JPH03271718A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH03271718A
JPH03271718A JP6978490A JP6978490A JPH03271718A JP H03271718 A JPH03271718 A JP H03271718A JP 6978490 A JP6978490 A JP 6978490A JP 6978490 A JP6978490 A JP 6978490A JP H03271718 A JPH03271718 A JP H03271718A
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terminals
pixel
film
inspection
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JP6978490A
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Susumu Niwa
進 丹羽
Masumi Sasuga
流石 眞澄
Akira Sasano
笹野 晃
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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、液晶表示装置に係り、特に、液晶表示装置の
液晶表示部と外部駆動回路との接続用端子および検査用
端子の構造に関する。 〔従来の技術〕 アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置は、マト
リクス状に配列された複数の画素電極の各々に対応して
非線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。 各画素における液晶は理論的には常時駆動(デユーティ
比1.0)されているので、時分割駆動方式を採用して
いる、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ
方式はコントラストが良く、特にカラーでは欠かせない
技術となりつつある。スイッチング素子として代表的な
ものとしては薄膜トランジスタ(TPT)がある。 TPTと画素電極とを画素の一構成要素とする液晶表示
装置は、マトリックス状に複数の画素が配置された液晶
表示部(液晶表示パネル)を有している。液晶表示部の
各画素は、隣接する2本の走査信号線(ゲート信号線ま
たは水平信号線とも称す)と隣接する2本の映像信号線
(ドレイン信分線または垂直信号線とも称す)との交差
領域内に配置されている。走査信号線は、列方向(水平
方向)に延在し、かつ、行方向(垂直方向)に複数本配
列されている。一方、映像信号線は、走査信号線と交差
する行方向に延在し、がっ、列方向に複数本配列されて
いる。 液晶表示部は、薄膜トランジスタ、透明画素電極、薄膜
トランジスタの保護膜、配向膜が順次設けられた下部透
明ガラス基板と、カラーフィルタ、カラーフィルタの保
護膜、共通透明画素電極、配向膜が順次設けられた上部
透明ガラス基板と、両基板間に封入、封止された液晶と
、該液晶を封止するシール材とによって構成されている
。 従来は、走査信号線と映像信号線にはこれらの信号線の
断線、短絡の有無を検査する検査用端子を設けなかった
。そのため、信号を入力するための外部接続用端子を検
査用端子に併用するが、または上下透明ガラス基板の組
合わせ前の下部透明ガラス基板の状態においては検査を
行わず、上下透明ガラス基板を組み合わせ、液晶封入後
の点灯検査により行っていた。 なお、TPTを使用したアクティブ・マトリクス液晶表
示装置は、例えば「冗長構成を採用した12.5型アク
テイブ・マトリクス方式カラー液晶デイスプレィ」、日
経エレクトロニクス、193〜210頁、1986年1
2月15日、日経マグロウヒル社発行、で知られている
。 〔発明が解決しようとする課題] 従来の液晶表示装置では、検査用端子を設けず、接続用
端子を検査用端子に併用したので、検査用端子が汚れて
しまう問題がある。また、上下透明ガラス基板を組み合
わせ、液晶封入後の点灯検査により検査を行い、断線、
短絡が見つかった場合は、組立て、液晶封入工程等が無
駄になる。 映像信号線の線間ピッチは狭いため、接続用端子は、映
像信号線の両端に交互に設けられている。 検査用端子を接続用端子と並列して設ける場合は、接続
用端子をTAB等の信号入力手段と接続するときに、端
子間で短絡が起きてしまう問題が生じることが考えられ
る。また、検査用端子を接続用端子の外側(透明ガラス
基板の縁側)に設ける場合は、長時間の使用中に付着し
た水滴等に起因して検査用端子間で電食が生じる問題が
考えられる。 本発明の目的は、接続時の短絡および電食の発生を防止
できる検査用端子と接続用端子の構造を有する液晶表示
装置を提供することにある。 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。 〔課題を解決するための手段〕 前記の課題を達成するために、本発明の液晶表示装置は
、所定の間隔を隔てて重ね合わせられた2枚の透明基板
と、前記両基板間に封入、封止された液晶と、前記少な
くとも一方の基板上に複数本配列された各画素駆動用配
線とを有し、前記各配線の端部には検査用端子が設けら
れ、前記検査用端子の外側に前記検査用端子と電気的に
