CN1077295C - 液晶显示装置 - Google Patents

Abstract

一种液晶显示装置，其各像素及驱动像素用的各驱动回路整体形成于绝缘基板上。设置在各驱动回路的各输出入端子间产生预定值以上的电位差时使各输出入端子间处于导通状态的保护回路。该保护回路，可与整体形成的各驱动回路等同时形成于绝缘基板上，它借助于易于控制的栅极绝缘层厚度设定导通电压值，因此具有准确的导通电压值。从而可以避免增加制造成本，可靠地保护各驱动回路等不受制造工序中的静电和通常工作时的输入波涌的影响。

Description

液晶显示装置

本发明涉及一种液晶显示装置，该装置具有能在受到静电等未曾预料的高压时保护内部回路的保护回路。

迄今为止，作为薄型平板显示代表性的装置之一有有源(active)矩阵型的液晶显示装置。上述液晶显示装置使用由像素及非晶态硅组成的薄膜晶体管(下称TFT)等开关元件在绝缘基板上矩阵式排列作为显示电极基板。

而且上述显示电极基板中，接于上述TFT、驱动上述像素用的数据信号线、扫描信号线等的各种配线也一并形成于上述绝缘基板上。上述绝缘基板使用玻璃板等透光型材料。

这种液晶显示装置，像素显示品位高，而且，用作显示电极基板的绝缘基板的面积上的限制少。由于既能适用子反射型、也能适用于透射型，因而得到广泛的实际应用。

下面对这样的有源矩阵电路型的液晶显示装置的构成加以说明。上述液晶显示装置，如图12，所示在绝缘基板41上、分别在列方向上形成多条数据信号线42，在与上述列方向正交的行方向上形成多条扫描信号线43。

这些信号线42与扫描信号线43隔着绝缘层垂直地立体交叉排列，在由相邻的两根信号线42、42与相邻的两根扫描信号线43、43包围的部分形成像素44。

在上述像素44中，如图13所示，连接着作为开关元件的MOS型晶体管45。晶体管45的源极接于数据信号线42，晶体管45的栅极接于扫描信号线43，晶体管45的漏极接于像素44的一个电极上。上述像素44，其另一电极接于公共电极，但图中未表示出。

这样的液晶显示装置，为了向具有开关元件晶体管45的像素44提供数据信号及扫描信号，必须将驱动用IC接于外部。上述驱动用IC是用于驱动数据信号线和扫描信号线的。它们的连接方法，主要有如下两种。

第一是，在形成于构成液晶显示装置的一边的基板上的数据信号线的端子群及扫描信号线的端子群上压接连接膜、供给来自外部的驱动用IC发出的信号的薄膜载体(film carrier)方式，上述连接膜是在例如聚酰亚胺树脂薄膜基上形成的许多铜薄膜。另一种是在形成于构成液晶显示装置的一边的基板上的周边部分的安装端子上直接安装驱动用IC的COG(玻璃上的芯片(Chip on Glass))方式。

但是，近几年来，为了提高上述驱动用IC的安装效率，正在研究在制造液晶显示装置的基板时，在上述基板上整体形成制造驱动用IC(驱动器)的驱动器单片式技术。这种驱动器单片技术，由于能够减少液晶显示装置的输入端子数，可望减低安装到显示模块上的安装成本等。

将由非晶态硅制成的TFT用于上述驱动用IC时，驱动能力不足，不易实现。

因此，作为开关元件，考虑将作为半导体层形成于绝缘基板上的多晶硅薄膜用于TFT上。已经确认由这样的多晶硅薄膜制成的开关元件与非晶态硅制成的TFT相比，其驱动能力要提高一个数量级以上。

下面根据图14，对作为用多晶硅薄膜的TFT的代表性例子，来说明使用多晶硅薄膜的正交错(stagger)结构。首先，在绝缘基板41上形成由多晶硅组成的半导体层47，在形成栅极绝缘层48、栅极49之后，形成源极50、漏极51。

此后，形成绝缘层52、各金属配线53a、53b、绝缘层54，形成由透明电极(ITO：铟锡氧化物)构成的像素电极55后，全面形成保护膜69，最后，在半导体层47、栅极绝缘层48、栅极49，源极50及漏极51组成的TFT的上方形成覆盖该TFT的遮光用金属层70、得到有源矩阵型的基板56。

还有在下述对向基板58上形成上述遮光用金属层70的情况。又，上面就像素部分的开关元件的制造作了说明，而构成驱动用IC的回路的晶体管也可以同样制造。

下面对使用上述基板56的液晶显示装置的制造工序加以说明。在用上述半导体工序制造的基板56与对向电极57构成的对向基板58的双面上分别涂布聚酰亚胺树脂等的液晶定向膜59，用布对这些液晶定向膜59实施研磨工序，以此分别形成决定注入上述各液晶定向膜59、59的液晶的定向的沟。还有，液晶制造工序中，上述研磨工序特别容易发生高压静电。

然后，两基板56、58，借助于其间的垫片控制间隙而接在一起，在这些基板56、58的两端面上分别贴上偏光板61，从而制成液晶显示板。

在这样的制造工序中，注入液晶60的工序和在液晶取定向膜上形成取定向沟的研磨工序进行之际，有发生静电的情况。这样的静电，会损坏驱动器单片型的液晶显示装置中的像素44或构成数据信号线驱动回路或扫描信号线驱动回路的晶体管等，造成上述晶体管特性变化等问题。

因此，为了避免上述问题，如图15所示，考虑采取如下结构：沿着成为显示电极基板的基板56上的绝缘基板41的外围边缘部形成共通配线(短路环)62，使上述共通配线62与数据信号线驱动回路63及扫描信号线驱动回路64的各输入输出焊接点63a、64a，各信号线42、43的各端点短路。

