JPH10133217A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH10133217A JPH10133217A JP29277596A JP29277596A JPH10133217A JP H10133217 A JPH10133217 A JP H10133217A JP 29277596 A JP29277596 A JP 29277596A JP 29277596 A JP29277596 A JP 29277596A JP H10133217 A JPH10133217 A JP H10133217A
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Abstract
向上とゲート駆動電圧の低減。 【解決手段】 TFTアレイ基板は、第1層にライトシ
ールド2とソースバス4がAlCuで形成され、第2層
として絶縁膜3が形成され、第3層に、ソース電極S,
ドレイン電極D,画素電極5及び半導体層7が形成さ
れ、第4層に、絶縁膜8が画素電極の有効表示領域を除
いて形成される。第5層としてゲート電極G,ゲートバ
ス9及び接続部14が、MoCrとその上のAlCuに
より形成される。ソースバス4及びソース電極5はそれ
ぞれコンタクトホール10,11を通じて接続部14に
接続される。ライトシールド2はコンタクトホール12
を通じてゲートバス9に接続される。第1層及び第5層
の部材を陽極酸化するのが望ましい。
Description
し、特に工程数の低減及び低消費電力化に係わる。
ラス基板の内面に、各画素と対応する薄膜トランジスタ
(以下TFTと言う)や、画素電極をマトリクス状に形
成したTFTアレイ基板と、ガラス基板の内面に共通電
極の形成された共通電極基板とが、間に液晶層を挟んで
近接対向して配される。LCDの性能及び製造原価は概
ねTFTアレイ基板により決定される。
板について説明する。 [1] TFTアレイ基板の製造方法を工程順に説明する。 (1) ガラス基板1にMo合金(例えばMoCr)を全面
着膜する。 (2) フォトリソグラフィ技術を用いてMo合金をエッチ
ングし、ライトシールド2を形成する。
3を着膜する。 (4) 基板全面に透明導電膜(例えばITO)を着膜す
る。 (5) 基板全面にMo合金(例えばMoCr)を着膜す
る。 (6) フォトリソグラフィ技術を用いてMo合金をエッチ
ングし、ソースバス(上)4bを形成する。
Oをエッチングし、ソースバス(下)4a,ソース電極
S,画素電極5,ドレイン電極Dを形成する。 (8) 基板全面にPH3 プラズマ処理を行い、連続してa
−Siを着膜する。 (9) フォトリソグラフィ技術を用いてa−Siをエッチ
ングして、半導体層7を形成する。
8を着膜する。 (11)フォトリソグラフィ技術を用いて画素電極5の有効
表示領域となる部分の上のSiNxをエッチングして除
去する。 (12)基板全面にAl合金(例えばAlCu)とMo合金
(例えばMoCr)を着膜する(AlCuが上)。
Cu/MoCrをエッチングしてゲートバス9及びゲー
ト電極Gを形成する。 [2] 注目すべき点は次の通りである。 (1) ライトシールド2,ソースバス4,ゲートバス9は
別工程で別材料で形成される。
おらずフロートである。 (3) ソースバス(下)4aと画素電極5が同一層で形成
される。 (4) ソースバス(上)4b及びライトシールド2は陽極
酸化されていない。 (5) 画素電極5とソースバス4が絶縁膜を介さず同一層
に形成されているので、両者の間に4μm 程度以上のギ
ャップを設けなければならないので、それだけ開口率を
低下させている。
を解決することを目的としている。 従来よりも工程数を削減して製造コストを低減す
る。 開口率を高くすることにより消費電力を低減する。 TFTの性能を向上させて表示品位を向上させる。
費電力を低減する。
ス基板の内面に第1層としてライトシールド及びソース
バスが同一金属材料で形成され、その第1層の形成され
たガラス基板の内面に第1絶縁膜(第2層)が形成さ
れ、その第1絶縁膜上に、第3層として、ソース電極、
ドレイン電極、そのドレイン電極より延長された画素電
極が透明導電膜により形成されると共に、それらソース
電極とドレイン電極の間及びその近傍に半導体層が形成
