JP2859896B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置Info
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- electrode
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は液晶表示装置に関する。
（従来の技術） 液晶表示装置は薄形で軽量なためCRT表示装置に代わ
るものとして、近年特に注目されている。第４図はアモ
ルファスシリコンの薄膜トランジスタを用いたアクティ
ブマトリックス型の液晶表示装置の構成を示す図であ
る。ガラス基板1a上にゲート電極２、ゲート絶縁膜３、
アモルファスシリコン層４、ソース・ドレイン電極6a,6
b、透明表示電極５、保護絶縁膜７が構成されたアレイ
基板と；ガラス基板1b上に光遮蔽層11、カラーフィルタ
層10、透明導電膜９を設けたフィルター基板；両基板間
に封入された液晶層12及び液晶分子を配向させる配向層
８から構成されている。通常基板裏面方向に光源を設
け、光15を照射し、透過光をガラス基板1bの表面から見
る。光の透明光量は透明表示電極５上の液晶分子の状態
により調節され、この状態は透明表示電極の電圧によっ
て制御される。この表示電位は薄膜トランジスタを介し
て各画素毎に所定の値が加えられ、表示イメージを実現
する。第４図（ｂ）はアレイ基板の正面図である。液晶
の透過率をコントロールできる領域は透明表示電極５の
領域であり、他の領域の液晶は無変調である。従ってコ
ントラストを高めるため、無変調領域の光のもれを防ぐ
ため通常この領域に対応したフィルター基板面に光遮蔽
層11を設けている。従って、実質的な表示に寄与する面
積の割合（開口率）は光遮蔽層11以外の面積で決まる。
通常、ガラス基板11aと11bの合わせズレを考慮して、光
遮蔽層11は透明表示電極５の領域内まで広くとられてい
る。
るものとして、近年特に注目されている。第４図はアモ
ルファスシリコンの薄膜トランジスタを用いたアクティ
ブマトリックス型の液晶表示装置の構成を示す図であ
る。ガラス基板1a上にゲート電極２、ゲート絶縁膜３、
アモルファスシリコン層４、ソース・ドレイン電極6a,6
b、透明表示電極５、保護絶縁膜７が構成されたアレイ
基板と；ガラス基板1b上に光遮蔽層11、カラーフィルタ
層10、透明導電膜９を設けたフィルター基板；両基板間
に封入された液晶層12及び液晶分子を配向させる配向層
８から構成されている。通常基板裏面方向に光源を設
け、光15を照射し、透過光をガラス基板1bの表面から見
る。光の透明光量は透明表示電極５上の液晶分子の状態
により調節され、この状態は透明表示電極の電圧によっ
て制御される。この表示電位は薄膜トランジスタを介し
て各画素毎に所定の値が加えられ、表示イメージを実現
する。第４図（ｂ）はアレイ基板の正面図である。液晶
の透過率をコントロールできる領域は透明表示電極５の
領域であり、他の領域の液晶は無変調である。従ってコ
ントラストを高めるため、無変調領域の光のもれを防ぐ
ため通常この領域に対応したフィルター基板面に光遮蔽
層11を設けている。従って、実質的な表示に寄与する面
積の割合（開口率）は光遮蔽層11以外の面積で決まる。
通常、ガラス基板11aと11bの合わせズレを考慮して、光
遮蔽層11は透明表示電極５の領域内まで広くとられてい
る。
表示品位を向上するため、開口率が広くとられるが、
このためには透明表示電極面積を広くする必要があっ
た。しかしながら、透明表示電極と信号線16の短絡、あ
るいはゴミなどによる信号線16のパターン変形部13との
短絡などを生じ点欠陥を発生するため、あまり広くでき
ないという問題があった。矩形構造の透明表示電極と信
号電極16との間隔は開口率に大きな影響を及ぼすため、
生産歩留りと表示特性が相反する関係にあった。
このためには透明表示電極面積を広くする必要があっ
た。しかしながら、透明表示電極と信号線16の短絡、あ
るいはゴミなどによる信号線16のパターン変形部13との
短絡などを生じ点欠陥を発生するため、あまり広くでき
