JPH03121423A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH03121423A
JPH03121423A JP2211734A JP21173490A JPH03121423A JP H03121423 A JPH03121423 A JP H03121423A JP 2211734 A JP2211734 A JP 2211734A JP 21173490 A JP21173490 A JP 21173490A JP H03121423 A JPH03121423 A JP H03121423A
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crystal display
layer
light
display device
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JP2211734A
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Keith H Nicholas
キース　ハーロー　ニコラス
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Philips Gloeilampenfabrieken NV
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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〕 本発明はゲート層と、ゲート絶縁層により該ゲート層か
ら絶縁したチャネル領域を与える半導体層とを有する薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ　）により各々を制御するよう
にした複数の液晶表示素子ならびに該表示素子を照射す
る手段を含み、該表示素子を関連の異なるカラーの出力
を与えるグループにより形成した活性マトリックス液晶
表示装置に関するものである。
〔従来の技術〕
この種液晶表示装置については公知である。標準的例に
おいては、間隔を置いた対の平行な透明基板の間に液晶
材料を配置した表示パネルにより液晶表示装置を形成さ
せている。この場合、１つの基板上には、行および列の
表示素子電極のアレイと、組の行および列のアドレス導
線と、その各々を関連の表示素子電極および関連の対の
アドレス導線間に接続したほぼ同じ薄膜トンジスタとを
保持するようにし、前記トランジスタのゲート、ソース
およびドレイン端子をそれぞれ行導線、列導線および表
示素子電極に接続する。また、他の基板には共通電極お
よびマイクロ　フィルタ　アレイの形状の赤、緑および
青のカラー　フィルタ素子のパターンを保持させるよう
にし、前記パターンを３つの隣接する表示素子がカラー
　トリプレット（ｃｏｌｏｕｒ　ｔｒｉｐｌｅｔ）を構
成するようなパターンとする。このようにするときは、
アレイはそれぞれ赤、緑および青のカラー表示素子の３
つの離して配置したグループよりなる。この場合、各ト
リプレット内における表示素子の配置およびそれらの近
隣部に関するトリプレットの配置は変えることができる
０作動に際しては、表示素子のアレイは、そのＴＦＴ　
　（薄膜トランジスタ）の制御のもと照射を受けて光を
変調し、そのフィルタ素子によってカラー出力を与える
。
このような表示装置は、フィルタ素子を支持する基板上
に強力な白色光を指向させて、個々の表示素子により適
当に変調し、その出力を投写レンズにより集合的に表示
スクリーン上に投写するよう形成した投写表示装置とし
て使用することができる。
他の既知のこの種液晶カラー投写表示装置においては、
表示素子を例えば３つの物理的に別個の表示パネルを用
いて３つの別個のグループとして配置し、各グループを
関連の異なる原色の光で照射するようにし、各グループ
の個々の表示素子の出力を組合せ、投写レンズを介して
表示スクリーン上に投写するようにしている。この場合
には、表示装置はそれらの出力を組合せることにより多
色表示を与える３つのモノクロ表示パネルを含むものと
みなすことができる。したがって、それ自体では個別の
カラー　フィルタ素子を必要としない。
標準的には、ＴＦＴはアモルファス（非結晶）シリコン
または多結晶シリコン　デバイスにより形成する。これ
らのＴＦＴは、例えば、アモルファスシリコンまたは多
結晶シリコンの半導体層を含む薄膜層を連続的にデポジ
ットし、輪郭を限定することにより１つの基板上に製造
