JPH0473568B2 - - Google Patents
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- JPH0473568B2 JPH0473568B2 JP57158126A JP15812682A JPH0473568B2 JP H0473568 B2 JPH0473568 B2 JP H0473568B2 JP 57158126 A JP57158126 A JP 57158126A JP 15812682 A JP15812682 A JP 15812682A JP H0473568 B2 JPH0473568 B2 JP H0473568B2
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- G—PHYSICS
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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
- G02F1/13—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 based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- 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
- G02F1/1368—Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、薄膜ト
ランジスタによるアクテイブ・マトリクス駆動方
式の液晶表示装置として好適な液晶表示装置に関
するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a liquid crystal display device, and particularly to a liquid crystal display device suitable as an active matrix drive type liquid crystal display device using thin film transistors.
第１図を参照して従来技術について説明する。
第１図は、従来の薄膜トランジスタ・マトリクス
駆動方式の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
るが、平坦な絶縁性基板１の上に、島状もしくは
篩状に半導体薄膜２が形成されており、この半導
体薄膜２を用いて薄膜トランジスタ３が形成され
ている。薄膜トランジスタ３のソース電極１３も
しくはドレイン電極１５と電気的に接触するよう
に画素電極４が設けられている。画素電極４に対
向する共通電極５を設けたもう一枚の絶縁性基板
６と前述した絶縁性基板１との間には液晶７が封
入されている。なお、表示方式によつては、第１
図に示すごとく、配向膜８や偏向板９が備えられ
ている。第１図で示した薄膜トランジスタ３は
MOS（金属−酸化物−半導体）FET（電界効果ト
ランジスタ）構造のものであり、半導体薄膜２の
内部に、ソースおよびドレインのn+（もしくは
p+）層１０が備えられ、ゲート酸化膜１１およ
びフイールド酸化膜１２の上に、ソース電極１
３、ゲート電極１４及びドレイン電極１５がそれ
ぞれ形成されている。燐ガラス１６は、薄膜トラ
ンジスタの劣化防止用として、また、二層配線の
ための層間絶縁用として設けられる。かような構
成であるから、薄膜トランジスタ３の部分は画素
電極４の部分に較べて、１〜5μｍ程度凸状にな
つている。薄膜トランジスタの構造としては、第
１図に示したMOSFET構造のほか、種々多様の
構造があるが、どのような構造のものを採用して
も、第１図に示したような平坦な絶縁性基板を用
いる限りにおいては、薄膜トランジスタの部分が
画素電極の部分よりも凸状になつてしまうことは
避けられない。従つて、このような薄膜トランジ
スタ・マトリクスと一体化した液晶素子において
は、薄膜トランジスタの部分の凸状部の高さｈよ
りも、電極間隔ｄを大きくしないと、薄膜トラン
ジスタの部分で短絡してしまうこととなる。とこ
ろで、電極間隔ｄは、液晶の厚みであるわけであ
るが、液晶の厚みｄと液晶の応答時間γとの間に
は、一般に（ネマチツク液晶を用いた場合に）、
γ∝d2の関係があることが知られている。従つ
て、ｄを大とすると液晶の応答が著しく遅くなる
という欠点が不可避であつたのである。 The prior art will be explained with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional thin film transistor matrix driving type liquid crystal display device, in which a semiconductor thin film 2 is formed in an island or sieve shape on a flat insulating substrate 1. A thin film transistor 3 is formed using this semiconductor thin film 2. A pixel electrode 4 is provided so as to be in electrical contact with the source electrode 13 or drain electrode 15 of the thin film transistor 3. A liquid crystal 7 is sealed between another insulating substrate 6 provided with a common electrode 5 facing the pixel electrode 4 and the aforementioned insulating substrate 1. Note that depending on the display method, the first
As shown in the figure, an alignment film 8 and a deflection plate 9 are provided. The thin film transistor 3 shown in FIG.
It has a MOS (metal-oxide-semiconductor) FET (field effect transistor) structure, and the source and drain n + (or
p + ) layer 10 is provided, and a source electrode 1 is provided on the gate oxide film 11 and the field oxide film 12.