接続された外部接続用端子が設けられ、かつ前記検査用
端子および前記駆動用配線が保護膜で覆われていること
を特徴とする。 また、前記検査用端子が前記各駆動用配線の両端に設け
られ、かつ前記外部接続用端子が前記駆動用配線の両端
に交互に設けられていることを特徴とする。 〔作用〕 本発明の液晶表示装置では、検査用端子を設けたので、
上下透明基板の組立て前の透明基板の状態で、信号線の
断線、短絡の有無を検査することができ、接続用端子を
検査用端子に併用する場合に生じる接続用端子の汚れを
避けることができる。 また、検査用端子を接続用端子の内側に設けたため、接
続用端子は接続に必要な端子間ギャップを十分得ること
ができるので、接続時に接続用端子同志が短絡する問題
を低減することができる。また、検査後は、検査用端子
は保護膜で被覆されるので、電食を防止することができ
る。 〔実施例〕 以下、本発明の構成について、アクティブ・マトリクス
方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した実施例と
ともに説明する。 なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。 第11図は、本発明が適用される液晶表示モジュールの
一部切断平面図である。 5は上シールドケース、6は下シールドケース、7は上
シールドケース5に設けられた液晶表示窓、1は液晶表
示窓7に取り付けられた液晶表示パネル、19は外部か
らの信号を入力するFPC(フレキシブルプリント配線
基板)、18は位置決め用穴、16はリベット、15は
リベット用孔、17はリベット取り付は部のシールドケ
ース5゜6に設けられた凹部である。上下2枚のシール
ドケース5.6は組み合わされ、複数のリベット16お
よび半田付けによって固定されている。2は液晶表示パ
ネル1を駆動させるための駆動IC。 3は駆動IC2が実装されたTAB(テープオートメイ
ティドボンディング)、4はTAB3が実装されたプリ
ント配線基板(PCB)、9は液晶表示パネル1の接続
用端子(入力端子)であり、TAB3の出力端子と接続
される。 第2A図は本発明が適用されるアクティブ・マトリクス
方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面
図であり、第2B図は第2A図のnB−IIB切断線に
おける断面と表示パネルのシール部付近の断面を示す図
であり、第2C図は第2A図のnc−nc切断線におけ
る断面図である。 また、第3図(要部平面図)には、第2A図に示す画素
を複数配置したときの平面図を示す。 く画素配置〉 第2A図に示すように、各画素は、隣接する2本の走査
信号線(ゲート信号線又は水平信号線)GLと、隣接す
る2本の映像信号線(ドレイン信号線又は垂直信号線)
DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内)
に配置されている。各画素は薄膜トランジスタTPT、
画素電極ITO1及び付加容量Caddを含む。走査信
号線GLは、列方向に延在し、行方向に複数本配置され
ている。 映像信号線DLは、行方向に延在し、列方向に複数本配
置されている。 くパネル断面全体構造〉 第2B図に示すように、液晶層LCを基準に下部透明ガ
ラス基板SOB l側には薄膜トランジスタTPT及び
透明画素電極IT○1が形成され、上部透明ガラス基板
5UB2側には、カラーフィルタFIL、遮光用ブラッ
クマトリクスパターンBMが形成されている。下部透明
ガラス基板5UBl側は、例えば、1.1 [mm]程
度の厚さで構成されている。 第2B図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板SOB 1及び5UB2の左側縁
部分を、右側は、透明ガラス基板5UBI及び5UB2
の右側縁部分を示し、それぞ外部引出配線のうちの検査
用端子が存在する部分の断面を示している。 第2B図の左側、右側の夫々に示すシール材SLは、液
晶LCを封止するように構成されており、液晶封入口(
図示していない)を除く透明ガラス基板5LAB 1及
び5OB2の線周囲全体に沿って形成されている。シー
ル材SLは、例えば、エポキシ樹脂で形成されている。 前記上部透明ガラス基板5UB2側の共通透明画素電極
IT○2は、少なくとも一個所において、銀ペースト材
SILによって、下部透明ガラス基板SUB l側に形
成された外部引出配線に接続されている。この外部引出
配線は、前述したゲート11極GT、ソース電極SDI
、  ドレイン電極SD2の夫々と同一製造工程で形成
される。 配向膜○RII及び0RI2、透明画素電極ITo、共
通透明画素電極IT○、保護gpsv+及びPSV2、
絶縁膜GIの夫々の層は、シール材SLの内側に形成さ
れる。偏光板POLは、下部透明ガラス基板5UBI、
上部透明ガラス基板5UB2の夫々の外側の表面に形成
されている。 液晶LCは、液晶分子の向きを設定する下部配向膜○R
II及び上部配向膜○RI2の間に封入され、シール部
SLよってシールされている。 下部配向膜0RIIは、下部透明ガラス基板5UBI側
の保護MPSV1の上部に形成される。 上部透明ガラス基板5UB2の内側(液晶側)の表面に
は、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護膜PSV
2、共通透明画素電極(COM)I T○2及び上部配
