JP2869238B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示装置Info
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Description
トリクス状に形成されたアクティブマトリクス基板に対
し、間に液晶層を介して対向基板が対向配設されたアク
ティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
る液晶表示装置は、CRTに代わる表示装置として注目
を集めている。その液晶表示装置の中でも、スイッチン
グ素子に薄膜トランジスタ(以下TFTと略す)アレイ
を用いたアクティブマトリクス駆動方式の液晶表示装置
は、液晶の応答速度が速く、表示品位が高いなどの利点
を持っている。特に、アモルファスシリコン(以下a−
Siと略す)を用いたTFTは低温成膜が可能であるた
め、表示装置の大画面化、高精細化、低価格化が可能で
あるとみられ、近年その技術開発が盛んである。
液晶表示装置の例を示す平面図である。また、図6は図
5のB−B´線による断面図を、図7は図5のC−C´
線による断面図を示す。この液晶表示装置は、TFT4
21がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス
基板419と対向基板420とが対向配設され、両基板
419と420との間に液晶層414が介装された構成
となっている。かかる液晶表示装置の詳細な構造を、以
下の作製工程に基づいて説明する。
金属薄膜を被着し、走査線としてのゲート配線402
と、ゲート配線402から分岐したゲート支線402a
とを形成する。次に、絶縁膜403となるSiNx膜を
全面にわたって被着させ、順次半導体層となるa−Si
層404、絶縁膜405となるSiNx膜を全面にわた
って連続的に被着した後、上記絶縁膜405を図6のよ
うにパターン化する。
なパターンの信号線としてのソース配線407、ソース
配線407から分岐したソース支線407a、ドレイン
電極兼遮光膜408および遮光膜409を形成する。こ
れらソース配線407、ソース支線407a、ドレイン
電極兼遮光膜408および遮光膜409の形成よりも前
に、通常、前記a−Si層404とオーミックコンタク
トを形成するためにPをドープしたn+層406を形成
しておく。なお、前記ゲート支線402aとソース支線
407aとが交差する部分には、図6に断面構造が示さ
れるTFT421が形成される。
に絶縁膜を全面に被着して絶縁膜410を形成し、この
絶縁膜410にコンタクト・ホール411を形成する。
その後、コンタクト・ホール411に充填すると共にゲ
ート配線402に一部重なる状態で、絶縁膜410上に
透明導電性膜を被着して画素電極412を形成し、画素
電極412の上に配向膜413を塗布して、その配向膜
413にラビング処理を行う。これにより、アクティブ
マトリクス基板419が作製される。
ラス基板418上にカラーフィルタ417をパターン形
成した後、透明導電性膜を全面に被着して対向電極41
6とし、その対向電極416の上に配向膜415を塗布
し、配向膜415にラビング処理を施すことにより作製
される。なお、上記カラーフィルタ417は、必要に応
じて形成される。
ティブマトリクス基板419と対向基板420とを貼り
合わせ、両基板419と420との間に液晶層414と
なる液晶を注入する。これにより液晶表示装置が作製さ
れる。
7に示すようにゲート配線402の上方部分に、TFT
のドレイン電極を兼ねるドレイン電極兼遮光膜408
と、遮光させるための遮光膜409を備えるが、これら
遮光膜408と409は次のような理由により形成され
る。即ち、従来においては、画素数を増加させること等
により高精細化を図る場合、隣接する画素間隔が小さく
なるので画素電極412に書き込む信号の極性をゲート
配線402毎に反転させる1H反転駆動を行うことがあ
るが、そのときに隣接する画素電極412、412の間
に相互作用が生じてゲート配線402上で電界の乱れが
生じる。その結果、液晶分子に乱れた生じて、例えば液
晶モードがノーマリ・ホワイトの時には黒を表示する際
に光漏れが生じ、コントラストが低下するのを防止すべ
く、ゲート配線402上に遮光膜408と409とを形
成している。