するようにし、チャネル領域、該チャネル領域の上部に
位置し、ゲート領域として機能する絶縁層および該チャ
ネル領域の上部に位置し、絶縁層によりそれから隔離さ
せたゲートを形成する導電層を与える。前記チャネル領
域の端部にはソースおよびドレイン接触を設ける。また
、通常酸化物または窒化物の非活性層を用いてこの構造
を被覆するようにする。
ＴＦＴに一般に使用される半導体材料、特にアモルファ
ス　シリコンおよびポリシリコン材料は光導電性という
不所望の特性を有する。アモルファス　シリコンＴＦＴ
においては、メタル　ゲートが、必ずしも十分とはいえ
ない半導体層に到達する光の量を減少させる可能性があ
る。ポリシリコンＴＦＴにおいては、しばしば、光をブ
ロックするのに特に有効とはいえないドープしたポリシ
リコンまたはシリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）のゲート
が使用され、チャネル領域に到達する光により生ずる誘
起光電流がその関連の表示素子の性能の劣化をもたらす
ＴＦＴのオフレジスタンス（ｏｆｆ　ｒｅｓｉｓｔａｎ
ｃｅ）に顕著な影響を与える可能性があり、多数のＴＦ
Ｔがこのような影響をこうむる場合は、表示品質の低下
をきたすことになる。
この難点をある程度緩和するため、装置の構造内に遮光
手段を配置し、光源からＴＦＴの方向への光をブロック
する方法がとられてきた。これらの遮光手段は、もし存
在する場合はフィルタ素子の間で、光源に面し関連のＴ
ＦＴの上部に位置する基板上に保持するようにした光吸
収材料の領域により形成するほか、ＴＦＴのチャネル領
域がゲートより液晶に近い所に位置する場合には、ＴＦ
Ｔ構造の頂部に金属パッドを設けるようにしている。
このように光遮蔽手段を設けることは不便であるうえ、
全体から見て有効な解決法とはいえない。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明の目的は、上記のようなＴＦＴに対する不所望の
光の影響を低減させるようにした活性マトリックス液晶
表示装置を提供しようとするものである。
〔課題を解決するための手段〕
この目的を達成するため、本発明においてはＴＦＴそれ
自体の構造によりＴＦＴ内の光誘起電流からの影響の大
幅な免除を与えるようにしている。
本発明による前述の形式の液晶表示装置においては、Ｔ
ＦＴの核層の少なくも１つの厚みをグループごとに相違
させ、かつ該厚みをカラー光にしたがって選定し、各グ
ループが半導体層内の当該カラー光の吸収を減衰させる
よう作動するようにしたことを特徴とする。
本発明はＴＦＴの光感知性が波長従属性であるという認
識にもとづくものである。また、半導体層における光の
吸収ならびにこのような吸収の程度は標準的に使用され
る素子の厚みによるそれらの層内の光学的妨害効果に大
いに左右されるということも分かっている。これは特に
顕著な透明さをあられすゲート材料を使用する多結晶シ
リコンＴＦＴにおいてそうであるが、アモルファス　シ
リコンＴＦＴのような他のＴＦＴにも適用される。ＴＦ
Ｔのすべての層が光学的妨害効果に寄与を与えるが、チ
ャネルを構成する半導体層の光導電性は、−次近似でこ
の層における光の吸収量に比例することが分る。このよ
うな吸収は、主として半導体層およびゲート絶縁層の厚
みに従属する。例えば、ゲート絶縁層の厚みを変えるこ
とは半導体層における所定波長の光の吸収を対応的に変
化させる効果を有する。したがって、ゲート絶縁層およ
び半導体層の厚みを適当に選定することにより、ＴＦＴ
から離れた液晶の側から指向される光で表示装置を照射
するとき、ある波長または波長範囲に対する半導体層に
おける吸収量を最小値に近づけることができる。
かくして、その表示素子が例えば、赤、緑および青の光
で作動する表示装置の場合は、赤で作動する表示素子に
関連するＴＦＴの層の厚みは緑および青で作動する表示
素子に関連するＴＦＴの対応する層の厚みとは相違させ
、同じように青で作動する表示素子に関連する汗τの層
の厚みは緑で作動する表示素子に関連するＴＦＴのそれ
と相違させるようにする。
ＴＦＴの少なくとも半導体素子およびゲート絶縁層の厚
みは光学的妨害効果による半導体層内の光吸収を最小に
するため、関連カラー光にしたがって選定することが好
ましい。
半導体層およびゲート層の厚みは半導体層における吸収
特性を決定するのにより重要であると考えられる。また
、層の厚みを適当に選定することにより、半導体層にお
ける吸収は最小値に近付けられるが、ゲート絶縁層の厚
みは、特に透明なゲート材料を使用する場合は、さらに
