JP2626638B2 - アクティブマトリクスパネル - Google Patents

アクティブマトリクスパネル

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JP2626638B2
JP2626638B2 JP23270795A JP23270795A JP2626638B2 JP 2626638 B2 JP2626638 B2 JP 2626638B2 JP 23270795 A JP23270795 A JP 23270795A JP 23270795 A JP23270795 A JP 23270795A JP 2626638 B2 JP2626638 B2 JP 2626638B2
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pixel electrode
thin film
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active matrix
film transistor
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洋二郎 松枝
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/10OLED displays
    • H10K59/12Active-matrix OLED [AMOLED] displays

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリク
スパネルの構造に関する。
【0002】
【従来の技術】従来アクティブマトリクスパネルの構造
は「日経エレクトロニクス 1984年9月10日号N
o351P221〜240」に示されるようなものであ
った。図2はアクティブマトリクスパネルの画素部分の
平面図の例てある。22はポリシリコンまたはアモルフ
ァスシリコンの薄膜でTFTのチャネル部及びソース・
ドレイソ電極を形成している。
【0003】24はポリシリコンや金属からなる薄膜で
TFTのゲート電極及び走査線を形成している。26は
画素電極、27はデータ線である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし前述の従来技術
では画素電極とデータ線との隙間から光が漏れることに
より、コントラストの低下を招くこととなる。
【0005】本発明はこれらの問題を解決するものであ
り、その目的とするところは、画素電極とデータ線の隙
間から漏れる光を遮断して、コントラスト比の高い液晶
表示装置を提供するところにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、一対の基板間
に液晶が封入され、該基板の一方の基板上には、複数の
ゲート線と、該複数のゲート線と交差してなる複数のデ
ータ線と、該複数のゲート線と該複数のデータ線に接続
された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタに接続
された画素電極を有してなるアクティブマトリクスパネ
ルにおいて、当該薄膜トランジスタに接続されるゲート
線に対して隣りのゲート線は当該薄膜トランジスタに接
続される該画素電極と該画素電極に沿って形成される該
データ線との間隙に沿って延在し、延在された該隣りの
ゲート線は該画素電極及び/または該データ線と第1絶
縁膜を介して重なるように形成されてなることを特徴と
する。本発明は、該薄膜トランジスタのソース及びドレ
イン領域はシリコン層からなり、該ドレイン領域となる
シリコン層は該画素電極と該画素電極に沿って形成され
る該データ線との間隙に沿って延在し、延在された該シ
リコン層は延在された該隣りのゲート線との間に第2絶
縁膜を介して重なるように形成されてなることを特徴と
する。
【0007】
【作用】本発明の上記の構造によれば、データ線と画素
電極の隙間を隣りのゲート線で覆うため、データ線と画
素電極との隙間からもれる光を遮断することができ、コ
ントラスト比の増大に寄与する。
【0008】
【発明の実施の形態】〔参考例1〕 図1(a)は本発明の一参考例を示すアクティブマトリ
クスパネルの平面図であり、同図(b)及び(c)はそ
れぞれ同図(a)のAーB及びC一Dにおける断面図で
ある。この図を用いて製造工程に従い説明する。まず絶
縁基板1上にポリシリコンまたはアモルファスシリコン
の薄膜2をデポジットし図のようにパターニングする。
この薄膜はTFTのチャネル部及びソース・ドレイン電
極、そして容量を作り込むための電極となる。次にゲー
ト絶縁膜3を形成し、その上にゲート電極も兼ねる走査
線4を形成する。その材料としてはポリシリコンTFT