ないという問題があった。矩形構造の透明表示電極と信
号電極16との間隔は開口率に大きな影響を及ぼすため、
生産歩留りと表示特性が相反する関係にあった。
（発明が解決しようとする課題） 従来の液晶表示装置では、開口率を上げるため透明表
示電極面積を拡げると点欠陥が増大し、歩留りが低下す
るという問題があった。本発明は、項歩留りを維持した
まま、開口率を増大することのできる液晶表示装置を提
供することを目的とする。
示電極面積を拡げると点欠陥が増大し、歩留りが低下す
るという問題があった。本発明は、項歩留りを維持した
まま、開口率を増大することのできる液晶表示装置を提
供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段］ 本発明は、基板と、基板上に設けられた複数個の薄膜
トランジスタと各薄膜トランジスタに接続された信号線
及びゲート配線と、薄膜トランジスタのドレイン電極に
接続され薄膜トランジスタから印加された電位を蓄える
第１の表示電極と、 前記薄膜トランジスタ、信号線、ゲート配線及び第１
の表示電極を覆った絶縁膜と、前記絶縁膜上の前記第１
の表示電極と対向した位置に設けられ前記第１の表示電
極から容量結合により、電位を受ける複数の第２の表示
電極を有するアレイ基板と、 前記第２の表示電極と対向した位置に透明導電膜を有
する透光性基板と、 前記アレイ基板と透光性基板との間に挟持された液晶
層を具備することを特徴とする液晶表示装置である。
トランジスタと各薄膜トランジスタに接続された信号線
及びゲート配線と、薄膜トランジスタのドレイン電極に
接続され薄膜トランジスタから印加された電位を蓄える
第１の表示電極と、 前記薄膜トランジスタ、信号線、ゲート配線及び第１
の表示電極を覆った絶縁膜と、前記絶縁膜上の前記第１
の表示電極と対向した位置に設けられ前記第１の表示電
極から容量結合により、電位を受ける複数の第２の表示
電極を有するアレイ基板と、 前記第２の表示電極と対向した位置に透明導電膜を有
する透光性基板と、 前記アレイ基板と透光性基板との間に挟持された液晶
層を具備することを特徴とする液晶表示装置である。
本発明の第２の表示電極は、絶縁膜を介して第１の透
明表示電極を覆うように形成されたものであればよく、
特に限定されるものではない。
明表示電極を覆うように形成されたものであればよく、
特に限定されるものではない。
（作用） 本発明の第１の表示電極は電荷を蓄積するための電極
であり、第２の表示電極が液晶を駆動する表示電極とし
て作用する。従って、周囲の信号線及びゲート配線と十
分な間隔を保つため、第１の表示電極の面積を小さくし
ても液晶を駆動するのは第２の表示電極であるから、表
示面積には影響が出ない。一方、第２の表示電極は周辺
の信号線及びゲート配線と絶縁膜を介した構造になって
いるため、これらの電極線上まで第２の表示電極を広げ
ても問題はなく、短絡不良を生じないで十分大きな開口
率を得ることが可能である。
であり、第２の表示電極が液晶を駆動する表示電極とし
て作用する。従って、周囲の信号線及びゲート配線と十
分な間隔を保つため、第１の表示電極の面積を小さくし
ても液晶を駆動するのは第２の表示電極であるから、表
示面積には影響が出ない。一方、第２の表示電極は周辺
の信号線及びゲート配線と絶縁膜を介した構造になって
いるため、これらの電極線上まで第２の表示電極を広げ
ても問題はなく、短絡不良を生じないで十分大きな開口
率を得ることが可能である。
（実施例） 第１の実施例 本発明による第１の実施例を第１図を参照しながら以
下に説明する。第１図（ａ）は本実施例の断面図、
（ｂ）はアレイ基板の平面図であるが、（ｂ）のＡ−
Ａ′線による断面が（ａ）のアレイ基板部である。ガラ
ス基板1a上に、モリブデン・タンタル合金薄膜を第１層
とし、タンタルを第２層とした積層構造のゲート電極２
を有するアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジス
タ26と、第１の透明表示電極21を設ける。透明表示電極
21は薄膜トランジスタ26のソース電極にモリブデンを第
１層とし、アルミニウムを第２層とする積層配線27によ
