【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野)
この発明は液晶衣示装置、特に薄膜トランジスタ等を使
用したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に関
する。
【従来の技術]
アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリ
クス状に配列された複数の画素電極の各々に対応して非
線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。各
画素における液晶は理論的には常時駆動(デューティ比
1.0)されているので5時分割酩動方式を採用してい
る、いわゆる単純マトリク入方式と比べてアクティブ方
式はコントラストが良く特にカラーでは欠かせない技術
となりつつある。スイッチング素子として代表的なもの
としては薄膜トランジスタ(TPT)がある。
従来のアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置にお
いては、各画素列に対して走査信号線が1本設けられて
いる。
なお、薄膜トランジスタを使用したアクティブ・マトリ
クス方式の液晶表示装置は、たとえば「冗長構成を採用
した12.5型アクティブ・マトリクス方式カラー液晶
ディスプレイ」、日経エレクトロニクス、頁193〜2
10、l986年12月15日、日経マグロウヒル社発
行、で知られている。
【発明が解決しようとする課題1
しかし、このような液晶表示装置においては、低温時に
は薄膜トランジスタのチャンネル幅とチャンネル長との
比が小さすぎるから、画素電極への書き込み不良が生じ
、一方高温時には薄膜トランジスタのチャンネル幅とチ
ャンネル長との比が大きすぎるため、黒むらが生ずる。
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので
、温度にかかわらず良好な画像が得られる液晶表示装置
を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段1
この目的を達或するため,この発明においては,薄膜ト
ランジスタと画素電極とを画素の一構或要素とするアク
ティブ・マトリクス方式の液晶表示装置において、各画
素列に対して第1、第2の走査信号線を設け、上記第1
、第2の走査信号線に第1、第2のゲートfI1極を接
続する。
【作用]
この液晶表示装置においては,各画素列に対して第1、
第2の走査信号線を設け、上記第1、第2の走査信号線
に第1,第2のゲート電極を接続するから、第1、第2
の走査信号線に走査信号を送出したときには、薄膜トラ
ンジスタのチャンネル幅とチャンネル長との比が大きく
なり、一方第1の走査信号線にのみ走査信号を送出した
ときには,薄膜トランジスタのチャンネル幅とチャンネ
ル長との比が小さくなり、また寄生容量による映像信号
の落ち込み量が小さくなる。
[実施例]
以下、この発明を適用すべきアクティブ・マトリクス方
式のカラー液晶表示装置を説明する。
なお、液晶表示装置を説明するための企図において,同
一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの
説明は省略する。
第2A図はこの発明が適用されるアクティブ・マトリク
ス方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平
面図、第2B図は第2A図のIIB−■B切断線におけ
る断面と表示パネルのシール部付近の断面を示す図、第
2C図は第2A図の■C一■C切断線における断面図で
ある。また、第3図(要部平面図)には第2A図に示す
画素を複数配置したときの平面図を示す。
《画素配置》
第2A図に示すように、各画素は隣接する2本の走査信
号線(ゲート信号線または水平信号線)GLと、隣接す
る2本の映像信号線(ドレイン信号線または垂直信号線
)DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内
)に配置されている。
各画素は薄膜トランジスタTPT、透明画素@極ITO
Iおよび保持容量素子C addを含む。走査信号線G
Lは列方向に延在し、行方向に複数本配置されている。
映像信号線DLは行方向に延在し、列方向に複数本配置
されている。
《表示部断面全体構造》
第2B図に示すように、液晶LCを基準に下部透明ガラ
ス基板SUBI側には薄膜トランジスタTPTおよび透
明画素電極IT○1が形成され、上部透明ガラス基板S
UB2側にはカラーフィルタFIL、遮光用ブラックマ
トリクスパターンを形或する遮光膜BMが形或されてい
る。下部透明ガラス基板SUBIはたとえば1 . 1
[+nm]程度の厚さで構或されている。
第2B図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板SUBI.SUB2の左側林部分
で外部引出配線の存在する部分の断面を示しており、右
側は透明ガラス基板SUB1,SUB2の右側縁部分で
外部引出配線の存在しない部分の断面を示している。
第2B図の左側、右側のそれぞれに示すシール材SLは
液晶LCを封止するように構威されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板SUBI、S
UB2の縁周囲全体に沿って形或されている。シール材
SLはたとえばエポキシ樹脂で形戊されている。
上部透明ガラス基板SUBZ側の共通透明画素電極IT
O2は、少なくとも一個所において、銀ペースト材SI
Lによって下部透明ガラス基板SUBI側に形成された
外部引出配線に接続されている。この外部引出配線はゲ
ート電極GT.ソース電極SDI. ドレイン電極SD
2のそれぞれと同一製造工程で形或される。−
配向膜ORII、ORI2、透明画素電極ITO1、共
通透明画素電極IT○2、保!!膜psv1、PSV2
、絶縁膜GIのそれぞれの層は、シール材SLの内側に
形成される。偏光板POL1、POL2はそれぞれ下部
透明ガラス基板SUBI、上部透明ガラス基板SUB2
の外側の表面に形或されている。
液晶LCは液晶分子の向きを設定する千部配向膜ORI
Iと上部配向膜ORI2との間に封入され、シール部S
Lよってシールされている。
下部配向膜ORIIは下部透明ガラス基板SUBl側の
保護膜PSVIの上部に形成される。
上部透明ガラス基板SUB2の内側(液晶LC側)の表
面には、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護膜P
SV2、共通透明画素電tiIT○2 (COM)およ
び上部配向膜ORI2が順次積層して設けられている。
この液晶表示装置は下部透明ガラス基板SUBl側,上
部透明ガラス基板SUB2側のそれぞれの層を別々に形
或し、その後上下透明ガラス基板SUBI.SUB2を
重ね合わせ,両者間に液晶LCを封入することによって
組み立てられる。
《薄膜トランジスタTFT>
薄膜トランジスタTPTは、ゲート電極GTに正のバイ
アスを印加すると、ソースードレイン間のチャネル抵抗
が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は
大きくなるように動作する。
各画素の薄膜トランジスタTPTは、画素内において3
つ(複数)に分割され,薄膜トランジスタ(分割薄膜ト
ランジスタ)TFTI、TFT2およびTFT3で構威
されている。U膜トランジスタTPT1〜TFT3のそ
れぞれは実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同じ
)で構戊されている。この分割された薄膜トランジスタ
TPTI〜TFT3のそれぞれは、主にゲート電極GT
、ゲート絶縁膜GI、i型(真性. intrinsi
c.導電型決定不純物がドープされていない)非品質シ
リコン(Si)からなるi型半導体層AS、一対のソー
ス電極SDIおよびドレイン電+m S D 2で構或
されている。なお、ソデス・トレインは木来その間のバ
イアス極性によって決まり、この液晶表示装置の回路で
はその極性は動作中反転するので、ソース・ドレインは
動作中入れ替わると理解されたい。しかし、以下の説明
でも、便宜上一方をソース,他方をドレインと固定して
表現する。
《ゲート電極GT>
ゲート電極GTは第4図(第2A図の第1導電膜g1、
第2導電膜g2およびi型半導体層ASのみを描いた平
面図)に詳細に示すように、走査信号線OLから垂直方
向(第2A図および第4図において上方向)に突出する
形状で構威されている(丁字形状に分岐されている)。
ゲート電極GTは薄膜トランジスタTPTI〜TFT3
のそれぞれの形成領域まで突出するように構或されてい
る.?J膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれ
のゲート電極GTは、一体に(共通ゲート電極として)
構成されており,走査信号線OLに連続して形或されて
いる。ゲート電極GTは、薄膜トランジスタTPTの形
或領域において大きい段差を作らないように、単層の第
1導電膜g1で構或する。第1導電膜g1はたとえばス
パッタで形威されたクロム(Cr)膜を用い, 100
0[人コ程度の膜厚で形成する。
このゲート電極GTは第2A図、第2B図および第4図
に示されているように,i型半導体MASを完全に覆う
よう(下方からみて)それより太き目に形成される。し
たがって,下部透明ガラス基板SUBIの下方に蛍光灯
等のバックライトBLを取り付けた場合、この不透明な
クロムからなるゲート電極GTが影となって、i型半導
体IASにはバックライト光が当たらず、光照射による
導1115%象すなわち薄膜トランジスタTPTのオフ
特性劣化は起きにくくなる。なお、ゲート電極GTの本
来の大きさは、ソース電極SDIとドレイン電極SD2
との間をまたがるに最低限必要な(ゲート電極GTとソ
ース電tmsD1、ドレイン電極SD2との位置合わせ
余裕分も含めて)幅を持ち、チャンネル幅Wを決めるそ
の奥行き長さはソース電極SDIとドレイン電極SD2
との間の距離(チャンネル長)Lとの比、すなわち相互
コンダクタンスgmを決定するファクタW/Lをいくつ
にするかによって決められる。
この液晶表示装置1こおiるゲート電極GTの大きさは
もちろん、上述した本来の大きさよりも大きくされる。
なお,ゲート電極GTのゲートおよび遮光の機能面から
だけで考えれば、ゲート電極GTおよび走査信号線GL
は単一の層で一体に形成してもよく、この場合不透明i
電材料としてシリコンを含有させたアルミニウム(Al
)、純アルミニウム、パラジウム(Pd)を含有させた
アルミニウム等を選ぶことができる。
《走査信号線GL>
走査信号線OLは第1導電膜g1およびその上部に設け
られた第2導電膜g2からなる複合膜で構成されている
。この走査信号線OLの第t導電膜g1はゲート電極G
Tの第1導電膜g1と同一製造工程で形或され、かつ一
体に構成されている。
第2導電膜g2はたとえばスパッタで形或されたアルミ
ニウム膜を用い、■000〜5500[人コ程度の膜厚
で形成する。第2導電膜g2は走査信号線GLの抵抗値