の場合にはポリシリコンや高融点金属が、アモルファス
シリコンTFTの場合には通常の金属や透明導電膜等が
用いられている。この上に層間絶縁膜5をデポジット
し、コンタクトホールを開ロし、画素電極6及びデータ
線7を形成したものがアクティブマトリクス基板であ
る。この基板と数μmの空間を介して、共通電極を有す
るもう一つの基板を対向させ、この空間に液晶を封入し
たものがアクティブマトリクスパネルである。
【0009】図3は、N型のMOSキャパシタのゲート
電圧依存性を示したものである。ゲート電圧VG がしき
い値電圧Vthを越えると容量は増大しCO となりしき
い値電圧以下では重なり容量Cgso なる。従ってVG >
Vthの領域でMOS容量を使うことが望ましいが、本
参考例においては図1(C)の前段の走査線4の下に作
り込んだMOS容量はTFTと同じ導電型であり、例え
ばN型の場合にはTFTがOFFしている通常の状態で
はVG <VthであるためにCgso のみの容量となる。
しかし、ゲート膜の厚さは液晶の封入される空間に対し
て十分薄いため、単位面績あたりの容量が大きくなり図
1(a)に示すようなパターンの重なり容量Cgso のみ
でも、画素電極6によって駆動される液晶の容量の30
〜50%程度の容量となる。このMOS容量は液晶の容
量と並列に付加されるため、見かけ上液晶の時定数が増
大し、表示性能が大巾に向上する。これを図4を用いて
説明する。この図はアクティブマトリクスパネルの各部
の電位を示す図であり、横軸に時刻、縦軸に電位をとっ
てある。周知のように、NTSCのビデオ信号はインタ
ーレースされた2つのフィールド、すなわち奇数フィー
ルドと偶数フィールドによって1フレームが構成され1
つの画面が完成される。液晶は交流駆動しなくてはなら
ないため、データ線の信号は42のように交流反転させ
たものを用いる。41は走査線の信号であり、Nチャネ
ルのTFTで駆動する場合にはこのようなパルスが必要
となる。44及び45はそれそれ従来例と本発明の実施
例における画素電極の電位であり、43は共通電極の電
位である。この共通電極と画素電極の間の電位差が液晶
に印加される電圧である。時刻t0から時刻t3までを奇
数フィールド、時刻t3からt6 までを偶数フィールド
とすると、まず奇数フィールドにおいて時刻t1 におい
てTFTがONし、画素電極にデータ線の信号が書き込
まれ、時刻t2 においてTFTがOFFするとある時定
数で画素電極電位は共通電極電位に向かって放電する。
同様に偶数フィールドにおいても、時刻t4 においてT
FTがONし、画素電極にデータ線の信号が書き込ま
れ、時刻t5においてTFTがOFFすると画素電極電
位は共通電極電位に向かって放電していく。斜線で示し
た部分は本実施において液晶に印加される電圧であり、
従来例に比べて時定数が長くなったこととより、より大
きな電圧を印加することがてきることがわかる。このた
めコン卜ラスト比が増大する。また、MOS容量とTF
Tのドレイン電極との間の配線部は図1(a)のように
データ線と画素電極の間に配置することにより、このす
き間からもれる光を遮断する働きもあるため、コントラ
スト比を増大させるとともに、画像のきれがよくなる。
さらに、温度の変化に対して液晶の時定数が多少変動し
ても、付加したMOS容量は変化しないため図3の斜線
部の面積はあまり変動しない。すなわち、広い温度範囲
で再現性のよい表示画面を得ることがてきる。その上、
フリッカーも従来例に対して3〜5dB下がることが出
願人の実験で確かめられた。これは奇数フィールドと偶
数フィールドでのTFTの書き込み及び保持における非
対称な動作の影響をうけにくくなるためである。
【0010】〔実施例〕 図5(a)は本発明の実施例におけるアクティグマトリ
クスパネルの平面図であり、同図(b)及び(c)はそ
れぞれ同図(a)のAーB及びC一Dにおける断面図で
もる。このアクティグマトリクスパネルは第1の参考
と全く同じ工程を用いて製造することができる。61〜
67はそれぞれ図1の1〜7に対応しており、61は絶
縁基板、62はポリシリコンまたはアモルファスシリコ
ンの薄膜、63はゲート絶縁膜、64は走査線、65は
層間絶縁膜、66は画素電極、67はデータ線である。
透過型の場合は、66の画素電極には透明導電膜を用
い、67のデータ線には画素電極と同じ透明導電膜また
は金属の薄膜を用いる。
【0011】本実施例においては第1の参考例と同じ
く、前段の走査線64の下にTFTと同じ導電型のMO
S容量を作り込んであるため、TFTがOFFしている
通常の状態では重なり容量のみが有効である。しかし、
本実施例においては、走査線64が図(a)のように
データ線と平行につき出た形状となっており、この部分
にもM0S容量を作り込むことがてきるため、第1の実
施例の約2倍の容量を付加することがてきる。したがっ
