JPS63292114A - Active matrix type liquid crystal display device - Google Patents
Active matrix type liquid crystal display deviceInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、vii!lトランジスタ(以下、TPT)を
アクティブ素子として用いたアクティブマトリックス型
液晶表示装置に間する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention is based on vii! The present invention is applied to an active matrix type liquid crystal display device using a transistor (hereinafter referred to as TPT) as an active element.
(従来の技術)
近年、液晶表示装置として、テレビ表示やグラフィック
ディスプレイ等を指向した大容量・高密度のアクティブ
マトリックス型液晶表示装置の開発、実用化が盛んであ
る。このような液晶表示装置では、クロストークのない
高いコントラストの表示が行えるように、各画素の駆動
、制御を行う手段としてアクティブ素子が用いられてい
る。(Prior Art) In recent years, as a liquid crystal display device, active matrix type liquid crystal display devices with large capacity and high density are being actively developed and put into practical use for use in television displays, graphic displays, and the like. In such liquid crystal display devices, active elements are used as means for driving and controlling each pixel so that high contrast display without crosstalk can be performed.
このアクティブ素子としては、単結晶Sl基板上に形成
されたMOSFETが用いられていたが、近年では、透
過型表示が可能であり、大面積化も容易である等の理由
から透明絶縁基板上にTPT、を形成したものが用いら
れている。MOSFETs formed on single-crystal Sl substrates have been used as active elements, but in recent years, MOSFETs formed on transparent insulating substrates have been used because they enable transmissive display and are easy to increase in area. TPT is used.
第7図は、このようなTPTのアレイを備えたアクディ
プマトリックス型液晶表示装置の構造を示す断面図で、
ガラスあるいはプラスチックからなる第1の基板1上に
は、ゲート線と一体のゲート電極2が形成され、これを
覆うように絶縁j!13が形成されている。そしてこの
絶縁!f13上の所定の位置には例えば水素化アモルフ
ァスシリコン等からなる半導体!4が形成され、この半
導体R4を挟むように信号線と一体のドレイン電極5や
、例えばI To (Indiun Tin 0xid
e)からなる表示画素電極6、該表示画素電極6と一体
のソース電極7が形成されている。また、この表示画素
電極6を除いた半導体Jl!4とドレイン電極5および
ソース電極7上には、例えばシリコン′窒化膜等の無機
保護膜8が形成されており、この無機保護膜8上には例
えばポリイミド等の有機保護膜9が形成されている。そ
して有機保護WA9上に光遮蔽電極10、有機保護1!
[11および液晶配向膜12が順次形成されている。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the structure of an accu-dip matrix type liquid crystal display device equipped with such a TPT array.
A gate electrode 2 integrated with a gate line is formed on a first substrate 1 made of glass or plastic, and is covered with an insulating layer. 13 is formed. And this insulation! At a predetermined position on f13 is a semiconductor made of, for example, hydrogenated amorphous silicon! 4 is formed, and a drain electrode 5 integrated with the signal line is formed so as to sandwich this semiconductor R4, for example, I To (Indiun Tin Oxid).
A display pixel electrode 6 consisting of e) and a source electrode 7 integrated with the display pixel electrode 6 are formed. Moreover, the semiconductor Jl! excluding this display pixel electrode 6! 4, drain electrode 5, and source electrode 7, an inorganic protective film 8 such as a silicon nitride film is formed, and an organic protective film 9 such as polyimide is formed on this inorganic protective film 8. There is. Then, on the organic protection WA9, there is a light shielding electrode 10, an organic protection 1!
[11 and a liquid crystal alignment film 12 are formed in sequence.
一方、第1の基板1と対向配置したガラスあるいはプラ
スチックからなる第2の基板13の内面には、カラーフ
ィルタ14、透明対向電極15および液晶配向膜16が
順に形成されている。On the other hand, a color filter 14, a transparent counter electrode 15, and a liquid crystal alignment film 16 are formed in this order on the inner surface of a second substrate 13 made of glass or plastic and placed opposite to the first substrate 1.