を低減し、信号伝達速度の高速化(画素の情報の書込特
性向上)を図ることができるように構威されている。
また,走査信号線GLは第1導電膜g1の輻寸法に比べ
て第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。すな
わち、走査信号線GLはその側壁の段差形状がゆるやか
になっている。
《絶縁膜GI>
i色縁膜GIは:i膜トランジスタTPTI〜TFT3
のそれぞれのゲート絶縁膜として使用される。
絶B膜GIはゲート電極GTおよび走査信号線GLの上
層に形成されている。at>膜GIはたとえばプラズマ
CVDで形成された窒化シリコン膜を用い、3000[
入]程度の膜厚で形成する。
《j型半導体層AS>
i型半導体/QASは、第4図に示すように、複数に分
割された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞ
れのチャネル形或領域として使用される。i型半導体y
!JAsは非品質シリコン膜または多結晶シリコン膜で
形或し、約1.800[人コ程度の膜厚で形或する。
このi型半導体層ASは、供給ガスの戊分を変えてSi
3N4からなるゲート#@縁膜として使用される絶縁膜
GIの形成に連続して、同じプラズマCVD装置で,し
かもそのプラズマCVD装置から外部に露出することな
く形威される。また、オーミックコンタクト用のPをド
ープしたN1型半導体層do(第2B図)も同様に連続
して約400[人コの厚さに形或される。しかる後、下
部透明ガラス基板SUBIはCVD装置から外に取り出
され、写真処理技術によりN+型半導体層doおよびi
型半導体WjASは第2A図,第2B図および第4図に
示すように独立した島状にパターニングされる。
i型半ji体層ASは、第2A図および第4図に詳細に
示すように、走査信号線OLと映像信号線DLとの交差
部(クロスオーバ部)の両者間にも設けられている。こ
の交差部のi型半導体層ASは交差部における走査信号
線GLと映像信号線DLとの短絡を低減するように構戊
されている。
《ソース電極SDI、ドレイン電極SD2>複数に分割
された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれ
のソース電極SDIとドレイン電極SD2とは、第2A
図、第2B図および第5図(第2A図の第1〜第3導電
膜d1〜d3のみを描いた平面図)で詳細に示すように
、i型半導体層AS上にそれぞれ離隔して設けられてい
る。
ソース電極SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれは、
N+型半導体層dOに接触する下層側から、第1導電膜
d1、第2導電膜d2,第3導電膜d3を順次重ね合わ
せて構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜d
1、第2導電膜d2および第3導電膜d3は、ドレイン
電極SD2の第1導電膜d1、第2導電11id2およ
び第3導電膜d3と同一製造工程で形威される。
第1導電膜d1はスパッタで形成したクロム膜を用い,
500〜1000[入]の膜厚(この液晶表示装置では
、600[入]程度の膜厚)で形或する。クロム膜は膜
厚を厚く形成するとストレスが大きくなるので、200
0[A]程度の膜厚を越えない範囲で形戊する。クロム
膜はN+型半導体層doとの接触が良好である。クロム
膜は後述する第2導電膜d2のアルミニウムがN+型半
導体層doに拡散す?ことを防止するいわゆるパリ7層
を4+i成する。
第1導電膜d1としては、クロム膜の他に高融点金属(
Mo.Ti.Ta.W)膜、高融点金属シリサイド(M
oSi2、TiSi2、TaSi■、WSi2)膜で形
或してもよい。
第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクを用いて,あるいは第1導電膜d1を
マスクとして、N+型半導体J1クdOが除去される。
つまり、i型半導体層As上に残っていたN+型半導体
NdOは第工導電膜d1以外の部分がセルファラインで
除去される6このとき、N+型半導体層doはその厚さ
分は全て除去されるようエッチされるので、i型半導体
層ASも若干その表面部分でエッチされるが、その程度
はエッチ時間で制御すればよい。
しかる後,第2導電膜d2がアルミニウムのスパッタリ
ングで3000〜55(10[λ]の膜厚(この液晶表
示装置では、3500[人]程度の膜厚)に形或される
。アルミニウム膜はクロム膜に比κでストレスが小さく
,厚い膜厚に形或することが可能で、ソース電曙S D
1、トレイン電極SD2および映像信号線DLの抵抗
値を低減するように構或されている。第2導電膜d2と
してはアルミニウム膜の他にシリコンや銅(Cu)を添
加物として含有させたアルミニウム膜で形或してもよい
。
第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後,
第3導電膜d3が形成される。この第3導電膜d3はス
パッタリングで形成された透明導電膜(Induim−
Tin−Oxide I T○:ネサ嘆)からなり、
1000〜2000[入コの膜厚(この液晶表示′!A
7lでは、1200[A]程度の膜厚)で形成される。
この第3導電膜d3はソース電極SD↓、ドレイン電極
SD2および映像信号線DLを構威するとともに、透明
画素電極IT○1を構或するようになっている。
ソース電極SDIの第l導電膜d1、ドレイン電極SD
2の第工導電膜d1のそれぞれは、上層の第2導電膜d
2および第3導電膜d3に比へて内側に(チャンネル領
域内に)大きく入り込んでいる。つまり、これらの部分
における第1導電膜d1は第2導電膜d2、第3導電膜
d3とは無関係に薄膜トランジスタTPTのゲート長L
を規定できるように構成されている。
ソース電極SDIは透明画素電極ITOIに接続されて
いる。ソース電極SDIは、i型半導体IAsの段差形
状(第1導電膜g1の膜厚、N+型半導体層dOの膜厚
およびi型半導体層ASの膜厚を加算した膜厚に相当す
る段差)に沿って構或されている。具体的には、ソース
電極SD1は、i型半導体層ASの段差形状に沿って形
成された第1導電膜d1と、この第1導電膜d1の上部
にそれに比べて透明画素電極ITOIと接続される側を
小さいサイズで形或した第2導電膜d2と、この第2導
電膜d2から露出する第1導電膜d1に接続された第3
導電1j[d3とで構或されている。
ソース電極SDIの第2導電膜d2は第l導電膜clL
のクロム膜がストレスの増大から厚く形或できず、i型
半導体層ASの段差形状を乗り越えられないので、この
i型半導体N3Asを乗り越えるために構成されている
。つまり、第2導電膜d2は厚く形成することでステッ
プ力バレッジを向上している。第2導電膜d2は厚く形
成できるので、ソース電極SDIの抵抗値(ドレイン電
極SD2や映像信号線DLについても同様)の低減に大
きく寄与している。第3導電膜d3は第2導電膜d2の
i型半導体層ASに起因する段差形状を乗り越えること
ができないので、第2導電膜d2のサイズを小さくする
ことで、露出する第1導電膜d1に接続するように構或
されている。第1導電膜dlと第3導電膜d3とは接着
性が良好であるばかりか、両者間の接続部の段差形状が
小さいので,ソース電極SDIと透明画素電極ITOI
とを確実に接続することができる。
《透明画素電極IT○1》
透明画素電極ITO1は各画素毎に設けられており、液
晶表示部の画素電極の一方を構或する。
透明画素電極ITOIは画素の複数に分割された薄膜ト
ランジスタTPTI〜TFT3のそれぞれに対応して3
つの分割透明画素f!1極E1、E2、E3に分割され
ている。分割透明画素電極E1〜E3は各々スク膜トラ
ンジスタTPTのソース電極SDIに接続されている。
分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれは実質的に同一
面積となるようにパターニングされている。
このように、1画素の薄膜トランジスタTPTを複数の
薄膜トランジスタT P T 1〜TFT3に分割し、
この複数に分割された薄膜トランジスタTPTI〜TF
T3のそれぞれに分割透明画素電+mE1〜E3のそれ
ぞれを接続することにより、分割された一部分(たとえ
ば、}″Jt膜トランジスタTFTI)が点欠陥になっ
ても、画素全体でみれば点欠陥でなくなる(薄膜トラン
ジスタTFT2および薄膜トランジスタTFT3が欠陥
でない)ので、点欠陥の確率を低減することができ,ま
た欠陥を見にくくすることができる。
また、分割透明画素電極E1〜E3のそれぞれを実質的
に同一面積で構戊することにより、分割透明画素電極E
1〜E3のそれぞれと共通透明画素電極IT○2とで構
戊されるそれぞれの液晶容量Cρix を均一にするこ
とができる。
《保護膜PSV1》
薄膜トランジスタTPTおよび透明画素電極工T○1上
には保護膜PSV↓が設けられている。
保護膜PSVIは主に薄膜トランジスタTPTを湿気等
から保護するために形成されており、透明性が高くしか
も耐湿性の良いものを使用する。保護膜PSVIはたと
えばプラズマCVD装置で形戊した酸化シリコン膜や窒
化シリコン膜で形成されており、80QO[λ]程度の
膜厚で形成する。
《遮光膜BM>
上部透明ガラス基板SUB2側には、外部光(第2B図
では上方からの光)がチャネル形威領域として使用され
るi型半導体WASに入射されないように,遮蔽膜BM
が設けられ、遮蔽膜BMは第6図のハッチングに示すよ
うなパターンとされている。なお、第6図は第2A図に
おけるIT○膜からなる第3導電膜d3、カラーフィル
タFILおよび遮光膜BMのみを描いた平面図である。
遮光膜BMは光に対する遮蔽性が高いたとえばアルミニ
ウム膜やクロム膜等で形戊されており、この液晶表示装
置ではクロム膜がスパッタリングで1300[λコ程度
の膜厚に形或される。
したがって、薄膜トランジスタTFT1〜TFT3のi
型半導体/ffAsは上下にある遮光膜BMおよび太き
目のゲートM.極GTによってサンドイッチにされ、そ
の部分は外部の自然光やバックライト光が当たらなくな
る。遮光膜BMは第6図のハッチング部分で示すように
、画素の周囲に形成され、つまり遮光膜BMは格子状に
形成され(ブラックマトリクス)、この格子で1画素の
有効表示領域が仕切られている。したがって,各画素の
輪郭が遮光膜BMによってはっきりとし、コントラスト
が向上する。つまり、遮光膜BMはi型半導体WJAS
に対する遮光とブラックマトリクスとの2つの機能をも
つ。
なお、バックライトを上部透明ガラス基板SUB2側に
取り付け,下部透明ガラス基板SUBlをrA察側(外
部露出側)とすることもできる。
《共通透明画素電極IT○2》
共通透明画素電極IT○2は、下部透明ガラス基板SU
BI側に画素毎に設けられた透明画素電極IT○1に対
向し,液晶LCの光学的な状態は各画素電極IT01と
共通透明画素電極ITO2との間の電位差(電界)に応
答して変化する。この共通透明画素電極rTO2にはコ
モン電圧Vcomが印加されるように構或されている。
コモン電圧vcOIaは映像信号線DLに印加されるロ
ウレベルの開動電圧V d minとハイレベルの腿!