3. A gate electrode 14 and a drain electrode 15 are respectively formed. The phosphor glass 16 is provided to prevent deterioration of thin film transistors and to provide interlayer insulation for two-layer wiring. Because of this configuration, the thin film transistor 3 portion is convex by about 1 to 5 μm compared to the pixel electrode 4 portion. There are many different structures for thin film transistors in addition to the MOSFET structure shown in Figure 1, but no matter what structure is adopted, a flat insulating substrate like the one shown in Figure 1 is used. As long as this is used, it is inevitable that the thin film transistor portion will be more convex than the pixel electrode portion. Therefore, in a liquid crystal element integrated with such a thin film transistor matrix, if the electrode spacing d is not greater than the height h of the convex portion of the thin film transistor part, short circuits may occur in the thin film transistor part. Become. Incidentally, the electrode spacing d is the thickness of the liquid crystal, but generally (when a nematic liquid crystal is used), there is a difference between the thickness d of the liquid crystal and the response time γ of the liquid crystal.
It is known that there is a relationship of γ∝d 2 . Therefore, when d is increased, the response of the liquid crystal becomes extremely slow, which is unavoidable.
本発明は、上述したような従来技術の欠点を改
善したものであり、応答特性が良好で、かつ、電
極短絡等の不良が生じることが少ない液晶表示装
置を提供することを目的とするものである。 The present invention improves the drawbacks of the prior art as described above, and aims to provide a liquid crystal display device that has good response characteristics and is less prone to defects such as electrode short circuits. be.
このような目的を達成するために、本発明は、
第一の透明基板と、この第一の透明基板と対向配
置される第二の透明基板と、前記第一の透明基板
上の前記第二の透明基板と対向する面の形成され
た薄膜トランジスタおよびこの薄膜トランジスタ
に接続された画素電極および配線層と、前記画素
電極に対向しかつ実質的に平坦になるように前記
第二の透明基板上に設けられた共通電極と、前記
第一の透明基板と第二の透明基板との間に介層さ
れた液晶とを備える液晶表示装置において、
前記薄膜トランジスタは前記第一の透明基板に
形成した凹陥部内に形成されているとともに、こ
の薄膜トランジスタに接続される前記画素電極お
よび配線層は前記凹陥部外の領域に形成され、か
つ、前記共通電極と画素電極との間に設けられた
前記液晶の厚みが、前記薄膜トランジスタと共通
電極との間に設けられた前記液晶の厚みより薄く
設けられてなることを特徴とするものである。 In order to achieve such an objective, the present invention
a first transparent substrate; a second transparent substrate disposed opposite to the first transparent substrate; a thin film transistor on which a surface facing the second transparent substrate is formed on the first transparent substrate; a pixel electrode and a wiring layer connected to a thin film transistor; a common electrode provided on the second transparent substrate so as to face the pixel electrode and be substantially flat; In a liquid crystal display device comprising a liquid crystal layer interposed between a second transparent substrate, the thin film transistor is formed in a recess formed in the first transparent substrate, and the pixel is connected to the thin film transistor. The electrode and wiring layer are formed in a region outside the recess, and the thickness of the liquid crystal provided between the common electrode and the pixel electrode is equal to that of the liquid crystal provided between the thin film transistor and the common electrode. It is characterized in that it is provided thinner than the thickness of.
このように構成された液晶表示装置は、その薄
膜トランジスタが第一の透明基板に形成した凹陥
部内に形成され、しかも、共通電極と画素電極と
の間に設けられた液晶の厚みが、薄膜トランジス
タと共通電極との間に設けられた前記液晶の厚み
より薄く設けていることから、前記第一の透明基
板面から突出された状態に配置されるのを完全に
回避することができる。 In the liquid crystal display device configured in this way, the thin film transistor is formed in the recess formed in the first transparent substrate, and the thickness of the liquid crystal provided between the common electrode and the pixel electrode is the same as that of the thin film transistor. Since the liquid crystal is provided thinner than the thickness of the liquid crystal provided between the electrode and the liquid crystal, it is possible to completely prevent the liquid crystal from being placed in a state protruding from the surface of the first transparent substrate.
このため、液晶を介在させて配置する第二の透
明基板を、その液晶と当接する面に形成された共
通電極が前記薄膜トランジスタに全く接触する惧
れがなく近接させて配置することができるように
なる。 Therefore, the second transparent substrate with the liquid crystal interposed therebetween can be placed close to the thin film transistor without any fear that the common electrode formed on the surface that contacts the liquid crystal will come into contact with the thin film transistor. Become.
したがつて、相対向する一対の透明基板（第一
および第二の透明基板）は、その離間間隔を充分
に狭めることができ、その間に介在される液晶の
層厚を極めて小さくすることができることから、
極めて応答特性の優れたものを得ることができる
ようになる。 Therefore, the distance between the pair of transparent substrates (first and second transparent substrates) facing each other can be sufficiently narrowed, and the layer thickness of the liquid crystal interposed therebetween can be made extremely small. from,
It becomes possible to obtain something with extremely excellent response characteristics.
