CN1825190A - 显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种显示装置，其像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，该谷部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值。
Description
技术领域
本发明涉及一种显示装置，特别涉及有源矩阵型显示装置。
背景技术
有源矩阵型显示装置，在其基板面上形成有例如在x方向延伸在y方向并列设置的多条栅极信号线和在y方向延伸在x方向并列设置的多条漏极信号线，具有以这些信号线的交叉部为角部的像素区域。
在各像素区域至少具有通过对其提供来自栅极信号线的信号(扫描信号)而导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的信号(图像信号)的电极。
该电极，例如在液晶显示装置的情况下，构成为使液晶内产生电场的一侧的电极，在有机EL显示装置的情况下，构成为用于使驱动开关元件动作的电极，该驱动开关元件用于使电流流过有机EL元件。
在这样的结构的显示装置中，例如，从上段到下段依次对各栅极信号线提供扫描信号，由此依照依次提供该扫描信号的时序对各漏极信号线分别提供图像信号。
这样，通过按各段的像素列导通的薄膜晶体管，向该像素列的各像素的电极提供图像信号。
另外，用于使薄膜晶体管导通的上述扫描信号通常使用矩形波信号。即、该矩形波信号由从基准电位(低电平)上升，维持恒定电压(高电平)之后，下降到该基准电位的脉冲组成。
但是，作为扫描信号，并不限于这样的矩形波信号，还已知例如像下述的专利文献1所公开的那样，在波形上进行了改进的信号。
即，日本公开专利公报2001-125069号所公开的扫描信号，使用的不是矩形波，而是在维持恒定电压(高电平)之后，电压随着时间的变化而连续降低，下降到其基准电位(低电平)的脉冲。由此，抑制了由栅极信号线的信号延迟造成的亮度波动。
发明内容
但是，作为使薄膜晶体管导通的扫描信号，在使用了矩形波信号的情况下，相对于提供给该薄膜晶体管的一个电极的信号(图像信号)，从另一个电极取出的信号，从扫描信号被提供给该薄膜晶体管的时刻(上升时刻)开始向图像信号的电压值上升，但是在停止提供该扫描信号的时刻(下降时刻)，不能达到该图像信号的电平，因此要求提高电压的写入率。
该要求通过上述专利文献1的在波形上进行改进的方法是达不到的。
因此，本发明就是基于这样的问题而做出的，其目的在于提供实现了较高的电压的写入率的显示装置。
下面，简单地说明本申请所公开的发明中有代表性的发明的概要。
(1)本发明的显示装置，例如，像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，
上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，该谷部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值。
(2)本发明的显示装置，例如，以(1)的结构为前提，上述谷部，其电压值随着时间的推移平缓地下降，之后急剧地上升。
(3)本发明的显示装置，例如，以(1)的结构为前提，上述谷部，其电压值在t1时间段下降、在t2时间段上升，且t1＞t2的关系成立。
(4)本发明的显示装置，例如以(1)、(2)、(3)中任意一个的结构为前提，扫描信号线的上述谷部的降低后的电压值，比提供给薄膜晶体管的图像信号的电压值高。
(5)本发明的显示装置，例如，像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，
上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，并且具有在使该薄膜晶体管截止之前使该电压值平缓地降低的降低部，
上述谷部和降低部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值。
(6)本发明的显示装置，例如，以(5)的结构为前提，在上述降低部，电压值平缓地降低之后，急剧地达到扫描信号的低电平。
(7)本发明的显示装置，例如，以(5)的结构为前提，上述谷部，其电压值随着时间的推移平缓地下降，之后急剧地上升。
(8)本发明的显示装置，例如，以(5)的结构为前提，上述谷部构成为其电压值在t1时间段下降、在t2时间段上升，且t1＞t2的关系成立。