IJ電圧V d waxとの中間電位である。
《カラーフィルタFIL>
カラーフィルタFILはアクリル樹脂等の樹脂材料で形
或される染色基材に染料を着色して構或されている。カ
ラーフィルタFILは画素に対向する位置に各画素毎に
ドット状に形威され(第7図)、染め分けられている{
第7図は第3図の第3導電膜ld3とカラーフィルタF
ILのみを描いたもので、R.G.Bの各カラーフィル
ターFILはそれぞれ、45″、135’ 、クロスの
ハッチを施してある)。カラーフィルタFILは第6図
に示すように透明画素竜極ITOI(El−〜E3)の
全てを覆うように太き目に形成され,遮光膜BMはカラ
ーフィルタFILおよび透明画素Rt=nIT○1のエ
ッジ部分と重なるよう透明画素電極■T○1の周林部よ
り内側に形成されている。
カラーフィルタFILは次のように形成することができ
る。まず、上部透明ガラス基板SUB2の表面に染色基
材を形或し、フォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ形
或領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基材を
赤色染料で染め,固着処理を施し、赤色フィルタRを形
或する。つぎに、同様な工程を施すことによって、緑色
フィルタG,青色フィルタBを順次形戊する。
《保護膜PSV2))
保護膜PSV2はカラーフィルタFILを異なる色に染
め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止するために
設けられている。保護膜P S V 2はたとえばアク
リル樹脂、エボキシ樹脂等の透明樹脂材料で形或されて
いる。
《画素配列》
液晶表示部の各画素は、第3図および第7図に示すよう
に、走査信号線GLが延在する方向と同一列方向に複数
配置され、画素列Xl,X2.X3,X4, ・・の
それぞれを構或している。各画素列Xi,X2,X3,
X4,・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジスタT
FTI−TFT3および分割透明画素電極E1〜E3の
配置位置を同一に構威している。つまり,奇数画素列X
i,X3,・・・のそれぞれの画素は、薄膜トランジス
タTPT1〜TFT3の配置位置を左側、分割透明画素
電極E1〜E3の配置位置を右側に構成している。
奇・数画素列Xi,X3,・・のそれぞれの行方向の隣
りの偶数画素列X2,X4,・・・のそれぞれの画素は
、奇数画素列X.1,X3,・・・のそれぞれの画素を
映像信号線DLの延在方向を基準にして線対称でひっく
り返した画素で構成されている。すなわち、画素列X2
,X4,・・のそれぞれの画素は、蒲膜トランジスタT
PTI〜TFT3の配置位置を右側、透明画素電極E1
〜E3の配置位置を左側に構盛している6そして、画素
列X2,X4,・・・のそれぞれの画素は,画素列XI
,X3,・・・のそれぞれの画素に対し、列方向に半画
素間隔移動させて(ずらして)配置されている。つまり
、画素列Xの各画素間隔を]..O ( 1.0ピッチ
)とすると、次段の画素列Xは、各画素間隔を1.0と
し、前段の画素列Xに対して列方向に0.5画素間隔(
0.5ピッチ)ずれている。各画素間を行方向に延在す
る映像信号線DL、は、各画素列X間において、半画素
間隔分(0.5ピッチ分)列方向に延在するように構成
されている。
その結果、第7図に示すように,前段の画素列Xの所定
色フィルタが形或された画素(たとえば、画素列X3の
赤色フィルタRが形或された画素)と次段の画素列Xの
同一色フィルタが形或された画素(たとえば、画素列X
4の赤色フィルタ尺が形成された画素)とが1.5画素
間隔(1.5ピッチ)離隔され、またRGBのカラーフ
ィルタト゛ILは三角形配置となる。カラーフィルタF
ILのRGBの三角形配置構造は、各色の混色を良くす
ること力でできるので,カラー画像の解像度を向上する
ことができる。
また、映像信号線DLは、各画素列X間において,半画
素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像信
号IDLと交差しなくなる。したがって、映像信号線D
Lの引き回しをなくしその占有面積を低減することがで
き、また映像信号線DLの迂回をなくシ,多層配線構造
を廃止することができる。
《表示装置全体等価回路》
この液晶表示装置の等価回路を第8図に示す。
XiG,Xi+IG,・・・は、緑色フィルタGが形戊
される画素に接続された映像信号vADLである。
XiB,Xi+IB, ・は、青色フィルタBが形成
される画素に接続された映像信号線DLである。
Xi+IR,Xi+2R,・・・は,赤色フィルタRが
形成される画素に・接続された映像信号線DLである。
これらの映像信号線DLは、映像信号陳動回路で選択さ
れる。Yiは第3図および第7図に示す画素列X1を選
択する走査信号線GLである。
同様に、Yi+l,Yi+2,・・・のそれぞれは、画
素列X2,X3,・・・のそれぞれを選択する走た信号
線GLである。これらの走査信号線GLは乗直走査回路
に接続されている。
《保持容量素子C addの構造》
分割透明画素ffl+ME1〜E3のそれぞれは、誹膜
トランジスタTPTと接続される端部と反対側の端部に
おいて、隣りの走査信對!fAGI.と重なるよう、L
字状に屈折して形或されている。この重ね合わせは、第
2C図からも明らかなように、分割透明画素電極E1〜
E3のそれぞれを一方の電極PL2とし、隣りの走査信
号線a [. 2他方の′は極P L 1とする保持容
量素子(静電容量素子)Caddを構成する。この保持
容量素子C addの誇電体膜は、薄膜トランジスタT
PTのゲート絶縁膜として使用される絶g膜GIと同一
層で構或されている。
保持容量素子Caddは、第4図からも明らかなように
、ゲート線OLの第1導電膜g1の幅を広げた部分に形
威されている。なお、映像信号IDLと交差する部分の
第■導電膜glは映像信号線D Lとの短絡の確率を小
さくするため,?IB<されている。
保持容量索子C addを構或するために重ね合わされ
る分割透明画素電t4El〜E3のそれぞれと電÷MP
LLとの間の一部には、ソース電1−isD1と同様に
、段差形状を乗り越える際に透明画素′漱極ITOIが
断線しないように、第1導電膜d1および第2導電膜d
2で構威された島領域が設けられている。この島領域は
、透明画素電極ITOlの面積(開口率)を低下しない
ように、できる限り小さく構或する。
《保持容量素子C addの等価回路とその動作》第2
A図に示される画素の等価回路を第9図に示す。第9図
において、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電
極GTとソース電ti S D 1との間に形成される
寄生容量である。寄生容ncgsの誘′氾体膜は!!!