由于采取这样的短路结构，在各输入输出焊接点63a…、64a…之间，各信号线42…、43…之间，即使在制造工序中产生静电引起电位差发生，这样的电位差也会借助于共通配线62迅速分散到其他各输入输出焊接点63a…、64a…和各信号线42…、43…，因而可以避免上述电位差加到作为开关元件的晶体管上。以此可以减少制造工序中产生的静电影响上述晶体管造成其特性劣化及绝缘破坏。

可是，上述结构采用共通配线62，各信号线42…、43…之间、输出入焊接点63a…、64a…之间短路，因而产生，在这样短路的时候各像素44的缺陷检查和各信号线42、43的断线检查以及其他缺陷检查难以进行的问题。

而且，上述结构，在液晶显示装置制造工序的最后，为了分别驱动各像素44…，必须在电学上将各信号线42…、43…分离和将各输入输出焊接点63a…、64a…分离，上述共通配线62用切割、激光、浸蚀等断线工序断开。

因而有可能由于上述断线工序使得到的基板56受到损伤，而且，在进行断线工序时要不造成上述损伤是很费事的，而且，上述结构只是制造时对静电采取的对策，因此存在对动作时的浪涌输入无效的问题。

这是一个非驱动器单片型液晶显示装置，为了回避上述问题，在日本专利公报特公平5—49966号中，如图16所示，设置保护回路连接于图像显示部分的数据信号线42与扫描信号线43两者中的至少一方与共通配线62之间。

上述保护回路中，两个MOS型晶体管66、66的源极相接、串联使用。上述各晶体管66、66的漏极与栅极分别短路。

这样的液晶显示装置，当通常的工作电压加于数据信号线42或扫描信号线43时，串联连接的两个晶体管66、66中的一晶体管66处于导通状态，而另一晶体管处于截止状态，由于各信号线42、43之间能够维持非导通状态，作为开关元件的各晶体管45…和各像素44…的动作不发生障碍。而且也能进行上述各信号线42…、43…的断线检查和各像素44的缺陷检查。

又，当比通常的工作电压更高的异常电压加于数据信号线42或扫描信号线43时，在通常的工作电压下处于截止状态的晶体管66也因源极与漏极之间的击穿而处于导通状态。各信号线42、43间短路，因而各信号线42、43间只产生比较小的电位差。从而能够避免开关元件等的静电破坏。

像这样采取上述结构时，在异常静电引起的、高于工作电压的电压在各信号线42…、43…发生时，借助于由两个晶体管66、66组成的保护回路，使各数据信号线42…及各扫描信号线43…与共通配线62短路，以减少由于静电造成的开关元件等的特性劣化以及绝缘的破坏。而且，对通常工作时的浪涌输入也有效。

但是，使用上述已有的结构，在施加通常工作电压程度的电压时，各信号线之间，各焊接点之间大致处于绝缘状态、因而能够进行断线检查及其他缺陷的检查，而当静电等的高压加于其上时，因用于保护电路的晶体管的击穿，各信号线间、各焊接点间成导通状态、避免了在施加上述高压时晶体管被破坏或性能变坏。

为此，上述结构存在如下问题：由于上述结构利用晶体管的击穿这种难于控制的现象，因而难于正确设定上述保护回路的导通电压值。

因此，本发明的第一个目的是提供一种具有如下特征的液晶显示装置：即使在制造工序过程中，也能进行断线检查、缺陷检查和特性检查等，而且不增加制造工序，对于制造时和工作时来自外部的静电和浪涌输入，该装置不仅能保护作为像素的开关元件的晶体管，而且也能保护用于驱动上述像素的各驱动回路的晶体管等。

又，本发明的第二个目的是提供具有如下特征的装置：在制造工序中，特别是在易于产生高压静电的研磨工序中，能避免上述静电引起的故障，而且能防止制造工序的增加。

本发明的液晶显示装置，为了达到上述第一个目的，包括①多条数据信号线；②与这些数据信号线交叉的多条扫描信号线；③显示图像用的像素分别被配置于由上述相邻的各数据信号线及相邻的各扫描信号线包围的位置上的像素阵列；④作为驱动上述像素用的开关元件的第一MOS晶体管；⑤借助于上述各信号线及第一MOS晶体管分别驱动上述各像素用的驱动回路；⑥信号输入输出上述驱动回路用的多个输出入端子；⑦在上述驱动回路的各输出入端子间产生大于预定值以上的电位差时，使上述各输出入端子导通的保护回路，上述数据信号线、扫描信号线、像素阵列、第一MOS晶体管、驱动回路、输出入端子及保护回路是在绝缘基板上整体形成的，上述保护回路、具有在加上上述预定值以上的电位差时就会导通的第二MOS晶体管，贴在第二MOS晶体管栅极上的栅极绝缘层的厚度做得比贴在前述第1MOS晶体管栅极上的栅极绝缘层厚，分别接于上述各输出入端子之间。

按照上述结构，贴在保护电路的第二MOS晶体管的栅极上的栅极绝缘层的厚度做得比贴在所述第一MOS晶体管的栅极上的栅极绝缘层厚。

而且第2MOS晶体管的源极与漏极间开始流动电流的上述第2MOS晶体管的阈值随其栅极绝缘层的厚度的增加而变大。从而，上述结构，可以将上述第二MOS晶体管的阈值设定得，例如比第一MOS晶体管的阈值大，总之设定为比上述第一MOS晶体管通常动作时最大的输入电压大一定值的预定值。

这样，比第一MOS晶体管及驱动回路在通常工作时的最大输入电压大的、超过预定值的电位差在各输出入端子之间产生时，一旦上述电位差超过上述第二MOS晶体管的阈值，上述第二MOS晶体管的源极与漏极之间即导通，使上述电位差消除。