向膜0RI2が順次積層して設けられている。 この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板5tJBl側
、上部透明ガラス基板5UBQ側の夫々の層を別々に形
成し、その後、上下透明ガラス基板SUB 1及び5U
B2を重ね合せ、両者間に液晶LCを封入することによ
って組み立てられる。 く接続用端子・検査用端子〉 第1図は、本発明の一実施例の液晶表示装置の下部透明
ガラス基板の要部平面図である。 5UB1は下部透明ガラス基板、DLは映像信号線、D
Tは外部駆動回路と接続され、各映像信号線DLへ映像
信号を入力するための外部接続用端子、ETは映像信号
線DLの断線、短絡の有無を検査するための検査用端子
、PSVIは保護膜、SLはここでは図示しない上部透
明ガラス基板と貼り合わせ、かつ両透明ガラス基板間に
液晶を封止するためのシール材、CIはゲート絶縁膜で
ある。なお、この図では、走査信号線や薄膜トランジス
タ等は省略しである。 第1図に示すように、検査用端子ETは、各映像信号線
DLの両端に設けられている。接続用端子DTは、映像
信号線DLの両端に交互に、かつ検査用端子ETの外側
に設けられている。映像信号線DLおよび検査用端子E
Tは、保護膜PSVlで覆われている。接続用端子DT
は、外部駆動回路と接続するため、保護膜PSVIで覆
われていない。保護膜PSVIは、検査後形成される。 なお、検査用端子ETと接続用端子DTとの接続部が斜
めに構成されているのは、接続用端子DTをTAB等の
信号入力手段に接続するために寄せであるからである。 すなわち、本実施例では検査用端子ETを各映像信号線
DLの両端に設けたので、上下透明ガラス基板の組立て
前の下部透明ガラス基板SUB 1の状態で、検査用端
子ETに検査用プローブ針等を接触させ、映像信号線の
断線、短絡の有無を検査することができるので、組立て
、液晶封入工程等が無駄になることがなく、かつ接続用
端子DTを検査用端子に併用する場合に生じる接続用端
子DTの汚れを避けることができる。また、検査用端子
ETを接続用端子DTの内側に設けたため、接続用端子
DTは接続に必要な端子間ギャップを十分得ることがで
きるので、接続時に接続用端子DT同志が短絡する問題
を低減することができる。 また、検査後は、検査用端子ETは保護膜PS■lで被
覆され、さらに、上下透明ガラス基板の組立て後は、上
下透明ガラス基板内に密封されるので、電食を防止する
ことができる。 なお、第1図では、映像信号線の接続用端子、検査用端
子について述べたが、走査信号線についても同様な構造
を適用できるのは言うまでもない。 走査信号線の接続用端子は通常、交互に引き出さないで
片側のみに引き出すので、各走査信号線の両端に検査用
端子を設け、片側の各検査用端子の外側に接続用端子を
設けてもよい。 (薄膜トランジスタTPT) 薄膜トランジスタTPTは、ゲート電極GTに正のバイ
アスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗
が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗は
大きくなるように動作する。 各画素の薄膜トランジスタTF丁は、画素内において3
つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜ト
ランジスタ)TFTI、TPT2及びTFT3で構成さ
れている。薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の夫々
は、実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同じ)で
構成されている。 この分割された薄膜トランジスタTFT 1−TFT3
の夫々は、主に、ゲート電極GT、ゲート絶縁膜GI、
l型(真性、1ntrinsic、導電型決定不純物が
ドープされていない)非晶質S1半導体NjAS、一対
のソース電極SDI及びドレイン電極SD2で構成され
ている。なお、ソース・ドレインは本来その間のバイア
ス極性によって決まり、本表示装置の回路ではその極性
は動作中反転するので、ソース・ドレインは動作中入れ
替わると理解されたい。しかし以下の説明でも、便宜上
一方をソース、他方をドレインと固定して表現する。 (ゲート電極GT) ゲート電極GTは、第4図(第2A図の層gl、g2及
びASのみを描いた平面図)に詳細に示すように、走査
信号線GLから垂直方向(第2A図及び第4図において
上方向)に突出する形状で構成されている(丁字形状に
分岐されている)。ゲート電極GTは、薄膜トランジス
タTPTI〜TFT3の夫々の形成領域まで突出するよ
うに構成されている。薄膜トランジスタTPT 1〜T
FT3の夫々のゲート電極GTは、一体に(共通ゲート
電極として)構成されており、走査信号線GLに連続し
て形成されている。ゲート電極GTは、薄膜トランジス
タTPTの形成領域において大きい段差を作らないよう
に、単層の第1導電膜glで構成する。第1導電膜g1
は、例えばスパッタで形成されたクロム(Cr)膜を用
い、1ooo[A]程度の膜厚で形成する。 このゲート電極GTは、第2A図、第2B図及び第4図
に示されているように、半導体層ASを完全に覆うよう
(下方からみて)それより太き目に形成される。従って
、基板SUB lの下方に蛍光灯等のバックライトBL
を取付けた場合、この不透明のCrゲート電極GTが影
となって、半導体層ASにはバックライト光が当たらず
、光照射による導電現象すなわちTPTのオフ特性劣化