基板のソース配線上に形成する方式がある(M.tsumura
et al., "High-Resolution 10.3-in. Diagonal Multico
lorTFT-LCD" SID 91 DIGEST, pp.215-218)。しかし、
この方式による場合には、上述したように1H反転駆動
時にはゲート配線402上で電界の乱れが生じて光漏れ
が発生するので、コントラストの低下を妨げない。ま
た、ソース配線407毎に画素電極412に書き込む信
号の極性を反転させる1V反転駆動を用いるときには、
ソース配線407上で電界の乱れが生じるためコントラ
ストの低下を防げるが、当該方式による場合は、対向基
板420の対向電極416をも駆動することにより画素
に対する書き込みを助ける手法を採用できないので駆動
用ICの負担が大きくなるという欠点がある。
はゲート配線402上に遮光膜408と409を形成し
ている。
表示装置においては、上述したようにゲート配線402
上に遮光膜408と409を形成しているため、図7に
示すごとく、相互に重なり部分を有するドレイン電極兼
遮光膜408とゲート配線402との間や遮光膜409
とゲート配線402との間に寄生容量が生じると共に、
そのドレイン電極兼遮光膜408や遮光膜409を介し
て画素電極412とゲート配線402との間にも寄生容
量が発生し、表示特性が劣化するという問題があった。
たものであり、寄生容量の発生を抑制して表示特性を向
上できるアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。
リクス型液晶表示装置は、絶縁性基板上に形成された交
差する走査線と信号線とで囲まれた部分に画素電極が形
成され、該走査線から分岐した走査支線の部分にスイッ
チング素子が形成されたアクティブマトリクス基板に対
し、間に液晶層を介装して対向基板が対向配設されたア
クティブマトリクス型液晶表示装置において、該アクテ
ィブマトリクス基板の該絶縁性基板上に第1の絶縁膜を
挟んで該走査線の形成領域を避けて形成されると共に、
該走査線に隣接する該画素電極の縁部及び該走査支線に
第2の絶縁膜を挟んで一部重畳して形成されており、ド
レイン電極を兼ねたアクティブマトリクス基板側遮光膜
と、 該対向基板に設けられ、該アクティブマトリクス基
板側遮光膜と該走査線の形成領域の隙間、及び該画素電
極と該走査線の形成領域の隙間のうちの短寸の方を覆い
隠すように形成され、該走査線及び該スイッチング素子
の形成領域を覆う対向基板側遮光膜と を有しており、そ
のことにより上記目的を達成することができる。
晶表示装置は、絶縁性基板上に形成された交差する走査
線と信号線とで囲まれた部分に画素電極が形成され、該
走査線から分岐した走査支線の部分にスイッチング素子
が形成されたアクティブマトリクス基板に対し、間に液
晶層を介装して対向基板が対向配設されたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置において、該アクティブマトリ
クス基板の該絶縁性基板上に、第1の絶縁膜を挟んで該
走査線の形成領域を避けて形成されると共に、該走査線
に隣接する該画素電極の縁部に第2の絶縁膜を挟んで一
部重畳して形成されたアクティブマトリクス基板側遮光
膜と、 該対向基板に設けられ、該アクティブマトリクス
基板側遮光膜と該走査線の形成領域の隙間、及び該画素
電極と該走査線の形成領域の隙間のうちの短寸の方を覆
い隠すように形成され、該走査線及び該スイッチング素
子の形成領域を覆う対向基板側遮光膜と を有しており、
そのことにより上記目的を達成することができる。
の絶縁性基板上に第1の絶縁膜を挟んで形成されるアク
ティブマトリクス基板側遮光膜が、走査線に隣接する画
素電極の縁部に第2の絶縁膜を挟んで一部重畳して形成
されているので、走査線に隣接する画素電極の縁部が走
査線の電界の影響を受けて液晶配向乱れを生じて、光漏
れが発生するのを防止すると共に開口率の低下を抑制す
ることが可能となる。また、アクティブマトリクス基板
側遮光膜が、走査線と重ならないため、アクティブマト
リクス基板側遮光膜と走査線との間で寄生容量が形成さ
れず、また、走査線と画素電極とが重ならないため、走
査線と画素電極との間にも寄生容量が形成されない。
ない上記アクティブマトリクス基板側遮光膜と走査線と
の隙間及び画素電極と走査線との隙間のうちの短寸の方