因此，在发生上述电位差时，上述各输出入端子间会由于第二MOS晶体管构成的保护电路的作用而导通，所以会减小电位差。从而能够使静电等的高电位差造成的、接在上述输出入端子上的驱动电路和各第一MOS晶体管的破坏或劣化得以抑制。

另一方面，上述结构，在制造工序过程中，在各输出入端子之间产生不大于通常工作时的最大输入电压的电位差的情况下，各输出入端子间由于保护回路的作用，分别处于非导通状态。因此，很容易使用各输出入端子进行各输出入端子、各数据信号线、及各扫描信号线的断线检查和缺陷检查、及开关元件第一MOS晶体管和各像素的特性检查等。

而且，上述保护回路，可以与驱动回路、各像素、其开关元件第一MOS晶体管和各信号线做成单片式、总之上述驱动回路等构成要素，例如半导体层、绝缘层、导电体层等用层积方法形成于绝缘基板上并与上述开关元件第1MOS晶体管、驱动回路等的形成工序同时进行制作。这样，就可以避免增加制造工序、将上述保护回路制作于绝缘基板上。

还有与上面所说的相同，上述结构在通常动作时也可以抑制从外部侵入的静电波涌输入等在各输出入端子间引起超过预定值的电位差时对驱动回路和各第一MOS晶体管的不良影响，面对上述来自外部的大波涌输入等的侵入、能够保护像素的第一MOS晶体管和驱动回路等。

因此，上述结构，在像通常工作时那样，各输出入端子间产生的电位差低于预定值时，由于保护电路的作用，维持上述各输出入端子间的非导通状态，所以在通常的制造工序中和工作时，各输出入端子间也不导通，因而，借助于上述各输出入端子，易于进行各个像素的开关元件和驱动回路等的检查。

而且，上述结构在由于通常的制造工序和动作时由静电和波涌输入在各输出入端子间产生预定值以上的电位差的情况下，上述各输出入端子间由于保护回路的作用而处于导通状态，因而由静电施加的大电位差在各输出入端子间减小了。

因此，上述结构，在上述那样的预定值以上的电位差发生时，上述电位差迅速减轻、依靠上述电位差工作的像素的开关元件和驱动回路等可得以保护。

再者，上述结构中，贴在第二MOS晶体管的栅极的栅极绝缘层的厚度做得比贴在前述像素的开关元件第一MOS晶体管的栅极上的栅极绝缘层厚，而且第二MOS晶体管的阈值，由于随着厚度易于控制的栅极绝缘层的厚度的增加而变大，因而能设定得比第一MOS晶体管阈值更正确更大。

但是，已往保护回路的导通电压值都是根据上述保护回路的晶体管的击穿设定的，因而难于控制上述导通电压值。

而，上述结构中，与保护回路的导通电压值对应的第二MOS晶体管的阈值易于控制，因而，可以很容易地、可靠地将上述第二MOS晶体管的导通电压值设定于比驱动回路等通常动作时高出一定值的预定值，能比以往更可靠地保护驱动回路等不受静电和输入波涌的影响。

而且，上述结构中，保护回路与整体形成于绝缘基板上的像素和数据信号线和扫描信号线及驱动回路等的形成同时，形成于绝缘基板上，因而在引入上述保护电路之际，即使不增加新的工序，也能在绝缘基板上形成上述保护回路。

结果，上述结构中驱动回路也在绝缘基板上形成，在上述驱动回路的安装效率得以提高，而且避免增加制造成本的同时，可以比以往更可靠地保护驱动回路等不受制造工序中的静电和通常工作时的输入波涌等的影响。

本发明液晶显示装置，为了达到前述第二个目的，包含有：①多条数据信号线；②与这些数据信号线交叉的多条扫描信号线；③显示图像用的像素分别被配置于由上述相邻的各数据信号线及相邻的各扫描信号线包围的位置上的像素阵列；④作为驱动上述像素用的开关元件的第一MOS晶体管；⑤借助于上述各信号线及第一MOS晶体管分别驱动上述各像素用的驱动回路；⑥信号输出入上述驱动回路用的多个输出入端子；⑦形成于上述各像素上的液晶取(定)向膜；⑧分别将上述液晶取向膜的表面与上述各输出入端子短路的短路构件。

依靠上述结构，由于液晶取向膜是绝缘体，所以在液晶取向膜上形成取向沟的研磨工序的前工序或后工序中，接于上述液晶取向膜的各露出电极借助于上述液晶取向膜避免互相导通。从而，上述结构可以借助于各输出入端子对各像素、驱动回路和各信号线进行断线和缺陷的检查。

而且，在上述研磨工序中，各输出入端子全是开路状态的，因而研磨用布的表面通常带负电，而上述液晶取向膜表面带正电。

于是，在研磨工序进行的某瞬间，接触着布的输出入端子表面由于研磨用布表面所带的电荷的缘故而带上负电，但上述各输出入端子与液晶取向膜表面之间被各露出电极短路，所以电荷互相抵消，它们两者之间不产生电位差。

另一方面，在上述研磨工序中，不与研磨用布接触着的输出入端子，由于流经绝缘基板及液晶取向膜表面上的表面电流的缘故，其电位变得与液晶取向膜相同，故上述两者之间不产生电位差。

这样，在上述结构中，易于产生静电的研磨工序，由于上述露出电极的形成，在各输出入端子间产生的电位差可以减小，可以避免上述静电的不良影响。而且上述露出电极可以与整体形成的输出入端子、像素同时形成于绝缘基板上。

