて該基板全体を被覆し、燐イ
オンを2 X 10”70m”注入し、活性化アニール
を行って第1のTFTのソース電極・ドレイン電極領域
とした。次にレジストを酸素プラズマで除去した後、再
びフォトレジストを用いて第2のTFTの半導体層41
(b)の近傍を除いて基板全体を被覆し、ボロンイオン
を3 x 10”7cm”注入し、第2のTFTのソー
ス電極・ドレイン電極領域とした。レジストを除去した
後、活性化アニールを行い層間絶縁膜14としてシリコ
ンオキシナイトライドをプラズマCVDを用いて400
n[11堆積した。続いて11゛0を蒸着した後、所定
の形状にバターニングして画素電極15とし、層間絶縁
膜14の、半導体41(a) 、 41 (b)のソー
ス・ドレイン領域上にスルーホール16をドライエツチ
ングを用いて形成した。この後、Cr、Alをそれぞれ
50nm。
300nm蒸着し、バターニングを行ってソース電極・
ドし・イン電極17.18とした。これに窒化シリコン
をプラズマCVDを用いて300nm堆積して保護膜I
9とし、周辺の電極取り出し部分をエツチングしてアク
ティブマトリックス基板を完成させた。
一方、別のガラス基板20上にカラーフィルター21.
保護膜22を形成し、ITO23をスパッタリングによ
って堆積したものを対向基板とした。
上述した2種類の基板に配向処理を施し、スペーサーを
介しで張り合わせてセルとし、このセルに液晶を充填し
た。セルギャップは5μmとした。
このTFTセルに第3図のような正と負の極性を有し、
それぞれの絶対値が25Vであるようなゲートパルスを
印加しで、その電気光学特性及び信頼性試験を測定した
まず液晶の劣化については、1000時間の連続通電試
験をしても、液晶を流れる電流値が通電試験前の値とほ
とんど変化しておらず、また目視的にも電極劣化等の不
良モードが認められなかった。
次に焼きイづけ現象についでは、2時間、4時間、12
時間、24時間、72時間と連続で同じパターンを通電
し、その後表示パターンを変えでも、前のパターンが全
く残らなかった。
次にフリッカ−については、12時間および24時間の
通電試験をした後でも目視的には全く認められず、また
スペクトルアナライザーで解析してもフリッカ−が発生
するような周波数成分は認められなかった。
[発明の効果〕 以上のように本発明に依れば、NチャンネルのT P 
TとPチャンネルのTFTを同一に接続し、かつそれぞ
れに独立にゲート電極の電位を与えることによって、ゲ
ート電極・ドレイン電極間の寄生容量による突き抜は電
圧が対称となるため、液晶に印加される電圧も対称とな
り直流成分がなくなって、いままで該直流成分のために
発生していた液晶の劣化や、焼付は及びフリッカ−等の
様々な不良モードをほぼ完全になくすことができる。
また、この様な構成にすると、液晶の比抵抗さえ十分に
大きくしておけば直流成分がなくなるため、液晶表示部
と並列に作成されていた蓄積容量が不要になったりある
いは小さ(できる効果も認められる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の原理を示す1画素の回路図。 第2図は1画素当り複数組のNチャンネルTFTとPチ
ャンネル”T’ F Tで構成された本発明の回路図。 第3図は本発明で用いるゲートパルスの電圧波形を示す
特性図。 第4図は本発明にかかる液晶セルに印加される電圧波形
。 第5図(a)は本発明の実施例にかかるアクティブマト
リックス基板の平面図。 第5図(b)は実施例にかかる対向基土にの断面図。 第5図(c)は本発明にかかるT P Tの断面図。 第6図は従来の1”FTの回路図。 第7図(a)、(b)は従来のゲートパルスの電圧波形
を示す特性図。 第8図は従来の回路構成及び従来のグー1−パルスによ
り液晶セルに印加される電圧波形を示す特性図。 1.2,31:ゲートバスライン 332−ソースパスライン 433・液晶表示部 5.34:コモン電極 6:NチャンネルTFT 7:PヂャンネルTFT 37:寄生容量 38−突き抜は電圧

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁性基板上に、行列状に電極を交差配列し、該電極の
    交差部分近傍に能動素子を配置したアクティブマトリッ
    クス基板と、透明電極を有する対向基板との間に液晶が
    充填されたアクティブマトリックス型液晶表示素子にお
    いて、1行当り2本の走査電極を設け、1画素当りの能
    動素子部分が少なくとも1組の並列接続されたNチャン
    ネルTFTとPチャンネルTFTからなり、該Nチャン
    ネルTFTのゲート電極が前記2本の走査電極のうちの
    一方に接続され、前記PチャンネルTFTのゲート電極
    が前記2本の走査電極の内の他の方に接続されているこ
    とを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示素子
JP2106493A 1990-04-24 1990-04-24 アクティブマトリックス型液晶表示素子 Pending JPH045633A (ja)

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JP2106493A JPH045633A (ja) 1990-04-24 1990-04-24 アクティブマトリックス型液晶表示素子

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JP2106493A JPH045633A (ja) 1990-04-24 1990-04-24 アクティブマトリックス型液晶表示素子

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ID=14434977

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JP2106493A Pending JPH045633A (ja) 1990-04-24 1990-04-24 アクティブマトリックス型液晶表示素子

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JP (1) JPH045633A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0769539A (ja) * 1993-08-31 1995-03-14 Toray Eng Co Ltd 線材巻付け装置
US5576857A (en) * 1992-04-02 1996-11-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device with transistors and capacitors method of driving the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5576857A (en) * 1992-04-02 1996-11-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electro-optical device with transistors and capacitors method of driving the same
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