は起きにくくなる。なお、ゲート電極GTの本来の大き
さは、ソース・ドレイン電極SDIとSD2間をまたが
るに最低限必要な(ゲート電極とソース・ドレイン電極
の位置合わせ余裕分も含めて)幅を持ち、チャンネル幅
Wを決めるその奥行き長さはソース・ドレイン電極間の
距離(チャンネル長)Lとの比、即ち相互コンダクタン
スgmを決定するファクタW/Lをいくつにするかによ
って決められる。 本実施例におけるゲート電極の大きさは勿論、上述した
本来の大きさよりも大きくされる。 ゲート電極GTのゲート及び遮光の機能面からだけで考
えれば、ゲート電極及びその配線GLは単一の層で一体
に形成しても良く、この場合不透明導電材料としてSi
を含有させたA1、純AI、及びPdを含有させたA1
等を選ぶことができる。 (走査信号線GL> 前記走査信号線GLは、第1導電1[gl及びその上部
に設けられた第2導電膜g2からなる複合膜で構成され
ている。この走査信号線GLの第1導電膜glは、前記
ゲート電極GTの第1導電膜g1と同一製造工程で形成
され、かつ一体に構成されている。第2導電膜g2は、
例えば、スパッタで形成されたアルミニウム(AQ)膜
を用い、2000〜4(100[入コ程度の膜厚で形成
する。第2導電膜g2は、走査信号線GLの抵抗値を低
減し、信号伝達速度の高速化(画素の情報の書込特性向
上)を図ることができるように構成されている。 また、走査信号線GLは、第1導電膜glの幅寸法に比
べて第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。す
なわち、走査信号線GLは、その側壁の段差形状がゆる
やかになっている。 くゲート絶縁膜Gl) 絶縁膜CIは、薄膜トランジスタTPT 1〜TFT3
の夫々のゲート絶縁膜として使用される。 絶縁膜Glは、ゲート電極GT及び走査信号線GLの上
層に形成されている。絶縁膜Glは、例えば、プラズマ
CVDで形成された窒化珪素膜を用い、3000[人]
程度の膜厚で形成する。 く半導体層AS> l型半噂体層ASは、第4図に示すように、複数に分割
された薄膜トランジスタTPTI〜TFT3の夫々のチ
ャネル形成領域として使用される。 l型半導体層ASは、アモーファスシリコン膜又は多結
晶シリコン膜で形成し、約1800[A]程度の膜厚で
形成する。 この1型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
、N、ゲート絶縁膜GIの形成に連続して、同じプラズ
マCVD装置で、しかもその装置から外部にn8するこ
となく形成される。また、オーミックコンタクト用のP
をドープしたN”層d。 (第2B図)も同様に連続して約400[A ]の厚さ
に形成される。しかる後下側基板SUB 1はCVD装
置から外に取り出され、写真処理技術により、N+層d
o及び1層ASは第2A図、第2B図及び第4図に示す
ように独立した島にパターニングされる。 1型半導体層ASは、第2A図及び第4図に詳細に示す
ように、走査信号線GLと映像信号線DLとの交差部(
クロスオーバ部)の両者間にも設けられている。この交
差部1型半導体層ASは、交差部における走査信号線G
Lと映像信号線DLとの短絡を低減するように構成され
ている。 くソース・ドレイン電極SDI、SD2>複数に分割さ
れた薄膜トランジスタTPT 1〜TFT3の夫々のソ
ース電極SDIとドレイン電極SD2とは、第2A図、
第2B図及び第5図(第2ATMの層d1〜d3のみを
描いた平面図)で詳細に示すように、半導体層AS上に
夫々離隔して設けられている。 ソース電極S D’ 1、ドレイン電極SD2の夫々は
、N3型半導体眉dOに接触する下層側から、第1導電
膜d1、第2導電Md2、第3導電膜d3を順次重ね合
わせて構成されている。ソース電極SDlの第1導電1
1dl、第2導電膜d2及び第3導電膜d3は、ドレイ
ン電極SD2の夫々と同一製造工程で形成される。 第1導電膜d1は、スパッタで形成したクロム膜を用い
、500〜1000[人]の膜厚(本実施例では、60
0[人]程度の膜厚)で形成する。クロム膜は、膜厚を
厚く形成するとストレスが大きくなるので、2000[
人コ程度の膜厚を越えない範囲で形成する。 クロム膜は、N+型半導体層doとの接触が良好である
。クロム膜は、後述する第2導電膜d2のアルミニウム
がN+型半導体層doに拡散することを防止する、所謂
バリア層を構成する。第1導電膜d1としては、クロム
膜の他に、高融点金属(Mo、Ti、Ta、W)膜、高
融点金属シリサイド(MoSi、、TiSi、、TaS
i、、WSi、)膜で形成してもよい。 第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクで或は第1導電膜d1をマスクとして
N”層doが除去される。つま番ノ1、j層AS上に残
っていたN+層doは第1導電膜d1以外の部分がセル
ファラインで除去される。 このとき、N+層doはその厚さ分は全て除去されるよ
うエッチされるので1層ASも若干その表面部分でエッ
チされるが、その程度はエッチ時間で制御すれば良い。 しかる後第2導電膜d2が、アルミニウムのスパッタリ
ングで3000〜4000[人]の膜厚(本実施例では
、3000[人]程度の膜厚)に形成される。アルミニ
ウム膜は、クロム膜に比べてストレスが小さく、厚い膜
厚に形成することが可能で、ソース電極SDI、ドレイ
ン電極SD2及び映像信号線DLの抵抗値を低減するよ
うに構成されている。 第2導電膜d2としては、アルミニウム膜の他に、シリ