(9)本发明的显示装置，例如以(5)、(6)、(7)、(8)中任意一个的结构为前提，扫描信号线的上述谷部和降低部的降低后的电压值，比提供给薄膜晶体管的图像信号的电压值高。
(10)本发明的显示装置，例如，像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，
上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，并且具有在使该薄膜晶体管截止之前使该电压值平缓地降低的降低部，
上述谷部和降低部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值，
一个扫描信号和在该一个扫描信号之后提供的另一个扫描信号以如下方式提供：该一个扫描信号的降低部和该另一个扫描信号的谷部在时间上是一致的，一部分重叠。
(11)本发明的显示装置，例如，以(10)的结构为前提，在上述降低部，电压值平缓地降低之后，急剧地达到扫描信号的低电平。
(12)本发明的显示装置，例如，以(10)的结构为前提，上述谷部，其电压值随着时间的推移平缓地下降，之后急剧地上升。
(13)本发明的显示装置，例如，以(10)的结构为前提，上述谷部，其电压值在t1时间段下降、在t2时间段上升，且t1＞t2的关系成立。
(14)本发明的显示装置，例如以(10)、(11)、(12)、(13)中任意一个的结构为前提，扫描信号线的上述谷部和降低部的降低后的电压值，比提供给薄膜晶体管的图像信号的电压值高。
另外，本发明并不限于以上的结构，在不脱离本发明的技术思想的范围内可以进行各种变更。
附图说明
图1是表示本发明的显示装置所应用的扫描信号结构的一个实施例的图。
图2A是表示本发明的显示装置的概略的俯视图，图2B和图2C是像素的等效电路。
图3是表示本发明显示装置所应用的扫描信号与图像信号的关系的图。
图4A和图4B是表示形成本发明的显示装置所应用的扫描信号的方法的结构图。
图5是表示本发明的显示装置所应用的扫描信号结构的另一个
实施例的图。
图6是表示本发明显示装置所应用的扫描信号与图像信号的关系的图。
图7是表示本发明的显示装置所应用的向栅极信号线依次提供扫描信号时的时序的图。
图8是表示在提供图7所示的扫描信号时，提供给漏极信号线的图像信号的极性的图。
图9是表示本发明的显示装置的像素结构的一个实施例的俯视图。
图10是图9的I(a)-I(b)线的剖视图。
图11是表示图9所示的结构中的液晶模式的液晶分子的电压接通、断开时的动作的示意俯视图。
图12是图9的II(a)-II(b)线的剖视图。
图13是图9的III(a)-III(b)线的剖视图。
图14是图9的IV(a)-IV(b)线的剖视图。
具体实施方式
以下，用附图说明本发明的液晶显示装置的实施例。
图2A是表示本发明的液晶显示装置的一个实施例的概略俯视图。
在透明基板SUB1的主表面具有中间隔着液晶相对配置的透明基板SUB2。透明基板SUB1形成得比透明基板SUB2大一些，在不与该透明基板SUB2相对的部分安装有电子电路(后述的半导体芯片VCP、HCP)。
透明基板SUB2通过在该透明基板SUB2的周围所形成的密封材料SL与透明基板SUB1相对地固定。该密封材料SL还兼有对由透明基板SUB1和透明基板SUB2夹持的液晶进行密封的功能。
另外，由该密封材料SL包围的区域具有液晶显示部AR的功能，在该液晶显示部AR内形成有配置成矩阵状的多个像素。
即、在该透明基板SUB1的主表面(液晶侧的面)的液晶显示部AR，在y方向并列地设置有多条在图中x方向延伸的栅极信号线GL。该栅极信号线GL的一端(图中左侧)超越上述密封材料SL一直延伸到该密封材料SL的外侧，在其延伸端形成有栅极信号端子GLT。
将相邻的各栅极信号线GL作为1组，各组内的栅极信号线GL在超越密封材料SL而延伸的过程中，彼此收拢地形成，到达上述栅极信号端子GLT。
上述各组的栅极信号端子GLT连接由扫描信号驱动电路构成的1个半导体芯片VCP的输出突起(bump)。上述栅极信号线GL的上述收拢，是因为栅极信号线GL彼此之间的间隔距离比上述半导体芯片VCP的输出突起彼此之间的间隔距离大。
另外，连接上述半导体芯片VCP的输入突起的端子也形成于透明基板SUB1面，从该透明基板SUB1的周围向该端子提供信号。
在透明基板SUB1的主表面(液晶侧的面)的液晶显示部AR，在x方向并列地设置有多条在图中y方向延伸的漏极信号线DL。该漏极信号线DL的一端(图中上侧)超越上述密封材料SL一直延伸到该密封材料SL的外侧，在其延伸端形成有漏极信号端子DLT。