大きな影響を有するものと思われ、この層のみの厚さを
調整することにより半導体層の吸収量の減少になんらか
の有益な結果を得ることができる。
また、ゲート層の厚みもある役割を演することができ、
適当な選択により、さらに吸収を減らすことができる。
この場合、この層の効果は使用する材料に左右される。
ポリシリコンＴＦＴにおいては、ゲート材料は標準的に
ドープしたポリシリコンまたはシリサイド（ｓｉｌｉｃ
ｉｄｅ）とするを可とし、双方とも通常使用されるよう
な厚みにおいて光に対し透明であり、したがって、ゲー
トが妨害効果に寄与することになる。かくして、半導体
層における光吸収をさらに減少させるため、ゲート絶縁
層および半導体層とともに、ゲート層も選定した厚さと
することが望ましい、多くのアモルファスシリコンＴＦ
Ｔの場合のように、不透明であることが期待できる金属
により形成したゲート層の場合には、前述のような方法
で、ゲート絶縁層または半導体層の厚みを調整すること
により、半導体層における光吸収をより少くすることが
できる。
したがって、ＴＦＴ構造の各層はその効果を付加させる
ことができ、半導体層における吸収の減少に貢献するこ
とができる。
ＴＦＴ構造の一部として、ゲートの上部に非活性層を設
けた場合は、前述のように、ＴＦＴの他の層のあらかじ
め選定された厚みとの関連で、半導体層における光の吸
収を最小にするため、この層もその厚みを最適にするこ
とができる。
特に好都合な結果を期待しうる一実施例の場合は、ＴＦ
Ｔのゲート絶縁層および半導体層の光学的厚みを装置の
作動時にそれらが従属するカラー光の主波長の１７４の
奇数倍にほぼ等しい値に選定している。換言すれば、層
の厚みはｎ・λ／４（ただし、λは主波長、ｎは奇数と
する。）にほぼ等しいことになる。この場合、製造の容
易さおよびＴＦＴの作動時に層が充足すべき機能を考慮
して、ｎの値は例えば３まは５に選定することができる
。
また、使用するゲート材料をある程度透明な材料とした
場合は、ゲート層および非活性層の光学的厚みをそれぞ
れカラー光の波長の１／４の奇数倍および１／２の奇数
倍にほぼ等しく選定することにより、さらに改良を与え
ることができる。
層の厚みをこのように選定すると、ＴＦＴに到達する光
の一部がこれらの層および半導体層の前側のインターフ
ェースにより反射もしくは吸収されるが、半導体層に入
射した光は吸収されず、むしろ大部分がこれを透過する
という効果を生ずる。
本発明は、液晶表示素子のプレイと、その各々をそれぞ
れの液晶表示素子に関連させ、２またはそれ以上の異な
るカラー　フィルタ素子のセットを含むカラー　フィル
タ素子のアレイとを有する液晶表示パネルを具えた液晶
表示装置、あるいは各々液晶表示素子のアレイを有し、
関連の異なるカラー光で照射される２またはそれ以上の
表示パネルを含むような種類の液晶表示装置に適用でき
る。前者の配置においては、ＴＦＴはセットとして形成
し、セットの数をカラー　フィルタ　セットの数に対応
させる。かくして、赤、緑および青のフィルタ素子のマ
トリックスを使用する全カラー表示素子に対しては３つ
の組のＴＦＴを使用し、少なくとも各セットの１つの層
の厚みを他のセットのそれと相違させる。また、後者の
配置においては、パネルのＴＦＴはそれらの層の厚みに
関する限りほぼ同じであるが、任意の１つのパネルで使
用されるＴＦＴは他のパネルで使用されるＴＦＴとは相
違させるようにする。
また、本発明液晶表示装置の一実施例においては、ＴＦ
Ｔから離れた液晶材料の側から液晶表示装置を照射する
手段を与えている。前述の１つのフィルタ素子アレイを
用いて単一パネル形状の装置においては、照射手段は白
色光源により形成するを可とする。さらに、液晶表示装
置は直接これを見るようにすることもできる。また、個
別液晶表示装置の出力は投写レンズを介してスクリーン
上に投写し、そこでそれらの出力を組合せて表示画像を
形成させることができる。２またはそれ以上のパネルを
含む装置においては、各パネルごとに関連のカラー光源
を使用することができる。また、共通の白色光源は、例
えば、グイクロイック　ミラー配置を用いて異なる色成
分に分割された光を与えることができる。パネルからの
出力はこれらを組合せ、投写レンズを介して表示スクリ
ーン上に投写し、表示画像を生成させるようにする。
〔実施例〕
以下図面により本発明を説明する。
第１図に示すように、カラーＴＶ画像のような完全カラ
ー表示用として適する表示装置は個々に作動可能で通常
方形状の表示素子ｌＯの行および列配列を有する表示パ
ネル１１を含む。図に示すパネルの部分には前記配列の
うち９つのみを図示しであるが、実際には、パネル内の
