JP2731044B2 - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス液晶表示装置

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JP2731044B2
JP2731044B2 JP8808891A JP8808891A JP2731044B2 JP 2731044 B2 JP2731044 B2 JP 2731044B2 JP 8808891 A JP8808891 A JP 8808891A JP 8808891 A JP8808891 A JP 8808891A JP 2731044 B2 JP2731044 B2 JP 2731044B2
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孝夫 野村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ(以
下では「TFT」と称する)を用いたアクティブマトリ
クス表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記アクティブマトリクス表示装置とし
ては、従来、図7(断面図)に示すものが知られてい
る。この表示装置は、アクティブマトリクス基板150
と対向基板160とを備えている。アクティブマトリク
ス基板150には、ガラス等からなる第1の絶縁性基板
101上に配したTFT102及び絵素電極103がマ
トリクス状に設けられ、このTFT102に接続して走
査信号を供給するゲートバス配線114と映像信号を供
給するソースバス配線115が設けられている(図5参
照)。更には、図7に示すようにその上に全面にわたっ
て形成した保護膜としてのパッシベーション膜(図示せ
ず)と、その上に形成した通常ポリイミド膜からなる配
向膜104が設けられている。この配向膜104にはラ
ビング法によって配向処理が施されている。
【0003】一方の対向基板160には、ガラス等から
なる第2の絶縁性基板105上に、クロム膜をスパッタ
リング法で成膜し、図6に斜線で示した形状にパターニ
ングして開口部121を有する遮光膜120が形成され
ている。この遮光膜120は上記アクティブマトリクス
基板150からの漏れ光を遮断する機能を果たし、開口
部121が有効表示部となる。遮光膜120上には更
に、図7に示すように透明電極からなる対向電極106
がほぼ全面に形成され、対向電極106上には、配向処
理が施された配向膜107が形成されている。
【0004】そして、対向配置になしたアクティブマト
リクス基板150及び対向基板160の間には、両基板
150、160の間隔を一定に保持するスペーサとして
のプラスチックビーズ109が挟まれた状態で、液晶層
110がシール樹脂108によって封入されている。
【0005】このように構成したアクティブマトリクス
表示装置では、絵素電極103と対向電極106との間
に液晶層110及び配向膜104、107が存在する。
これらによってコンデンサが形成され、絵素電極103
が該コンデンサの一方の電極をなし、対向電極106が
他方の電極をなす。この一方の電極をなす絵素電極10
3には、図5に示すようにTFT102のドレイン電極
が接続され、TFT102のソース電極にはソースバス
配線115が接続されている。このソースバス配線11
5と前記ゲートバス配線114とは、それぞれシール樹
脂108の外側で電極端子に接続されている。
【0006】このアクティブマトリクス表示装置の駆動
は、例えば図5に示すようにして多数形成したゲートバ
ス配線114のうち最上段のゲートバス配線114から
順次走査パルス信号を入力していき、ゲートバス配線1
14に接続されたそれぞれのTFT102をオン状態と
し、この走査パルス信号に同期させてソースバス配線1
15から映像信号を入力する。これにより、各絵素電極
103と対向電極106とに電圧が印加され、液晶層1
10内の液晶分子の配向変化が起こり、アクティブマト
リクス表示装置において表示が行われる。
【0007】さて、この表示動作の際、例えば前記液晶
層110の誘電率異方性が正である場合、電圧を印加し
ないときは図8に示すように、液晶層110の液晶分子
130の分子軸は絵素電極103の表面に対してプレテ
ィルト角θをもって配向している。このプレティト角
θは、電圧印加時に液晶分子130の配向変化の方向を
同一にして、均質な表示を行うために設定されている。
一方、電圧印加時には液晶分子130の分子軸は絵素電
極103の表面に対して略垂直に配向状態を変える。な
お、上記誘電率異方性が負の場合には、液晶分子130
の分子軸の方向は、電圧が印加されたときと印加されな
いときとで逆になるが、液晶分子130は同様に配向状
態を変える。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の従来
装置においては絵素電極103と対向電極106との間
で電界が発生するが、その電界が絵素電極103の近傍
にあるソースバス配線115及びゲートバス配線114
の電圧により影響を受ける。これにより、図9に示すよ
うに絵素電極103の端部Aにおける電気力線132が
基板101と平行な方向の成分を有して湾曲した状態と
なりやすい。このような状態になると、図10に示すよ
うに絵素電極103の端部Aの上側に位置する液晶分子