される。第3層の形成された第1絶縁膜上に、第4層と
して第2絶縁膜が形成され、その第2絶縁膜上に、第5
層としてゲート電極、ゲートバス及びソース電極・ソー
スバスを接続するための接続部が同一金属材料で形成さ
れる。
タクトホールを通じてソース電極・ソースバスを接続す
るための接続部に接続され、ライトシールドはコンタク
トホールを通じてゲートバスに接続されている。 (2)請求項2の発明では、前記(1)において、第1
層のライトシールド及びソースバスまたは第5層のゲー
ト電極及びゲートバスが陽極酸化されている。
基板は、ガラス基板の内面に第1層として、ライトシー
ルドと、ゲートバスと交叉して配されるソースバス接続
部とが同一金属材料で形成され、その第1層の形成され
たガラス基板の内面に第1絶縁膜(第2層)が形成さ
れ、その第1絶縁膜上に第3層として、ソース電極、ド
レイン電極及びそのドレイン電極より延長された画素電
極が、透明導電膜により形成されると共に、それらのソ
ース電極とドレイン電極の間及びその近傍に半導体層が
形成される。その第3層の形成された第1絶縁膜上に、
第2絶縁膜(第4層)が、画素電極の有効表示領域を除
いて形成され、その第2絶縁膜上に第5層として、ゲー
ト電極、ゲートバス、ソースバス(ただし、ゲートバス
と交叉する付近を除く)が同一金属材料により形成され
る。
ースバスに接続され、ソースバスはコンタクトホールを
通じてソースバス接続部に接続され、ライトシールドは
コンタクトホールを通じてゲートバスに接続されてい
る。 (4)請求項4の発明では、前記(3)において、第1
層のライトシールド及びソースバス接続部、または第5
層のゲート電極、ゲートバス及びソースバスが陽極酸化
されている。
基板は、ガラス基板の内面に第1層として、ライトシー
ルド及びゲートバスが、互いに連結されて同一金属材料
で形成され、その第1層の形成されたガラス基板上に第
1絶縁膜(第2層)が形成され、その第1絶縁膜上に第
3層として、ソース電極、ドレイン電極、そのドレイン
電極より延長された画素電極が、透明導電膜により形成
されると共に、それらのソース電極及びドレイン電極の
間及びその近傍に半導体層が形成される。その第3層の
形成された第1絶縁膜上に、第2絶縁膜(第4層)が、
画素電極の有効表示領域を除いて形成され、その第2絶
縁膜上に第5層として、ゲート電極及びソースバスが同
一金属材料で形成される。
ースバスに接続され、ゲートバスはコンタクトホールを
通じてゲート電極に接続されている。 (6)請求項6の発明では、前記(5)において、第1
層のライトシールド及びゲートバス、または第5層のゲ
ート電極及びソースバスが陽極酸化されている。
おいて、ゲート電極は、半導体層上にほぼ重なって、ソ
ースバスに平行に形成された部分と、ゲートバス上に重
なって平行に形成された部分とによりL形に形成されて
いる。 (8)請求項8の発明では、前記(1),(3),
(5)のいずれかにおいて、第1層の、ライトシールド
及びソースバス、またはライトシールド及びソースバス
接続部、またはライトシールド及びゲートバスがAlま
たはAl合金より形成される。
(3),(5)のいずれかにおいて、第5層の、ゲート
電極及びゲートバス、またはゲート電極、ゲートバス及
びソースバス、またはゲート電極及びソースバスが、M
o合金とその上のAl合金より形成される。
態を説明する。図1,図2では図12,図13と対応す
る部分に同じ符号を付けてある。 (1−1)実施例1のTFTアレイ基板の製造方法を工
程順に説明する。
Cu)を全面に着膜する。 (2) Al合金を陽極酸化する。 (3) フォトリソグラフィ技術を用いてAl合金をエッチ
ングしてライトシールド(下)2a,ライトシールド
(上)2b,ソースバス(下)4a,ソースバス(上)
4bを形成する。
3を着膜する。 (5) 基板全面に透明導電膜(例えばITO)を着膜す
る。 (6) フォトリソグラフィ技術を用いてITOをエッチン
グしてソース電極S,ドレイン電極Dと画素電極5を形
成する。 (7) 基板全面にPH3 プラズマ処理を行い、連続してa
−Siを着膜する。
Siをエッチングして半導体層7を形成する。 (9) 基板全面に絶縁膜(例えばSiNx)8を着膜す
る。 (10)フォトリソグラフィ技術を用いてSiNx,SiO