コン(Si)や銅(Cu)を添加物として含有させたア
ルミニウム膜で形成してもよい。 第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後第
3導電膜d3が形成される。この第3導電膜d3はスパ
ッタリングで形成された透明導電[(Induim−T
in−Oxide  I To:ネサM)から成り、1
000〜2000[人]の膜厚(本実施例では、120
0[A]程度の膜厚)で形成される。この第3導電膜d
3は、ソース電極SDI、ドレイン電極SD2及び映像
信号線DLを構成すると共に、透明画素電極IT○1を
構成するようになっている。 ソース電極SDIの第1導電膜d1、ドレイン電極SD
2の第1導電膜d1の夫々は、上層の第2導電膜d2及
び第3導電膜d3に比べて内側に(チャンネル領域内に
)大きく入り込んでいる。 つまり、これらの部分における第1導電膜dlは、層d
2、d3とは無関係に薄膜トランジスタTFTのゲート
長りを規定できるように構成されている。 ソース電極SDIは、前記のように、透明画素電極IT
OIに接続されている゛。ソース電極SDIは、1型半
導体層ASの段差形状(第1導電膜g1の膜厚、N1層
doの膜厚及びi型半導体層ASの膜厚とを加算した膜
厚に相当する段差)に沿って構成されている。具体的に
は、ソース電極SDIは、l型半導体層ASの段差形状
に沿って形成された第1導電膜d1と、この第1導電膜
diの上部にそれに比べて透明画素電極IT○1と接続
される側を小さいサイズで形成した第2導電膜d2と、
この第2導電膜から露出する第1導電膜diに接続され
た第3導電膜d3とで構成されている。ソース電極SD
Iの第2導電膜d2は、第1導電膜d1のクロム膜がス
トレスの増大から厚く形成できず、1型半導体層ASの
段差形状を乗り越えられないので、このl型半導体層A
Sを乗り越えるために構成されている。つまり、第2導
電膜d2は、厚く形成することでステップカバレッジを
向上している。第2導電膜d2は、厚く形成できるので
、ソース電極SDIの抵抗値(ドレイン電極SD2や映
像信号線DLについても同様)の低減に大きく寄与して
いる。第3導電膜d3は、第2導電膜d2のi型半導体
層ASに起因する段差形状を乗り越えることができない
ので、第2導電膜d2のサイズを小さくすることでn8
する第1導電膜d1に接続するように構成されている。 第1導電膜d1と第3導電膜d3とは、接着性が良好で
あるばかりか、両者間の接続部の段差形状が小さいので
、確実に接続することができる。 (画素電極ITOI) 前記透明画素電極IT○1は、各画素毎に設けられてお
り、液晶表示部の画素電極の一方を構成する。透明画素
電極IT○1は、画素の複数に分割された薄膜トランジ
スタTPTI〜TFT3の夫々に対応して3つの透明画
素電極(分割透明画素電極)El、E2、E3に分割さ
れている。透明画素電極E1〜E3は、各々、薄膜トラ
ンジスタTPTのソース電極SDIに接続されている。 透明画素電極E1〜E3の夫々は、実質的に同一面積と
なるようにパターニングされている。 このように、1画素の薄膜トランジスタTPTを複数の
薄膜トランジスタTFTI−TFT3に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタTFTI−TFT3の
夫々に複数に分割した透明画素電極E1〜E3の夫々を
接続することにより、分割された一部分(例えば、TF
Tl)が点欠陥になっても、画素全体でみれば点欠陥で
なくなる(TPT2及びTPT3が欠陥でない)ので、
点欠陥の確率を低減することができ、また欠陥を見にく
くすることができる。 また、前記画素の分割された透明画素電極El〜E3の
夫々を実質的に同一面積で構成することにより、透明画
素電極E】〜E3の夫々と共通透明画素電極IT○2と
で構成される夫々の液晶容1k(Cpix)を均一にす
ることができる。 (保護膜PSVI> 薄膜トランジスタTPT及び透明画素電極IT○1上に
は、保護膜PSVIが設けられている。保護膜PSVI
は、主に、薄膜トランジスタTPTを湿気等から保護す
るために形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の
良いものを使用する。保護膜PSVIは、例えば、プラ
ズマCVDで形成した酸化珪素膜や窒化珪素膜で形成さ
れており、8000[A]程度の膜厚で形成する。 (遮光膜BM) 上部基板5UB2側には、外部光(第2B図では上方か
らの光)がチャネル形成領域として使用されるi型半導
体層ASに入射されないように、遮蔽膜BMが設けられ
、第6図のハツチングに示すようなパターンとされてい
る。なお、第6図は第2A図におけるITO膜層d3、
フィルタ層FIL及び遮光膜BMのみを描いた平面図で
ある。 遮光膜BMは、光に対する遮蔽性が高い、例えば、アル
ミニウム膜やクロム膜等で形成されており、本実施例で
は、クロム膜がスパッタリングで1300[入コ程度の
膜厚に形成される。 従って、TPT 1〜3の共通半導体層ASは上下にあ
る遮光膜BM及び太き目のゲート電極GTによってサン
ドイッチにされ、その部分は外部の自然光やバックライ
ト光が当たらなくなる。遮光膜BMは第6図のハツチン
グ部分で示すように、画素の周囲に形成され、つまり遮
光膜BMは格子状に形成され(ブラックマトリクス)、
この格子で1画素の有効表示領域が仕切られている。従
って、各画素の輪郭が遮光膜BMによってはっきりとし