表示素子の総数はｔｏｏ、ｏｏｏまたはそれ以上である
。
各表示素子はそれぞれの薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に
関連し、組の行および列アドレス導線１２および１４の
光線に隣接して位置する。この場合、表示素子の境界は
隣接する対の行および列導線間のスペーシングにより決
められる。また、簡単のため、第１図においては、導線
１２．１４およびＴＦＴ　１６はそれぞれ単純な線およ
びシンボルにより表示している。
同じ行の表示素子に関連するすべてのＴＦＴのゲート電
極はこれらを共通の行導線１２に接続し、前記行導線１
２には作動時スイッチング（ゲーティング）信号を供給
するようにする。同じようにして、同じ列のすべての表
示素子に関連するソース電極はこれらを共通の列導線１
４に接続し、これら列導線１４には作動時、データ（ビ
デオ）信号を供給するようにする。また、ＴＦＴのドレ
イン電極はそれらの関連する表示素子の一部を形成し、
関連表示素子を限定するＩＴＯのそれぞれの透明表示素
子電極２０に接続する。
行および列導線１２．１４、ＴＦＴ　１６および電極２
０は、すべて例えば、ガラスまたはクォーツ（石英）の
ような透明プレート２２上に保持する。
またこのプレート２２から離隔した所には、このプレー
トと平行に例えば、ガラスにより形成した他の透明プレ
ート２４を配置し、その上に装置の全表示素子用の共通
電極２６を構成するＩＴＯの連続透明導電層を形成させ
る。これら２つのプレートの間には液晶物質２８を配置
し、前記液晶物質を収納するため、２つのプレートをそ
の周辺で密封させるようにする。
使用に際しては、透過作動モードの場合、表示パネルは
、プレート２４に面するパネルの一方の側に配置した光
源により照射されるようにし、図に矢印Ａで示すような
光がこのプレート２４から装置に入り、表示装置１０の
特性により正しく変調されたプレート２２を通って外に
出るようにする。表示装置のこのような種類の作動につ
いては一般的に良く知られているので、ここではその詳
細については記述しないが、要約すれば、液晶材料はそ
れを横切って供給される電圧により装置を通る光を変調
する機能を有し、この場合、表示素子電極２０、共通電
極２６の対向部分およびその間の液晶物質により限定さ
れるような各表示素子１０はその電極間に供給される駆
動電圧にしたがって装置を介しての光透過を変化させる
よう個々に作動しうるちのとする。
画像素子のアレイの行アドレッシングは、その行のすべ
てのＴＦＴをターン　オンさせる各行導線１２へのゲー
ティング信号の供給により行われる。
ビデオ　データ信号はゲーティング信号と同期して、順
次各行の画素ごとに列導線１４に供給されるようにする
。この場合、これらのデータ信号はその行のオンＴＦＴ
を介して適当な行の表示素子に転送される。かくして、
各行の画素を順次アドレスすることにより、完全なＴＶ
両画像組立てられる。
第２図は標準的な表示素子の一部およびそれに関連する
ＴＦＴの断面を示す概要図である。この実施例の場合、
ＴＦＴ　１６は多結晶シリコンＴＦＴにより形成する。
すなわち、図示のように、プレート２２を二酸化シリコ
ンの連続層３１で被覆し、その上に表示素子電極２０お
よびＴＦＴ　１６を形成させるようにする。ただし、プ
レート材料の性質により、核層は省略することもできる
。各ＴＦＴはチャネル領域をあたえるポリシリコンの半
導体層３２を含む重畳層を有する構造により形成する。
この場合、チャネル領域のいずれかの端部における層３
２の部分をドーピング（ｎ”形）して、ソースおよびド
レイン接触領域を与える。層３２は二酸化シリコンの層
３３により被覆し、その中央領域、すなわち層３２にお
けるチャネル領域の上部の領域をしてゲート絶縁層とし
て機能させる。また、チャネル領域の上に位置する層３
３上にはドープしたポリシリコン（ｎ　＋形）のゲート
３６を画定させる。この場合、ゲート材料として・は、
シリサイド（ｓｉｌｉｃｉｄｅ）を使用することも可能
である。また、層３２およびゲート３６上には他の二酸
化シリコン層３７を伸長させ、非活性層（ｐａｓｓｉｖ
ａｔｅ　１ａｙｅｒ　）として機能させるほか、前記の
層３７上に例えば、アルミニウムのような金属よりなる
ソースおよびドレイン電極３８゜３９を設けて、層３７
および３３内にエツチングしたウィンドウを通して伸長
させ、層３２のドープ端領域に接触させるようにする。
ドレイン端子３９はこれをＩＴＯ表示素子電極２０に接
続し、ソース端子３８は関連の列導線１４の伸長部によ
り形成する。また、ゲート３６は第２図では不可視の伸