この第2の基板13と第1の基板1とは10μm程度の
間隔を保持して周囲部を封着されており、その間隙に液
晶17が封入されている。The second substrate 13 and the first substrate 1 are sealed at their peripheries with a gap of about 10 μm maintained, and a liquid crystal 17 is sealed in the gap.
(発明が解決しようとする問題点)
ところが、上述した従来の液晶表示装置では、T F
1’が存在するため、表示画素1N!6の面積を大きく
するには限界があり、高透過率、高コントラスト比を得
ることが非常に困難であるという問題を有していた。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional liquid crystal display device described above, T F
1' exists, so the display pixel 1N! There is a limit to increasing the area of 6, and there is a problem in that it is very difficult to obtain high transmittance and high contrast ratio.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、高透過率、高コントラスト比が得られ、しかもフ
リッカ−がないように表示画素電極の高性能化を図った
アクティブマトリックス型′液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and is an active matrix type display pixel electrode with high performance, high transmittance, high contrast ratio, and no flicker. The purpose of the present invention is to provide a liquid crystal display device.
[発明の構成コ
(問題点を解決するための羊膜)
本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装置は、表
示画素電極と薄膜半導体素子を一組とする各画素の駆動
回路を主面上に格子状に配列形成するとともに、縦横に
配線され各、薄膜半導体素子を行と列単位に夫々接続す
るゲート電極およびソース電極あるいはドレイン電極と
を形成した第1の基板と、この第1の基板と対向配置さ
れ主面上に透明対向電極が形成された第2の基板と、上
記第1の基板と第2の基板間に挟持された液晶とを備え
たアクティブマトリックス型液晶表示装置において、上
記第1の基板に形成された表示画素電極上にこれに接続
される第2の表示画素電極を形成したことを特徴とする
ものである。[Configuration of the Invention (Amniotic Membrane for Solving Problems) The active matrix liquid crystal display device of the present invention has a drive circuit for each pixel including a display pixel electrode and a thin film semiconductor element in a lattice pattern on the main surface. a first substrate on which gate electrodes and source electrodes or drain electrodes are arranged in rows and columns and are wired vertically and horizontally to connect thin film semiconductor elements in rows and columns, respectively; and a first substrate facing the first substrate. an active matrix type liquid crystal display device comprising: a second substrate having a transparent counter electrode formed on its main surface; and a liquid crystal sandwiched between the first substrate and the second substrate; The present invention is characterized in that a second display pixel electrode connected to the display pixel electrode is formed on the display pixel electrode formed on the substrate.
(作 用)
本発明は、絶縁基板上に設けられたゲート電極に対向し
て、ドレインおよびソース電極間に半導体層を有する薄
膜トランジスタと表示画素電極がマトリックス状に配列
形成された第1の基板に、信号線とゲート電極に重なり
合うように、第2表示画素電極を形成することにより、
表示画素面積を大幅に拡大でき、高透過率を得ることが
できる。(Function) The present invention is directed to a first substrate on which a thin film transistor having a semiconductor layer between a drain and a source electrode and a display pixel electrode are arranged in a matrix, facing a gate electrode provided on an insulating substrate. , by forming the second display pixel electrode so as to overlap the signal line and the gate electrode,
The display pixel area can be greatly expanded and high transmittance can be obtained.
また光透過領域で未応答部分が存在しないために、高コ
ントラスト比を得ることができる。Furthermore, since there is no unresponsive portion in the light transmission region, a high contrast ratio can be obtained.
さらに第1の基板と第2表示画素電極の間隙に、第2表
示画素電極と重なり合うように光遮蔽電極を形成するこ
とにより、寄生容量を実質的に小さくすることができ、
フリッカ−をなくすことができる。Furthermore, by forming a light shielding electrode in the gap between the first substrate and the second display pixel electrode so as to overlap with the second display pixel electrode, the parasitic capacitance can be substantially reduced.
Flicker can be eliminated.
(実施例)
以下、本発明の一実施例ついて図を参照にして説明する
。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は実施例のアクティブマトリックス型液晶表示装
置の等価回路を示しており、複数のゲー)11YJ (
J=1,2,3. ・・−n>と信号線X1(i=1.