てより広い温度範囲で、よりコントラスト比が大きくフ
リッカーの少ない高品質な表示画面を得ることがてき
る。しかも、図5(a)のように画素電極とデータ線の
すき間を覆うようにM0S容量を作り込むことにより、
このすき間からもれる光を遮断することができ、コント
ラスト比の増大に寄与する。
【0012】〔参考例2〕 図6(a)は本発明の第2の参考例におけるアクティブ
マトリクスパネルの平面図であり、同図(b)及び
(c)はそれぞれ同図(a)のAーB及びC一Dにおけ
る断面図である。本参考例は第1の参考例および本発明
の実施例とは異なり、TFTと異なる導電型のMOS容
量を作り込む。例えば、CMOS型のドラィバ一を内蔵
したアクティブマトリクスパネルなどには有効である。
【0013】図を用いて本参考例のアクティブマトリ
クスパネルの構造を説明する。まず絶縁基板81上にポ
リシリコンまたはアモルファスシリコン薄膜82及び8
8をデポジットし図のようにパターニングする。82は
TFTのチャネル部及びソースドレィン電極となり、8
8はM0S容量を作り込むための電極となる。次にゲー
ト絶縁膜83を形成し、その上にゲート電極を兼ねる走
査線84を形成する。その後選択的にイオン注入を行な
い、82をNチャネルTFTとし、88をPチャネルの
MOSキャパシタとする。以後の工程は参考例1と同じ
で、85は層間絶縁膜、86は画素電極、87はデータ
線である。
【0014】本参考例においてはTFTとMOS容量の
導電型が異なっている。PチャネルのMOSキャパシタ
のゲート電圧依存性は図3のNチャネルの場合と対称
で、VG <VthでCO ,VG >VthでCgso とな
る。従ってTFTのOFFする通常の状態では、VG <
Vthであるから、電極88と走査線84の重なっな面
積がすべて容量の電極として働き、本来のMO容量C
O が付加されることになる。この容量の大きさは、画素
電極86によって駆動される液晶の容量の100〜20
%程度となり、第1や第2の実施例に比べてはるかに大
きい。従ってその効果も大きくなる。また、前段の走査
線が選択される期間は、MOS容量はOFFして重なり
容量Cgsoのみとなるにめ、走査線の波形をなまらせ
ることもなく、容量を付加したことによって駆動状態は
変化しない。
【0015】
【発明の効果】以上述べたように、ゲート線が画素電極
とデータ線との隙間を覆うように形成されているため、
隙間から漏れる光を遮断することができ、コントラスト
比の高い高画質を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は第1参考例のアクティブマトリクスパ
ネルの構造を示す平面図、(b),(c)はその断面
図。
【図2】従来のアクティブマトリクスパネルの構造を示
す平面図。
【図3】NチャネルのMOS容量のゲート電圧依存性を
示す図。
【図4】アクティブマトリクスパネルの各部の電位を示
す図。
【図5】(a)は本発明の実施例のアクティブマトリク
スパネルの構造を示す平面図、(b)、(c)はその断
面図。
【図6】(a)は第2参考例のアクティブマトリクスパ
ネルの構造を示す平面図、(b)、(c)はその断面
図。
【符号の説明】
2,62,82・・・ポリシリコンまたはアモルファス
シリコン薄膜 3,63,83・・・ゲート絶縁膜 4,64,84・・・走査線

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の基板間に液晶が封入され、該基板
    の一方の基板上には、複数のゲート線と、該複数のゲー
    ト線と交差してなる複数のデータ線と、該複数のゲート
    線と該複数のデータ線に接続された薄膜トランジスタ
    と、該薄膜トランジスタに接続された画素電極を有して
    なるアクティブマトリクスパネルにおいて、 当該薄膜トランジスタに接続されるゲート線に対して隣
    りのゲート線は当該薄膜トランジスタに接続される該画
    素電極と該画素電極に沿って形成される該データ線との
    間隙に沿って延在し、延在された該隣りのゲート線は該
    画素電極及び/または該データ線と第1絶縁膜を介して
    重なるように形成されてなることを特徴とするアクティ
    ブマトリクスパネル
  2. 【請求項2】該薄膜トランジスタのソース及びドレイン
    領域はシリコン層からなり、該ドレイン領域となるシリ
    コン層は該画素電極と該画素電極に沿って形成される該
    データ線との間隙に沿って延在し、延在された該シリコ
    ン層は延在された該隣りのゲート線との間に第2絶縁膜
    を介して重なるように形成されてなることを特徴とする
    請求項第1項記載のアクティブマトリクスパネル
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