JPH01291219A - アクティブマトリクス基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、多数の薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌ
ｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）が絶縁性基板上にマトリクス
状に形成されており、液晶等と組み合わせて、アクティ
ブマトリクス表示が行われるアクティブマトリクス基板
に関する。

（従来の技術） 近時、液晶等を用いた大容量表示装置に、多数の薄膜ト
ランジスタ（以下ＴＰＴと略称する）を用いたアクティ
ブマトリクス基板が使用されている。該アクティブマト
リクス基板は、第４図に示すように、液晶表示セルを構
成する絶縁性基板に。

多数の絵素電極８１．８１．・・・がマトリクス状に配
設されており、また、各絵素電極８１に隣接して多数の
Ｔ　Ｆ　Ｔ８２．８２．・・・が、マトリクス状に配設
されている。各ＴＦＴ８２のドレイン電極は各絵素電極
８１に電気的に接続されており、各ＴＦＴ８２ば各絵素
電極８１のスイッチング素子として機能する。

絶縁性基板上には、一方向に列をなす各ＴＦＴ８２のゲ
ート電極に電気的に接続されるように、複数の走査線８
３．８３．・・・が平行に配線されている。

また、絶縁性基板上には、各走査線８３とは絶縁状態で
直交するように、複数のデータ線８４．８４．・・・が
平行に配線されている。各データ線８４は、各データ線
８４方向に列をなす各ＴＦＴ８２のソース電極に電気的
に接続されている。

このようなアクティブマトリクス基板は２例えば液晶層
が積層されて、液晶表示装置として使用される。この場
合、該アクティブマトリクス基板の各ＴＰＴは線順次方
式にて駆動され、各走査線８３には走査信号が入力され
ると共に、各データ線８４にはデータ信号が入力される
。そして、走査信号とデータ信号の両者が入力されたＴ
ＦＴ８２が動作して該ＴＦＴ８２に接続された絵素電極
８１に電圧が印加される。これにより、液晶層における
該絵素電極８１に対向する部分が電気光学的に動作して
。

所定のマトリクス表示が得られる。

液晶表示装置は１通常、アクティブマトリクス基板に液
晶層およびＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各絵素から
なるカラーフィルターが積層され。

裏面側（絶縁性基板側）にバックライトが配設されて構
成される。そして、液晶層を透過したバックライトの光
をカラーフィルターを通して視認するようになっている
。カラーフィルターは、光の三原色の絵素にて構成され
るが、該カラーフィルターにおける各絵素間の間隙から
バックライト光の一部が表示面に漏出する。このため、
その表示面のコントラスト比が低下するという問題があ
る。

従来、このような問題を解決するために、カラーフィル
ターの各絵素の間隙にＣｒ等の非透光性の金属薄膜を配
設してブラックストライプを形成し。

各絵素間からのバックライト光の透過を防止することが
行われている。カラーフィルターは、各絵素が、液晶層
を挟んで、アクティブマトリクス基板の絵素電極に対向
される。各絵素の間隙にブラックストライプが配設され
たカラーフィルターでは、液晶層を挟んでアクティブマ
トリクス基板と対向させる際に、各絵素と絵素電極を整
合させることが容易でない。

このため、アクティブマトリクス基板にブラックストラ
イプを配設する液晶表示装置が開発されている。該液晶
表示装置は　第５図に示すように。

アクティブマトリクス基板８０と対向電極基板６０との
間に、配向膜２１および２２にて覆われた液晶層３０が
積層されている。アクティブマトリクス基板８０は、透
明絶縁性基板８６上に、ブラックストライプを構成する
金属膜８７が格子状に配設されており。

さらに該金属膜８７を覆うように絶縁膜８８が積層され
ている。そして、該絶縁膜８８上に、格子状の金属膜８
７の各格子内に位置するように、絵素電極８１が積層さ
れると共に、各絵素電極８１に接続されたＴ　Ｆ　Ｔ８
２が金属膜８７の上方に位置するように積層され、さら
に全体が保護膜８９にて覆われてアクティブマトリクス
基板８０が構成されている。

このような構成のアクティブマトリクス基板８０には、
配向膜２１を介して液晶層３０が積層され、さらに該液
晶層３０上に配向膜２２を介して、対向電極基板６０が
積層されている。該対向電極基板６０は。

透明なガラス基板６１の液晶層３０側の面上に、各絵素
電極８１と対向するようにカラーフィルター６２が配設
されており、該ガラス基板６１の咳面には、カラーフィ
ルター６２を覆うようにＩＴＯ膜でなる透明電極６３が
積層されている。