将相邻的各漏极信号线DL作为1组，各组内的漏极信号线DL在超越密封材料SL而延伸的过程中，彼此收拢地形成，到达上述漏极信号端子DLT。
上述各组的漏极信号端子DLT连接由图像信号驱动电路构成的1个半导体芯片HCP的输出突起。上述漏极信号线DL的上述收拢，是因为漏极信号线DL彼此之间的间隔距离比上述半导体芯片HCP的输出突起彼此之间的间隔距离大。
另外，连接上述半导体芯片HCP的输入突起的端子也形成于透明基板SUB1面，从该透明基板SUB1的周围向该端子提供信号。
在此，栅极信号线GL和漏极信号线DL所包围的区域形成为像素区域。
图2B用等效电路表示由彼此相邻的栅极信号线GL和彼此相邻的漏极信号线DL所包围的像素区域内的结构的一个实施例。
具有通过对其提供来自栅极信号线GL的信号(扫描信号)而导通的薄膜晶体管TFT，来自漏极信号线DL的信号(图像信号)经由该薄膜晶体管TFT被提供给像素电极PX。
在像素电极PX和相对电极CT之间产生与该图像信号相应的电场，该电场使液晶按照电场的大小动作。由于相对电极CT形成在与形成了像素电极PX的透明基板SUB1不同的另一个透明基板SUB2侧，因此在图中未示出。
另外，在隔着该像素区域配置的各栅极信号线GL中的与驱动该像素区域的薄膜晶体管TFT的栅极信号线GL不同的另一条栅极信号线GL和像素电极PX之间形成有电容元件Cadd，该电容元件Cadd使得提供给该像素电极PX的图像信号存储比较长的时间。
图2C是表示上述像素区域内的结构的另一实施例的等效电路图。与图2B的情况相比，不同的结构在于：首先，除了具有栅极信号线GL、漏极信号线DL之外，还具有相对电压信号线CL。这是因为相对电极CT设置在透明基板SUB1侧，需要将用于向该相对电极CT提供相对电压信号的信号线作为该相对电压信号线CL。
其次，由在像素电极PX和相对电极CT之间产生的电场使液晶动作，该像素电极PX和相对电极CT均设置在透明基板SUB1侧。此时的像素电极PX和相对电极CT，通常分别由多个电极群构成，这些电极交错配置。
另外，用于存储提供给像素电极PX的图像信号的电容元件，由连接在该像素电极PX和上述相对电压信号线CL之间的电容元件Cstg构成。
在图2B和图2C的任意一种情况下的像素中，向栅极信号线GL提供扫描信号，由此连接在其上的薄膜晶体管TFT导通，依照提供该扫描信号的时序提供的来自漏极信号线DL的图像信号经由该薄膜晶体管TFT提供给像素电极PX。
图1是表示从上述扫描信号驱动电路V向各栅极信号线GL依次提供的扫描信号Vg的波形的图。
扫描信号Vg用从低电平Vgl变成高电平Vgh的矩形波概略地表示，在其高电平Vgh期间的中途具有谷部VL。
即、从低电平Vgl上升到高电平Vgh，并将其高电平Vgh维持一定时间之后，其电压慢慢地降低，然后再急剧地上升到高电平Vgh。此时，将电压的慢慢降低和之后的再向高电平的上升称为上述谷部VL。之后，在将高电平Vgh维持一定时间后，变成低电平Vgl。
根据后面的说明可知，上述谷部VL的电压降低的程度，比从低电平Vgl到高电平Vgh的电压变化小很多。因此，在向薄膜晶体管TFT的漏极电极(连接漏极信号线DL的一侧的电极)施加了图像信号Vd的状态下，在向栅极电极施加扫描信号Vg时，即使上述扫描信号Vg产生上述谷部VL的电压降低，扫描信号Vg也依然具有比图像信号Vd大的电压值。
图3是表示提供给通过对其提供上述扫描信号Vg而导通的薄膜晶体管TFT的漏极电极(连接漏极信号线DL的一侧的电极)的图像信号Vd、和在该薄膜晶体管TFT的源极电极(连接像素电极PX的一侧的电极)呈现的信号(为了方便而称为像素信号Vs)的各波形的关系的图。
在图3中，将从扫描信号Vg变成高电平Vgh到上述谷部VL的区间表示为A区间，将上述谷部VL的区间表示为B区间，将过了上述谷部VL到达低电平Vgl的区间表示为C区间。
像素信号Vs从提供扫描信号的时刻开始向图像信号Vd上升。此时，在B区间，扫描信号Vg的电压降低，像素信号Vs也随之降低，但是，由于该扫描信号Vg的降低止于图像信号Vd的最高电压以上的值，因此该像素信号Vs的降低是有限的。
另外，由于在从B区间向C区间变化的过程中，扫描信号Vg的电压急剧增大，因此像素信号Vs的电压将因栅极和源极的电容耦合而急剧地增大。
因此，与扫描信号Vg没有谷部VL的情况相比，能得到较高的电压的写入率。
上述的扫描信号Vg，在其谷部VL，最初平缓地下降，之后急剧地上升。
此时，下降后的上升的急剧程度如下，即、在上述谷部VL，当设从开始下降的时刻到下降到最低点的时刻的时间为t1、从下降到最低点的时刻到上升到电平Vgh的时间为t2时，只要满足t1＞t2即可，t2越接近0，下降后的上升就越急剧。