長部を介してこれを行導線１２に接続する。
ＴＦＴ　１６は既知のように複数の種々の方法で製造す
ることができる。したがって、第２図に示す特定装置構
造はある種の構造の一例にすぎず、例えば、アモルファ
ス（非結晶）シリコン合金のような他の半導体材料を用
いた異なる構造のＴＦＴを使用することもできる。
プレート２２上のＴＦＴ素子電極ならびに行および列ア
ドレス導線は連続分子配列層４２によりこれらを被覆す
る。
第１図および第２図の双方において、表示パネル１１は
、さらに、電極２６を覆うプレート２４上に保持される
ようにした赤、緑および青の３つの組の個別フィルタ素
子３０を有するフィルタ　モザイク層を具える。個別の
カラー　フィルタ素子３０は各々関連の表示素子ｌＯと
整合させるようにし、各々既知の方法でカラー　トリプ
レットを構成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）の
フィルタ素子を有する３つの群（グループ）の繰返しパ
ターン状に配置する。
液晶物質２８は、フィルタ素子３０を覆うプレート２４
上に配置したポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ　）のよ
うな適当な絶縁材料の連続分子配列層４３と境を接する
ようにする。
フィルタ　モザイク層の個別フィルタ素子３０はグリッ
ド構造を形成する光吸収材料の条片によりそれらの隣接
物から分離させるようにする。例えば、黒色ポリイミド
（ｂｌａｃｋ　ｄｙｅｄ　ｐｏｌｉＩｌｌｉｄｅ　）の
ようなこの光吸収材料の領域は第２図に符号数字４５で
示すようにＴＦＴの上部に位置する領域で増大させ、光
シールドとして機能させるようにする。
この場合、これらの領域は省略することもできる。
表示素子１０の領域において表示パネルに入射する光源
からの白色光は表示素子により変調され、プレート２２
を通して透過され、それぞれのカラー出力を与える前に
関連のフィルタ素子３０で濾波するようにする。吸収材
料は色純度ならびに表示のコントラストを向上させる効
果を有する。
かくして、異なるカラーの表示素子は３つのグループ、
すなわちそれぞれ赤色作動表示素子、緑色作動表示素子
および青色作動表示素子のグループを形成する。各グル
ープに関連するＴＦＴはそれらのチャネル領域における
光導電効果の減少目的のため、他の２つのグループに関
連するＴＦＴとは構造的に相違しているが、任意の１つ
のグループに関連するＴＦＴは相互にほぼ同様である。
光誘起電流に対し応答可能なＴＦＴ構造の半導体層３２
における光吸収は、ＴＦＴ構造層の厚みに起因する光学
的妨害効果（ｏｐｔｉｃａｌ　１ｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃ
ｅ　ｅｆｆｅｃｔｓ）により波長従属形である。このこ
とに留意して、ＴＦＴの１またはそれ以上の層の厚さは
、層の厚みをそのように選定しなかった場合と比較して
当該波長範囲の波長または主波長に対して半導体層３２
の吸収を最小にするか少なくとも減少させるように、そ
れらが作動する光の色にしたがって調整するようにする
。したがって、例えば、赤の表示素子のグループに関連
するＴＦＴはそれらの半導体層３２にノ 吸収される光の量が最小値に近づくよう選定したあるゲ
ート絶縁層の厚みを有し、緑および青の表示素子に関連
するＴＦＴのグループは、それぞれこの厚みとは異なり
、相互に同じくそれらの関連の半導体層内の光吸収量が
最小値に近づくよう選定したゲート絶縁層の厚みを有す
る。
この実施例の場合は、半導体層、ゲート絶縁層およびゲ
ート層の厚みには、各々妨害効果によるそれらの半導体
層内の光吸収を最小にする最適結果を得るよう各ＴＦＴ
のグループごとに従属するカラー光にしたがって選定す
るようにしているが、層のうち２つまたは１つだけに対
して適当な厚さを選定することにより改良を与えること
ができる。
この点に関する重要さの順序では、ゲート絶縁層がより
影響度が大で、半導体層がこれに続き、次にゲート層と
なる。したがって、ゲート絶縁層の厚さのみ、もしくは
ゲート絶縁層および半導体層の厚さを各グループごとに
相違させることが必要となる。さらに、非活性層の厚み
も最適効果を得るよう調整することができる。
以下の記述においては、例示のため、ＴＦＴが作動時に
従属する緑、赤および青の光はそれぞれ約０．５４ミク
ロン、０．６１ミクロンおよび０．４５ミクロンの主波
長を有するものとする。これらの主波長の値は、光源の
形式およびフィルタ特性により決められ、したがって、
これら特定の値から変わることもありうる。