り接続されている。プラズマCVD法で形成した窒化シリ
コンからなる絶縁膜層28を介して、第２の透明表示電極
22を設ける。ここで第１及び第２の透明表示電極は厚さ
700ÅのITO層で形成した。本実施例では、第１の透明表
示電極は信号線29と十分な間隔をもって形成し、これら
電極間の短絡不良の発生を防ぐ。又、第２の透明表示電
極22は信号線29と第１の透明表示電極端辺との中間に設
け、表示面積の拡大を計った。上部ガラス基板1b上の光
遮蔽層23は、第２の透明表示電極22の拡大に伴なって狭
くでき、実質的な開口率を改善できた。
下に説明する。第１図（ａ）は本実施例の断面図、
（ｂ）はアレイ基板の平面図であるが、（ｂ）のＡ−
Ａ′線による断面が（ａ）のアレイ基板部である。ガラ
ス基板1a上に、モリブデン・タンタル合金薄膜を第１層
とし、タンタルを第２層とした積層構造のゲート電極２
を有するアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジス
タ26と、第１の透明表示電極21を設ける。透明表示電極
21は薄膜トランジスタ26のソース電極にモリブデンを第
１層とし、アルミニウムを第２層とする積層配線27によ
り接続されている。プラズマCVD法で形成した窒化シリ
コンからなる絶縁膜層28を介して、第２の透明表示電極
22を設ける。ここで第１及び第２の透明表示電極は厚さ
700ÅのITO層で形成した。本実施例では、第１の透明表
示電極は信号線29と十分な間隔をもって形成し、これら
電極間の短絡不良の発生を防ぐ。又、第２の透明表示電
極22は信号線29と第１の透明表示電極端辺との中間に設
け、表示面積の拡大を計った。上部ガラス基板1b上の光
遮蔽層23は、第２の透明表示電極22の拡大に伴なって狭
くでき、実質的な開口率を改善できた。
なお、本実施例では第２の透明表示電極がどの電極と
も接続されず回路的に遮断されているが、第１の透明表
示電極と上部ガラス基板1b上に設けられた透明表示電極
30との間に形成された蓄積容量に書き込まれた電位のう
ち、第２の透明表示電極位置における電気容量の分圧分
が透明表示極22に印加されるため、その上の液晶層の透
過率を変調することができる。従って、透明表示電極21
と22から構成される容量は、透明表示電極22と電極30か
ら構成される容量よりも大きい方が効率的に望ましい。
本実施例では、絶縁層28の厚さを5000Å、液晶層12の厚
さを6000Åとし、容量比で約10:1の比率とした。
も接続されず回路的に遮断されているが、第１の透明表
示電極と上部ガラス基板1b上に設けられた透明表示電極
30との間に形成された蓄積容量に書き込まれた電位のう
ち、第２の透明表示電極位置における電気容量の分圧分
が透明表示極22に印加されるため、その上の液晶層の透
過率を変調することができる。従って、透明表示電極21
と22から構成される容量は、透明表示電極22と電極30か
ら構成される容量よりも大きい方が効率的に望ましい。
本実施例では、絶縁層28の厚さを5000Å、液晶層12の厚
さを6000Åとし、容量比で約10:1の比率とした。
第２の実施例 本発明による第２の実施例を第２図及び第３図を参照
しながら説明する。第２図（ａ）は本実施例の断面図、
（ｂ）はアレイ基板の平面図であるが、（ｂ）のＢ−
Ｂ′による断面が（ａ）のアレイ基板部である。基本的
構成は第１の実施例と全く同一である。モリブデン・タ
ンタル合金膜を第１層とし、タンタルを第２層とする積
層構造のゲート配線36a,36b及びモリブデンを第１層と
し、アルミニウムを第２層とする積層構造の信号線35a,
35bで囲まれる領域に第２の透明表示電極が自己整合し
た形状で配置されている。ゲート電極は厚さ1000Åのモ
リブデン・タンタル合金薄膜と厚さ1500Åのタンタル膜
で形成され、信号線は厚さ500Åのモリブデン膜と厚さ4
000Åのアルミニウムで形成されている。基板裏面から
の照射光15は実質的に第２の透明電極電位で変調可能な
液晶層を全て通過することになり、利用可能な最大の開
口率を実現している。
しながら説明する。第２図（ａ）は本実施例の断面図、