另外，上述扫描信号Vg，在从其低电平Vgl向高电平Vgh上升后到再次变成低电平Vgl为止的期间，被划分为A区间、B区间、C区间，在B区间具有谷部VL。
此时，当设A区间的时间宽度为tA、B区间的时间宽度为tB、C区间的时间宽度为tC时，设定tB＜tA，tB＜tC。
既可维持高电平Vgh为高的状态，又可实现谷部VL带来的提升(boost)效果，假如该关系颠倒过来，则栅极处于导通状态的时间不足，写入反而变差。
图4A、图4B分别表示上述扫描信号驱动电路V，是表示在向其栅极信号线GL输出上述扫描信号Vg时，输入到该扫描信号驱动电路V的信号的图。
在图4A、图4B中，经由电容C向扫描信号驱动电路V输入扫描信号Vg，并且开关元件SW连接在该电容C的两端。
在图4A中，该开关元件SW接通，扫描信号Vg不经过电容C，而是经由开关元件SW输入到扫描信号驱动电路V。
输入到扫描信号驱动电路V的该扫描信号Vg被用作扫描信号Vg的高电平期间中的信号，在上述图3中输出的扫描信号Vg之中的相当于A区间和C区间的期间中，上述开关元件SW接通。
在图4B中，该开关元件SW断开，扫描信号Vg不经过开关元件SW，而是经由电容C输入到扫描信号驱动电路V。
在上述图3中输出的扫描信号Vg之中的相当于B区间的期间中，上述开关元件SW断开。
因此，在扫描信号Vg的相当于谷部VL的部位，通过使该开关元件SW断开，使在电容C上存储的电压慢慢地降低，因而呈倾斜状，当再在C区间使开关元件SW接通时，扫描信号Vg被直接提供，能迅速地回复到高电平状态的电压Vgh。
图5是表示扫描信号Vg的另一实施例的波形图，对应于图2A～图2C。与图2A～图2C相比，不同的结构在于：在到达低电平Vgl的下降过程中，具有从其稍前方开始经过平缓的电压降低而形成的降低部RD。
因此，从整体上来看扫描信号Vg时，扫描信号Vg从低电平Vgl变成高电平Vgh，经过谷部VL后，经过电压从高电平Vgh平缓地降低的降低部RD，急剧地下降，到达低电平Vgl。
此时，在本实施例中作为特征的上述降低部RD的电压降低，其坡度不必与上述谷部VL的电压降低的坡度相同，但也可以相同。
另外，通过后面的说明可知，降低部RD的下降时的平缓的电压降低的程度，比电压从高电平到低电平的变化小很多。因此，在对薄膜晶体管TFT的漏极电极(连接漏极信号线DL的一侧的电极)施加了图像信号Vd的状态下，在对栅极电极施加扫描信号Vg时，即使扫描信号Vg产生下降时的平缓的上述电压降低，扫描信号Vg也依然具有大于图像信号Vd的电压值。
图6是表示提供给通过对其提供上述扫描信号Vg而导通的薄膜晶体管TFT的漏极电极(连接漏极信号线DL的一侧的电极)的图像信号Vd和在该薄膜晶体管TFT的源极电极(连接像素电极PX的一侧的电极)呈现的信号(为了方便称为像素信号Vs)的各波形的关系的图，对应于图3。
与图3的情况相比，不同的部分在于：除了A区间、B区间、C区间之外，还具有新的D区间，在该D区间形成扫描信号Vg的降低部RD的下降时的平缓的电压降低。A区间、B区间、C区间的动作与对图3进行的说明一样。在D区间，能够降低扫描信号Vg从导通到截止时的电压下降，还可得到能使Vs的值接近Vd的值的效果。
图7表示本发明的显示装置的另一实施例，示出了提供给相邻的各栅极信号线GL的扫描信号Vg。
图7上端的图示出了提供给从上数第(n-1)条栅极信号线GL(n-1)的扫描信号Vg(n-1)，图7中间的图示出了提供给从上数第(n)条栅极信号线GL(n)的扫描信号Vg(n)，图7下端的图示出了提供给从上数第(n+1)条栅极信号线GL(n+1)的扫描信号Vg(n+1)。
在此，各扫描信号Vg(n-1)、Vg(n)、Vg(n+1)的各波形与上述的图5所示的栅极信号线的扫描信号Vg的波形相同，而且，从时间上看，扫描信号Vg(n-1)和扫描信号Vg(n)、扫描信号Vg(n)和扫描信号Vg(n+1)一部分重合地提供给对应的栅极信号线GL。
即、扫描信号Vg(n-1)和扫描信号Vg(n)彼此重叠，使得该扫描信号Vg(n-1)的降低部RD的平缓的电压降低部分(图6所示的D区间的部位)与该扫描信号Vg(n)的谷部VL的平缓的电压降低部分(图6所示的B区间的部位)在时间上一致。
同样地，扫描信号Vg(n)和扫描信号Vg(n+1)彼此重叠，使得该扫描信号Vg(n)的降低部RD的平缓的电压降低部分(图6所示的D区间的部位)与该扫描信号Vg(n+1)的谷部VL的平缓的电压降低部分(图6所示的B区间的部位)在时间上一致。