结果，使用上述结构，不要增加新的制造工序，抑制了制造成本的增加，同时可以起保护驱动回路等不受研磨工序引起的高电压值的静电的影响的作用。

图1是本发明液晶装置的实施例1的结构图；

图2是上述液晶显示装置的像素及其开关元件晶体管的结构简示图；

图3是上述液晶显示装置保护回路的结构简示图；

图4是上述液晶显示装置要部的结构图；

图5是上述保护回路的结构图；

图6是上述液晶显示装置中另一保护回路的结构简示图；

图7是表示上述液晶显示装置的一变形例的要部结构图；

图8是上述保护回路上使用的晶体管的特性曲线图；

图9是上述液晶显示装置的实施例2的结构图；

图10是上述液晶显示装置的实施例2的一变形例的结构图；

图11是上述液晶显示装置的实施例3的结构图；

图12是已有的液晶显示装置要部结构图；

图13是上述液晶显示装置的像素及其开关元件晶体管的结构图；

图14是上述液晶显示装置的要部结构图；

图15是已有的一液晶显示装置的结构图；

图16是已有的另一液晶显示装置的结构图；

图17是已有的再一液晶显示装置的结构图。

本发明的另外一些目的、特征、及优点可以从下面的叙述中了解到。而本发明的有利之处可以参看附图从如下面说明中了解。

实施例1

下面根据图1至图8将本发明的一个实施例作为实施例1加以说明：

液晶显示装置是驱动器单片型、有源矩阵型的液晶显示装置，如图1所示，具备透光性玻璃基板等绝缘基板1，在该绝缘基板1上，有各数据信号线2…、各扫描信号线3…、驱动上述各数据信号线2…用的数据信号线驱动回路4、驱动上述各扫描信号线3…用的扫描信号线驱动回路5、以及上述各驱动回路4、5的各输出入焊接点(输出入端子)6

上述各数据信号线2…及各扫描信号线3…像围棋盘上的纵横线那样，互相平行、间隔相等、纵向上是各数据信号线2…、而横向上是各扫描信号线3…，分别形成，而且隔着下述绝缘层大约互相直角地立体交叉排列。

在这样的由2条相邻的各数据信号线2、2与2条相邻的扫描信号线3、3围成的部分分别设置像素7，而上述各像素7…排列成矩阵型，形成像素阵列。在上述各像素7…的一像素电极7a上，如图2所示，分别连接着MOS型晶体管(第一MOS晶体管)8作为控制各像素7…通/断用的开关元件。

上述晶体管8的源极接于数据信号线2、其栅极接于扫描信号线3、其漏极接于像素7的一像素电极7a上，而像素7的另一电极接于公共电极上。而为了调整上述像素7的响应时间，也可根据需要在上述像素7的像素电极7a与公共电极之间设置辅助电容9。

然后，如图1所述，在绝缘板1上相邻的各输出入焊接点6…之间通过接线11，连接着保护电路10，该保护电路10在晶体管8和各驱动回路4、5达到正常工作情况下的最大输入电压之前保持断路状态、而在受到比上述最大输入电压高出预定值以上的电压时即呈导通状态。

作为上述保护回路10，如图3所示，使用两个并接的作为第二MOS晶体管的薄膜晶体管(下称TFT)10a、10b。各TFT10a、10b上的源极(S)分别接于另一方的栅极(G)及漏极(D)上。也就是说，TFT10a的源极(S)接在TFT10b的栅极(G)及漏极(D)上，而且又经接线11接于一边的输出入焊接点6上。TFT10b的源极(S)接于TFT10a的栅极(G)及漏极(D)上，而且又经接线11接于另一边的输出入焊接点6上。

而且，上述TFT10a、10b具有固有的阈值，一旦在它们的栅极上加上预定值以上的电压，源极与漏极之间即变成导通状态。于是上述各TFT10a、10b的各阈值被设定于比晶体管8和各驱动回路4、5在通常工作时的最大输入电压大一定值以上的高电压的预定值以上的电压。

由于这样并联连接TFT10a、10b，在各输出入焊接点6之间被加以一定值以上的高电位差时，上述电位差不管是正是负，至少各TFT10a、10b有一方处于导通状态。因此，上述电位差会因保护电路10的作用而减小。

前述驱动器单片型液晶显示装置，在一片绝缘基板1上整体成型制成各信号线2…、3…、像素7…的像素电极7a及各晶体管8…，还有各驱动回路4、5及保护回路10。

下面将上述晶体管8的形成作为用多晶硅正交错构成半导体层的制作例对上述液晶显示装置的制作方法进行说明。

首先，如图4所示，在绝缘基板1上，形成由多晶硅构成的半导体层12，在形成栅极绝缘层13、栅极14后，在上述半导体层12上形成源极12a、漏极12b。而后，在上述绝缘基板1上依序形成前述绝缘层15a、各金属配线16a、16b、绝缘层15b。

接着，做成透明电极(ITO)构成的像素电极7a，该电极经上述金属配线16b与上述漏极12b成电气连接，而后在绝缘层15b及像素电极7a上形成保护膜18覆盖于上述各金属配线16a、16b上。

再分别形成从上方被覆上述各晶体管8…的遮光用金属层31，最后，全面覆上液晶取向膜19，得到有源矩阵基板20。上述遮光用金属层31是用来遮挡来自对面的基板25的光，防止光对上述晶体管8的不良影响。

还有，上面说明的方法，是关于像素7部分的开关元件的制造的说明，但是，同样的制造方法也可以用于构成驱动用IC的各驱动回路4、5的晶体管等功能元件的制造。

下面将构成图3所示的保护电路10…的各TFT10a、10b的更详细结构用上述各TFT10a、10b的制造方法的说明加以表达。

上述方法，以数据信号线用金属配线层的数据信号线2等、遮光用金属层31、像素7上的透明电极层的像素电极7a等的形成工序，在与晶体管8的栅极14不同的位置上，亦即，上述栅极14更上面的一层，如图5所示，形成上述各TFT10a、10b的栅极21。