（ｂ）はアレイ基板の平面図であるが、（ｂ）のＢ−
Ｂ′による断面が（ａ）のアレイ基板部である。基本的
構成は第１の実施例と全く同一である。モリブデン・タ
ンタル合金膜を第１層とし、タンタルを第２層とする積
層構造のゲート配線36a,36b及びモリブデンを第１層と
し、アルミニウムを第２層とする積層構造の信号線35a,
35bで囲まれる領域に第２の透明表示電極が自己整合し
た形状で配置されている。ゲート電極は厚さ1000Åのモ
リブデン・タンタル合金薄膜と厚さ1500Åのタンタル膜
で形成され、信号線は厚さ500Åのモリブデン膜と厚さ4
000Åのアルミニウムで形成されている。基板裏面から
の照射光15は実質的に第２の透明電極電位で変調可能な
液晶層を全て通過することになり、利用可能な最大の開
口率を実現している。
この第２の透明表示電極32の製造方法を示したものが
第３図である。第１の透明表示電極上に設けた窒化シリ
コン膜47上に厚さ700Åの透明電極ITO48を成膜し、その
上にネガ型レジスト49を塗布する。ガラス基板41の裏面
から紫外線光を照射する。紫外線光は厚さ3000Åの窒化
シリコン膜のゲート絶縁層43、第１の透明表示電極45、
窒化シリコン層47及び第２の透明表示電極48を通して電
極配線以外の領域のレジスト層49aを感光させる。その
後現像及びエッチングを行ない（第３図（ｂ））、第２
の透明表示電極パターンを自己整合させて形成した。
第３図である。第１の透明表示電極上に設けた窒化シリ
コン膜47上に厚さ700Åの透明電極ITO48を成膜し、その
上にネガ型レジスト49を塗布する。ガラス基板41の裏面
から紫外線光を照射する。紫外線光は厚さ3000Åの窒化
シリコン膜のゲート絶縁層43、第１の透明表示電極45、
窒化シリコン層47及び第２の透明表示電極48を通して電
極配線以外の領域のレジスト層49aを感光させる。その
後現像及びエッチングを行ない（第３図（ｂ））、第２
の透明表示電極パターンを自己整合させて形成した。
この自己整合パターンは、上記方法に限らずポジ型レ
ジストと透明電極のリフトオフにより形成することが可
能である。
ジストと透明電極のリフトオフにより形成することが可
能である。
本実施例では、基板1a裏面からの照射光は実質的に表
示領域のみを通過するため、光遮蔽層は不要となり、利
用可能な最大限の開口率が実現できた。
示領域のみを通過するため、光遮蔽層は不要となり、利
用可能な最大限の開口率が実現できた。
第３の実施例 第５図に本発明による液晶表示装置の第３の実施例を
示す。本実施例は前記２実施例が透過型であるのに対し
て、反射型の液晶表示装置の例を示す。ガラス基板1a及
び1bと、両ガラス基板にはさまれた液晶層57から成る
が、ガラス基板1a上には前記実施例と同様にアモルファ
スシリコンからなる薄膜トランジスタアレーが形成され
ている。本実施例では反射型のため、表示電極52及びト
ランジスタに接続される電極55は、透明電極である必要
はない。本実施例では、電極55は信号線電極6aと同一の
Crを用いて、同時に形成した。反射電極52は厚さ１μｍ
の有機絶縁膜57上に、厚さ2000Åのアルミニウムを用い
て形成した。その配置は第５図（ｂ）の平面図及び平面
図のＣ−Ｃ′線上の断面図である第５図（ａ）に示す。
入射光58は、表示用反射電極52上で反射され、59の経路
をたどる、反射電極52は、トランジスタのチャンネル部
（電極6a及び6bで囲まれた領域）上に設けられ、入射光
58が直接トランジスタに照射するのを防止するように構
成する。こうすることにより、外光によるトランジスタ
のオフ電流の増加を阻止することができる。なお、表示
電極52は、なるべく、信号線電極6aとの寄生容量が最少
となるように構成することが望ましい。本実施例の液晶
表示装置は、プロジェクション用の表示装置として、使
用できるように形成された。プロジェクション用では、
入射光58はほぼ平行光線であり、反射光59も平行光線で
ある必要があるが、このため、電極52の表面は鏡面に近
いほどよい。本液晶表示装置では光の反射領域を配線領
域あるいはTFT領域上に拡げることができるため、実質
的に反射率を高めることができる。更に、従来の反射型