第３図のグラフは、緑で作動する表示素子に関連するＴ
ＦＴ　１６の標準的な１つのホリシリコン素子３２にお
ける（ＴＦＴは入射する光のパーセンテージとしての）
吸収Ａ、と光の波長λ間の理論的関係を示すものである
。図から明らかなように最大の吸収は約０．６５ミクロ
ンの波長で起こり、２番目のこれより小さい吸収のピー
クは約０．４５ミクロンの波長で起こる。
さらに重要なことは、このＴＦＴが従属する光の主波長
に対応する約０．５４ミクロンにおいて最小の吸収が起
こることである。第３図に示す特定のレスポンス特性は
ＴＦＴ構造の半導体層、ゲート絶縁層およびゲート層を
考えるとき、これらの層の光学的厚みを１７４波長の奇
数倍に等しくする、すなわち層の光学的厚みをｎ・λ／
４（ただし、ｎは奇数、λは光の波長、すなわち０．５
４ミクロン）にほぼ等しくするような光学的妨害技術の
分野で公知の数学式を用いた計算結果により得られる。
ＴＦＴの製作を容易にし、かつその作動上妥当性のある
層の厚みを与えるため、ゲート層、ゲート絶縁層および
半導体層を決定する際のｎの値は、実際上はそれぞれ５
．３および５に選定している。
したがって、例えばポリシリコン半導体層３２をとった
場合、この層の光学的厚みは０．６７５　ミクロンに選
定する。簡単のため、ポリシリコンに対する屈折率の値
を３．８と仮定した場合、層３２の物理的厚さは０．１
７８　ミクロンとなり、ゲート絶縁（二酸化シリコン）
層３３に対しては、この材料の屈折率を１．４８と仮定
した場合、０．２７ミクロンの物理的厚さを与える０、
４０５　ミクロンの光学的厚みが得られる。最後に、ゲ
ート層３６は０．６７５　ミクロンの光学的厚みを有す
るようこれを選定する。
第４図は緑色の光、すなわち、０．５４ミクロンの波長
の場合におけるゲート絶縁層３３の厚みＴの範囲に対す
るパーセンテージで表したポリシリコン層３２の理論的
な光吸収量を示すグラフで、層の厚みによる典型的な吸
収の変化を示している。このグラフにプロットされた特
性の部分は実際に所望される厚さの範囲でカバーしてい
る。かくして、この特定の波長の光に対しては、ゲート
絶縁層の約０．１８ミクロンの厚みで最大の吸収が起こ
り、約０．０９ミクロンおよび０．２７ミクロンの厚み
で最小の吸収が起こることが分る。また、このグラフを
さらに大きい厚みを含むよう拡張した場合は、吸収曲線
は再度上昇を示して、約０．３７ミクロンの厚みで他の
最大値に到達する。
したがって、緑の表示素子のグループに関連するＴＦＴ
のゲート絶縁層３２の厚みは層の製造の容易性とその機
能ならびにＴＦＴの作動の信顛性を考慮した場合さらに
便利なように、約０．２７ミクロンとなるようこれを選
定する。
上記の値の数学的決定においては、簡単のため、光はＴ
ＦＴ構造上に垂直に入射し、非活性層の上に指向するも
のと仮定しているが、実際には若干の光は垂直方向以外
から構造上に入射し、このような光に対しての計算はよ
り複雑となる。しかし、はとんどの光は垂直またはほぼ
垂直に構造に射突するものと期待できるので、他の角度
で到来する光の影響は考慮しないことにする。また、計
算を簡単にするため、非活性層３７およびプレート２２
（もし存在する場合は、層３１を含む）の厚さは不定値
と仮定する。層３１が存在する場合は、その屈折率は事
実上下部に位置するプレート２２のそれと同じであるの
で、その影響は無視できるものと考えられる。層３７の
厚みは、上述の他の３つの層の場合よりはるかに劣るが
、半導体層内の吸収を決定するのに役割を演する。した
がって、前述のような方法で、ゲート層、ゲート絶縁層
および半導体層の厚みを選定したうえで、半導体層内の
吸収を最小にする最適効果を与えるよう、所望に応じて
、非活性層の厚みを調整することもできる。この目的の
ため、非活性酸化物層（ｐａｓｓｉｖａｔｉｎｇｏｘｉ
ｄｅ　１ａｙｅｒ　）には、ｌ／２波長の奇数倍の選定
した光学的厚みをもたせるようにする。本実施例の場合
は、光学的厚みは、約０．５５ミクロンの物理的厚みに
対応する１′Ａ波長（３）２波長に選定する。）他の２
つの表示素子グループ、赤および青に関連するＴＦＴに
おいて使用される層の厚みも同じような方法で選定する
ようにする。これら他の２つのＴＦＴ形式用の吸収特性
曲線は、最小の吸収点をそれぞれ青色光および赤色光に
対する光の波長、例えば、０．４５ミクロンおよび０．
６１ミクロンに対応するよう波長軸に沿ってそれぞれ反
対方向にシフトさせた以外は第３図に示すそれと同様で
ある。
これらの波長をベースにし、ポリシリコン　ゲートを使
用し、かつ半導体層およびゲート層材料の屈折率を３．