2 ,Al酸化膜をエッチングして、画素電極5の有効表
示領域となる部分の上のSiNxを除去し、またコンタ
クトホール10,11,12を形成する。
u)とMo合金(例えばMoCr)を着膜する(AlC
uが上)。 (12)フォトリソグラフィ技術を用いてAlCu/MoC
rをエッチングしてゲート電極(下)Ga,ゲートバス
(下)9a,ソースバス4とソース電極Sを接続するた
めの接続部(下)4aを形成する。
り成るゲート電極(上)Gb,ゲートバス9b,接続部
(上)4bを形成する。 (1−2)注目すべき点として次の諸点があげられる。 (1) ライトシールド2とソースバス4は従来は別工程だ
ったが、同一の陽極酸化されたAl合金で同一工程で形
成されている。
ル12において接続されている(図1C)。 (1−3)実施例1の特長は次の諸点である。 (1) 従来技術において、フォトリソグラフィ技術を用い
るのは、工程(2),(6),(7),(9),(1
1),(13)の6工程であるのに対して、実施例では
5工程となり、工程削減によりコストダウンとなる。
成するので配線幅を細くできる。従って高開口率にな
る。 (3) ライトシールド2とゲート電極Gを接続しているの
でTFTオフ抵抗を大きくできる。 (4) 陽極酸化膜Al2 O3 を各電極及びバスの表面に形
成しているので絶縁性に優れる。この構造の場合はソー
スバス4とゲートバス9間、ゲートバス9と対向基板の
共通電極間、ライトシールド2とドレイン電極D及びソ
ース電極S間の短絡防止に効果がある。
説明する。 (2−1)実施例2のTFTアレイ基板の製造方法を工
程順に説明する。 (1) ガラス基板1にAl合金(例えばAlCu)を全面
に着膜する。 (2) Al合金を陽極酸化する。
合金をエッチングしてライトシールド2とソースバス4
同士を接続するための接続部16を形成する。 (4) 基板全面に絶縁膜(例えばSiO2 )3を着膜す
る。 (5) 基板全面に透明導電膜(例えばITO)を着膜す
る。 (6) フォトリソグラフィ技術を用いてITOをエッチン
グしてドレイン電極D,ソース電極Sと画素電極5を形
成する。
い、連続してa−Siを着膜する。 (8) フォトリソグラフィ技術を用いてa−Siをエッチ
ングして半導体層7を形成する。 (9) 基板全面に絶縁膜(例えばSiNx)8を着膜す
る。 (10)フォトリソグラフィ技術を用いてSiNx/SiO
2 /Al酸化膜をエッチングして、画素電極5の有効表
示領域となる部分の上のSiNxを除去する。またコン
タクトホール12,18,19,20を形成する。
u)とMo合金(例えばMoCr)を着膜する(AlC
uが上)。 (12)フォトリソグラフィ技術を用いてAlCu/MoC
rをエッチングしてゲート電極G,ゲートバス9,ソー
スバス4を形成する。 (13)AlCuを陽極酸化して、Al2 O3 より成るゲー
ト電極(上)Gb,ゲートバス(上)9b,ソースバス
(上)4bを形成する。 (2−2)実施例2の注目すべき点を以下にあげる。
部16が同一材料の陽極酸化されたAl合金により、同
一工程で形成されている。 (2) ゲートバス9とソースバス4の大部分が同一のAl
合金で同一工程で形成され、陽極酸化されている。 (3) ライトシールド2とゲートバス9がコンタクトホー
ル12において接続されている(図3C)。 (2−3)実施例2の特長は次の諸点である。
程となり、工程数が削減されコストダウンになる。 (2) ソースバス4を低抵抗のAl合金で形成するので配
線幅を細くできる。従って高開口率になる。 (3) ライトシールド2とゲート電極Gを接続しているの
でTFTオフ抵抗を大きくできる。
優れる。実施例2の場合はソースバス4と共通電極間、
ゲートバス9と共通電極間、ライトシールド2とドレイ
ン電極D・ソース電極S間の短絡防止に効果がある。 [3] 実施例3 図5,図6を参照して請求項5及び6の発明の実施例を
説明する。 (3−1)実施例3の製造方法を工程順に説明する。
Cu)を全面に着膜する。 (2) フォトリソグラフィ技術を用いてAl合金をエッチ
ングしてゲートバス9とライトシールド2を連結した状
態で形成する。 (3) ゲートバス9及びライトシールド2を陽極酸化す
る。 (4) 基板全面に絶縁膜(例えばSiO2 )3を着膜す
る。