2.3.・・・m)の各交点位置に、薄膜トランジスタ
21が形成されている6図中の22は、各薄膜トランジ
スタ21のソースに接続された表示画素電極であり、こ
の表示画素電極22と透明対向電極23との間に液晶2
4が挟持されている。FIG. 1 shows an equivalent circuit of an active matrix liquid crystal display device according to an embodiment, and shows a plurality of games) 11YJ (
J=1, 2, 3. ...-n> and the signal line X1 (i=1.
2.3. . . . m) A thin film transistor 21 is formed at each intersection position of 6. 22 in FIG. LCD 2 between
4 is being held.
第2図は、実施例のさらに詳細構造を示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a more detailed structure of the embodiment.
なおりラーフィルタおよびカラーフィルタ上の透明対向
電極を有する第2の基板および液晶については図示を省
略した。The illustration of the liquid crystal and the second substrate having a transparent counter electrode on the color filter and the color filter is omitted.
即ち、ガラスあるいはプラスチックからなる第2の基板
31上には、ゲート電極32が形成されおり、このゲー
ト電極32上には例えばシリコン窒化膜等の絶縁層33
が堆積形成され、さらに例えば水素化アモルファスシリ
コン等が堆積形成されて半導体層34が形成されている
。That is, a gate electrode 32 is formed on a second substrate 31 made of glass or plastic, and an insulating layer 33 such as a silicon nitride film is formed on this gate electrode 32.
is deposited, and further, for example, hydrogenated amorphous silicon or the like is deposited to form the semiconductor layer 34.
この半導体屑34に、高濃度不純物添加層例えばリンあ
るいはヒ素を不純物として添加したa −3iからなる
n” 135が形成され、エツチングによってソース電
極側とドレイン電極側で分離され、Nチャンネル形トラ
ンジスタが形成される。A heavily doped layer 135 made of a-3i doped with phosphorus or arsenic is formed on this semiconductor scrap 34, and the source electrode side and the drain electrode side are separated by etching to form an N-channel transistor. It is formed.
この半導体R34、n中層35を含む絶縁層33上には
、例えばITO36およびモリブデン37が順に堆積形
成されており、これらを所定の形状にエツチングして表
示画素電極38が形成されている。そして、表示画素電
極38、半導体R34を含む絶縁R33上には、例えば
アルミニウムを堆積し、さらにエツチングして上記半導
体層34を挟んで信号線YJと一体のドレイン電!@3
9および表示画素電極38と一体のソース電極4゜が形
成されている。For example, ITO 36 and molybdenum 37 are sequentially deposited on the insulating layer 33 including the semiconductor R 34 and the n-type intermediate layer 35, and are etched into a predetermined shape to form a display pixel electrode 38. Then, for example, aluminum is deposited on the insulation R33 including the display pixel electrode 38 and the semiconductor R34, and further etched to form a drain electrode integrated with the signal line YJ with the semiconductor layer 34 in between. @3
9 and a source electrode 4° integral with the display pixel electrode 38 are formed.
さらに、ドレイン電tf439および表示画素電極38
およびソース電極40上には、例えばシリコン窒化膜等
の無機保護膜41およびポリイミド等の有機保護膜42
が順に堆積形成されている0表示画素電極38上の無機
保護膜41はエツチングにより除去されている。Furthermore, the drain voltage tf439 and the display pixel electrode 38
On the source electrode 40, an inorganic protective film 41 such as a silicon nitride film and an organic protective film 42 such as polyimide are formed.
The inorganic protective film 41 on the 0 display pixel electrode 38, on which the 0 display pixel electrodes are sequentially deposited, is removed by etching.
また、有機保護141上には、光遮蔽電極43が半導体
屑34およびn中層35に対向して形成されており、さ
らに有機保護膜42および光遮蔽電極43上に有機保護
膜44が形成され、この有機保護膜44および表示画素
電極38上に第2表示画素電極45が形成され、この第
2表示画素電極45上および有機保護膜44上には液晶
配向膜46が形成されている。Further, a light shielding electrode 43 is formed on the organic protection 141 to face the semiconductor scrap 34 and the n-type intermediate layer 35, and an organic protective film 44 is further formed on the organic protective film 42 and the light shielding electrode 43, A second display pixel electrode 45 is formed on the organic protective film 44 and the display pixel electrode 38, and a liquid crystal alignment film 46 is formed on the second display pixel electrode 45 and the organic protective film 44.