８とし、ゲート絶縁材料（二酸化シリコン）の屈折率を
１．４８とした場合は、青色光で作動するＴＦＴはゲー
ト層、ゲート絶縁層および半導体層の物理的厚さをそれ
ぞれ約０．１４８　ミクロン、０．２２８　ミクロンお
よび０．１４８　ミクロンとなるよう製造し、赤色光で
作動するＴＦＴはゲート層、ゲート絶縁層および半導体
層の物理的厚さをそれぞれ約０．２　ミクロン、０．３
１ミクロンおよび０．２　ミクロンとなるよう製造する
。この場合、それらの非活性酸化物層の光学的厚みは、
所望に応じこれらの層の厚みに関連して半導体層内の最
小の吸収を生じさせる半波長の奇数倍に対応する最適値
に調整することができる。
これから分るように、３つのグループのＴＦＴの層の厚
みはグループごとに異なり、その値はそれらの半導体（
チャネル）層内の光の吸収量を最小にするようそれらが
作動するカラーに応じて選定するようにする。
上述のＴＦＴ構造の形は比較的簡単なもので、本発明を
説明するための例示用として使用しているのに過ぎず、
他の材料や種々の構造上の変形も可能である。したがっ
て、本発明の概念は上述の特定例に限定されるものでな
く、重畳層により形成し、もしくは異なる材料を使用し
た他の構造形状を有する種々のＴＦＴにも適用すること
ができる。
第５図は第１図および第２図に示す表示装置を簡単な形
の投写表示装置として使用した状態を示す。例えば、タ
ングステン　ハロゲン　ランプまたはアーク　ランプの
ような適当な白色光源６０を反射器と組合せて表示パネ
ル１１の一方の側に配置し、集光レンズ６１を介し、偏
光シート６２を通して光をプレート２４に指向させるよ
うにする。また、パネル１１の他の側のプレート２２に
隣接して他の偏光シート６３を配置し、表示パネルによ
り伝送される個別の関連カラー表示素子出力よりなる光
が投写レンズ６４を介して投写スクリーン６５上に表示
パネルよりの画像を集束させるよう形成する。
この装置の変形例においては、投写レンズ６４およびス
クリーン６５を省略し、パネル１１からの光出力を直視
しうるようにすることもできる。この変形配置に対して
は、当然のこととしてより小電力の光源が使用される。
また、第６図に示すような投写表示装置として使用する
表示装置の他の実施例においては、３つの別々の表示パ
ネル１１を使用し、その各々を関連の異なる原色の光で
照射するようにしている。各パネルはそれらが適当なカ
ラーの光で使用され、かつモノクロ表示パネルとして個
々に作動する場合は、フィルタ素子３０のアレイを省略
していること以外は第１図および第２図示パネルと同様
である。したがって、プレート２４は共通電極層２６、
分子配列層４３および関連のＴＦＴの上部に位置する光
吸収材料の個別光シールドのみを保持する。
この配置においては、赤、緑および青の表示素子の３つ
のグループをそれぞれ個別パネルの各々の表示素子アレ
イにより与えるようにし、各パネルのＴＦＴ　１６を前
述のようにそれらの関連表示素子が作動するカラー光に
応じて形成するようにし、光誘起電流を最小にしている
。したがって、１つのパネルのＴＦＴはすべてほぼ同じ
であるが、使用する層の厚みに関しては他の２つのパネ
ルのＴＦＴと相違している。しかし、同じパネルに異な
る構造のＴＦＴを形成するという要求はないので、個々
のパネルの製造は前述の実施例のそれより簡単である。
ランプ／リフレクタ　アセンブリよりの白色光は集光レ
ンズ６１を介して交差した対のグイクロイック　ミラー
７０に指向し、そこで、赤、緑および青のスペクトラム
部分に分割される０次に、これらの３つのカラ一部分は
、場合に応じて、直接またはミラー７１の光からの反射
により３つのモノクロ形表示パネル１１に至り、各パネ
ル１１を関連の異なる原色で照射するようにする。また
、この場合にも各表示装置は入力および出力偏光シート
を具える。ただし、第６図においてはその図示を省略し
である。
３つのカラ一部分はそれらの関連の表示パネルにより変
調された後、グイクロイック　ミラー７４を介して再結
合され、この再結合された光が投写レンズ６４を介して
投写スクリーンに投写されるよう構成する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明液晶装置の実施例の一部の縮尺によらな
い透視断面図で、特に、装置の表示パネル内のいくつか
の代表的表示素子および関連の制御ＴＦＴを示す概要図
、 第２図は第１図示装置の代表的表示素子の一部の縮尺に
よらない概要断面図、 第３図は表示装置に使用するＴＦＴの半導体層における
光の吸収の大きさＡと照明光の波長λ間の関係を示すグ