を覆い隠すように形成されているので、その隙間から漏
れる光を遮光できる。又対向基板側遮光膜は、上記隙間
を遮光するだけでよいので、開口率を低下させることは
ない。
は、ドレイン電極としての機能を兼用させても、或はド
レイン電極を分離形成させてもよい。前者が請求項1に
相当し、後者が請求項2に相当する。
する。
液晶表示装置を示す平面図であり、図2は図1のA−A
´線による断面図である。この表示装置は、TFT12
0がマトリクス状に形成されたアクティブマトリクス基
板118に対向基板119が対向配設され、両基板11
8と119との間に液晶層112が挟持された構成とな
っている。上記アクティブマトリクス基板118は、最
下層たる絶縁基板としてのガラス基板101の上に、横
方向に長い走査線としてのゲート配線102が形成され
ていると共に、ゲート配線102から分岐してゲート支
線102aが形成されている。このゲート支線102a
は、TFT120のゲート電極として機能する。
2aが形成されたガラス基板101上には、SiNxを
被着して第1の絶縁膜103が形成され、更にゲート支
線102aの形成位置に突出する上記第1の絶縁膜10
3を覆うようにa−Siを被着した後、SiNxを被着
して第2の絶縁膜104が形成されている。かかる状態
のガラス基板101の上には、金属を被着して信号線と
してのソース配線105が形成され、このソース配線1
05から分岐してソース支線105aが形成されてい
る。このソース支線105aは、TFT120のソース
電極として機能するものであり、上記ゲート支線102
aの左側部分と一部が重なっている。ゲート支線102
aの右側部分には、その部分よりも十分大きい面積でT
FT120のドレイン電極を兼用するアクティブマトリ
クス基板側遮光膜106が形成されている。このアクテ
ィブマトリクス基板側遮光膜106とはゲート配線10
2を挟んで反対側には、もう一つアクティブマトリクス
基板側遮光膜107が形成されている。
は、部分的にコンタクト・ホール109を有する第3の
絶縁膜108がほぼ全面に形成されている。この第3の
絶縁膜108の上には、上記コンタクト・ホール109
を介して前記アクティブマトリクス基板側遮光膜106
のドレイン電極相当部分とコンタクトする状態に、IT
Oを被着して画素電極110が形成され、更にその上に
は配向膜111が形成されている。
板118に対向配設される対向基板119は、絶縁基板
としてのガラス基板117の上にカラーフィルタ116
と対向基板側遮光膜115とが所定のパターンで混在す
る状態に形成され、その上にはITOを全面に被着して
対向電極114が形成され、更にその上には配向膜11
3が形成されている。上記カラーフィルタ116は、前
記画素電極110に対向する部分に形成する。
型液晶表示装置の製造方法について、図3を参照しなが
ら述べる。
ス基板101上にTa膜を、例えば3000オングスト
ロームの厚みに形成し、パターニングしてゲート配線1
02及びゲート支線102aとを形成する。なお、ガラ
ス基板101の代わりには、光を透過する他の材質から
なる絶縁性基板、或は透明な絶縁性膜を被覆した透明な
基板を使用することができる。
D法により、絶縁膜103となるSiNx膜を、例えば
3000オングストローム厚に全面にわたって被着させ
る。続いて、図3(b)に示すようにTFT120の半
導体層となるa−Si層(図示せず)を、例えば300
オングストローム厚に、絶縁膜104となるSiNx膜
を、例えば2000オングストローム厚に、ガラス基板
101の上の全面にわたって順次被着した後、エッチン
グにより上記絶縁膜104を図示のようなパターンに形
成する。
ート配線102を陽極酸化して絶縁膜を余分に形成して
もよい。また、絶縁膜103にはSiNx以外の絶縁材
料を使用してもよい。
ドープしたa−Siを、例えば500オングストローム
厚で全面にわたって被着した後にパターン形成を行い、
TFT部分にa−Si層(図示せず)を形成する。更
に、図3(c)に示すようにスパッタリングによってM
o層を、例えば3000オングストローム厚で被着した
後にエッチングを行い、上記Mo層を図示のようなパタ
ーンで、ソース配線105、ソース支線105a、ドレ
イン電極を兼用するアクティブマトリクス基板側遮光膜
106およびアクティブマトリクス基板側遮光膜107