蒜膜GIである。C pixは透明画素電極ITOI
(PIX)と共通透明画素電極I T○2 (COM)
との間に形威される液晶容量である。液晶容量C pi
xの誘電体膜は液晶LC、保護膜PSVIおよび配向膜
○Rll、ORI2である。v1cは中点電位である。
保持容量素子C addは、薄膜トランジスタTPTが
スイッチングするとき、中点電位(画素電極電位)Vi
eに対するゲート電位変化Δ■gの影響を低減するよう
に働く。この閑子を式で表すと,次式のようになる。
ΔV lc= (C gs/(C gs+C add+
c pix)) XΔVgここで、ΔVlcはΔVgに
よる中点電位の変化分を表わす。この変化分Δvlcは
液晶LCに加わる直流或分の原因となるが、保持容ff
icaddを大きくすればする程、その値を小さくする
ことができる。また,保持容量素子C .]ddは放電
時間を長くする作用もあり、薄膜トランジスタTPTが
オフした後の映像情報を長く蓄積する。液晶LCに印加
される直流或分の低減は、液品LCの寿命を向上し,液
晶表示画面の切り替え時に前の画像が残るいわゆる焼き
付きを低減することができる。
前述したように、ゲートXTitX”GTはi型半導体
[ASを完全に覆うよう大きくされている分,ソ一ス電
極SDI、ドレイン電極SD2とのオーバラソブ面積が
増え、したがって寄生容,icgsが大きくなり,中点
電位vlcはゲート(走査)信号Vg の影響を受け易
くなるという逆効果が生じる。しかし、保持容量素子C
addを設けることによりこのデメリッ1−も解7}
1することができる。
保持容量素子C addの保持容量は、画素の書込特性
から、液晶容量C pixに対して4〜8倍(4・C
pix< C add< 8 ・C pix) .重ね
合わせ容icgsに対して8〜32倍( 8 ・C g
s< C add< 32・C gs)程度の値に設定
する。
《保持容M素子C add電極線の結線方法》容量電嘆
線としてのみ使用される最終段の走査信号線GL(また
は初段の走森信号線OL)は、第8図に示すように、共
通透明画素電暎T T○2(Vcom)に接続す゛る。
共通透明画素YX. 極I T 02は、第2B図に示
すように,液晶表示装置の周縁部において銀ペースト材
SLによって外部引出配線に接続されている。しかも、
この外部引出配線の一部の導fflFd ( g 1お
よびg2)は走査信号線GLと同−10逍工程で構威さ
れている。この結果、最終段の走査信号線(容量電極線
)GLは、共通透明画素電極T T O 2に簡単に接
続することができる。
または、第8図の点線で示すように、最終段(初段)の
走査信号線(容歇fu横線)GLを初段(最終段)の走
査信号線GLに接続してもよい。
なお、この接続は液晶表示部内の内部配線あるいは外部
引出配線によって行なうことができる。
第1○図は走査信号線GLの暉mt電圧波形VY;−、
、■Y1と映像信号線D L (7) m 圧波形VX
iの場合の中点電位(画素電極電位)Vlcを示す。
VY;−1波形が保持容量素子C addを通して侵入
するため、中点電位Vlcは一度大きく変化する。しか
し、VYi波形で薄膜トランジスタTPTがオンするた
め、この時点から書き込みが始まる。液晶LCへ加わる
直流電圧はΔV1.cで示す。このΔVlcを小さくす
ることが重要となる。
第IA図はこの発明に係るアクティブ・マトリックス方
式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一部を示す概略
平面図、第IB図は走査信号線の15区動部を示す既略
図、第IC図は走査(iE号を示す波形図である。図に
おいて、GLI.OL2は各画素列に対して設けられた
第1、第2の走査信号線、GTI.GT2は走査信号線
GLI.GL2に接続された第1,第2のゲート電極,
PLIIは走査信号線GLIに接続された保持容殖素子
C addの電極,g11は走査信%線G L 1、ゲ
ート電極GTI,走査信号線GL2の一部、ゲート電極
GT2および電極PLIIを構成する導電膜で、導電膜
gllは下部透明ガラス乱阪SUBI上に設けられてい
る。gl2は走査信号線GL2の一部を構或する導?l
i膜で,導電膜gl2は糸色林l1ΔG工上に設けられ
ている。T Hは2S 47膜GIに設けられたスルー
ホールで、スルーホールTH部で導電膜gllと導・電
膜gl2とが接続されている。ASI、AS2はゲート
電極GTI.GT2の上方に設けられたi型半導体層.
SD11、SDl2はi型半導体層ASI、AS2に対
応して設けられたソース電極.SD21、SD22はi
型半導体層ASI、AS2に対応して設けられた1−レ
イン電極で、ゲート電極GTI,GT2、i型半導体層
Ask、AS2、ソース電極S D I. 1、SD↓
2、ドレイン電極SD2 1、SD22でd膜トランジ
スタT F T 1 1、T F T 1 2が構威さ
れている.GD↓、GD2は走査信号線GLI、GL2
に第1C図に示すような走査信号を送出するゲートドラ
イバである。
この液晶表示装置においては、ゲートドライバGDI.
GD2から走査信号線GLI.GL2に走査信号を送出
すれば,薄膜トランジスタTFT11、TFTl2が動
作するから、実質上のチャンネル幅とチャンネル長との
比W/Lが大きくなる。このため,低温峙に走査信号線
GLI、GL2に走査信号を送出すれば、画素電極への
書き込み不良が生ずることはない。一方,ゲートドライ
バG D 1から走査信号線GLIに走査信号を送1′
シし、ゲートドライバGD2から走査信号線GL2に走
査信号を送出しなければ(走査信1!IfAar−2に
−20Vを印加すれば),?t膜トランジスタTFTl
lのみが動作するから,実質上のW/Lが小さくなる。
また、ゲート電極GTIとソース電極SDI 1との重
ね合わせによる寄生容量をC4sl、ゲート電極GT2
とソース電rfi.SD12との重ね合わせによる寄生
容量&cgs2とすると、走査信号線GLI、GL2に
走査信号を送出したときの寄生容量による映像信号の落
ち込み量Δ■1は次式で表される。
一方、走査信号線GLIにのみ走査信号を送出したとき
の寄生容量による映像信号の落ち込み量ΔV2は次式で
表される。
?たがって、落ち込■み量Δ■2は落ち込み量Δ■1よ
り小さくなるから,走査信号線GLIにのみ走査信号を
送出すれば、映像信号の落ち込み欧を小さくなる。この
ように、走査信号線GLIにのみ走査信誇を送出すれば
、実質上のW/Lが小さくなり、また映C’ll (N
号の落ち込み桑を小さくなるから、高温時に走査信号線
GLIにのみ走査信号を送出すれば、黒むらが生ずるこ
とはない。
したがって、温度にかかわらず良好な画像が得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、この発明は,前記実施例に
限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々変更可能であることは勿論である。
たとえば,上述実施例においては、ゲート電極形成→ゲ
ート絶縁膜形或→半導体層形或→ソース・ドレイン電極
形或の逆スタガ構潰を示したが,上下関係または作る順
番がそれと逆のスタガ構造でもこの発明は有効である。
[発明の効果】
以上説明したように,この発明に係る液晶表示装置にお
いては、各画素列に対して第1,第2の走査信号線を設
け、上記第1、第2の走査信号線に第1、第2のゲート
電極を接続するから、第1、第2の走査信号線に走査信
号を送出したときには、7等膜トランジスタのチャンネ
ル幅とチャンネル長との比が大きくむるので,低温時に
第1.第2の走査信号線に走査信号を送出すれば、画素
電極への書き込み不良が生ずることはなく,一方第1の
走査信号線にのみ走査信号を送出したときには、薄膜ト
ランジスタのチャンネル幅とチャンネル長との比が小さ
くなり、また寄生容量による映像信号の落ち込み量が小
さくなるので、高温時に第1の映像信号線にのみ走査信
号を送出すれば、黒むらが生ずることはない。したがっ
て、温度にかかわらず良好な画像が得られる。このよう
に、この発明の効果は顕著である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a liquid crystal display device, and particularly to an active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors and the like. [Prior Art] An active matrix type liquid crystal display device is one in which a nonlinear element (switching element) is provided corresponding to each of a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix. Theoretically, the liquid crystal in each pixel is constantly driven (duty ratio 1.0), so compared to the so-called simple matrix input method, which uses a 5-time division driving method, the active method has better contrast, especially in color. It is becoming an indispensable technology. A typical switching element is a thin film transistor (TPT). In a conventional active matrix type liquid crystal display device, one scanning signal line is provided for each pixel column. Note that an active matrix liquid crystal display device using thin film transistors is described in, for example, "12.5-inch active matrix color liquid crystal display with redundant configuration," Nikkei Electronics, pp. 193-2.