O)を着膜する。 (6) フォトリソグラフィ技術を用いてITOをエッチン
グしてドレイン電極D・ソース電極Sと画素電極5を形
成する。 (7) 基板全面にPH3 プラズマ処理を行い、連続してa
−Siを着膜する。 (8) フォトリソグラフィ技術を用いてa−Siをエッチ
ングして半導体層7を形成する。
8を着膜する。 (10)フォトリソグラフィ技術を用いてSiNx/SiO
2 /Al酸化膜をエッチングして、画素電極5の有効表
示領域となる部分の上のSiNxを除去する。またコン
タクトホール23,24を形成する。 (11)基板全面にAl合金(例えばAlCu)とMo合金
(例えばMoCr)を着膜する(AlCuが上)。
lCu/MoCrをエッチングしてゲート電極G,ソー
スバス4を形成する。 (13)AlCuを陽極酸化する。 (3−2)注目すべき点を挙げると次のようになる。 (1) ライトシールド2とゲートバス9が同一のAl合金
で同一工程で形成され、その後陽極酸化されている。
のパターンは連続している(つながっている)。 (3) ゲート電極Gとソースバス4が同一のAl合金で同
一工程で形成され、陽極酸化されている。 (4) 蓄積容量Csがゲートバス9と画素電極5間及び画
素電極5とゲート電極G間に形成されている(図5
C)。 (3−3)実施例3の特長は次の諸点にある。
程となり、工程数が削減されコストダウンになる。 (2) ソースバス4を低抵抗のAl合金で形成するので配
線幅を細くできる。従って高開口率になる。 (3) ライトシールド2とゲート電極Gを接続しているの
でTFTオフ抵抗を大きくできる。
優れる。実施例3の場合はソースバス4と対向基板の共
通電極間、ゲートバス9と共通電極間、ライトシールド
2とドレイン電極D・ソース電極S間、ソースバス4と
ゲートバス9間の短絡防止に効果がある。 (5) 蓄積容量を2層構造(SiO2 とSiNx)で形成
しているので蓄積容量の形成に必要な電極面積が小さく
なり高開口率になる。
す。 実施例1ではライトシールド2とソースバス4が、
また実施例2ではゲートバス9とソースバス4が、また
実施例3ではライトシールド2とゲートバス9を同一材
料(例えばAlCu)を用いて同一工程で製造してい
る。これらは従来例では別工程で別々の層に形成されて
いたものであり、工程数が削減され、低コスト化につな
がる。
じ層に形成されていたのに対して、この発明ではいずれ
の実施例も別々の層に形成される。従って上方から見て
両者の間にギャップを設ける必要がないので、画素電極
を従来よりソースバスの近傍まで形成することができる
ので、それだけ開口率が向上する。そのため、従来と同
じ画面輝度をだすために必要なバックライトの輝度は小
さくできるので、バックライトの消費電力を低減でき
る。
ドレイン電流Id対ゲート電圧Vg特性を比較した結果
を図9に示す。この発明のようにライトシールド2とゲ
ート電極Gとを接続すると、TFTのオフ抵抗が高くな
り、オフ特性の向上することが分る。 TFTのオフ電流として10-12 A以下が必要な場
合、ライトシールドがゲートと接続されている場合は、
図11に示すように、ゲート信号波形の低レベルトと、
ソース信号波形の低レベルとの間の電圧VGLは従来より
5V程度小さくできる。すると、ゲート信号波形の振幅
VG も5V程度小さくなる。
ドレイン電極D間の容量をCGD,液晶セルの容量をCLC
とすると、TFTは図10に示すように第nソースバス
SB(n),第n−1ゲートバスGB(n−1),第n
ゲートバスGB(n)と電気的に接続される。最適コモ
ン電圧Vcとソース中心電圧の差ΔVcは ΔVc={CGD/(CLC+Cs+CGD)}VG で与えら
れる。従ってVG が小さいとΔVcも小さくなる。ΔV
cが小さいと表示品位が向上することが知られている。
またVG が小さいとゲートドライバの消費電力が小さく
なる。
はゲートバスとソースバス、またはライトシールドとゲ
ートバスを同一材料、同一レイヤーで構成するため、フ
ォト工程が減少する。 AlまたはAl合金上を陽極酸化することで、層間
の絶縁性が向上する。
用することで、配線の低抵抗化ができ、駆動電圧が少な
くて済む。 ソースと画素を別レイヤーで形成するため開口率向
上につながる。開口率が向上すれば、従来と同じ画面輝
度を出すために必要なバックライト輝度は小さくなるの