在这样构成的情况下，在产生重叠的部分，能够用同一供电电压形成一个扫描信号Vg的降低部RD的平缓的电压降低部分与另一个扫描信号Vg的谷部VL的平缓的电压降低部分，因此能够避免电路的复杂化。
另外，各扫描信号Vg能够发挥其本来的功能的部分是图6所示的C区间和D区间，剩下的A区间和B区间作为预充电(precharge)期间起作用，因此能够提高预充电的效率。
而且，此时最好是对该漏极信号线DL施加图像信号Vd，直到所有的栅极信号线GL的扫描结束，以使漏极信号线DL的极性恒定。这是为了充分地发挥预充电的效果。
图8用+、-表示在液晶显示部AR的各像素的相对于相对电极的像素电极的极性。根据图8可知，图中y方向的像素列的各像素极性完全相同，它们的极性按x方向的各像素交替地变化。因此，构成为按每个相邻的像素列改变图像信号DL的极性。而且，进行在帧间交替地改变极性的所谓的帧反转驱动。
这样能够提高写入效率，并且能够得到抑制闪烁(flicker)的效果。
图9是表示相当于图2C所示的等效电路的像素的具体结构的一个实施例的俯视图。
图10是图9的I(a)-I(b)线的剖视图，图12是图9的II(a)-II(b)线的剖视图，图13是图9的III(a)-III(b)线的剖视图，图14是图9的IV(a)-IV(b)线的剖视图。图11是示意地表示本液晶模式的液晶分子的电压接通、断开时的动作的俯视图。
首先，在图9中，在图中x方向延伸在y方向并列设置的栅极信号线GL，例如是由从第1透明基板侧开始层叠了钼(Mo)、铝(Al)、钼(Mo)的3层层叠膜形成的。该栅极信号线GL与后述的漏极信号线DL形成矩形的区域，该区域构成像素区域。
另外，在该像素区域形成有在与后述的像素电极PX之间产生电场的相对电极CT，该相对电极CT形成在该像素区域的除了狭小的周边之外的中央的大致整个区域，由作为透明导电体的例如ITO(Indium-Tin-Oxide)构成。并且，该相对电极CT的一部分具有缺口，在后面对此进行说明。
该相对电极CT在相邻的栅极信号线GL的大致中央附近与平行于上述栅极信号线GL配置的相对电压信号线CL连接，该相对电压信号线CL，与关于图中左右的像素区域(沿栅极信号线GL配置的各像素区域)中的相对电极CT同样地形成的相对电压信号线CL一体地形成。
该相对电压信号线CL，例如用由钼(Mo)、铝(Al)、钼(Mo)的3层层叠膜构成的不透明材料形成。
另外，如上所述，通过使相对电压信号线CL的材料为与栅极信号线GL相同的材料，能在同一工序中形成相对电压信号线CL和栅极信号线GL，从而能避免增加制造工时。
在此，不言而喻，上述相对电压信号线CL并不限于上述3层膜，也可以用例如Cr、Ti、Mo的单层膜，或者它们与含有Al的材料的2层膜或3层膜来形成。
但是，此时，该相对电压信号线CL相对于相对电极CT位于上层是有效的。这是因为构成相对电极CT的ITO膜的选择蚀刻液(例如HBr)容易溶解Al。
另外，至少在相对电压信号线CL与对置电极CT的接触面形成Ti、Cr、Mo、Ta、W等高熔点金属是有效的。这是因为构成对置电极CT的ITO会使相对电压信号线CL中的Al氧化而生成高电阻层的缘故。
因此，作为一个实施例，在形成由Al或含有Al的材料构成的相对电压信号线CL时，最好采用以上述高熔点金属为第1层的多层构造。
而且，在这样形成了相对电极CT、相对电压信号线CL和栅极信号线GL的透明基板的上面，覆盖它们地形成有例如由SiN构成的绝缘膜GI。
该绝缘膜GI，具有作为后述的漏极信号线DL与相对电压信号线CL及栅极信号线GL的层间绝缘膜的功能，在后述的薄膜晶体管TFT的形成区域具有作为其栅极绝缘膜的功能，在后述的电容元件Cstg的形成区域具有作为其电介质膜的功能。
另外，与栅极信号线GL的一部分(图中左下)重叠地形成有薄膜晶体管TFT，在该部分的上述绝缘膜GI上形成有例如由a-Si构成的半导体层AS。
在该半导体层AS的上面形成漏极电极SD1和源极电极SD2，由此形成以栅极信号线GL的一部分为栅极电极的逆交错(stagger)构造的MIS型晶体管。而且，该漏极电极SD1和源极电极SD2与漏极信号线DL同时形成。
即、形成图9中在y方向延伸在x方向并列设置的漏极信号线DL，该漏极信号线DL的一部分一直延伸到上述薄膜晶体管TFT的半导体层AS的表面，由此构成薄膜晶体管TFT的漏极电极SD1。
而且，在形成漏极信号线DL时形成源极电极SD2，该源极电极SD2延伸到像素区域内，还一体地形成了谋求与后述的像素电极PX连接的接触孔CN。
如图12所示，在半导体层AS与上述源极电极SD2和漏极电极SD1的界面上形成有掺杂了例如n型杂质的接触层d0。