コントラストが向上する。つまり遮光膜B IVIは、
半導体層ASに対する遮光とブラックマトリクスとの2
つの機能をもつ。 なお、バックライトを5UB2側に取り付け、SUB 
1を観察側(外部露出側)とすることもできる。 く共通電極ITO2> 共通透明画素電極IT○2は、下部透明ガラス基板SU
B l側に画素毎に設けられた透明画素電極IT○1に
対向し、液晶の光学的な状態は各画素電極IT○1と共
通電極IrO2間の電位差(電界)に応答して変化する
。この共通透明画素電極IT○2には、コモン電圧V 
comが印加されるように構成されている。コモン電圧
V comは、映像信号線DLに印加されるロウレベル
の駆動電圧Vdm1nとハイレベルの駆動電圧V d 
maxとの中間電位である。 くカラーフィルタFIL) カラーフィルタFILは、アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材に染料を着色して構成されている。 カラーフィルタFILは、画素に対向する位置に各画素
毎にドツト状に形成され(第7図)、染め分けられてい
る(第7図は第3図の第3導電膜層d3とカラーフィル
タ層FILのみを描いたもので、R,G、Bの各フィル
ターハソれぞれ、45°、135°、クロスのハツチを
施しである)。カラーフィルタFILは第6図に示すよ
うに画素電極IT○1 (E1〜E3)の全てを覆うよ
うに太き目に形成され、遮光膜BMはカラーフィルタF
IL及び画素電極I To 1のエツジ部分と重なるよ
う画素電極IT○1の周縁部より内側に形成されている
。 カラーフィルタFILは、次のように形成することがで
きる。まず、上部透明ガラス基板5UB2の表面に染色
基材を形成し、フォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ
形成領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基材
を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色フィルタRを
形成する。次に、同様な工程を施すことによって、緑色
フィルタG、青色フィルタBを順次形成する。 保護膜PSV2は、前記カラーフィルタFILを異なる
色に染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止する
ために設けられている。保護膜PSV2は、例えば、ア
クリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成され
ている。 (画素配列〉 6テ1記液晶表示部の各画素は、第3図及び第7図に示
すように、走査信号線GLが延在する方向と同一列方向
に複数配置され、画素列Xi、X2゜X3.X4.・・
・の夫々を構成している。各画素列X l 、X 2.
X 3.X4.・・・の夫々の画素は、薄膜トランジス
タTFT1〜TFT3及び透明画素電極E1〜E3の配
置位置を同一に構成している。つまり、奇数画素列X 
1 、X 3.・・・の夫々の画素は、薄膜トランジス
タTFTI−TFT3の配置位置を左側、透明画素電極
E1〜E3の配置位置を右側に構成している。奇数画素
列Xi、X3.・・・の夫々の行方向の隣りの偶数画素
列X2.X4.・・・の夫々の画素は、奇数画素列Xi
、X3.・・・の夫々の画素を前記映像信号線DLの延
在方向を基準にして線対称でひっくり返した画素で構成
されている。 すなわち、画素列X 2.X4.・・・の夫々の画素は
、薄膜トランジスタTPT 1〜TFT3の配置位置を
右側、透明画素電極E1〜E3の配置位置を左側に構成
している。そして、画素列X2.X4.・・の夫々の画
素は、画素列Xi、X3.・・・の夫々の画素に対し、
列方向に半画素間隔移動させて(すらして)配置されて
いる。つまり、画素列Xの各画素間隔を1.0(1,0
ピツチ)とすると、次段の画素列Xは、各画素間隔を1
.0とし、前段の画素列Xに対して列方向に0.5画素
間隔(0,5ピツチ)ずれている。各画素間を行方向に
延在する映像信号線DLは、各画素列X間において、半
画素間隔分(0,5ピツチ分)列方向に延在するように
構成されている。 その結果、第7図に示すように、前段の画素列Xの所定
色フィルタが形成された画素(例えば、画素列X、の赤
色フィルタRが形成された画素)と次段の画素列Xの同
一色フィルタが形成された画素(例えば、画素列x4の
赤色フィルタRが形成された画素)とが1.5画素間隔
(1,5ピツチ)離隔され、また、RGBのカラーフィ
ルタFILは三角形配置となる。カラーフィルタFIL
のRGBの三角形配置構造は、各色の混色を良くするこ
とができるので、カラー画像の解像度を向上することが
できる。 また、映像信号線DLは、各画素列X間において、半画
素間隔分しか列方向に延在しないので、隣接する映像信
号線DLと交差しなくなる。したがって、映像信号線D
Lの引き回しをなくしその占有面積を低減することがで
き、又映像信号線DLの迂回をなくし多層配u#l造を
廃止することができる。 く表示パネル全体等価回路〉 この液晶表示部装置の等何回路を第8図に示す。 X i G、 X i + I G、・・・は、緑色フ
ィルタGが形成される画素に接続された映像信号MDL
である。 X i B 、 X i + I B 、・・・は、青
色フィルタBが形成される画素に接続された映像信号線
DLである。 Xi+IR,Xi+2R,−は、赤色フィルタRが形成
される画素に接続された映像信号線DLである。これら