总之，利用绝缘基板1上的晶体管8的栅极14的更上一层、整体成形时已有的导电材料，例如金属配线层和遮光用金属，透明电极层等，形成上述TFT10a、10b的栅极21。

上述各TFT10a、10b的制造方法，更详细地说，就是在绝缘基板1上，如图4所示，与前述晶体管8形成时相同，在形成上述晶体管8的半导体层12的同时，总之，在同一层上形成多晶硅构成的半导体层22之后，在上述半导体层22的两端部分别形成源极22a、漏极22b。

然后，在绝缘基板1上，形成绝缘层15a、与源极22a电气连接的金属配线23a、与漏极22b电气连接的金属配线23b。

与此同时，形成各连接线11，并使其与隔着上述漏极22b的一输出入焊接点(未图示)电气连接，而且使上述各连接线11与隔着上述漏极22a的另一输出入焊接点(未图示)电气连接。上述各接线11由数据信号线用金属配线层构成，是用来连接由数据信号线用金属配线层构成的相邻各输出入焊接点(未图示)及这些连接点与各TFT10a、10b的。

然后，形成绝缘层15b、接着，与上述半导体层22相对地在绝缘层15b上形成栅极21。

由于这样做成栅极21，上述栅极21与半导体层22之间形成的栅极绝缘层的厚度为绝缘层15a与绝缘层15b的厚度之和。因而，可将上述栅极绝缘层的厚度做得比前述晶体管8的栅极绝缘层13大。

这时，前述栅极21做成与漏极22b电气连接。而后形成保护膜18覆盖上述栅极21，从上方覆盖上述各TFT10a、10b的遮光用金属层31形成于上述保护膜18上。

在上述结构中，由于各驱动回路4、5和各信号线2、3及晶体管8这样整体形成于绝缘基板1上，由半导体层、绝缘层、导电体层等构成的上述各驱动回路4、5与像素7、晶体管8等的形成工序中，可以同时形成上述保护回路10和连接线11等。

从而，上述结构不必在已有的制造工序上增加新的工序，可以将各TFT10a、10b的栅极绝缘层厚度做得比别的晶体管8及各驱动回路4、5的晶体管的栅极绝缘层厚，形成具有比其他各晶体管高的阈值电压的TFT10a、10b。

这样形成的各TFT10a、10b，其与导通电压值有对应关系的阈值随其栅极绝缘层厚度的增加而增加。而且，成为上述栅极绝缘层厚度的各绝缘层15a、15b的厚度变得易于控制。

由于这些原因，上述导通电压值易于设定，而且设定得准确。总之，上述各TFT10a、10b，可以很容易地正确设定适合晶体管8等元件的耐压的、即只比上述各驱动回路4、5等通常工作时的最大输入电压大预定值的导通电压值。

还有，最好是，构成上述保护回路10的各TFT10a、10b的导通电压值、阈值电压等电特性相同。这样一来，不管从外部侵入的高电压是正还是负，对该侵入都可以具有相同的保护功能。

而且，上述结构中，虽然仅举了在绝缘层15b上形成栅极21的例子，但是，只要是晶体管8的栅极14上面的层次，设于其他位置也可以，又，作为上述栅极21的素材，最好用现有工序中已有的导电材料，也可以用其他任何导体材料。

还有，上述实施例1的结构，所举的例子是半导体层12、22使用多晶硅膜，但是并不限于上面所述，例如，也可使用单晶硅膜。

下面对液晶显示装置的后面的制造工序加以说明。在图4中，在与用上述半导体工序制造的有源矩阵基板20相对的电极24形成的对向基板25的两面分别涂布聚酰亚胺等液晶取向膜19，实施用布在预定方向上研磨的研磨工序，以形成决定液晶取向的沟。

然后，两块基板20、25，借助于垫块控制其间隙、粘接在一起，在这些基板20、25的间隙中注入液晶26。最后，在贴合的各基板20、25的两面上分别贴上偏光板27，以制造液晶显示板。

在这样的液晶显示板中，一旦使由各像素7…构成的像素阵列动作用的控制信号从未图示的驱动装置输入各输出入焊接点6，上述控制信号变换成各驱动回路4、5控制用的信号。经各信号线2、3依序传达至各像素7，使预定图像显示在像素阵列上。

制造这样的液晶显示板的工序中，在液晶取向膜19的研磨工序和注入液晶26时，产生静电，这样的静电，可能给图1所示的各像素7…和构成数据信号线驱动回路4或扫描信号线驱动回路5的开关元件的晶体管造成静电破坏，或造成上述元件的特性发生变化。

即使出现，比各驱动回路4、5和晶体管8通常工作时的最大输入电压更高一定值以上的高压，例如制造工序中的研磨工序的静电和工作时的波涌输入等的高压，加于露出的各输出入焊接头6之间，在各输出入焊接头6之间产生高电位差的情况。

但是，由于把液晶显示装置做成上述实施例1的结构，即使发生上述情况，也因上述各输出入焊接点6…之间设置的保护回路10变成导通状态，上述输出入焊接点6…之间的电位差得以迅速消除。

从而，上述实施例1的结构可以保护像素7的开关元件的晶体管8和各驱动回路4、5的各晶体管不受上述高电压的影响。

采用上述结构，在加于各输出入焊接点上的电压不大于各驱动回路4、5等通常工作时的最大输入电压的情况下，保护回路10确实处于断路状态。因此，各输出入焊接点6…之间在电气上处于断路状态，可以利用上述各输出入焊接点6…，不受妨碍地对制造工序过程中的晶体管8、各驱动回路4、5和各信号线2、3进行断线检查和缺陷检查。