该接触层d0是通过在半导体层AS的整个区域形成n型杂质掺杂层，再在形成源极电极SD2和漏极电极SD1之后，以各电极为掩模对从各电极露出的半导体层AS的表面的n型杂质掺杂层进行刻蚀而形成的。
另外，在像这样形成了薄膜晶体管TFT的透明基板的表面，覆盖该薄膜晶体管地形成有例如由SiN构成的保护膜PAS。这是为了避免薄膜晶体管TFT与液晶LC直接接触。
另外，在该保护膜PAS的上面用例如由ITO(Indium-Tin-Oxide)构成的透明的导电膜形成了像素电极PX。
像素电极PX重叠在上述相对电极CT的形成区域上，分别与图中x方向成大约10度的角度地延伸，并形成为等间隔，并且其两端用分别在y方向延伸的同一材料层彼此连接起来。
即、在该实施例中，相邻的像素电极PX间的间隔L设定在例如3～10μm的范围内，宽度W设定在2～6μm的范围内。
此时，各像素电极PX的下端的同一材料层通过在上述保护膜PAS上形成的接触孔与上述薄膜晶体管TFT的源极电极SD2的接触部连接。而且，上端的相同材料层与上述相对电极CT重叠地形成。
在这样构成的情况下，在相对电极CT和各像素电极PX的重叠部形成有以栅极绝缘膜GI和保护膜PAS的层叠膜为电介质膜的电容元件Cstg。
该电容元件Cstg，是为了在来自漏极信号线DL的图像信号经由薄膜晶体管TFT被施加到像素电极PX之后，即使该薄膜晶体管TFT截止，该图像信号也会在像素电极PX上比较久地存储等而设置的。
在此，该电容元件Cstg的电容与相对电极CT和各像素电极PX的重叠面积成正比，其面积比较大。电介质膜是层叠绝缘膜GI和保护膜PAS的构造。
不言而喻，作为上述保护膜PAS并不限于SiN，也可以由例如合成树脂形成。此时，由于利用涂敷来形成，因此在其膜厚形成得较厚的情况下，还具有容易制造的效果。
另外，在像这样形成了像素电极PX和相对电极CT的透明基板SUB1的表面，覆盖该像素电极PX和相对电极CT地形成有取向膜ORI1。该取向膜ORI1是与液晶直接接触的膜，决定该液晶LC的初始取向方向。
在上述实施例中，作为透明导电膜，用ITO进行了说明，但是，不言而喻，即使使用例如IZO(Indium-Zinc-Oxide)也能得到同样的效果。
这样构成的第1透明基板SUB1被称为TFT基板，中间隔着液晶LC与该TFT基板相对配置的第2透明基板SUB2被称为滤光片基板。
滤光片基板如图3或者图6至图7所示，在其液晶侧的面上，首先将各像素区域划分开地形成了黑矩阵BM，在该黑矩阵BM的确定实质的像素区域的开口部形成了覆盖该开口部的滤光片FIL。
接着，覆盖黑矩阵BM和滤光片FIL地形成了例如由树脂膜构成的覆盖层(overcoat)膜OC，在该覆盖层膜的上面形成了取向膜ORI2。
以上是实施例1的概略的俯视和剖视结构。接下来，用图10和图11说明本液晶模式的动作。在本实施例中，作为液晶使用液晶分子的长轴方向与电场方向一致的、所谓的正型的向列液晶。液晶显示的开、关表示无电场时为黑状态、施加电压则转变为白状态的具有常黑(normally black)的电压-透射率特性的动作。
图10是图9的连结I(a)-I(b)的点划线处的剖视图。从图10的正面看，左手侧为I(a)，右手侧为I(b)。在本面内(in plane)显示模式(即、在第1透明基板SUB1侧具有像素电极PX和相对电极CT)中，来自梳齿状的像素电极PX的电力线(图10的E)施加到液晶中，该电力线在液晶中经过，再通过上述梳齿间的保护膜PAS、栅极绝缘膜GI，到达在像素区域的整个面上形成的大致方形的相对电极CT。在图10中，相对于中央的相对电压信号线CL，左手侧的液晶分子LC1(即、在图9的像素区域中，横向走线的相对电压信号线CL下侧的区域)相对于与第1基板SUB1大致平行的方向顺时针旋转，在图10的右侧的区域，其液晶分子LC2逆时针旋转。
用图11的示意俯视图说明其光学动作。相对电压信号线CL横向配置在1个像素的中央区域。在其上方的区域，梳齿状的像素电极PX在相对于相对电压信号线CL顺时针旋转方向具有约10度的倾斜地延伸，另一方面，在下方的区域，像素电极PX配置成在相对于相对电压信号线CL逆时针旋转约10度的方向延伸。第1基板SUB1的偏振片的偏振轴配置在与相对电压信号线CL的延伸方向平行的方向，第2基板SUB2侧的偏振片的偏振轴配置在垂直方向，这样的配置是所谓的正交尼科尔棱镜(cross Nicol)的偏振轴配置。在液晶分子的取向膜(ORI1和ORI2)界面对液晶分子进行方向控制的摩擦方向被处理成与上下基板侧均平行(平行于相对电压信号线CL和栅极信号线GL的延伸方向)。