このような液晶表示装置では、液晶層３０は、各Ｔ　Ｆ
　Ｔ８２から絵素電極８１に与えられる電位により駆動
される。各絵素電極８１は、ＴＦＴ８２から短時間に与
えらえる電荷を蓄積して、長時間にわたって液晶の表示
電位に保持する必要がある。しかし。

液晶およびＴＰＴの抵抗に□よる電荷の放電により電位
低下を招来する。

このような電位低下を防ぐために、第６図に示す液晶表
示装置も提案されている。該液晶表示装置□は、アクテ
ィブマトリクス基板８０の絶縁性基板８６上に透明導電
膜８５が絵素電極８１の一部に絶縁膜８８を介して対向
するように配設され、該透明導電膜８５と絵素電極８１
とにより電荷保持用のコンデンサを形成している。そし
て、対向電極基板６０のガラス基板６１に配設されたカ
ラーフィルター６２間にブラックストライプを構成する
非透光性の金属膜６４が設けられている。その他の構成
は、第５図に示す液晶表示装置と同様である。

（発明が解決しようとする課題） このように、アクティブマトリクス基板８０にブラック
スドライブを形成せず、対向電極基板６０におけるカラ
ーフィルター６２の間に金属膜６４を配設してブラック
ストライプを形成する場合には、前述のように、カラー
フィルター６２が各絵素電極８１と整合させて対向させ
なければならず、液晶表示装置の製造効率が著しく低下
する。また、液晶表示装置を製造する際に、アクティブ
マトリクス基板８６内に透明導電膜８５を設ける工程と
、ガラス基板６１にブラックストライプを形成すべく金
属膜６４を積層する工程とが必要となり、製造効率が低
下するとともに、経済性を損なうという問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、製造が容易であり、液晶表示装置を製造する際
の作業効率の低下を招来するおそれがなり、シかも経済
性に優れたアクティブマトリクス基板を提供することに
ある。

（課題を解決するだめの手段） 本発明のアクティブマトリクス基板は、透明な絶縁性基
板上にマ）　ＩＪクス状に配設された複数の絵素電極と
、各絵素電極にそれぞれ接続されるように該絶縁性基板
上にマトリクス状に配設された複数の薄膜トランジスタ
と、該絶縁性基板上に積層されており、各絵素電極にお
ける周縁部を除く部分にのみ光が透過し得るようにその
部分に対向する開口部を有し、各絵素電極の周縁部と電
荷保持用コンデンサを形成すべく該周縁部との間に絶縁
膜が介装された非透光性の金属膜と、を具備してなり、
そのことにより上記目的が達成される。

（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。

本発明のアクティブマトリクス基板は第２図に示すよう
に、透明な絶縁性ガラス基板１１（第１回参照）上に１
例えばＩ　Ｔ　Ｏ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ
）膜で形成された矩形状の多数の絵素電極１３が、マト
リクス状に配設されており、各絵素電極１３のの一隅部
近傍には、各絵素電極１３と電気的に接続された薄膜ト
ランジスタ（ＴＰＴ）１２が配設されている。一方向に
列をなす各ＴＦＴ１２のソース電極は。

その方向に延びるデータ線１４にそれぞれ接続されてい
る。また、その方向とは直交する方向に列をなすＴＦＴ
１２のゲート電極は、その方向に延びる各走査線１５に
接続されている。従って、各データ線１４と各走査線１
５とは格子状に配設されており。

各配線の交差部は、相互に絶縁状態となるように絶縁膜
が介装されている。

第１回は本発明のアクティブマトリクス基板１０を用い
た液晶表示装置の断面図である。アクティブマトリクス
基板１０は透明の絶縁性ガラス基板１１上の所定位置に
１例えばＴａ膜にて構成される各ＴＦＴ１２のゲート電
極１２ａがそれぞれ積層されており、該ゲート電極１２
ａおよびガラス基板１１は。

ＳｉＮｘ膜にて構成されたゲート絶縁膜１２ｂにて覆わ
れている。該ゲート絶縁膜１２ｂ上には、各ゲート電極
１２ａに対応させて、ａ−３ｉ＄ｆｉ体膜１２Ｃが積層
されており、該ａ−３ｉ半導体膜１２ｃの各側部からゲ
ート絶縁膜１２ｂ上にわたって、それぞれＴｉ膜でなる
ソース電極１２（Ｌおよびドレイン電極１２ｅが積層さ
れてＴＦＴ１２が構成されている。