以往为了保护驱动回路等不受静电等的影响，设置使各输出入焊接点导通的公共配线(短路环)。

但是，在上面所说的以往，上述公共配线成为平常工作的障碍，因此，在液晶制造工序之后，必须有一个蚀刻上述公共配线，使各输出入焊接点间的接线分别断开的断线工序，上述液晶基板有可能被断线工序损伤。

但是，用上述实例1的结构，上述以往的公共配线设置就没有必要，因此，就没必要考虑上述以往的断线工序对有源矩阵电路基板20的损伤，可以使有源矩阵电路基板20少出次品。

而且，在设置特公平5—49966号日本专利公报公开的以往的保护回路的情况下，在各输出入焊接点间施加高电位差时，由于上述保护电路的晶体管的源极、漏极之间击穿而导通，上述电位差得以减小。

因此，在上面所说的以往，按难以正确控制的击穿设定上述晶体管的导通电压值，所以上述导通电压值不稳定。因此，使用上述晶体管的保护回路的动作不稳定，在静电引起高电压时，上述保护回路对用作像素的开关元件的晶体管的保护变得不可靠。

但是，用上述实施例1的结构时，利用易于设定控制的栅极绝缘层的厚度设定导通电压值，因此，与利用难于正确设定控制的击穿的上述以往的结构相比，可以正确设定保护回路10的导通电压值。因此，当产生于各输出入焊接点6…之间的静电产生电位差时可以更可靠由保护回路10保护驱动回路4、5等。

而且，如图6所示，也可以使用串联连接的MOS型TFT10c、10d组成的保护回路10’来置换上述保护电路。上述保护回路10’中，各TFT10c、10d的各源极(S)相连接，同时，各栅极(G)接于同一晶体管的漏极(D)。上述各TFT10c、10d的各击穿电压设定于比晶体管8和各驱动回路4、5通常工作时的最大输入电压高一定值以上的电压上。

而在用单个的保护回路10或保护回路10’难于得到所希望的导通电压值的情况下，也可以用图3及图6所示的各保护回路10、10’多级串联组合。

再者，为了使上述保护回路10有效地发挥功能，也可以如图7所示，在各输出入焊接点6…和各驱动回路4、5之间分别插入电阻28。以此，使静电等引起的高电压脉冲易于在输入内部回路的各驱动回路4、5等之前通过各保护回路10放电。

而且，上述实施例1的结构，举了使用TFT10a、10b作为构成保护回路10的元件的例子，但不限于上述元件，可以使用例如具有图8所示的那样的特性的非线性元件，例如二极管、高电阻元件等。而且，在下述其他各实施例中，同样除TFT10a、10b外可以使用上述各元件。

而且，在图8中，Vcc是各驱动回路4、5等的周边回路的电源电压值，Vdb是上述周边回路的耐压值，保护回路10的导通电压值设定于两者之间即可。

实施例2

下面根据图9将本发明的另一实施例作为实施例2加以说明。而且，对于与上述实施例1的结构有同样功能的构件标以同一标号并省略其说明。

液晶显示装置，如图9所示，在绝缘基板1上形成接近各输出入焊接点6…的导电性材料构成的公共配线29，在各输出入焊接点6…与上述公共配线29之间设置保护回路10。

上述实施例2这样的结构，当输出入焊接点6上加上比通常工作时的最大电压高一定值以上的电压时，上述输出入焊接点6与公共配线29之间变为导通状态，各输出入焊接点6…之间的电位差减低。

因此，能够保护像素7的开关元件的晶体管8和各驱动回路4、5不受制造工序中产生的静电和动作时的波涌输入的影响。而且使用上述结构，与上述实施例1一样，在制造工序过程中，可对驱动回路4、5和晶体管8、各信号线2、3等进行检查。

再者，对于上述实施例2的结构，如图10所示，也可以在绝缘基板1上，在相邻的各输出入焊接点6…之间设置保护回路10。

用这样的结构，不论在各输出入焊接点6…的哪一对之间，由静电引起的电位差也能迅速减小，上述结构中的各晶体管8和驱动回路4、5可进一步得到保护。

其理由如下。如图1及图9所示，首先，在静电引起的高压脉冲加于相邻的各输出入焊接点6、6之间，例如相邻的A输出入焊接点6与B输出入焊接点6之间的情况下，在实施例1所示的结构中，导通的上述A、B各输出入焊接点6、6之间是经一个保护电路10连接着的，而仅在共公配线与各输出入焊接点6…之间设置保护电路10的所述结构中，导通的上述各A、B输出入焊接点6、6之间是经过两个保护回路10、10连接着的。

这样，例1所示结构各A、B输出入点6、6之间的电阻值要比上述结构的小，因而实施例1的结构各驱动回路4、5和晶体管8的内部回路被高压脉冲侵入的可能性就小，该结构比上述结构有更好的保护效果。而且，如在前述这实施例1中所述，在输出入焊接点6…与各驱动回路4、5之间插入电阻，可望取得更佳的保护效果。

一方面，如图1及图9所示，位于分开的位置上的各输出入焊接点6、6之间，例如A输出入焊接点6与C输出入焊接点之间被加上静电引起的高电压脉冲时，实施例1所示的结构中，上述各A、C输出入焊接点6、6之间是通过介于各A输出入焊接点6与C输出入焊接点6之间的输出入焊接点6的个数加一个的各保护回路10连接的，而另一方面，只在公共配线29与各输出入焊接点6…之间设置保护回路10的前述结构则是，各A、C输出入焊接点6、6之间经过两个保护回路10、10连接。