で、バックライトの消費電力は低減される。
とでゲート電圧の振幅VG を小さくすることができ、ゲ
ートドライバーでの消費電力を小さくできる。
板の断面図。
板の断面図。
板の断面図。
特性を示すグラフ。
す図。
示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】 ガラス基板の内面に各画素に対応する薄
膜トランジスタ(以下TFTと言う)及び画素電極がマ
トリクス状に形成されているTFTアレイ基板と、ガラ
ス基板の内面に共通電極が形成されている共通電極基板
とが、液晶層を挟んで近接対向して配される液晶表示素
子において、 前記TFTアレイ基板は、ガラス基板の内面に第1層と
してライトシールド及びソースバスが同一金属材料で形
成され、 その第1層の形成されたガラス基板の内面に第2層とし
て第1絶縁膜が形成され、 その第1絶縁膜上に、第3層として、ソース電極、ドレ
イン電極、そのドレイン電極より延長された画素電極が
透明導電膜により形成されると共に、それらソース電極
とドレイン電極の間及びその近傍に半導体層が形成さ
れ、 前記第3層の形成された第1絶縁膜上に、第4層として
第2絶縁膜が形成され、 その第2絶縁膜上に、第5層としてゲート電極、ゲート
バス及びソース電極・ソースバスを接続するための接続
部が同一金属材料で形成され、 前記ソース電極及びソースバスはそれぞれコンタクトホ
ールを通じて前記接続部に接続され、 前記ライトシールドはコンタクトホールを通じて前記ゲ
ートバスに接続されていることを特徴とする液晶表示素
子。 - 【請求項2】 請求項1において、第1層の前記ライト
シールド及びソースバスまたは第5層の前記ゲート電極
及びゲートバスが陽極酸化されていることを特徴とする
液晶表示素子。 - 【請求項3】 ガラス基板の内面に各画素に対応するT
FT及び画素電極がマトリクス状に形成されているTF
Tアレイ基板と、ガラス基板の内面に共通電極が形成さ
れている共通電極基板とが、液晶層を挟んで近接対向し
て配される液晶表示素子において、 前記TFTアレイ基板は、ガラス基板の内面に第1層と
して、ライトシールドと、ゲートバスと交叉して配され
るソースバス接続部とが同一金属材料で形成され、 その第1層の形成されたガラス基板の内面に第2層とし
て第1絶縁膜が形成され、 その第1絶縁膜上に第3層として、ソース電極、ドレイ
ン電極及びそのドレイン電極より延長された画素電極
が、透明導電膜により形成されると共に、それらのソー
ス電極とドレイン電極の間及びその近傍に半導体層が形
成され、 その第3層の形成された第1絶縁膜上に第4層として第
2絶縁膜が、画素電極の有効表示領域を除いて形成さ
れ、 その第2絶縁膜上に第5層として、ゲート電極、ゲート
バス、ソースバス(ただし、ゲートバスと交叉する付近
を除く)が同一金属材料により形成され、 前記ソース電極はコンタクトホールを通じて前記ソース
バスに接続され、 前記ソースバスはコンタクトホールを通じて前記ソース
バス接続部に接続され、 前記ライトシールドはコンタクトホールを通じて前記ゲ
ートバスに接続されていることを特徴とする液晶表示素
子。 - 【請求項4】 請求項3において、第1層の前記ライト
シールド及びソースバス接続部、または第5層の前記ゲ
ート電極、ゲートバス及びソースバスが陽極酸化されて
いることを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項5】 ガラス基板の内面に各画素に対応するT
FT及び画素電極がマトリクス状に形成されているTF
Tアレイ基板と、ガラス基板の内面に共通電極が形成さ
れている共通電極基板とが、液晶層を挟んで近接対向し
て配される液晶表示素子において、 前記TFTアレイ基板は、ガラス基板の内面に第1層と
して、ライトシールド及びゲートバスが、互いに連結さ
れて同一金属材料で形成され、 その第1層の形成されたガラス基板上に第2層として第
1絶縁膜が形成され、 その第1絶縁膜上に第3層として、ソース電極、ドレイ
ン電極、そのドレイン電極より延長された画素電極が、
透明導電膜により形成されると共に、それらのソース電
極及びドレイン電極の間及びその近傍に半導体層が形成
され、 その第3層の形成された第1絶縁膜上に、第4層として