10, December 15, 1986, published by Nikkei McGraw-Hill. Problem to be Solved by the Invention 1 However, in such a liquid crystal display device, the ratio between the channel width and the channel length of the thin film transistor is too small at low temperatures, resulting in poor writing to the pixel electrode; Since the ratio of channel width to channel length is too large, black unevenness occurs. This invention was made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device that can obtain good images regardless of temperature. [Means for Solving the Problem 1] In order to achieve this object, in the present invention, in an active matrix type liquid crystal display device in which a thin film transistor and a pixel electrode are one element of the pixel structure, First and second scanning signal lines are provided for the first and second scanning signal lines.
, the first and second gate fI1 poles are connected to the second scanning signal line. [Function] In this liquid crystal display device, for each pixel column, the first
A second scanning signal line is provided, and the first and second gate electrodes are connected to the first and second scanning signal lines.
When a scanning signal is sent to the first scanning signal line, the ratio of the channel width to the channel length of the thin film transistor becomes large.On the other hand, when the scanning signal is sent only to the first scanning signal line, the ratio of the channel width to the channel length of the thin film transistor increases. , and the amount of drop in the video signal due to parasitic capacitance is also reduced. [Example] An active matrix color liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described below. Note that, in an attempt to explain the liquid crystal display device, parts having the same functions are given the same reference numerals, and repeated explanation thereof will be omitted. FIG. 2A is a plan view showing one pixel and its surroundings of an active matrix color liquid crystal display device to which the present invention is applied, and FIG. 2B is a cross section taken along the line IIB-■B in FIG. 2A and a seal on the display panel. FIG. 2C is a cross-sectional view taken along the section line ■C--C of FIG. 2A. Moreover, FIG. 3 (main part plan view) shows a plan view when a plurality of pixels shown in FIG. 2A are arranged. <Pixel Arrangement> As shown in Figure 2A, each pixel is connected to two adjacent scanning signal lines (gate signal lines or horizontal signal lines) GL and two adjacent video signal lines (drain signal lines or vertical signal lines). line) DL (in the area surrounded by four signal lines). Each pixel is a thin film transistor TPT, transparent pixel @ polar ITO
I and a storage capacitor element C add. Scanning signal line G
L extends in the column direction, and a plurality of L's are arranged in the row direction. The video signal lines DL extend in the row direction, and a plurality of video signal lines DL are arranged in the column direction. <<Overall cross-sectional structure of display section>> As shown in FIG. 2B, a thin film transistor TPT and a transparent pixel electrode IT○1 are formed on the lower transparent glass substrate SUBI side with respect to the liquid crystal LC, and the upper transparent glass substrate S
On the UB2 side, a color filter FIL and a light shielding film BM having a black matrix pattern for shielding light are formed. The lower transparent glass substrate SUBI is, for example, 1. 1
The thickness is approximately [+nm]. The central part of Figure 2B shows a cross section of one pixel,
On the left is a transparent glass substrate SUBI. The left side of SUB2 shows a cross section of the part where external lead wiring exists, and the right side shows the cross section of the right edge part of transparent glass substrates SUB1 and SUB2 where external lead wiring does not exist. The sealing material SL shown on the left and right sides of FIG. 2B is configured to seal the liquid crystal LC, and the transparent glass substrates SUBI and S, excluding the liquid crystal sealing opening (not shown), are arranged to seal the liquid crystal LC.
It is shaped along the entire edge of UB2. The sealing material SL is made of, for example, epoxy resin. Common transparent pixel electrode IT on the upper transparent glass substrate SUBZ side
O2 is supplied to the silver paste material SI at least in one place.
It is connected by L to an external lead wiring formed on the lower transparent glass substrate SUBI side. This external lead wiring is the gate electrode GT. Source electrode SDI. drain electrode SD
It is formed using the same manufacturing process as each of the two. - Orientation films ORII, ORI2, transparent pixel electrode ITO1, common transparent pixel electrode IT○2, maintenance! ! Membrane psv1, PSV2
, the respective layers of the insulating film GI are formed inside the sealing material SL. Polarizing plates POL1 and POL2 are respectively a lower transparent glass substrate SUBI and an upper transparent glass substrate SUB2.
shaped on the outer surface of the Liquid crystal LC uses a thousand parts alignment film ORI to set the orientation of liquid crystal molecules.
I and the upper alignment film ORI2, and the seal part S
It is sealed by L. The lower alignment film ORII is formed on the protective film PSVI on the lower transparent glass substrate SUB1 side. The inner surface (liquid crystal LC side) of the upper transparent glass substrate SUB2 is provided with a light shielding film BM, a color filter FIL, and a protective film P.
SV2, a common transparent pixel electrode tiIT○2 (COM), and an upper alignment film ORI2 are sequentially laminated. In this liquid crystal display device, the layers on the lower transparent glass substrate SUBl side and the upper transparent glass substrate SUB2 side are formed separately, and then the upper and lower transparent glass substrates SUBI. It is assembled by overlapping the SUB2 and filling the liquid crystal LC between them. <Thin Film Transistor TFT> The thin film transistor TPT operates such that when a positive bias is applied to the gate electrode GT, the channel resistance between the source and drain becomes small, and when the bias is reduced to zero, the channel resistance becomes large. The thin film transistor TPT of each pixel has three
It is divided into two (plurality) of thin film transistors (divided thin film transistors) TFTI, TFT2, and TFT3. Each of the U-film transistors TPT1 to TFT3 has substantially the same size (channel length and width are the same). Each of the divided thin film transistors TPTI to TFT3 mainly has a gate electrode GT.
, gate insulating film GI, i type (intrinsi
c. It consists of an i-type semiconductor layer AS made of non-quality silicon (Si) (not doped with conductivity type determining impurities), a pair of source electrodes SDI, and a drain electrode +mSD2. Note that the Sodes train is determined by the bias polarity between the two, and in this liquid crystal display circuit, the polarity is reversed during operation, so it should be understood that the source and drain are interchanged during operation. However, in the following description as well, for convenience, one side is fixed as a source and the other side is fixed as a drain. <Gate electrode GT> The gate electrode GT is the first conductive film g1 in FIG. 4 (FIG. 2A,
As shown in detail in the plan view depicting only the second conductive film g2 and the i-type semiconductor layer AS, the structure has a shape that protrudes vertically from the scanning signal line OL (upward in FIGS. 2A and 4). (branched into a T-shape). Gate electrode GT is thin film transistor TPTI~TFT3
It is constructed so that it protrudes to the respective formation areas. ? The gate electrodes GT of each of the J membrane transistors TPTI to TFT3 are integrated (as a common gate electrode).
It is configured to be continuous with the scanning signal line OL. The gate electrode GT is composed of a single-layer first conductive film g1 so as not to form a large step in a certain region of the thin film transistor TPT. The first conductive film g1 is, for example, a chromium (Cr) film formed by sputtering,
0 [Form with a film thickness comparable to that of a human. As shown in FIGS. 2A, 2B, and 4, this gate electrode GT is formed to be thicker than the i-type semiconductor MAS so as to completely cover it (as viewed from below). Therefore, when a backlight BL such as a fluorescent lamp is attached below the lower transparent glass substrate SUBI, the gate electrode GT made of opaque chrome forms a shadow, and the backlight light does not shine on the i-type semiconductor IAS. The 1115% conductivity phenomenon, that is, deterioration of the off-characteristics of the thin film transistor TPT due to light irradiation becomes less likely to occur. Note that the original size of the gate electrode GT is the same as that of the source electrode SDI and the drain electrode SD2.
(including the alignment margin between the gate electrode GT, the source electrode tmsD1, and the drain electrode SD2), and the depth length that determines the channel width W is the minimum width required to straddle between the source electrode SDI and the source electrode SDI. Drain electrode SD2
It is determined by the factor W/L that determines the ratio between the distance (channel length) L, that is, the mutual conductance gm. The size of the gate electrode GT in this liquid crystal display device 1 is, of course, made larger than the original size mentioned above. Note that if we consider only from the gate and light shielding function of the gate electrode GT, the gate electrode GT and the scanning signal line GL
may be integrally formed in a single layer, in which case the opaque i
Aluminum (Al) containing silicon is used as an electrical material.
), pure aluminum, aluminum containing palladium (Pd), etc. can be selected. <<Scanning Signal Line GL>> The scanning signal line OL is composed of a composite film including a first conductive film g1 and a second conductive film g2 provided on the first conductive film g1. The t-th conductive film g1 of this scanning signal line OL is the gate electrode G
It is formed in the same manufacturing process as the first conductive film g1 of T, and is configured integrally. The second conductive film g2 is formed using, for example, an aluminum film formed by sputtering, and has a film thickness of approximately 000 to 5500 mm. The second conductive film g2 is designed to reduce the resistance value of the scanning signal line GL and increase the signal transmission speed (improve the writing characteristics of pixel information). Furthermore, the width of the second conductive film g2 of the scanning signal line GL is configured to be smaller than the convergence dimension of the first conductive film g1. That is, the side wall of the scanning signal line GL has a gradual step shape. <Insulating film GI> i-color edge film GI: i-film transistors TPTI to TFT3
It is used as a gate insulating film for each. The isolation B film GI is formed in the upper layer of the gate electrode GT and the scanning signal line GL. at> film GI is a silicon nitride film formed by plasma CVD, for example, and
Formed with a film thickness of approximately <J-Type Semiconductor Layer AS> As shown in FIG. 4, the i-type semiconductor/QAS is used as a channel type region of each of the plurality of thin film transistors TPTI to TFT3. i type semiconductor y
! The JAs is formed of a non-quality silicon film or a polycrystalline silicon film, and is formed with a film thickness of about 1.800 mm. This i-type semiconductor layer AS is made of Si by changing the amount of supplied gas.