そして、ゲート絶縁膜１２ｂ上にＩＴＯ膜でなる絵素電
極１３が積層されており、該絵素電極１３の一部がドレ
イン電極１２ｅ上に積層されて１両者が電気的に接続さ
れている。

各絵素電極１３は、前述した第２図に示すように。

マトリクス状に配設されており、各絵素電極１３の一隅
部近傍に各ＴＦＴ１２が配設されている。そして、一方
向に列をなす各ＴＦＴ１２のゲート電極１２ａがデータ
線１４に接続され、他方に列をなす各ＴＦＴ１２のソー
ス電極１２ｄが走査線１５に接続されている。

各ＴＦＴ１２および各絵素電極１３．さらには、これら
各ＴＦＴ１２および各絵素電極１３が積層されていない
ゲート絶縁膜１２ｂ部分は、ＳｉＮｘ膜でなる絶縁膜１
６にて覆われている。該絶縁膜１６上には。

各絵素電極１３の周縁部を除く部分だけが覆われないよ
うに開口部１７ａが形成された非透光性の金属膜１７が
積層されている。従って、該金属膜１７は。

各絵素電極３の周縁部３各ＴＦＴ１２．データ線１４゜
走査線１５．さらにはこれらが配設されていないゲート
絶縁膜１２ｂ部分を覆っている（第２図１点鎖線参照）
。該金属膜１７は例えばＴｉにて構成されており、該金
属膜１７にてブラックストライプが構成される。該金属
膜１７は絶縁膜１６を挟んで各絵素電極１３の周辺部と
対向されており、この構成により、電荷保持用のコンデ
ンサが形成されている。

該金属膜１７上および該金属膜１７の開口部１７ａ内に
は、保護絶縁膜１８が積層されており、これにより９本
発明のアクティブマトリクス基板１０が構成されている
。

該アクティブマトリクス基板１０を用いて液晶表示装置
を構成する場合には、保護絶縁膜１８上に。

液晶配向膜２１を積層し、該液晶配向膜２１に液晶層３
０を積層する。そして、該液晶層３０上に、液晶層　゛
間膜２２を介して、対向電極基板４０が積層される。

該対向電極基板４０は、透明な絶縁性のガラス基板４１
上における液晶層３０側の面上に、アクティブマトリク
ス基板１０における各絵素電極１３と対向するように、
カラーフィルター４２が積層されており。

各カラーフィルター４２を覆うように、該ガラス基板４
１に、ＩＴＯ膜でなる透明電極４３が積層されている。

そして、該透明電極４３に液晶配向膜２２が積層されて
、該液晶配向膜２２が液晶層３０上に積層されている。

このような液晶表示装置は１次のように製造される。ま
ず、ガラス基板１１上にゲート電極１２ａ。

ゲート絶縁膜１２ｂ、ａ−３ｉ半導体膜１２ｃ、ソース
電極１２ｄ、ドレイン電極１２ｅ、絵素電極１３．をそ
れぞれ成膜後、所定形状にパターニングする。

このとき、同時に、ゲート電極１２ａを構成するＴａ膜
をパターニングして走査線１５を形成すると共に、ソー
ス電極１２ｄを構成するＴ＋膜をパターニングしてデー
タ線１４を形成する。次いで、絶縁膜１６、金属膜１７
を成膜し、金属膜１７を、前述したように、所定位置に
開口部１７ａが形成されるようにパターニングする。そ
の後、保護絶縁膜１８を成膜し、該保護絶縁膜１８上に
液晶配向膜２１を形成する。

他方、ガラス基板４１上に、カラーフィルター４２゜透
明電極４３および液晶配向膜２２を積層して対向電極基
板４０を形成する。

そして２本発明のアクティブマトリクス基板１０と対向
電極基板４０とを所定の間隙をあけて対向配置２ 設しておき、その間隙内に液晶を注入する。その後、ア
クティブマトリクス基板１０の金属膜１７と対向電極基
板４０の透明電極４３とを電気的に接続し。

これにより、液晶表示装置を形成する。

このような液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板
１０の背面側に、バックライトを配設し。

アクティブマトリクス基板１０の各ＴＦＴ１２を駆動す
ることにより、所定のアクティブマトリクス表示が得ら
れる。各ＴＦＴ１２は、各走査線１５から入力される走
査信号と所定のデータ線１４から入力されるデータ信号
により動作され、該ＴＦＴ１２に接続された絵素電極１
３に電圧が印加される。そして。