を形成する。このとき、アライメントずれを考慮してお
き、アクティブマトリクス基板側遮光膜106、107
がゲート配線102とは重ならない状態としておく。
の全面に、例えば1μm厚の有機保護膜を被着して第3
の絶縁膜108を形成し、この第3の絶縁膜108にコ
ンタクト・ホール109をエッチングにより形成する。
有機保護膜に用いる材料としては、日本合成ゴム製JS
S−7215などのアクリル樹脂や、日立化成製のPI
X−8803などのポリイミド、東レ製のS414など
の感光性ポリイミドなどを用いることができる。また、
第3の絶縁膜108は、有機膜以外にSiNx、SiO
2等の無機材料を使用してもよい。
絶縁膜108の上に、コンタクト・ホール109に一部
を充填して、ITOをスパッタリングにより被着した後
にホトエッチングを行って、例えば1000オングスト
ロームの厚みの画素電極110を形成する。このとき、
アライメントずれを考慮しておき、画素電極110はゲ
ート配線102とは重ならない状態としておく。続い
て、かかる構造の上にポリイミドなどを全面に被着して
配向膜111を形成し、この配向膜111にラビング処
理を行う。
図3(e)に示すようにガラス基板117上にカラーフ
ィルタ116と対向基板側遮光膜115とを図示のよう
なパターンに形成する。この対向基板側遮光膜115
は、図2に示す例においては、画素電極110の端とア
クティブマトリクス基板側遮光膜106、107の端と
が上下方向で一致しているので、ゲート配線102とア
クティブマトリクス基板側遮光膜106との隙間、及び
ゲート配線102とアクティブマトリクス基板側遮光膜
107との隙間を覆い隠すように配設しておく。但し、
画素電極110の端とアクティブマトリクス基板側遮光
膜106、107の端とが上下方向で一致していない場
合には、上述の隙間と、画素電極110とゲート配線1
02との隙間とのうちの短寸の方の隙間を覆い隠すよう
にする。
TOを全面に被着し、更にその上にポリイミドなどを全
面に被着して配向膜113を形成し、この配向膜113
にラビング処理を行う。なお、ガラス基板117の代わ
りには、光を透過する他の材質からなる絶縁性基板、或
は透明な絶縁性膜を被覆した透明な基板を使用すること
ができる。また、カラーフィルタ116は、不要ならば
省略することもできる。この工程は、アクティブマトリ
クス基板よりも先に作製してもよい。
ティブマトリクス基板118と対向基板119とを貼り
合わせ、液晶層112として液晶を注入してセル化す
る。
リクス型液晶表示装置においては、図2に示すように、
ゲート配線102とはアクティブマトリクス基板側遮光
膜106、107が重ならないように形成されているの
で、ゲート配線102とアクティブマトリクス基板側遮
光膜106との間、及びゲート配線102とアクティブ
マトリクス基板側遮光膜107との間において、寄生容
量が発生しない。また、ゲート配線102とは画素電極
110が重ならないように形成されており、しかもアク
ティブマトリクス基板側遮光膜106、107もゲート
配線102とは重ならないように形成されているので、
ゲート配線102と画素電極110との間においても寄
生容量が発生しない。これにより寄生容量による表示特
性の低下を防止することが可能となる。
板との貼り合わせ精度はアライメント精度よりも悪いの
で、対向基板に形成する対向基板側遮光膜は貼り合わせ
ずれを考慮して大きく形成しなければならないが、本発
明においては、対向基板側遮光膜115がゲート配線1
02とアクティブマトリクス基板側遮光膜106、10
7との隙間を遮光するだけでよいので、開口率を低下さ
せることはない。
である。
ねる側のアクティブマトリクス基板側遮光膜106を、
ドレイン電極106aと、本来の遮光膜である遮光膜1
06bとに分割し、両者106aと106bが電気的に
非接続状態で別体に形成している。この場合において
も、アクティブマトリクス基板側遮光膜106bと10
7を、ゲート配線102と重ならないように形成すると
共に、ゲート配線102と画素電極110とを両者が重
ならない状態に形成する。また、対向基板119は、相
互に重ならないアクティブマトリクス基板側遮光膜10
6bとゲート配線102との隙間、およびアクティブマ
トリクス基板側遮光膜107とゲート配線102との隙
間を覆い隠すように対向基板側遮光膜115を形成す