このように液晶配向膜46が形成された第1の基板31
には、図示を省略した透明対向電極の形成された第2の
基板が所定の間隙を保持して周囲部を封着して対向配置
されており、その間隙部に液晶・47が封入されている
。The first substrate 31 on which the liquid crystal alignment film 46 is formed in this way
, a second substrate on which a transparent counter electrode (not shown) is formed is placed opposite to the second substrate with a predetermined gap maintained and the peripheral portion sealed, and a liquid crystal 47 is sealed in the gap. There is.
このように構成されたアクティブマトリックス型液晶表
示装置においては、第3図および第4図に示すように、
第2表示画素電極45と光遮蔽電極43が重なり合うよ
うに形成する。In the active matrix liquid crystal display device configured in this way, as shown in FIGS. 3 and 4,
The second display pixel electrode 45 and the light shielding electrode 43 are formed to overlap.
さて、このアクティブマトリックス型液晶表示装置にお
ける駆動動作について第5図および第6図を参照にして
説明する。Now, the driving operation in this active matrix type liquid crystal display device will be explained with reference to FIGS. 5 and 6.
第5図(a)はゲートパルスのタイミング波形を、第5
図(b)は信号パルスタイミング波形を、第5図(c)
は光遮蔽電極波形を、第5図(d)は透明対向電極波形
を示している。Figure 5(a) shows the timing waveform of the gate pulse at the fifth
Figure (b) shows the signal pulse timing waveform, and Figure 5 (c) shows the signal pulse timing waveform.
5(d) shows the waveform of the light-shielding electrode, and FIG. 5(d) shows the waveform of the transparent counter electrode.
そしてゲート電圧のオン時間(t =63.5μsec
>に信号電圧が書込まれるが、ゲート電極と表示画素
電極38との間に寄生容量が存在するためにゲート電圧
のオフ後、表示画素電極38の電位は変化する。これが
第6図に示したΔv1である。また任意の信号電圧に対
して、それに対応する液晶47のキャパシタンスが異な
るために、表示画素電極38の電位変化は信号電圧によ
って異なっていた。And gate voltage on time (t = 63.5 μsec
Although a signal voltage is written to the display pixel electrode 38, the potential of the display pixel electrode 38 changes after the gate voltage is turned off because a parasitic capacitance exists between the gate electrode and the display pixel electrode 38. This is Δv1 shown in FIG. Further, since the capacitance of the liquid crystal 47 corresponding to a given signal voltage differs, the potential change of the display pixel electrode 38 differs depending on the signal voltage.
その結果、従来例では第6図(C)、第6図(d)、(
Δ■1≠ΔV2)に示す通り、任意の信号電圧に対して
正サイクル、負サイクルにおける表示画素電位のセンタ
ー値は、一定の電圧に定まらなかった。As a result, in the conventional example, Fig. 6(C), Fig. 6(d), (
As shown in Δ■1≠ΔV2), the center value of the display pixel potential in the positive cycle and the negative cycle was not determined to be a constant voltage for any signal voltage.
これに対し、本例における正サイクル、負サイクルの表
示画素電位は第6図(a>および(b)に示されるよう
に、表示画素電極38の電位変化が小さくなり、(Δv
1ΦΔVl)表示画素電位のセンター値は一定の電位に
定まる。そのためフリッカ−を完全になくすことができ
る。On the other hand, as shown in FIG. 6 (a> and (b)), the display pixel potential in the positive cycle and negative cycle in this example is such that the change in potential of the display pixel electrode 38 is small, and (Δv
1ΦΔVl) The center value of the display pixel potential is determined to be a constant potential. Therefore, flicker can be completely eliminated.
[発明の効果]
以上説明したように本発明のアクティブマトリックス型
液晶表示装置によれば、従来装置に比べ開口率が大きく
なるため、高透過率となり、また光遮蔽電極と第2表示
画素電極を重なり合せることで、高コントラスト比、フ
リッカ−のない画面とすることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the active matrix liquid crystal display device of the present invention, the aperture ratio is larger than that of the conventional device, resulting in high transmittance. By overlapping them, a screen with a high contrast ratio and no flicker can be obtained.