ラフ、 第４図はＴＦＴの半導体層における吸収Ａと所定の光の
波長に対するゲート絶縁層の厚みＴとの関係を示すグラ
フ、 第５図は投写表示装置として使用する第１図示表示装置
の概要図、 第６図は第１図および第２図に示すパネルと異なる形式
のパネルを用いた投写表示装置として作動させるよう構
成した本発明表示装置の他の実施例の概要図である。 ｌＯ・・・表示素子 １１・・・表示パネル １２、１４・・・行および列アドレス導線１６・・・薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）２０・・・透明表示素子電極 ２２、２４・・・透明プレート ２６・・・共通電極 ２８・・・液晶材料 ３０・・・個別カラー　フィルタ素子 ３１・・・連続層 ３２、３３・・・半導体層 ３６・・・ゲート ３７・・・二酸化シリコン層 ３８・・・ソース端子 ３９・・・ドレイン端子 ４２、４３・・・連続分子配列層 ４５・・・遮光領域（光シールド領域）６０・・・白色
光源 ６１・・・集光レンズ ６２、６３・・・偏光シート ６４・・・投写レンズ ６５・・・投写スクリーン ７０・・・ダイクロイック ７１・・・ミラー ７４・・・ダイクロイック （ツー プリズム

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ゲート層と、ゲート絶縁層により該ゲート層から絶
    縁したチャネル領域を与える半導体層とを有する薄膜ト
    ランジスタ（ＴＦＴ）によりその各々を制御するように
    した複数の液晶表示素子ならびに該液晶表示素子を照射
    する手段を含み、該液晶表示素子を関連の異なるカラー
    の出力を与えるグループにより形成した活性マトリック
    ス液晶表示装置において、ＴＦＴの該層の少なくも１つ
    の厚みをグループごとに相違させ、かつ該厚みをカラー
    光にしたがって選定し、各グループが半導体層内の当該
    カラー光の吸収を減衰させるよう作動するようにしたこ
    とを特徴とする液晶表示装置。 ２、ＴＦＴの少なくとも半導体層およびゲート絶縁層を
    作動時にＴＦＴが従属する照射光の主波長にしたがって
    選定し、光学的妨害効果による半導体層内の該光の吸収
    を減少させるようにしたことを特徴とする請求項１記載
    の液晶表示装置。 ３、各ＴＦＴの半導体層およびゲート絶縁層の光学的厚
    みをそれが従属する光の主波長の１／４の奇数倍とした
    ことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。 ４、半導体層およびゲート絶縁層にそれぞれ５／４波長
    および３／４波長の光学的厚みをもたせたことを特徴と
    する請求項３記載の液晶表示装置。 ５、ゲート層に５／４波長の厚みをもたせたことを特徴
    とする請求項４記載の液晶表示装置。 ６、ＴＦＴはさらに該ゲート層の上に配置した非活性層
    を含むこと、該非活性層の光学的厚みをそれらが作動す
    るカラー光の関連波長の １／２の奇数倍となるよう選定したことを特徴とする請
    求項３ないし５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。 ７、該液晶表示装置は液晶表示素子をアレイ状に配置し
    た表示パネルを具えたこと、該表示パネルはその各々を
    それぞれの表示素子に関連させたカラーフィルタ素子の
    アレイを含 み、アレイのフィルタ素子を２またはそれ以上の異なる
    カラーフィルタ素子のセットに より形成したことを特徴とする請求項１ないし６のいず
    れか１項に記載の液晶表示装置。 ８、該液晶表示装置は各々表示素子のアレイを有し、関
    連の異なるカラーの光で照射されるようにした２または
    それ以上の表示パネルを具えたことを特徴とする請求項
    １ないし６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。 ９、該液晶表示装置はさらに液晶表示素子よりの出力を
    スクリーン上に投写するための投写レンズ系を具えたこ
    とを特徴とする請求項７または８に記載の液晶表示装置
    。 １０、ＴＦＴの半導体層をポリシリコン材料により形成
    したことを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項
    に記載の液晶表示装置。
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