JPH02222928A

JPH02222928A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH02222928A
Application number: JP1217316A
Authority: JP
Inventors: Koji Suzuki; 幸治鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1988-11-15
Filing date: 1989-08-25
Publication date: 1990-09-05
Anticipated expiration: 2014-02-24
Also published as: JP2859896B2

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）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ＣＲ７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ｌａ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
、６ｂ１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ｌｂ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１
ｂ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１］ａとｌｌｂ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。

（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。

［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。

本発明の第２の透明表示電極は、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。

（作　　用）本発明の第１の透明表示電極は電荷を蓄積するための電
極であり、第２の透明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の透明表示電極の面積
を小さくしても液晶を駆動するのは第２の透明表示電極
であるから、表示面積には影響が出ない。一方、第２の
透明表示電極は周辺の信号線及びゲート配線と絶縁層を
介した構造にになっているため、この電極線上まで拡げ
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ｊごよる第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
ｌａ上に、モリブデンゆ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ｖａ１１！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７００人のＩ
ＴＯ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ｌｂ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５００
０人、液晶層１２の厚さを６０００Ａ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
１０００人のモリブデン・タンタル合金薄膜と厚さ１５
００人のタンタル膜で形成され、信号線は厚さ５００Ａ
のモリブデン膜と厚さ４０００人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７００人の透明電極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３０００人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。その後現像及びエツチングを
行ない（３３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
ストと透明電極のり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。

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２０００
人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’綿線上断面図であ
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、５つの経路をたどる、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
加を防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ＴＰＴ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
。

【図面の簡単な説明】

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
図は従来の液晶爪装置の概略図である。１、ａ、ｌｂ・・・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

【特許請求の範囲】

（１）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。
（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。
（３）前記第２の表示電極は、対応する第１の表示電極
よりも大きく、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。
（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。