130が、上記プレティルト角θの方向とは逆向きに配
向(リバースティルト)し、リバースティルトによるデ
ィスクリネーションが発生する。そして、ディスクリネ
ーションが発生した部分では、液晶分子130による光
制御が正常に行われず、よってディスクリネーション発
生部が有効表示部内に位置する場合には、コントラスト
が低下するなどして表示品位が損なわれるという問題点
があった。
【0009】なお、有効表示部を狭くしてディスクリネ
ーション発生部を覆うようにすれば、表示品位が損なわ
れることを防止できるが、表示部が狭くなる難点があ
る。
【0010】本発明は、このような従来技術の問題点を
解決するものであり、有効表示部を狭くすることなく、
ディスクリネーションの発生を防止して、表示品位を向
上できるアクティブマトリクス表示装置を提供すること
を目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明にかかるアクティ
ブマトリクス液晶表示装置は、一対の絶縁性基板の間に
プレティルト角を定めて液晶層を設けたアクティブマト
リクス液晶表示装置において、該一対の基板のいずれか
一方の基板内面にマトリクス状に配列された絵素電極
と、該絵素電極と接続され該絵素電極を制御する薄膜ト
ランジスタと、マトリクス状に配線して該薄膜トランジ
スタと接続され該絵素電極に信号を供給する走査線及び
信号線と、該走査線及び該信号線とは独立して該絵素電
極の周辺部に該絵素電極と電気的に絶縁した状態で
膜トランジスタ、該走査線及び該信号線の形成領域を避
けて該走査線及び該信号線に並行して形成されたガード
電極とを備え、該ガード電極に、該液晶層を通る電気力
線が該走査線又は該信号線の電位により影響を受けて生
じる電気力線の横方向成分と逆方向の横方向成分が現れ
る電位が設定される構成をなしてなり、そのことにより
上記目的が達成される。
【0012】
【作用】本発明にあっては、走査線及び信号線とは独立
して絵素電極の周辺部に絵素電極と電気的に絶縁した状
態で薄膜トランジスタ、走査線及び信号線の形成領域を
避けてガード電極を走査線及び信号線に並行して形成す
る。このガード電極に、液晶層を通る電気力線が走査線
又は信号線の電位により影響を受けて生じる電気力線の
横方向成分と逆方向の横方向成分が現れる電位を設定す
る。このため、走査線又は信号線電位から受ける電気
力線への影響が、ガード電極電位の電気力線へ及ぼす影
響により打ち消され、液晶層の電気力線が基板に対して
ほぼ垂直な理想的な形に近くなり、リバースティルトに
よるディスクリネーションの発生を防止することが可能
となる。また、ガード電極が薄膜トランジスタ、走査線
及び信号線の形成領域と重なっていないので、ガード電
極と薄膜トランジスタとの間並びにガード電極と走査線
及び信号線との間でリーク不良が発生することがなくな
る。
【0013】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【0014】図4は本発明のアクティブマトリクス液晶
表示装置を示す断面図である。この表示装置は、対向配
置したアクティブマトリクス基板30及び対向基板40
と、両基板30と40との間に設けた液晶層50とから
なる。
【0015】上記アクティブマトリクス基板30は、図
1(平面図)に示す構成となっている。このアクティブ
マトリクス基板30は、次のようにして作製される。図
4に示したガラス基板10の上にスパッタリング法によ
りTa金属薄膜を形成し、このTa金属薄膜をフォトリ
ソグラフィ法によりパターニングして、図2A(平面
図)及び図3A(図2AのX−Xによる断面図)に示す
ようにゲートバス配線2及びゲートバス支線2aを形状
した。このゲートバス支線2aの先端部は、後に形成さ
れるTFT1(図1参照)のゲート電極として機能す
る。
【0016】次に、この基板10の上に全面にわたっ
て、窒化シリコン膜、ノンドープアモルファスシリコン
膜、n+型アモルファスシリコン膜を順次プラズマCV
D法により形成する。その後、アモルファスシリコン
膜、及びn+型アモルファスシリコン膜を同様にパター
ニングし、図2B(平面図)及び図3B(図2BのX−
Xによる断面図)に示すように、基板10の上にわたっ
て窒化シリコン膜からなるゲート絶縁膜12を形成する
と共に、ゲートバス支線2aの先端部の上に、ノンドー
プアモルファスシリコン膜からなる半導体層13と、n
+型アモルファスシリコン膜からなるコンタクト層14
を形成した。
【0017】次に、この基板10上の全面にTi金属薄
膜を形成した後、この金属薄膜をパターニングして、図
2C(平面図)及び図3C(図2CのX−Xによる断面
図)に示す形状のソース電極15、ドレイン電極16及
びソースバス配線20を形成した。このとき、前記コン
タクト層14の中央部もエッチング除去し、ソース電極
15の下方の部分と、ドレイン電極16の下方の部分と
に分割した。以上によりTFT1が完成する。
【0018】次に、この基板10上の全面に窒化シリコ
ン膜をプラズマCVD法によって形成し、パターニング
を行って、図3D(図1のY−Y線による断面図)に示
すようにTFT1上に保護膜18を形成した。この保護
膜18はポリイミドでもよいが、この場合にはスピンナ
ーでポリイミドを塗布し、焼成パターニングを行う。次
に、この基板10上の全面にITO膜を形成した後パタ
ーニングを行って、図1に示すような形状の絵素電極1
7を形成した。