の映像信号線DLは、両側に交互に引き出され、2つの
映像信号駆動回路で選択される。Yiは第3図及び第7
図に示す画素列XIを選択する走査信号線GLである。 同様に、Yi+1.Yi+2.・・・の夫々は、画素列
X2.X3゜・・・の夫々を選択する走査信号線GLで
ある。これらの走査信号線GLは、垂直走査回路に接続
されている。Caddは付加容量を示し、Vcomは共
通電圧を示す。 (付加容量Caddの構造〉 透明画素電極E1〜E3の夫々は、薄膜トランジスタT
PTと接続される端部と反対側の端部において、隣りの
走査信号線GLと重なるよう、L字状に屈折して形成さ
れている。この重ね合せは、第2C図からも明らかなよ
うに、透明画素電極El−E3の夫々を一方の電極PL
2とし、隣りの走査信号線GLを他方の電極PLIとす
る保持容量素子(静電容量素子) Caddを構成する
。この保持容量素子Caddの誘電体膜は、薄膜トラン
ジスタTPTのゲート絶縁膜として使用される絶縁膜C
Iと同一層で構成されている。 保持容量Caddは、第4図からも明らかなように、ゲ
ートl$GLの1層目g1の幅を広げた部分に形成され
ている。なお、ドレイン線DLと交差する部分の層gl
はドレイン線との短絡の確率を小さくするため細くされ
ている。 保持容量素子Caddを構成するために重ね合わされる
透明画素電極El〜E3の夫々と容量電極線(gl)と
の間の一部には、前記ソース電極SDIと同様に、段差
形状を乗り越える際に透明画素電極ITOIが断線しな
いように、第1導電膜d1及び第2導電膜d2で構成さ
れた島領域が設けられている。この島領域は、透明画素
電極ITOIの面積(開口率)を低下しないように、で
きる限り小さく構成する。 (付加容量Caddの等何回路とその動作〉第2A図に
示される画素の等何回路を第9図に示す。第9図におい
て、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電極GT
及びソース電極SDI間に形成される寄生容量である。 寄生容量Cgsの誘電体膜は絶縁膜GIである。Cpi
xは透明画素電極ITOI(PIX)及び共通透明画素
電極IT○2 (COM)間で形成される液晶容量であ
る。 液晶容、1icpixの誘電体膜は液晶LC1保護膜P
SVI及び配向膜○RII、○RI 2である。 Vlcは中点電位である。 i]ii記保持容量素子Caddは、TFTがスイッチ
ングするとき、中点電位(画素電極電位)Vlcに対す
るゲート電位変化ΔVgの影響を低減するように働く。 この様子を式で表すと △V lc = ((Cgs/ (Cgs+Cadd+
Cpix)) XΔVgとなる。ここでΔVlcは△V
gによる中点電位の変化分を表わす。この変化分△Vl
cは液晶に加わる直流成分の原因となるが、保持容量C
addを大きくすればする程その値を小さくすることが
できる。 また、保持容量Caddは放電時間を長くする作用もあ
り、TPTがオフした後の映像情報を長く蓄積する。液
晶LCに印加される直流成分の低減は、液晶LCの寿命
を向上し、液晶表示画面の切り替え時に前の画像が残る
所謂焼き付きを低減することができる。 前述したように、ゲート電極GTは半導体層ASを完全
に覆うよう大きくされている分、ソ−ス・ドレイン電極
SDI、SD2とのオーバラップ面積が増え、従って寄
生容量Cgsが大きくなり中点電位Vlcはゲート(走
査)信号Vgの影響を受は易くなるという逆効果が生じ
る。しかし、保持容量Caddを設けることによりこの
デメリットも解消することができる。 前記保持容量素子Caddの保持容量は、画素の書込特
性から、液晶容量Cpixに対して4〜8倍(4・Cp
ix<Cadd<8・cpix)、重ね合せ容量Cgs
に対して8〜32倍(8・Cgs<Cadd<32・C
gs)程度の値に設定する。 (付加容量Cadd電極線の結線方法〉容量電極線とし
てのみ使用される最終段の走査信号線GL(又は初段の
走査信号線GL)は、第8図に示すように、共通透明画
素電極(Vcom )IrO2に接続する。共通透明画
素電極IT○2は、第2B図に示すように、液晶表示装
置の周縁部において銀ペースト材SLによって外部引出
配線に接続されている。しかも、この外部引出配線の一
部の導電層(gl及びg2)は走査信号線GLと同一製
造工程で構成されている。この結果、最終段の容量!極
線GLは、共通透明画素電極IT○2に簡単に接続する
ことができる。 又は、第8図の点線で示すように、最終段(初段)の容
量電極線GLを初段(最終段)の走査信号線GLに接続
しても良い。なお、この接続は液晶表示部内の内部配線
或は外部引出配線によって行うことができる。 〈付加容量Cadd走査信号による直流分相殺〉本液晶
表示装置は、先に本願出願人によって出願された特願昭
6.2−95125号に記載される直流相殺方式(DC
キャンセル方式)に基づき、第10図(タイムチャート
)に示すように、走査信号線DLの駆動電圧を制御する
ことによってさらに液晶LCに加わる直流成分を低減す
ることができる。第10図において、Viは任意の走査
信号線GLの駆動電圧、■1+1はその次段の走査信号
線GL″の駆動電圧である。Veeは走査信号線GLに
印加されるロウレベルの駆動電圧Vdm1n 、 Vd
 dは走査信号線GLに印加されるハイレベルの駆動電
圧Vdmaxである。各時刻[し1〜L4における中点
電位V1c(第9図参照)の電圧変化分△■1〜△v4
は次のようになる。 t=5:△V、 =−(Cgs/C)・V 21=1.