不对液晶施加电压或施加电压小时，液晶分子LC1和LC2的长轴与相对电压信号线CL的延伸方向一致。上方区域的像素电极PX在顺时针旋转方向具有10度的倾斜。另一方面，施加电压时，图10的剖面所示的从像素电极PX经过液晶到达相对电极CT的电力线E的方向与像素电极PX垂直，即相对于相对电压信号线CL在顺时针旋转方向具有110度的角度。液晶分子LC1跟随电力线向电场方向旋转，即进行逆时针旋转，长轴旋转到与偏振片的偏振轴成45度的方向时，透射率最大。由于像素电极PX相对于相对电压信号线CL上下对称地配置，因此下方区域的液晶分子的旋转方向与上方区域的液晶分子的旋转方向相反，为顺时针旋转。在本实施例中，由于将1个像素的液晶分子划分为顺时针旋转和逆时针旋转的2个区域，因此画面的视场角从哪个方向看都不反转，而且能进行颜色变化小的大视场角的显示。另外，由于像素电极PX和相对电极CT用透明的ITO形成，并且液晶LC被施加足够的电场，因此在黑矩阵BM内侧的像素区域，能够在大致整个区域透射而显示明亮的图像。
接下来，说明本实施例具有提高了开口率或透射率的像素构造、而且此时难以产生点缺陷的具有良好的像质的特征。
造成开口率降低的最大原因除了由不透射光的金属材料形成的栅极信号线GL、漏极信号线DL、或者相对电压信号线CL之外，还有源极电极SD2、漏极电极SD1的面积所占的比例大。特别是在像本实施例这样需要用接触孔CN连接在栅极绝缘膜GI上形成的源极电极SD2和在保护膜PAS上形成的像素电极PX的情况下，该接触孔CN附近的源极电极SD2的面积随保护膜PAS的厚度的增加而增加，从而开口率降低。
而且，不仅是薄膜晶体管TFT的图案设计会造成透射率降低，实际上还会有透射率降低的情况。最大的原因是有时对液晶分子进行界面控制的取向膜未被良好地摩擦。特别是，台阶大的接触孔CN在其孔附近摩擦不充分，在相当于摩擦方向的影子的部分，液晶分子不受控制的影子状的区域将扩展到接触孔面积的数倍。本现象不只单纯地降低透射率，而且会使液晶分子的控制紊乱，因此还会看到响应速度降低的图像。为了至少消除该紊乱对响应速度的影响，需要用黑矩阵BM或像第1基板SUB1上的布线那样的不透明材料来遮光，但有时反而会降低开口率。
使用以下的附图示出实施了对策的构造。为了避免降低开口率，如果使上述接触孔CN的源极电极SD2从薄膜晶体管TFT开始延伸，重叠配置到作为不透射光的区域的相对电压信号线CL上，则其透射率损失不会新增加。但是，此时将新产生点缺陷的故障增加的问题。
本实施例的液晶显示模式，如上所述在像素内将透明的相对电极CT配置成矩形，在其上部层叠栅极绝缘膜GI和保护膜PAS，再在保护膜PAS的上部配置透明的像素电极PX。这两个电极的层叠面积为1个像素区域的20％～30％，这是比其它的液晶模式大的值。如果绝缘膜上存在针孔，则将产生短路故障，造成画面上的点缺陷。为了将其控制在最小限度，本实施例采用了冗余构造，在该冗余构造中，工序不同的2个绝缘膜、即栅极绝缘膜GI和保护膜PAS的层叠膜，即使在一个膜上存在针孔时，另一个膜也会保持其绝缘性。
然而，如上所述，为了提高透射率，只要如图14所示，在相对电压信号线CL上形成接触孔CN的源极电极SD2即可。因此，显而易见，如果使源极电极SD2简单地从薄膜晶体管TFT的漏极电极SD1开始延伸，则使源极电极SD2在相对电极CT上的单层的栅极绝缘膜GI上延伸，会损害针对短路故障的冗余性。
本实施例，首先，根据图9的俯视图可知，源极电极SD2延伸的区域的下部的相对电极CT形成了狭缝状的缺口。由此，下部的相对电极CT和源极电极SD2不会产生短路故障。由图12的剖面构造可知，上述源极电极SD2和上述相对电极CT，在与相对电压信号线CL重叠的部分隔着栅极绝缘膜GI的单层部分重叠。由此，即使在提高了透射率的情况下，也能防止产生点缺陷，从而能得到良好的像质。
另一方面，横穿源极电极SD2地在保护膜PAS上配置的像素电极PX与单层的保护膜PAS以大面积重叠，但是由于像素电极PX和源极电极SD2被施加相同的图像电位，因此，即使发生物理短路，也不会造成点缺陷。因此，像素电极PX能与相对电极CT没有狭缝的、图9中的相对电压信号线CL的上部区域同样地进行布置。这样能抑制因设置狭缝而导致的开口率降低。考虑到各层的光刻工序的对位偏移，上述相对电极CT的狭缝的宽度设定得比如图13所示以最小加工尺寸所形成的源极电极SD2宽。
另外，像以下这样改善因接触孔CN的摩擦而造成的液晶取向紊乱，提高透射率。如用图11所说明的那样，摩擦方向规定为平行于栅极信号线GL和相对电压信号线CL。因此，达到接触孔CN直径的数倍的摩擦影子的液晶分子的紊乱沿相对电压信号线CL发生。根据图9的俯视图可知，相对电压信号线CL在接触孔CN的摩擦方向延伸，对第1透明基板SUB1侧的光源进行遮光。