Following the formation of the insulating film GI, which is made of 3N4 and is used as the gate #@edge film, it is formed in the same plasma CVD apparatus without being exposed to the outside from the plasma CVD apparatus. Further, a P-doped N1 type semiconductor layer do (FIG. 2B) for ohmic contact is similarly continuously formed to a thickness of about 40 mm. Thereafter, the lower transparent glass substrate SUBI is taken out from the CVD apparatus, and N+ type semiconductor layers do and i are formed using photo processing technology.
The type semiconductor WjAS is patterned into independent islands as shown in FIGS. 2A, 2B, and 4. As shown in detail in FIGS. 2A and 4, the I-type semi-JI layer AS is also provided between the intersection of the scanning signal line OL and the video signal line DL (crossover section). . The i-type semiconductor layer AS at this intersection is configured to reduce short circuits between the scanning signal line GL and the video signal line DL at the intersection. <<Source electrode SDI, drain electrode SD2> The source electrode SDI and drain electrode SD2 of each of the thin film transistors TPTI to TFT3 divided into a plurality of
As shown in detail in FIGS. 2B, 2B, and 5 (a plan view depicting only the first to third conductive films d1 to d3 in FIG. 2A), they are provided separately on the i-type semiconductor layer AS. It is being Each of the source electrode SDI and drain electrode SD2 is
A first conductive film d1, a second conductive film d2, and a third conductive film d3 are sequentially stacked one on top of the other from the lower layer side in contact with the N+ type semiconductor layer dO. First conductive film d of source electrode SDI
1. The second conductive film d2 and the third conductive film d3 are formed in the same manufacturing process as the first conductive film d1, second conductive film 11id2, and third conductive film d3 of the drain electrode SD2. The first conductive film d1 is a chromium film formed by sputtering,
The film thickness is 500 to 1000 [in] (in this liquid crystal display device, the film thickness is about 600 [in]). The thicker the chromium film is, the greater the stress will be, so
Shape within a range that does not exceed a film thickness of about 0 [A]. The chromium film has good contact with the N+ type semiconductor layer do. In the chromium film, does aluminum of the second conductive film d2, which will be described later, diffuse into the N+ type semiconductor layer do? The so-called Paris 7 layer 4+i is formed to prevent this. As the first conductive film d1, in addition to the chromium film, a high melting point metal (
Mo. Ti. Ta. W) film, high melting point metal silicide (M
It may also be formed of an oSi2, TiSi2, TaSi2, WSi2) film. After patterning the first conductive film d1 by photo processing, the N+ type semiconductor J1 and dO are removed using the same photo processing mask or using the first conductive film d1 as a mask. In other words, the portion of the N+ type semiconductor NdO remaining on the i-type semiconductor layer As except for the first conductive film d1 is removed by the self-alignment process.6 At this time, the entire thickness of the N+ type semiconductor layer do is removed. Since the i-type semiconductor layer AS is etched to a certain extent, the surface portion of the i-type semiconductor layer AS is also slightly etched, but the degree of etching can be controlled by the etching time. Thereafter, the second conductive film d2 is formed by sputtering aluminum to a thickness of 3000 to 55 (10 [λ] (in this liquid crystal display device, a film thickness of about 3500 [lambda]). The aluminum film is made of chromium. The stress on the film is small compared to κ, and it is possible to form a thick film, making it possible to create a film with a large thickness.
1. It is designed to reduce the resistance values of the train electrode SD2 and the video signal line DL. The second conductive film d2 may be formed of an aluminum film containing silicon or copper (Cu) as an additive instead of an aluminum film. After patterning the second conductive film d2 using photo processing technology,
A third conductive film d3 is formed. This third conductive film d3 is a transparent conductive film (Induim-
Tin-Oxide I T○: consists of
1000-2000 [Input film thickness (this liquid crystal display'!A
7l, it is formed with a film thickness of about 1200 [A]). This third conductive film d3 constitutes the source electrode SD↓, the drain electrode SD2, and the video signal line DL, and also constitutes the transparent pixel electrode IT○1. lth conductive film d1 of source electrode SDI, drain electrode SD
Each of the second conductive films d1 is a second conductive film d1 which is an upper layer of the second conductive film d1.
The conductive film d2 and the third conductive film d3 are largely inward (into the channel region). In other words, the first conductive film d1 in these parts has a gate length L of the thin film transistor TPT, regardless of the second conductive film d2 and the third conductive film d3.
It is structured so that it can be specified. The source electrode SDI is connected to the transparent pixel electrode ITOI. The source electrode SDI has a step shape of the i-type semiconductor IAs (a step corresponding to the sum of the thickness of the first conductive film g1, the thickness of the N+ type semiconductor layer dO, and the thickness of the i-type semiconductor layer AS). It is constructed along the Specifically, the source electrode SD1 is connected to a first conductive film d1 formed along the step shape of the i-type semiconductor layer AS, and a transparent pixel electrode ITOI on the upper part of the first conductive film d1. A second conductive film d2 whose side is smaller in size, and a third conductive film d1 connected to the first conductive film d1 exposed from the second conductive film d2.
It is composed of a conductor 1j[d3. The second conductive film d2 of the source electrode SDI is the lth conductive film clL.
Since the chromium film cannot be made thick due to increased stress and cannot overcome the stepped shape of the i-type semiconductor layer AS, it is configured to overcome the i-type semiconductor layer AS. In other words, the stepping force barrier is improved by forming the second conductive film d2 thickly. Since the second conductive film d2 can be formed thickly, it greatly contributes to reducing the resistance value of the source electrode SDI (the same applies to the drain electrode SD2 and the video signal line DL). Since the third conductive film d3 cannot overcome the step shape caused by the i-type semiconductor layer AS of the second conductive film d2, by reducing the size of the second conductive film d2, the exposed first conductive film d1 is is configured to connect. The first conductive film dl and the third conductive film d3 not only have good adhesion, but also have a small step shape at the connection between them, so that the source electrode SDI and the transparent pixel electrode ITO
can be reliably connected. <<Transparent Pixel Electrode IT○1>> The transparent pixel electrode ITO1 is provided for each pixel and constitutes one of the pixel electrodes of the liquid crystal display section. The transparent pixel electrode ITOI has three transparent pixel electrodes corresponding to each of the thin film transistors TPTI to TFT3 divided into plural parts of the pixel.
Two divided transparent pixels f! It is divided into one pole E1, E2, and E3. The divided transparent pixel electrodes E1 to E3 are each connected to the source electrode SDI of the screen transistor TPT. Each of the divided transparent pixel electrodes E1 to E3 is patterned to have substantially the same area. In this way, the thin film transistor TPT of one pixel is divided into a plurality of thin film transistors TPT1 to TFT3,
The thin film transistors TPTI to TF divided into a plurality of
By connecting each of the divided transparent pixel electrodes +mE1 to E3 to each of T3, even if a divided part (for example, }''Jt film transistor TFTI) becomes a point defect, it is no longer a point defect when looking at the entire pixel. (Thin film transistor TFT2 and thin film transistor TFT3 are not defective.) Therefore, the probability of point defects can be reduced and the defect can be made difficult to see.In addition, each of the divided transparent pixel electrodes E1 to E3 can be formed with substantially the same area. By configuring the divided transparent pixel electrode E
It is possible to make the respective liquid crystal capacitances Cρix made uniform by each of the electrodes 1 to E3 and the common transparent pixel electrode IT○2. <<Protective Film PSV1>> A protective film PSV↓ is provided over the thin film transistor TPT and the transparent pixel electrode T○1. The protective film PSVI is formed mainly to protect the thin film transistor TPT from moisture, etc., and a film with high transparency and good moisture resistance is used. The protective film PSVI is formed of, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a plasma CVD apparatus, and is formed to have a thickness of about 80QO[λ]. <<Light-shielding film BM>> A shielding film BM is provided on the upper transparent glass substrate SUB2 side to prevent external light (light from above in FIG. 2B) from entering the i-type semiconductor WAS used as the channel-forming region.
is provided, and the shielding film BM has a pattern as shown by hatching in FIG. Note that FIG. 6 is a plan view depicting only the third conductive film d3 made of the IT◯ film, the color filter FIL, and the light shielding film BM in FIG. 2A. The light shielding film BM is formed of, for example, an aluminum film or a chromium film having a high light shielding property, and in this liquid crystal display device, the chromium film is formed by sputtering to a film thickness of about 1300[lambda]. Therefore, i of thin film transistors TFT1 to TFT3
type semiconductor/ffAs has upper and lower light shielding films BM and a thick gate M. It is sandwiched by the pole GT, and that part is not exposed to external natural light or backlight light. The light shielding film BM is formed around the pixel as shown by the hatched area in FIG. There is. Therefore, the outline of each pixel becomes clear due to the light shielding film BM, and the contrast is improved. In other words, the light shielding film BM is an i-type semiconductor WJAS.