該絵素電極１３と対向する透明電極４３との間の液晶層
３０部分が電気光学的に動作して、所定の表示が得られ
る。

このとき、相互に隣接する絵素電極１３および１３の間
は、金属膜１７にて覆われており、該金属膜１７はバッ
クライトの光を９９％以上吸収するため、各絵素電極１
３に対向して配設されたカラーフィルター４２の間から
光が漏出するおそれがなく、得られる表示のコントラス
ト比が低下しない。また、各金属膜１７と各絵素電極１
３の周辺部とにより電荷保持用コンデンサが構成される
ため、ＴＦＴ１２がオフしても絵素電極１３の電位が急
激に低下するおそれがなく、安定した鮮明な表示が得ら
れる。

第３図は本発明の他の実施例におけるアクティブマトリ
クス基板１０゛を用いた液晶表示装置の断面図である６
本実施例では、ガラス基板１１上に例えばＡｌ膜にて構
成さ□れた金属膜１７が例えば１０００人の厚さにて積
層されて、所定位置に開口部１７ａが形成されるように
ホトリソプロセスにてパターニングされており、該金属
膜１７上および開口部１７ａ内にＳｉＮｘ製の絶縁膜１
９が３０００人の厚さにて積層されている。そして、該
絶縁膜１９上にＴＦＴ１２および絵素電極１３がそれぞ
れ形成されている。ＴＦＴ１２および絵素電極１３の構
成は、前記実施例と同様であるので説明を省略する。金
属膜１７は、前記実施例と同様に、各絵素電極１３の周
縁部を除いた部分のみに光が透過し得るように、開口部
１７ａが形成され、各絵素電極１３の周縁部、各ＴＦＴ
１２等のガラス基板１１側を覆っている。その他の構成
は、前記実施例と同様であるので説明を省略する。

本実施例でも、前記実施例と同様に、カラーフィルター
４２の間から光が漏出するおそれがなく。

しかも、金属膜１７と各絵素電極１３の周縁部とにより
電荷保持用のコンデンサが形成されているため。

ＴＦＴ１２がオフしても各絵素電極１３の電位が象、激
に低下するおそれがない。

（発明の効果） 本発明のアクティブマトリクス基板は、このように、ブ
ランクスドライブを構成する金属膜が。

絵素電極の電荷保持用コンデンサを構成しており。

該金属膜を配設するだけでブラックストライプとコンデ
ンサの両者が形成されるため、製造が容易である。しか
も、金属膜がブランクスドライブとコンデンサの一部と
を兼ねるため経済性に優れている。また１本発明のアク
ティブマトリクス基板は、ブランクスドライブを構成す
る金属膜を有しているため、該アクティブマトリクス基
板を用いてカラー液晶表示装置を製造する際に、対向電
極基板に設けられたカラーフィルターと絵素電極との位
置合わせが比較的容易であり、液晶表示装置の製造効率
が向上する。

４、　゛の　　　なう■ 第１図は本発明のアクティブマトリクス基板を用いた液
晶表示装置の断面図、第２図はそのアクティブマトリク
ス基板の要部平面図、第３図は本発明の他の実施例のア
クティブマトリクス基板を用いた液晶表示装置の断面図
、第４図は従来のアクティブマトリクス基板の説明図、
第５図および第６図はそれぞれ従来のアクティブマトリ
クス基板の断面図である。

１０、１０“・・・アクティブマトリクス基板、　１１
．４１・・・ガラス基板、１２・・・ＴＦＴ、１２ａ・
・・ゲート電極、１２ｂ・・・ゲート絶縁膜、１２ｃ・
・・ａ−３ｉ半導体膜、１２ｄ・・・ソース電極、１２
ｅ・・・ドレイン電極、１３・・・絵素電極５１７・・
・金属膜、１７ａ・・・開口部、　２１．２２・・・液
晶配向膜、３０・・・液晶層、　４０・・・対向電極基
板、４２・・・カラーフィルター。

第５図 第６図 ＱＩ：１　　　　　　　　　　　　＼

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透明な絶縁性基板上にマトリクス状に配設された複
   数の絵素電極と、 各絵素電極にそれぞれ接続されるように該絶縁性基板上
   にマトリクス状に配設された複数の薄膜トランジスタと
   、 該絶縁性基板上に積層されており、各絵素電極における
   周縁部を除く部分にのみ光が透過し得るようにその部分
   に対向する開口部を有し、各絵素電極の周縁部と電荷保
   持用コンデンサを形成すべく該周縁部と対向する部分を
   有する非透光性の金属膜と、 を具備するアクティブマトリクス基板。