以下、図面に従つて本発明の実施例について説
明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第２図を参照すると、本発明の一実施例である
液晶表示装置の構成が断面で示されている。第１
図と同じ符号は、同じまたは同等の部分を示して
いる。この実施例においては、絶縁性基板１のう
ち画素電極４の形成される部分が島状もしくは篩
状に、凸状形態に形成されている点を除けば、他
の点は第１図で説明した従来技術による液晶表示
装置と変わりがない。本発明のこの実施例の絶縁
性基板１の例は、第３図において詳細に示されて
いるところであつて、同図は絶縁性基板１の一つ
の例を示す平面図である。同図において、凸状形
態となる部分は符号２１で、凹状形態となる部分
は符号２２で示してある。符号２２に示す凹状形
態は薄膜トランジスタ３の形成領域に対応した形
状をなすもので、該薄膜トランジスタ３のみが形
成されるようになつている。 Referring to FIG. 2, the configuration of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention is shown in cross section. 1st
The same reference numerals as in the figures indicate the same or equivalent parts. In this embodiment, except for the fact that the portion of the insulating substrate 1 on which the pixel electrode 4 is formed is formed in an island-like, sieve-like, or convex shape, the other points are explained in FIG. There is no difference from the conventional liquid crystal display device. An example of the insulating substrate 1 according to this embodiment of the invention is shown in detail in FIG. 3, which is a plan view showing one example of the insulating substrate 1. In the figure, the convex portion is designated by 21, and the concave portion is designated by 22. The concave shape indicated by the reference numeral 22 has a shape corresponding to the region where the thin film transistor 3 is formed, and only the thin film transistor 3 is formed therein.
図示していないが、この薄膜トランジスタのソ
ース電極およびゲート電極にはそれぞれ配線層
（ソースライン、ゲートライン）が接続されてい
るが、これら各配線層は凹状形態となる部分以外
の領域に形成されたものとなつている。 Although not shown, wiring layers (source line, gate line) are connected to the source electrode and gate electrode of this thin film transistor, respectively, but these wiring layers are formed in areas other than the concave portion. It has become a thing.
凹状形態となる部分の形成領域は、液晶層の層
厚の変化部が多くなつた場合表示品質を下げる原
因となり、最小限に抑えた方が望ましいからであ
る。通常のホトリソグラフイにより、画素電極４
の部分となる凸状形態の部分の高さＨが、薄膜ト
ランジスタ３の高さh′よりも大きくなるように絶
縁性基板１に加工することによつて、本発明を好
適に具現し得る。通常のウエツト・エツチングに
よると、凸状形態をなす部分の外縁部は、急激な
段差を形成することなく緩やかな台形状となるの
で、絶縁性基板１をこのように加工したことによ
つて透明画素電極４がこの外縁部で断線すること
はない。もつとも、本発明は凸状形態にする形成
方法を特に限定するものでないことは言うまでも
ない。 This is because the area where the concave portion is formed causes a reduction in display quality when the number of areas where the layer thickness of the liquid crystal layer changes increases, so it is desirable to minimize the area. The pixel electrode 4 is formed by ordinary photolithography.
The present invention can be suitably implemented by processing the insulating substrate 1 so that the height H of the convex portion corresponding to the portion is larger than the height h' of the thin film transistor 3. According to normal wet etching, the outer edge of the convex part becomes a gentle trapezoidal shape without forming a sharp step, so processing the insulating substrate 1 in this way makes it transparent. The pixel electrode 4 will not be disconnected at this outer edge. However, it goes without saying that the present invention does not particularly limit the method of forming the convex shape.
例えば、絶縁体基板１と異なる材質の膜を堆積
して、これを凸状もしくは島状に加工することに
よつて、凸状形態を形成してもよいことは言うま
でもない。またこの凸状形態を形成するために用
いた膜に、基板としての機能以外に、例えば、付
加容量としての機能等をもたせてもよいことは言
うまでもない。 For example, it goes without saying that a convex shape may be formed by depositing a film made of a different material from that of the insulating substrate 1 and processing it into a convex or island shape. It goes without saying that the film used to form this convex shape may have a function, for example, as an additional capacitor, in addition to the function as a substrate.