液晶表示装置では電極55と52を絶縁膜57中にスルーホー
ルを介して接続するため、このスルーホール部での光の
反射角の変化により効率が低下していたが、本実施例で
は、スルーホールを形成しないため、このような乱反射
が生じない。特に、小さな表示基板面積に、高精細に多
画素を集積したプロジェクション用反射型液晶表示装置
では、この効果が大きい。更に、信号線6aと電極55が電
気的にショートしていても、電極52と分離されているた
め、電極52が、対向電極９、等と電気的にショートして
いても、線欠陥が発生しにくいという利点がある。勿
論、電極55と信号線6Aとの距離を十分保ち、点欠陥が発
生しにくい構成も容易にとれ、かつ、表示電極52は十分
広くできるため、効率の優れた高い表示性能を得ること
ができる。
示す。本実施例は前記２実施例が透過型であるのに対し
て、反射型の液晶表示装置の例を示す。ガラス基板1a及
び1bと、両ガラス基板にはさまれた液晶層57から成る
が、ガラス基板1a上には前記実施例と同様にアモルファ
スシリコンからなる薄膜トランジスタアレーが形成され
ている。本実施例では反射型のため、表示電極52及びト
ランジスタに接続される電極55は、透明電極である必要
はない。本実施例では、電極55は信号線電極6aと同一の
Crを用いて、同時に形成した。反射電極52は厚さ１μｍ
の有機絶縁膜57上に、厚さ2000Åのアルミニウムを用い
て形成した。その配置は第５図（ｂ）の平面図及び平面
図のＣ−Ｃ′線上の断面図である第５図（ａ）に示す。
入射光58は、表示用反射電極52上で反射され、59の経路
をたどる、反射電極52は、トランジスタのチャンネル部
（電極6a及び6bで囲まれた領域）上に設けられ、入射光
58が直接トランジスタに照射するのを防止するように構
成する。こうすることにより、外光によるトランジスタ
のオフ電流の増加を阻止することができる。なお、表示
電極52は、なるべく、信号線電極6aとの寄生容量が最少
となるように構成することが望ましい。本実施例の液晶
表示装置は、プロジェクション用の表示装置として、使
用できるように形成された。プロジェクション用では、
入射光58はほぼ平行光線であり、反射光59も平行光線で
ある必要があるが、このため、電極52の表面は鏡面に近
いほどよい。本液晶表示装置では光の反射領域を配線領
域あるいはTFT領域上に拡げることができるため、実質
的に反射率を高めることができる。更に、従来の反射型
液晶表示装置では電極55と52を絶縁膜57中にスルーホー
ルを介して接続するため、このスルーホール部での光の
反射角の変化により効率が低下していたが、本実施例で
は、スルーホールを形成しないため、このような乱反射
が生じない。特に、小さな表示基板面積に、高精細に多
画素を集積したプロジェクション用反射型液晶表示装置
では、この効果が大きい。更に、信号線6aと電極55が電
気的にショートしていても、電極52と分離されているた
め、電極52が、対向電極９、等と電気的にショートして
いても、線欠陥が発生しにくいという利点がある。勿
論、電極55と信号線6Aとの距離を十分保ち、点欠陥が発
生しにくい構成も容易にとれ、かつ、表示電極52は十分
広くできるため、効率の優れた高い表示性能を得ること
ができる。
［発明の効果］ 本発明によれば、短絡による不良が回避でき、かつ実
行的な表示領域となる開口率を増大できるため、高歩留
りで表示品位の高い液晶表示装置を提供することができ
る。
行的な表示領域となる開口率を増大できるため、高歩留
りで表示品位の高い液晶表示装置を提供することができ
る。
第１図，第２図及び第５図は本発明の一実施例の概略
図、第３図は本発明の一実施例の製造工程を示す図、第
４図は従来の液晶示装置の概略図である。 1a,1b……ガラス基板、２……ゲート電極、３……ゲー
ト絶縁膜、４……アモルファスシリコン膜、５……透明
表示装置、６……ソース・ドレイン電極、７……絶縁
層、８……配向膜、９……透明導電膜、10……カラーフ
ィルタ層、11……光遮蔽層、12……液晶層、21,31……
第１の透明表示電極、22,32……第２の透明表示電極。