因此，各A、C输出入焊接点6、6之间的电阻值，在采用上述结构时比采用实施例1所示的结构要小。因此，只在公共配线29与各输出入焊接点6之间设置保护回路10的上述结构，内部回路的各驱动回路4、5和晶体管8被高压脉冲侵入的可能性小，具有比实施例1的结构更大的保护效果。

如上面所说明，各实施例的结构及只在公共配线29与各输出入焊接点6…之间设置保护回路10的结构各有其优点。由于取他们双方的优点，将上述各结构的特征加以组合，图10所示的结构具有能将不管在哪些输出入焊接点6…之间产生的高电位差都迅速消除的效果。

但是，如日本专利公报特开平4—120522号所述，在有源矩阵电路型液晶显示装置中有利用MIM(Metal Insulator Metal)元件具有的电阻的非线性的结构，上述MIM元件是用半导体层使驱动图像显示部的驱动回路的输入配线群的至少两根以上的配线短路形成的。

也就是说，如图17所示，在这样的结构中，多条输入配线67大致互相平行地形成于绝缘基板41上，并将各像素44集合的像素部、数据信号线驱动回路63、扫描信号线驱动回路64的各输出入焊接点63a、64a包围，与上述各输入配线67…分别连接的各引出线68…分别与上述各输入配线67…成直角交叉。而且上述各输入配线67…分别接于数据信号线驱动回路63、扫描信号线驱动回路64的各输出入焊接点63a、64a上。

下面对这样的各输入配线67…及引出线68…的形成方法加以说明：首先在绝缘基板41上分别形成各引出线68…，然后在它上面被覆绝缘层。接着在上述绝缘层上，分别沿着上述引出线68…、且覆盖上述各引出线68…与各输入配线67…的交叉部分别形成半导体层。

然后，在上述绝缘层及半导体层上面，形成各输入配线67，使其分别与各引出线68垂直交叉，且与接触的半导体层形成电气连接。

由于这样形成各输入配线67…与引出线68…，各输入配线67…借助于半导体层分别形成肖特基二极管。

因此，即使因为静电，在例如两条输入配线67、67之间产生高电压，电流也会通过半导体层向着消除上述各输入配线67、67之间的电位差的方向流动。这样就可以减小静电等造成的各像素44的开关元件的特性劣化和绝缘破坏。

但是，上述结构需要增加被覆新半导体层的工序，因此，就招来工序量的增加和制造时因这种增加等引起的成本上升问题。而且又，难于控制使用上述半导体层的MIM元件的导通电压值。然而，如上所述，上述实施例1及实施例2的结构，保护回路10的形成可以与各驱动回路4、5等的形成同时进行，可以避免增加新的工序，同时，上述保护回路10的导通电压值也易于控制，能可靠地设定上述保护回路10的导通电压，上述保护回路10能可靠地保护各驱动，回路4、5等不受制造工序中的静电和动作时的输入波涌的影响。而且，可以使用前述保护回路10′代替上述保护回路10。

实施例3

下面根据图11将本发明再一实施例作为实施例3加以说明。而对于与前述实施例1及实施例2的结构有同样功能的构件给以相同的标号并省略其说明。

如图11所示，液晶显示装置是驱动器单片型的有源矩阵电路型的装置、它分别具有使各输出入焊接点6…与液晶取向膜19的表面分别电气短路的露出电极(短路构件)30。上述各露出电极30…，其一端30a露出、分别与液晶取向膜19的周边部的表面成电气连接，相对于与各露出电极30…分别对应的各输出入焊接点6…、1对1地分别形成。

还有，上述露出电极30…的形成可以在形成输出入焊接点6和像素7的各像素电极7a的工序等工序中同时进行，不必增加新的制造工序。

上述实施例3的这样的结构，在前述研磨工序的前工序或后工序中，由于液晶取向膜19为绝缘体、上述液晶取向膜19上连接的各露出电极30…避免通过上述液晶取向膜19互相导通。从而，上述结构可以通过各输出入焊接点6…不受妨碍地实施对各像素7、各驱动回路4、5和各信号线2、3等的断线检查和缺陷检查。

一方向，在用研磨布于液晶取向膜19上形成决定注入的液晶(未图示)的取向的沟的研磨工序中，各输出入焊接点6…是开放状态的，因而，研磨布的表面通常带负电，与各输出入焊接点6短路的上述液晶取向膜19带正电。

于是，在研磨工序的某一瞬间，挨着研磨布的输出入焊接点6…的表面因研磨布表面所带的电荷而带负电，而上述各输出入焊接点6…以及液晶取向膜19两者因上述各露出电极30而短路，因而两者的电荷在瞬间互相抵消，它们两者之间不产生电位差。

另一方面，不挨着上述研磨布的输出入焊接点6，因有源矩阵电路基板20上流过的表面电流，与液晶取向膜19，通过其露出电极30形成等电位，因此，上述两者间和各输出入焊接点6…之间不产生电位差。

如上所述，在液晶取向膜19上形成取向沟的研磨工序中，上述结构可以避免在上述工序中易于发生的、特别是高电压静电在各输出入焊接点6…之间引起电位差，因此，能在研磨工序过程中保护像素7的开关元件和各驱动回路4、5不受高电压静电的影响。

还有，在上述露出电极30与输出入焊接点6之间的配线是任意的，例如，该配线本身露出也无妨。而且，只要各输出入焊接点6…露出的导电部与液晶取向膜19电气连接，任何结构都可以。再者，上述露出电极30的形状也是任意的，其他形状也可以，例如圆形、三角形也可以。