在上述的实施例中，以液晶显示装置为例进行了说明，但是，不言而喻，也可以应用于其它的显示装置，例如有机EL显示装置。这是因为，在有机EL显示装置中也与液晶显示装置一样，具有以栅极信号线和漏极信号线的交叉部为角部的像素区域，在该像素区域具有通过对其提供来自栅极信号线的信号(扫描信号)而导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的信号(图像信号)的电极。
上述各实施例可以单独使用，也可以组合使用。这是由于能够单独或相乘地得到各实施例的效果的缘故。
Claims (14)
1.一种显示装置，其像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，该显示装置的特征在于：
上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，该谷部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值。
2.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
上述谷部，其电压值随着时间的推移平缓地下降，之后急剧地上升。
3.根据权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
上述谷部，其电压值在t1时间段下降、在t2时间段上升，且t1＞t2的关系成立。
4.根据权利要求1、2、3中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
扫描信号线的上述谷部的降低后的电压值，比提供给薄膜晶体管的图像信号的电压值高。
5.一种显示装置，其像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，该显示装置的特征在于：
上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，并且具有在使该薄膜晶体管截止之前使该电压值平缓地降低的降低部，
上述谷部和降低部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
在上述降低部，电压值平缓地降低之后，急剧地达到扫描信号的低电平。
7.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
上述谷部，其电压值随着时间的推移平缓地下降，之后急剧地上升。
8.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
上述谷部，其电压值在t1时间段下降、在t2时间段上升，且t1＞t2的关系成立。
9.根据权利要求5、6、7、8中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
扫描信号线的上述谷部和降低部的降低后的电压值，比提供给薄膜晶体管的图像信号的电压值高。
10.一种显示装置，其像素具有由来自栅极信号线的扫描信号导通的薄膜晶体管和经由该薄膜晶体管被提供来自漏极信号线的图像信号的电极，该显示装置的特征在于：
上述扫描信号在使上述薄膜晶体管导通的电压值的中途具有使该电压值降低的谷部，并且具有在使该薄膜晶体管截止之前使该电压值平缓地降低的降低部，
上述谷部和降低部的降低后的电压值大于或等于使该薄膜晶体管截止的电压值，
一个扫描信号和在该一个扫描信号之后提供的另一个扫描信号以如下方式提供：该一个扫描信号的降低部和该另一个扫描信号的谷部在时间上是一致的，一部分重叠。
11.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于：
在上述降低部，电压值平缓地降低之后，急剧地达到扫描信号的低电平。
12.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于：
上述谷部，其电压值随着时间的推移平缓地下降，之后急剧地上升。
13.根据权利要求10所述的显示装置，其特征在于：
上述谷部，其电压值在t1时间段下降、在t2时间段上升，且t1＞t2的关系成立。
14.根据权利要求10、11、12、13中的任意一项所述的显示装置，其特征在于：
扫描信号线的上述谷部和降低部的降低后的电压值，比提供给薄膜晶体管的图像信号的电压值高。
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