図、第３図は本発明の一実施例の製造工程を示す図、第
４図は従来の液晶示装置の概略図である。 1a,1b……ガラス基板、２……ゲート電極、３……ゲー
ト絶縁膜、４……アモルファスシリコン膜、５……透明
表示装置、６……ソース・ドレイン電極、７……絶縁
層、８……配向膜、９……透明導電膜、10……カラーフ
ィルタ層、11……光遮蔽層、12……液晶層、21,31……
第１の透明表示電極、22,32……第２の透明表示電極。
Claims (4)
- 【請求項１】基板と、 前記基板上に設けられた複数個の薄膜トランジスタと、 前記薄膜トランジスタに接続された信号線及びゲート配
線と、 前記薄膜トランジスタのドレイン電極に接続され前記薄
膜トランジスタから印加された電位を蓄える第１の表示
電極と、 前記薄膜トランジスタ、信号線、ゲート配線及び第１の
表示電極を覆った絶縁膜と、 前記絶縁膜上の前記第１の表示電極と対向した位置に設
けられ、回路的に遮断され前記第１の表示電極から容量
結合により電位を受ける第２の表示電極を有するアレイ
基板と； 前記第２の表示電極と対向した位置に透明導電膜を有す
る透光性基板と； 前記アレイ基板と透光性基板との間に挟持された液晶層
と を具備することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】前記第１の表示電極及び第２の表示電極が
透明であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
置。 - 【請求項３】前記第２の表示電極は、対応する前記第１
の表示電極よりも大きく、前記第１の表示電極を覆うよ
うに設けられていることを特徴とする請求項１又は２記
載の液晶表示装置。 - 【請求項４】前記第２の表示電極が、信号線及びゲート
配線に囲まれた領域とほぼ同じ形状及び大きさであるこ
とを特徴とする請求項１又は２記載の液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21731689A JP2859896B2 (ja) | 1988-11-15 | 1989-08-25 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-286771 | 1988-11-15 | ||
| JP28677188 | 1988-11-15 | ||
| JP21731689A JP2859896B2 (ja) | 1988-11-15 | 1989-08-25 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02222928A JPH02222928A (ja) | 1990-09-05 |
| JP2859896B2 true JP2859896B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=26521954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21731689A Expired - Fee Related JP2859896B2 (ja) | 1988-11-15 | 1989-08-25 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2859896B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3149793B2 (ja) * | 1996-07-22 | 2001-03-26 | 日本電気株式会社 | 反射型液晶表示装置及びその製造方法 |
| JP3871764B2 (ja) * | 1997-03-26 | 2007-01-24 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 反射型の表示装置 |
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1989
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