以上説明したように、本発明によれば、画素電
極の部分において、対向する絶縁性基板との間の
間隔を小さくすることができるので、実際に動作
する液晶の厚みｄを最適化するに際して、FET
構造部分が凸状になつてしまうことによつてもた
らされる不都合は解消され、もつて液晶の応答速
度を速くすることができ、また、電極短絡などの
不良を阻止し得るという種々の効果を奏する。ま
た、本発明の好適な実施例によれば、かかる液晶
表示装置を容易に製作し得ることができる。 As explained above, according to the present invention, the distance between the pixel electrode and the opposing insulating substrate can be reduced, so when optimizing the thickness d of the liquid crystal that actually operates, FET
The inconvenience caused by the convex structure is eliminated, the response speed of the liquid crystal can be increased, and defects such as electrode short circuits can be prevented. . Further, according to a preferred embodiment of the present invention, such a liquid crystal display device can be easily manufactured.
第１図は、従来の薄膜トランジスタ・マトリク
ス駆動方式の液晶表示装置の構成を示す断面図、
第２図は本発明の一実施例である液晶表示装置の
構成を示す断面図、第３図は本発明で用いる絶縁
性基板の１例を示す平面図である。
１……絶縁性基板、２……半導体薄膜、３……
薄膜トランジスタ、４……画素電極、５……共通
電極、６……絶縁性基板、７……液晶、８……配
向膜、９……偏光板、１０……n+層又はp+層、
１１……ゲート酸化膜、１２……フイールド酸化
膜、１３……ソース電極、１４……ゲート電極、
１５……ドレイン電極、１６……燐ガラス、２１
……凸状形態をなす部分、２２……凹状形態をな
す部分。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a conventional thin film transistor matrix drive type liquid crystal display device.
FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a plan view showing an example of an insulating substrate used in the present invention. 1... Insulating substrate, 2... Semiconductor thin film, 3...
Thin film transistor, 4... pixel electrode, 5... common electrode, 6... insulating substrate, 7... liquid crystal, 8... alignment film, 9... polarizing plate, 10... n + layer or p + layer,
11... Gate oxide film, 12... Field oxide film, 13... Source electrode, 14... Gate electrode,
15...Drain electrode, 16...Phosphorus glass, 21
. . . Convex portion, 22: Concave portion.
Claims (1)
向配置される第二の透明基板と、前記第一の透明
基板上の前記第二の透明基板と対向する面に形成
された薄膜トランジスタおよびこの薄膜トランジ
スタに接続された画素電極および配線層と、前記
画素電極に対向しかつ実質的に平坦になるように
前記第二の透明基板上に設けられた共通電極と、
前記第一の透明基板と第二の透明基板との間に介
層された液晶とを備える液晶表示装置において、 前記薄膜トランジスタは前記第一の透明基板に
形成した凹陥部内に形成されているとともに、こ
の薄膜トランジスタに接続される前記画素電極お
よび配線層は前記凹陥部外の領域に形成され、か
つ、前記共通電極と画素電極との間に設けられた
前記液晶の厚みが、前記薄膜トランジスタと共通
電極との間に設けられた前記液晶の厚みより薄く
設けられてなることを特徴とする液晶表示装置。[Claims] 1. A first transparent substrate, a second transparent substrate disposed opposite to the first transparent substrate, and a surface of the first transparent substrate facing the second transparent substrate. a pixel electrode and a wiring layer connected to the thin film transistor; a common electrode provided on the second transparent substrate so as to face the pixel electrode and be substantially flat;
In a liquid crystal display device comprising a liquid crystal interposed between the first transparent substrate and the second transparent substrate, the thin film transistor is formed in a recess formed in the first transparent substrate, and The pixel electrode and wiring layer connected to the thin film transistor are formed in a region outside the recessed portion, and the thickness of the liquid crystal provided between the common electrode and the pixel electrode is greater than that of the thin film transistor and the common electrode. A liquid crystal display device characterized in that the liquid crystal display device is thinner than the thickness of the liquid crystal provided between the liquid crystals.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158126A JPS5948735A (en) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57158126A JPS5948735A (en) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | liquid crystal display device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5948735A JPS5948735A (en) | 1984-03-21 |
| JPH0473568B2 true JPH0473568B2 (en) | 1992-11-24 |
Family
ID=15664853
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57158126A Granted JPS5948735A (en) | 1982-09-13 | 1982-09-13 | liquid crystal display device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948735A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6011607A (en) | 1995-02-15 | 2000-01-04 | Semiconductor Energy Laboratory Co., | Active matrix display with sealing material |
| JP2000081636A (en) * | 1998-09-03 | 2000-03-21 | Seiko Epson Corp | Electro-optical device, method of manufacturing the same, and electronic apparatus |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58186720A (en) * | 1982-04-26 | 1983-10-31 | Seiko Epson Corp | Electrooptic device |
-
1982
- 1982-09-13 JP JP57158126A patent/JPS5948735A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5948735A (en) | 1984-03-21 |
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