第2絶縁膜が、前記画素電極の有効表示領域を除いて形
成され、 その第2絶縁膜上に第5層として、ゲート電極及びソー
スバスが同一金属材料で形成され、 前記ソース電極はコンタクトホールを通じて前記ソース
バスに接続され、 前記ゲートバスはコンタクトホールを通じて前記ゲート
電極に接続されていることを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項6】 請求項5において、第1層の前記ライト
シールド及びゲートバス、または第5層の前記ゲート電
極及びソースバスが陽極酸化されていることを特徴とす
る液晶表示素子。 - 【請求項7】 請求項5において、前記ゲート電極は、
前記半導体層上にほぼ重なって、前記ソースバスに平行
に形成された部分と、前記ゲートバス上に重なって平行
に形成された部分とによりL形に形成されていることを
特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項8】 請求項1,3,5のいずれかにおいて、
前記第1層の、ライトシールド及びソースバス、または
ライトシールド及びソースバス接続部、またはライトシ
ールド及びゲートバスがAlまたはAl合金より成るこ
とを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項9】 請求項1,3,5のいずれかにおいて、
前記第5層の、ゲート電極及びゲートバス、またはゲー
ト電極、ゲートバス及びソースバス、またはゲート電極
及びソースバスが、Mo合金とその上のAl合金より成
ることを特徴とする液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29277596A JPH10133217A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29277596A JPH10133217A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10133217A true JPH10133217A (ja) | 1998-05-22 |
Family
ID=17786183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29277596A Pending JPH10133217A (ja) | 1996-11-05 | 1996-11-05 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10133217A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010140052A (ja) * | 1999-03-05 | 2010-06-24 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置 |
JP2012185504A (ja) * | 2000-02-22 | 2012-09-27 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 表示装置及び電子機器 |
JP2015129968A (ja) * | 1999-08-31 | 2015-07-16 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
-
1996
- 1996-11-05 JP JP29277596A patent/JPH10133217A/ja active Pending
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US9318610B2 (en) | 2000-02-22 | 2016-04-19 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
US9869907B2 (en) | 2000-02-22 | 2018-01-16 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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