【0019】次に、この基板10上の全面に窒化シリコ
ン膜をプラズマCVD法によって形成しパターニングを
行って、図3Dに示すように絵素電極17の周辺部に絶
縁膜19を形成した。更に、この基板10上の全面にT
i金属薄膜を形成した後パターニングを行い、図1に示
す形状のガード電極21を形成した。更にその上の全面
に図4(図1のZ−Zによる断面図)に示すように配向
膜24を形成した。これにより、アクティブマトリクス
基板30が完成する。
【0020】一方、上記アクティブマトリクス基板30
と組み合わせられる対向基板40は、図4に示すよう
に、ガラス基板41上に透明な対向電極42が形成さ
れ、更にその上にラビング処理の施された配向膜43が
形成されている。このラビング処理は、上述したアクテ
ィブマトリクス基板30に設けた配向膜24にも施され
ており、両基板30、40の間に封入される液晶層50
の液晶分子のプレティルト角を設定するために行ってい
る。
【0021】このような対向基板40と上述したアクテ
ィブマトリクス基板30とを、前述の従来例と同様にシ
ール樹脂などを用いて貼合わせ、両基板30、40の間
に液を封入して液晶層50を形成する。
【0022】これにより本発明のアクティブマトリクス
液晶表示装置が完成される。なお、上記シール樹脂の外
側には、外部の制御回路と接続するための複数の電極端
子(図示せず)が設けられ、その電極端子に上述したガ
ード電極21、ソースバス配線20及びゲートバス配線
2が接続されている。
【0023】このような構成のアクティブマトリクス液
表示装置において、例えば絵素電極17の電位が−6
V、ゲートバス配線2の電位が−15V、対向電極42
の電位が0Vのとき、ガード電極21の電位を0Vにす
ると、ゲート電極電位が液晶層中の電界に与える影響
と、ガード電極21の電位が液晶層中の電界に与える影
響とが打ち消し合い、図4に示すように電気力線60が
基板に対してほぼ垂直な理想的な形に近くなる。これに
より、有効表示部を狭くすることなくリバースティルト
が発生するのを防止できる。
【0024】
【発明の効果】本発明による場合には、ガード電極が
査線及び信号線とは独立して設けられているため自由に
電位を設定することができるので、走査線及び信号線に
並行して形成されたガード電極に、走査線又は信号線の
電位により影響を受けて生じる電気力線の横方向成分と
逆方向の横方向成分が現れる電位を設定して、液晶層の
電気力線を基板に対してほぼ垂直な理想的な形に近くす
ることができる。このため、液晶分子のリバースティル
トを防止できるので、ディスクリネーションの発生を防
ぐことができ、これにより有効表示部を狭くすることな
くコントラストが良好で、高い表示品位を有するアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置を提供することができる。
また、ガード電極が薄膜トランジスタ、走査線及び信号
線の形成領域と重なっていないので、ガード電極と薄膜
トランジスタとの間並びにガード電極と走査線及び信号
線との間でリーク不良が発生することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置の
一実施例に用いられるアクティブマトリクス基板の平面
図。
【図2】(A)、(B)及び(C)はそれぞれ図1のア
クティブマトリクス基板の製造工程を示す平面図。
【図3】(A)、(B)、(C)及び(D)はそれぞれ
同製造工程を示す断面図。
【図4】本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置の
電気力線の方向を示す断面図。
【図5】従来のアクティブマトリクス基板を示す平面
図。
【図6】従来の対向基板の平面図。
【図7】従来のアクティブマトリクス表示装置の断面
図。
【図8】従来のアクティブマトリクス状における液晶分
子の配向方向を示す断面図。
【図9】同電気力線の方向を示す断面図。
【図10】ディスクリネーションが有効表示部上に発生
した状態を示す断面図。
【符号の説明】
1 TFT 10、41 ガラス基板 17 絵素電極 21 ガード電極 30 アクティブマトリクス基板 40 対向基板 42 対向電極 50 液晶層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一対の絶縁性基板の間にプレティルト角を
    定めて液晶層を設けたアクティブマトリクス液晶表示装
    置において、 該一対の基板のいずれか一方の基板内面にマトリクス状
    に配列された絵素電極と、該絵素電極と接続され該絵素電極を制御する薄膜トラン
    ジスタと、 マトリクス状に配線して該薄膜トランジスタと接続され
    該絵素電極に信号を供給する走査線及び信号線と、該走査線及び 該信号線とは独立して該絵素電極の周辺部
    に該絵素電極と電気的に絶縁した状態で薄膜トランジ
    スタ、該走査線及び該信号線の形成領域を避けて該走査
    線及び該信号線に並行して形成されたガード電極とを備
    え、 該ガード電極に、該液晶層を通る電気力線が該走査線又
    該信号線の電位により影響を受けて生じる電気力線の
    横方向成分と逆方向の横方向成分が現れる電位が設定さ
    れる構成となしたアクティブマトリクス液晶表示装置。
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