第1図は、本発明による一実施例のアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置の等価回路を示す図、第2図は実施
例の構造を示す部分断面図、第3国は実施例における第
1画素電極および第2表示画素電極を示す構成図、第4
図は実施例の部分断面図、第5図は実施例におけるゲー
ト電圧パルス波形、信号電圧はパルス波形、光遮蔽電圧
波形対向電極電圧波形図、第6図は従来の表示画素電位
と実施例の構造による表示画素電位を示す図、第7図は
従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置を示す断
面図である。
21・・・・・・・・・薄膜トランジスタ22・・・・
・・・・・表示画素電極
23・・・・・・・・・透明対向電極
24・・・・・・・・・液晶
31・・・・・・・・・第1の基板
32・・・・・・・・・ゲート電極
33・・・・・・・・・絶縁層
34・・・・・・・・・半導体層
35・・・・・・・・・n中層FIG. 1 is a diagram showing an equivalent circuit of an active matrix liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing the structure of the embodiment, and the third country shows the first pixel electrode in the embodiment. and a configuration diagram showing the second display pixel electrode, the fourth
The figure is a partial cross-sectional view of the example, Figure 5 is the gate voltage pulse waveform in the example, the signal voltage is a pulse waveform, the light shielding voltage waveform and the counter electrode voltage waveform, and Figure 6 is the conventional display pixel potential and the example. FIG. 7 is a cross-sectional view showing a conventional active matrix type liquid crystal display device. 21...Thin film transistor 22...
...Display pixel electrode 23...Transparent counter electrode 24...Liquid crystal 31...First substrate 32... ......Gate electrode 33...Insulating layer 34...Semiconductor layer 35...N middle layer
Claims (2)
素の駆動回路を主面上に格子状に配列形成するとともに
、縦横に配線され各薄膜半導体素子を行と列単位に夫々
接続するゲート電極およびソース電極あるいはドレイン
電極とを形成した第1の基板と、前記第1の基板と対向
配置され主面上に透明対向電極が形成された第2の基板
と、上記第1の基板と第2の基板間に挟持された液晶と
を備えたアクティブマトリックス型液晶表示装置におい
て、 前記第1の基板に形成された表示画素電極上にこれに接
続される第2の表示画素電極を形成したことを特徴とす
るアクティブマトリックス型液晶表示装置。(1) Driving circuits for each pixel, each consisting of a display pixel electrode and a thin film semiconductor element, are arranged in a grid pattern on the main surface, and are wired vertically and horizontally to connect each thin film semiconductor element in rows and columns, respectively. a first substrate on which a gate electrode and a source or drain electrode are formed; a second substrate facing the first substrate and having a transparent counter electrode formed on its main surface; and the first substrate. In an active matrix liquid crystal display device comprising a liquid crystal sandwiched between second substrates, a second display pixel electrode is formed on the display pixel electrode formed on the first substrate and connected thereto. An active matrix liquid crystal display device characterized by:
された光遮蔽電極上の少なくとも一部を覆うように形成
されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
のアクティブマトリックス型液晶表示装置。(2) The second display pixel electrode is formed so as to cover at least a part of the light shielding electrode disposed corresponding to the semiconductor layer. Active matrix type liquid crystal display device.
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---|---|---|---|
JP62127598A JPS63292114A (en) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | Active matrix type liquid crystal display device |
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JP62127598A JPS63292114A (en) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | Active matrix type liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPS63292114A true JPS63292114A (en) | 1988-11-29 |
Family
ID=14964045
Family Applications (1)
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JP62127598A Pending JPS63292114A (en) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | Active matrix type liquid crystal display device |
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JP (1) | JPS63292114A (en) |
Cited By (5)
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---|---|---|---|---|
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-
1987
- 1987-05-25 JP JP62127598A patent/JPS63292114A/en active Pending
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---|---|---|---|---|
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JP2018092196A (en) * | 2000-09-08 | 2018-06-14 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Liquid crystal display device |
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