It has two functions: light shielding and black matrix. Note that the backlight can be attached to the upper transparent glass substrate SUB2 side, and the lower transparent glass substrate SUBl can be set as the rA detection side (externally exposed side). <<Common transparent pixel electrode IT○2>> The common transparent pixel electrode IT○2 is connected to the lower transparent glass substrate SU
Opposed to the transparent pixel electrode IT○1 provided for each pixel on the BI side, the optical state of the liquid crystal LC changes in response to the potential difference (electric field) between each pixel electrode IT01 and the common transparent pixel electrode ITO2. do. A common voltage Vcom is applied to this common transparent pixel electrode rTO2. The common voltage vcOIa is the same as the low level opening voltage V d min applied to the video signal line DL and the high level!
It is an intermediate potential with the IJ voltage V d wax. <Color Filter FIL> The color filter FIL is constructed by applying a dye to a dyed base material formed from a resin material such as acrylic resin. The color filter FIL is shaped like a dot for each pixel at a position facing the pixel (Figure 7), and is dyed differently.
Figure 7 shows the third conductive film ld3 and color filter F in Figure 3.
It depicts only IL, R. G. Each color filter FIL in B is 45'', 135', and cross-hatched, respectively).The color filter FIL covers all of the transparent pixels Ryukoku ITOI (El- to E3) as shown in Figure 6. The light shielding film BM is formed inward from the surrounding area of the transparent pixel electrode ■T○1 so as to overlap with the edge portion of the color filter FIL and the transparent pixel Rt=nIT○1.Color filter FIL can be formed as follows. First, a dyed base material is formed on the surface of the upper transparent glass substrate SUB2, and the dyed base material other than a certain area in the red filter shape is removed using photolithography technology. After this, The dyed base material is dyed with a red dye and subjected to a fixation treatment to form a red filter R. Next, by performing the same process, a green filter G and a blue filter B are sequentially formed. <<Protective film PSV2 )) The protective film PSV2 is provided to prevent the dyes used to dye the color filter FIL into different colors from leaking into the liquid crystal LC.The protective film PSV2 is made of a transparent resin material such as acrylic resin or epoxy resin. <Pixel Arrangement> As shown in FIGS. 3 and 7, a plurality of pixels of the liquid crystal display section are arranged in the same column direction as the direction in which the scanning signal line GL extends. Each pixel column Xi, X2, X3, etc.
Each pixel of X4,... is a thin film transistor T
The FTI-TFT 3 and the divided transparent pixel electrodes E1 to E3 are arranged in the same position. In other words, odd pixel row
In each of the pixels i, X3, . . . , the thin film transistors TPT1 to TFT3 are arranged on the left side, and the divided transparent pixel electrodes E1 to E3 are arranged on the right side. Each pixel in the even numbered pixel columns X2, X4, . . . adjacent to each of the odd numbered pixel columns Xi, X3, . Each of the pixels 1, X3, . That is, pixel column X2
, X4,... each pixel is a capillary transistor T
The arrangement position of PTI~TFT3 is on the right side, transparent pixel electrode E1
~ E3 is arranged on the left side 6 And each pixel of pixel rows X2, X4, ... is arranged in pixel row XI
, X3, . . . are shifted (shifted) by half a pixel in the column direction. In other words, each pixel interval of pixel row X is]. .. O (1.0 pitch), the next pixel row
0.5 pitch) shifted. The video signal line DL extending in the row direction between each pixel is configured to extend in the column direction by a half pixel interval (0.5 pitch) between each pixel column X. As a result, as shown in FIG. 7, a pixel formed with a predetermined color filter in the previous pixel row pixels (for example, pixel row X
4) are spaced apart by 1.5 pixels (1.5 pitch), and the RGB color filters IL are arranged in a triangle. Color filter F
The triangular arrangement structure of RGB of IL can improve the color mixing of each color, so that the resolution of a color image can be improved. Further, since the video signal line DL extends in the column direction by only a half pixel interval between each pixel column X, it does not intersect with the adjacent video signal IDL. Therefore, video signal line D
It is possible to eliminate the routing of L and reduce its occupied area, and it is also possible to eliminate the detour of the video signal line DL and eliminate the multilayer wiring structure. <<Equivalent circuit of entire display device>> The equivalent circuit of this liquid crystal display device is shown in FIG. XiG, Xi+IG, . . . are video signals vADL connected to the pixels on which the green filter G is shaped. XiB, Xi+IB, . is a video signal line DL connected to the pixel in which the blue filter B is formed. Xi+IR, Xi+2R, . . . are video signal lines DL connected to the pixels in which the red filter R is formed. These video signal lines DL are selected by a video signal transition circuit. Yi is a scanning signal line GL that selects the pixel column X1 shown in FIGS. 3 and 7. Similarly, each of Yi+l, Yi+2, . . . is a running signal line GL that selects each of the pixel columns X2, X3, . These scanning signal lines GL are connected to a rectangular scanning circuit. <<Structure of storage capacitance element C add>> Each of the divided transparent pixels ffl+ME1 to E3 is connected to the adjacent scanning signal at the end opposite to the end connected to the diaphragm transistor TPT. fAGI. L so that it overlaps with
It is bent and shaped like a letter. As is clear from FIG. 2C, this superposition is caused by the divided transparent pixel electrodes E1 to
Each of E3 is used as one electrode PL2, and the adjacent scanning signal line a[. 2, the other ' constitutes a holding capacitor element (electrostatic capacitor element) Cadd, which is the pole P L 1. The hyperelectric film of this storage capacitance element C add is a thin film transistor T
It is made of the same layer as the insulating film GI used as the gate insulating film of the PT. As is clear from FIG. 4, the storage capacitor element Cadd is formed in the widened portion of the first conductive film g1 of the gate line OL. Note that the ① conductive film GL at the portion intersecting with the video signal IDL is designed to reduce the probability of short circuit with the video signal line DL. IB< has been done. Each of the divided transparent pixel voltages t4El to E3 and the voltage ÷MP which are superimposed to form the storage capacitor C add
Similar to the source electrode 1-isD1, a first conductive film d1 and a second conductive film d are provided in a part between the source electrode 1 and LL to prevent the transparent pixel's electrode ITOI from being disconnected when going over the step shape.
There is an island area organized by 2. This island region is designed to be as small as possible so as not to reduce the area (aperture ratio) of the transparent pixel electrode ITOl. <<Equivalent circuit of storage capacitor element C add and its operation>> 2nd
FIG. 9 shows an equivalent circuit of the pixel shown in FIG. In FIG. 9, Cgs is a parasitic capacitance formed between the gate electrode GT of the thin film transistor TPT and the source voltage tiSD1. The parasitic ncgs' flood body membrane is! ! !
It is a gingival GI. C pix is transparent pixel electrode ITOI
(PIX) and common transparent pixel electrode I T○2 (COM)
This is the liquid crystal capacity that is expressed between the two. Liquid crystal capacity C pi
The dielectric films x are a liquid crystal LC, a protective film PSVI, and alignment films ○Rll and ORI2. v1c is the midpoint potential. The storage capacitor element C add has a midpoint potential (pixel electrode potential) Vi when the thin film transistor TPT switches.