又，如特开平1—287624号公报中所述，在易于发生静电的液晶工序中，导电部分全部覆盖以绝缘层，以避免上述静电的影响的结构已为人们所了解。

上述结构是，在形成由扫描回路等的驱动回路、各像素组成的图像显示部及它们的各配线的绝缘基板上，除上述扫描回路的输出入焊接点的部分外，覆盖着第1绝缘层，而后，在上述绝缘基板上全面覆盖具有比上述第1绝缘层更易于用蚀刻方法去除的性质的第二绝缘层，而后施行形成取向膜和注入液晶等的液晶工序，接着用蚀刻方法、只对上述第二绝缘层有选择地蚀刻形成的。

在这样的结构中，只在最易发生静电的液晶制造工序，例如研磨工序中，对于在各像素构成的图像显示部及其各配线形成时的检测所必须的各输出入焊接点和驱动回路等用第二绝缘层覆盖、以便能与外部电气绝缘。

因此，在进行必要的制造工序时，可以借助于第二绝缘层避开液晶制造工序中发生的静电的不良影响。还有，在上述制造工序的前后，由于各输出入焊接点外露着，能够利用上述各输出入焊接点检查驱动回路等。

但是，上述结构，新追加去除第二绝缘层的蚀刻工序，而且，在液晶制造工序中，为了实施去除第二绝缘层的、条件恶劣的上述蚀刻工序，恐怕会损伤绝缘基板、及该绝缘基板上的各驱动回路和配线等，可能招致得到的图像显示装置的显示品位下降。

但是，上述实施例1至3的结构，因为不需要实施条件恶劣的蚀刻工序，可以避免损伤所获得的有源矩阵电路基板20和避免那样的蚀刻工序的麻烦。

在发明的详细说明中的具体实施形态或实施例毕竟是用来使本发明的技术内容得以更清楚说明，不应该限于那样的具体例子进行狭义的解释，在本发明的精神和下面记载的专利要求书的范围内，可以进行各种变更。

Claims (7)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包含：多条数据信号线；与这些信号线交叉的多条扫描信号线；显示图像用的像素分别被配置于上述相邻的各数据信号线及相邻的各扫描信号线包围的位置上的像素阵列；作为驱动上述像素用的开关元件的第1MOS晶体管；借助于上述各信号线及第1MOS晶体管分别驱动上述各像素用的驱动回路；用来将信号输入或输出上述驱动回路的多个输出入端子；在上述驱动回路的各输出入端子间产生预定值以上的电位差时使上述各输出入端子间导通用的保护回路，

上述数据信号线、扫描信号线、像素阵列、第1MOS晶体管、驱动回路、输出入端子及保护回路整体成形于绝缘基板上，

上述保护回路接于上述各输出入端子之间，具有在被加上上述预定值以上的电位差时即进入导通状态的第2MOS晶体管，该第2MOS晶体管的栅极电极上被覆的栅极绝缘层的厚度做得比前述第1MOS晶体管的栅极上被覆的绝缘层的厚度大。

2.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于，所述保护回路，其第2MOS晶体管的源极及漏极与第1MOS晶体管的源极及漏极在同一层、且上述第2MOS晶体管的栅极在比上述第1MOS晶体管的栅极更上面的层中，当上述第1MOS晶体管及驱动回路整体形成在绝缘基板上时，同时制作在该绝缘基板上。

3.如权利要求1所记载的液晶显示装置，其特征在于，所述保护回路是由并联连接的两个第2MOS晶体管组成，每个第2MOS晶体管的源极分别接于另一第2MOS晶体管的栅极与漏极。

4.如权利要求2所记载的液晶显示装置，其特征在于，所述保护回路是由并联连接的两个第2MOS晶体管组成，每个第2MOS晶体管的源极分别接于另一第2MOS晶体管的栅极与漏极。

5.一种液晶显示装置，其特征在于，包含：多条数据信号线；与这些数据信号线交叉的多条扫描信号线；显示图像用的像素被配置于上述相邻的各数据信号线及相邻的各扫描信号线包围的位置上的像素阵列；驱动上述像素用的开关元件的第1MOS晶体管；通过上述各信号线及第1MOS晶体管分别驱动上述各像素用的驱动回路；信号输出输入上述驱动回路用的多个输出入端子；上述驱动回路的各输出入端子间产生预定值以上的电位差时使上述各输出入端子间导通用的保护回路；靠近上述驱动回路的各输出入端子、并由导体构成的公共配线，

上述数据信号线、扫描信号线、像素阵列、和1MOS晶体管、驱动回路、输出入端子、保护回路及公共配线整体形成于绝缘基板上，

上述保护回路分别接于上述各输出入端子与公共配线之间，它具有在预定值以上电位差产生时变成导通状态的第2MOS晶体管，且覆盖在第2MOS晶体管栅极的栅极绝缘层的厚度做得比前述第1MOS晶体管的栅极上覆盖的栅极绝缘层的厚度大。

6.一种液晶显示装置，其特征在于，包含：多条数据信号线；与这些数据信号线交叉的多条扫描信号线；显示图像用的像素被配置于上述相邻的各数据信号线及相邻的各扫描信号线包围的位置上的像素阵列；作为驱动上述像素用的开关元件的第1MOS晶体管；通过上述各信号线及第1MOS晶体管分别驱动上述各像素用的驱动回路；信号输出入上述驱动回路用的多个输出入端子；上述各像素上形成的液晶取向膜；使上述液晶取向膜的表面与上述各输出入端子分别短路的短路构件。

7.如权利要求6所记载的液晶显示装置，其特征在于，上述数据信号线、扫描信号线、像素阵列、第1MOS晶体管、驱动回路、输出入端子、液晶取向膜及短路构件整体形成于绝缘基板上。

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