る。但し、画素電極110の端とアクティブマトリクス
基板側遮光膜106、107の端とが上下方向で一致し
ていない場合には、上述の隙間と、画素電極110とゲ
ート配線102との隙間とのうちの短寸の方の隙間を、
対向基板側遮光膜115で覆い隠すようにする。
ティブマトリクス型液晶表示装置に限られず、また表示
装置の製造方法も上記実施例のものに限られないのはい
うまでもない。
よる場合には、アクティブマトリクス基板の絶縁性基板
上に第1の絶縁膜を挟んで形成されるアクティブマトリ
クス基板側遮光膜が、走査線に隣接する画素電極の縁部
に第2の絶縁膜を挟んで一部重畳して形成されているの
で、走査線に隣接する画素電極の縁部が走査線の電界の
影響を受けて液晶配向乱れを生じて、光漏れが発生する
のを防止することができると共に開口率の低下を抑制す
ることができる。 また、アクティブマトリクス基板側遮
光膜が、走査線と重ならないため、アクティブマトリク
ス基板側遮光膜と走査線との間で寄生容量が形成され
ず、また、走査線と画素電極とが重ならないため、走査
線と画素電極との間にも寄生容量が形成されない。これ
により従来構造よりも表示特性を向上させることができ
る。更には、対向基板側遮光膜が、相互に重ならない上
記アクティブマトリクス基板側遮光膜と走査線との隙間
及び画素電極と走査線との隙間のうちの短寸の方を覆い
隠すように形成されているので、その隙間から漏れる光
を遮光できる。又、対向基板側遮光膜が上記隙間を遮光
するだけでよいので、開口率の低下を防止できる。加え
て、工程の複雑化が生じないので、液晶表示装置の製造
工程数が増加することによる歩留り低下を防ぐことがで
きる。
置を示す部分平面図。
図(平面図)。
クス型液晶表示装置例を示す部分平面図。
置を示す部分平面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 絶縁性基板上に形成された交差する走査
線と信号線とで囲まれた部分に画素電極が形成され、該
走査線から分岐した走査支線の部分にスイッチング素子
が形成されたアクティブマトリクス基板に対し、間に液
晶層を介装して対向基板が対向配設されたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置において、該アクティブマトリクス基板の該絶縁性基板上に第1の
絶縁膜を挟んで該走査線の形成領域を避けて形成される
と共に、該走査線に隣接する該画素電極の縁部及び該走
査支線に第2の絶縁膜を挟んで一部重畳して形成されて
おり、ドレイン電極を兼ねた アクティブマトリクス基板
側遮光膜と、 該対向基板に設けられ、 該アクティブマトリクス基板側
遮光膜と該走査線の形成領域の隙間、及び該画素電極と
該走査線の形成領域の隙間のうちの短寸の方を覆い隠す
ように形成され、該走査線及び該スイッチング素子の形
成領域を覆う対向基板側遮光膜と を有するアクティブマ
トリクス型液晶表示装置。 - 【請求項2】 絶縁性基板上に形成された交差する走査
線と信号線とで囲まれた部分に画素電極が形成され、該
走査線から分岐した走査支線の部分にスイッチング素子
が形成されたアクティブマトリクス基板に対し、間に液
晶層を介装して対向基板が対向配設されたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置において、該アクティブマトリクス基板の該絶縁性基板上に、第1
の絶縁膜を挟んで該走査線の形成領域を避けて形成され
ると共に、該走査線に隣接する該画素電極の縁部に第2
の絶縁膜を挟んで一部重畳して形成された アクティブマ
トリクス基板側遮光膜と、 該対向基板に設けられ、 該アクティブマトリクス基板側
遮光膜と該走査線の形成領域の隙間、及び該画素電極と
該走査線の形成領域の隙間のうちの短寸の方を覆い隠す
ように形成され、該走査線及び該スイッチング素子の形
成領域を覆う対向基板側遮光膜と を有するアクティブマ
トリクス型液晶表示装置。
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1992
- 1992-02-07 JP JP2291192A patent/JP2869238B2/ja not_active Expired - Lifetime
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