It works to reduce the influence of gate potential change Δ■g on e. This spacer can be expressed as an equation as shown below. ΔV lc= (C gs/(C gs+C add+
c pix)) XΔVg Here, ΔVlc represents the change in midpoint potential due to ΔVg. This change Δvlc causes a certain amount of direct current applied to the liquid crystal LC, but the holding capacity ff
The larger icadd is, the smaller its value can be. In addition, a storage capacitor element C. ] dd also has the effect of lengthening the discharge time, so that video information is stored for a long time after the thin film transistor TPT is turned off. A certain reduction in the direct current applied to the liquid crystal LC can improve the life of the liquid crystal LC and reduce so-called burn-in, in which the previous image remains when switching liquid crystal display screens. As mentioned above, the gate XTit , the opposite effect occurs that the midpoint potential Vlc becomes more susceptible to the influence of the gate (scanning) signal Vg.However, the storage capacitance element C
By providing add, this disadvantage 1- can also be solved by Solution 7}
1 can be done. The storage capacitance of the storage capacitor element C add is 4 to 8 times (4・C
pix<C add<8・C pix). 8 to 32 times (8 ・C g
Set to a value of approximately s<C add<32・C gs). <How to connect the holding capacitance M element C add electrode wire> The final stage scanning signal line GL (or the first stage scanning signal line OL) used only as a capacitive voltage line is a common wire as shown in FIG. Connect to transparent pixel voltage T○2 (Vcom). Common transparent pixel YX. As shown in FIG. 2B, the pole I T 02 is connected to the external wiring at the periphery of the liquid crystal display device by means of a silver paste material SL. Moreover,
A part of the external lead wiring fflFd (g1 and g2) is constructed in the same -10 process as the scanning signal line GL. As a result, the final stage scanning signal line (capacitive electrode line) GL can be easily connected to the common transparent pixel electrode T T O 2 . Alternatively, as shown by the dotted line in FIG. 8, the final stage (first stage) scanning signal line (fu horizontal line) GL may be connected to the first stage (final stage) scanning signal line GL. Note that this connection can be made by internal wiring within the liquid crystal display section or external wiring. Figure 1○ shows the voltage waveform VY of the scanning signal line GL;
, ■Y1 and video signal line D L (7) m Pressure waveform VX
The midpoint potential (pixel electrode potential) Vlc in case of i is shown. Since the VY;-1 waveform enters through the storage capacitance element C add, the midpoint potential Vlc changes once greatly. However, since the thin film transistor TPT is turned on by the VYi waveform, writing starts from this point. The DC voltage applied to the liquid crystal LC is ΔV1. Indicated by c. It is important to reduce this ΔVlc. FIG. IA is a schematic plan view showing a part of the liquid crystal display section of an active matrix type color liquid crystal display device according to the present invention, FIG. IB is a schematic view showing 15 sections of scanning signal lines, and FIG. is a waveform diagram showing scanning (iE). In the figure, GLI.OL2 is the first and second scanning signal line provided for each pixel column, and GTI.GT2 is connected to the scanning signal line GLI.GL2. first and second gate electrodes,
PLII is an electrode of the storage capacitive element Cadd connected to the scanning signal line GLI, and g11 is the scanning signal % line GL1, the gate electrode GTI, a part of the scanning signal line GL2, the gate electrode GT2, and the electrode PLII. The conductive film GLL is provided on the lower transparent glass SUBI. gl2 is a conductor that forms part of the scanning signal line GL2. l
In the i-film, the conductive film gl2 is provided on the Itoirobayashi l1ΔG structure. T H is a through hole provided in the 2S47 film GI, and the conductive film gll and the conductive/electric film gl2 are connected at the through hole TH portion. ASI and AS2 are gate electrodes GTI. i-type semiconductor layer provided above GT2.
SD11 and SDl2 are source electrodes provided corresponding to the i-type semiconductor layers ASI and AS2. SD21 and SD22 are i
1-rain electrode provided corresponding to type semiconductor layers ASI, AS2, gate electrodes GTI, GT2, i-type semiconductor layers Ask, AS2, source electrode SDI. 1, SD↓
2. D-film transistors TFT11 and TFT12 are configured with drain electrodes SD21 and SD22. GD↓, GD2 are scanning signal lines GLI, GL2
This is a gate driver that sends out a scanning signal as shown in FIG. 1C. In this liquid crystal display device, gate driver GDI.
From GD2 to scanning signal line GLI. When a scanning signal is sent to GL2, the thin film transistors TFT11 and TFT12 operate, so that the actual ratio W/L of channel width to channel length increases. Therefore, if scanning signals are sent to the scanning signal lines GLI and GL2 at low temperatures, writing defects to the pixel electrodes will not occur. On the other hand, a scanning signal is sent from gate driver GD1 to scanning signal line GLI1'
And if the scanning signal is not sent from the gate driver GD2 to the scanning signal line GL2 (if -20V is applied to the scanning signal 1!IfAar-2), what? T-film transistor TFTl
Since only 1 operates, the actual W/L becomes small. In addition, the parasitic capacitance due to the overlapping of the gate electrode GTI and the source electrode SDI1 is C4sl, and the gate electrode GT2
and source power rfi. Assuming that the parasitic capacitance due to the superposition with SD12 is &cgs2, the amount of drop in the video signal Δ■1 due to the parasitic capacitance when the scanning signals are sent to the scanning signal lines GLI and GL2 is expressed by the following equation. On the other hand, when the scanning signal is sent only to the scanning signal line GLI, the amount of drop ΔV2 in the video signal due to the parasitic capacitance is expressed by the following equation. ? Therefore, since the drop amount Δ■2 is smaller than the drop amount Δ■1, if the scanning signal is sent only to the scanning signal line GLI, the drop in the video signal can be reduced. In this way, if the scanning signal is sent only to the scanning signal line GLI, the actual W/L becomes smaller and the image C'll (N
Therefore, if the scanning signal is sent only to the scanning signal line GLI when the temperature is high, dark spots will not occur. Therefore, good images can be obtained regardless of temperature. As above, the invention made by the present inventor has been specifically explained based on the above embodiments, but this invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Of course. For example, in the above embodiments, an inverted staggered structure is shown in which the gate electrode is formed → gate insulating film type, → semiconductor layer type, → source/drain electrode type, etc. However, a staggered structure in which the vertical relationship or the order of formation is reversed is also possible. But this invention is effective. [Effects of the Invention] As explained above, in the liquid crystal display device according to the present invention, first and second scanning signal lines are provided for each pixel column, and the first and second scanning signal lines are connected to each other. Since the first and second gate electrodes are connected, when a scanning signal is sent to the first and second scanning signal lines, the ratio of channel width to channel length of the 7-layer transistor becomes large, so at low temperatures. 1st. If the scanning signal is sent to the second scanning signal line, writing defects to the pixel electrode will not occur.On the other hand, if the scanning signal is sent only to the first scanning signal line, the channel width and channel length of the thin film transistor Since the ratio of 1 and 2 decreases and the amount of drop in the video signal due to parasitic capacitance decreases, black unevenness will not occur if the scanning signal is sent only to the first video signal line at high temperatures. Therefore, good images can be obtained regardless of temperature. As described above, the effects of this invention are remarkable.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
第IA図はこの発明に係るアクティブ・マトリックス方
式のカラー液品表示装置の液晶表示部の一部を示す概略
平面図、第1B図は走査信号線の暉動部を示す概略図,
第IC図は走査信号を示す波形図、第2A図はこの発明
が適用されるアクティブ・マトリックス方式のカラー液
品表示装置の液晶表示部の一画素を示す要部平面図、第
2B図は第2A図の■B−■B切断線で切った部分とシ
ール部周辺部の断面図、第2C図は第2A図の■c−n
c切断線における断面図、第3図は第2A図に示す画素
を複数配埴した液晶表示部の要部平面図、第4図〜第6
図は第2A図に示す画素の所定の層のみを描いた平面図
、第7図は第3図に示す画素電極層とカラーフィルタ層
のみを描いた要部平面図、第8図はアクティブ・マトリ
ックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部を示す等
価回路図、第9図は第2A図に記載される画素の等価回
路図、第10図は直流相殺方式による走査信号線の駆動
電圧を示すタイムチャートである。
SUB・・・透明ガラス基板
GL・・・走査信号線
DL・・・映生信号線
GI・・・絶縁膜
GT・・ゲート電極
As・・・i型半導体層
Sp・・・ソース電極またはドレインlpsv・・保護
膜
BM・・・遮光膜
LC・・・液晶
TPT・・・薄膜トランジスタ
ITO・・・透明画素電棋
g.d・・・導電膜
C add・・・保持容量素子
Cgs・・・寄生容量
C pix・・・液品容量
第IA図
GTI, GT2−−−一第
,第20り゛−+1極
第IB図
第IC図FIG. IA is a schematic plan view showing a part of a liquid crystal display section of an active matrix color liquid display device according to the present invention, FIG. 1B is a schematic diagram showing a sliding part of a scanning signal line,
FIG. 2A is a waveform diagram showing a scanning signal, FIG. 2A is a plan view of a main part showing one pixel of a liquid crystal display section of an active matrix color liquid display device to which the present invention is applied, and FIG. 2B is a waveform diagram showing a scanning signal. Figure 2C is a cross-sectional view of the area cut along the line ■B-■B in Figure 2A and the area around the seal, and Figure 2C is the line ■c-n in Figure 2A.
3 is a cross-sectional view taken along the cutting line C, and FIG. 3 is a plan view of the main part of a liquid crystal display section in which a plurality of pixels shown in FIG. 2A are arranged, and FIGS. 4 to 6 are
The figure is a plan view depicting only a predetermined layer of the pixel shown in FIG. 2A, FIG. 7 is a plan view of the main part depicting only the pixel electrode layer and color filter layer shown in FIG. 3, and FIG. An equivalent circuit diagram showing the liquid crystal display section of a matrix type color liquid crystal display device, FIG. 9 is an equivalent circuit diagram of the pixel shown in FIG. 2A, and FIG. 10 shows the driving voltage of the scanning signal line using the DC cancellation method. This is a time chart. SUB...Transparent glass substrate GL...Scanning signal line DL...Visual signal line GI...Insulating film GT...Gate electrode As...I-type semiconductor layer Sp...Source electrode or drain lpsv ...Protective film BM...Light shielding film LC...Liquid crystal TPT...Thin film transistor ITO...Transparent pixel electronic chess g. d... Conductive film C add... Holding capacitance element Cgs... Parasitic capacitance C pix... Liquid capacitance Figure IA GTI, GT2---1st, 20th +1 pole Figure IB Figure IC