:△V、 = + (Cgs/ C)(V 1 + V
 2 ) −(Cadd/ C)・V 2 t=L、:△V、=−(Cgs/C)・V l +(C
add/C)・(V1+V2) t=5:△V、 = −(Cadd/ C)・V 1だ
だし、画素の合計の容量:C= Cgs+ Cpix+
Cadd ここで、走査信号線GLに印加される駆動電圧が充分で
あれば(下記
【注]参照)、液晶LCに加わる直流電圧
は、 △V、十△V4= (Cadd−V 2− Cgs−V
 1 )/ Cとなるので、Cadd−V2=Cgs−
Vlとすると、液晶LCに加わる直流電圧はOになる。 【注】時刻t8、t、で走査線Viの変化分が中点電位
vlCに影響を及ぼすが、13〜℃、の期間に中点電位
Vicは信号線Xiを通じて映像信号電位と同じ電位に
される(映像信号の十分な書き込み)。 液晶にかかる電位はTPTがオフした直後の電位でほぼ
決定される(TPTオフ期間がオン期間より圧倒的に長
い)。従って、液晶にかかる直流分の計算は、期間[1
〜℃、はほぼ無視でき、TPTがオフ直後の電位、即ち
時刻[1、[、における過渡時の影響を考えれば良い。 なお、映像信号V1はフレーム毎、或はライン毎に極性
が反転し、映像信号そのものによる直流分は零とされて
いる。 つまり、直流相殺方式は、重ね合せ容量Cgsによる中
点電位Vlcの引き込みによる低下分を、保持容量素子
Cadcl及び次段の走査信号線GL(容量電極線)に
印加される駆動電圧によって押し上げ、液晶LCに加わ
る直流成分を極めて小さくすることができる。この結果
、液晶表示装置は液晶LCの寿命を向上することができ
る。勿論、遮光効果を上げるためにゲートGTを大きく
した場合、それに伴って保持容量Caddの値を大きく
すれば良い。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。 例えば、上記実施例では、下部透明ガラス基板表面の各
映像信号線の両端に検査用端子を設け、その外側に交互
に接続用端子を設けた例を示したが、走査信号線も同様
の構成としてもよい。なお、映像信号線または走査信号
線において、接続用端子を交互に引き出さず、基板の片
側のみから引き出してもよい。また、上記実施例では、
薄膜トランジスタを使用したアクティブ・マトリクス方
式の液晶表示装置を例に挙げて説明したが、単純マトリ
クス方式等の液晶表示装置にも適用可能である。 さらに、本実施例ではゲート電極形成→ゲート絶縁膜形
成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の逆スタ
ガ構造を示したが、上下関係又は作る順番がそれと逆の
スタガ構造でも本発明は有効である。 [発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、信号線の電気的
特性を検査することができ、また、接続時に接続用端子
同志が短絡するのを低減でき、さらに、端子部の電食を
防止できるので、液晶表示装置の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の液晶表示装置の下部透明
ガラス基板の要部平面図、 第2A図は、本発明の実施例■であるアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画
素を示す要部平面図、 第2B図は、前記第2A図のDB−IIB切断線で切っ
た部分とシール部周辺部の断面図、第2C図は、第2A
図のnc−nc切断線における断面図、 第3図は、前記第2A図に示す画素を複数配置した液晶
表示部の要部平面図、 第4図乃至第6図は、前記第2A図に示す画素の所定の
層のみを描いた平面図、 第7図は、前記第3図に示す画素電極層とカラーフィル
タ層のみとを重ね合せた状態における要部平面図、 第8図はアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第9図は、第2
A図に記載される画素の等価回路図、 第10図は、直流相殺方式による走査信号線の駆動電圧
を示すタイムチャート図、 第11図は、本発明が適用される液晶表示モジュールの
一部切断平面図、 図中、SUB 1・・・下部透明ガラス基板、DL・・
・映像信号線、DT・・・外部接続用端子、ET・・・
検査用端子、PSVI・・・保護膜、SL・・・シール
材、GI・・・ゲート絶縁膜、GL・・・走査信号線、
GT・・・ゲート電極、AS・・・i型半導体層、SD
・・・ソース1i極又はドレイン電極、LS・・・遮光
膜、LC・・・液晶、TPT・・・薄膜トランジスタ、
IT○・・・透明電極、g、d・・・導電膜、Cadd
・・・保持容量素子、Cgs・・・重ね合せ容量、Cp
ix・・・液晶容量である(英文字の後の数字の添字は
省略)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、所定の間隔を隔てて重ね合わせられた2枚の透明基
    板と、前記両基板間に封入、封止された液晶と、前記少
    なくとも一方の基板上に複数本配列された各画素駆動用
    配線とを有し、前記各配線の端部には検査用端子が設け
    られ、前記検査用端子の外側に前記検査用端子と電気的
    に接続された外部接続用端子が設けられ、かつ前記検査
    用端子および前記駆動用配線が保護膜で覆われているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。 2、前記検査用端子が前記各駆動用配線の両端に設けら
    れ、かつ前記外部接続用端子が前記駆動用配線の両端に
    交互に設けられていることを特徴とする請求項1記載の
    液晶表示装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001255553A (ja) * 2001-02-08 2001-09-21 Seiko Epson Corp 液晶装置および電子機器

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JP2001066622A (ja) * 1999-08-27 2001-03-16 Seiko Epson Corp 液晶装置および電子機器
US6741315B1 (en) 1999-08-27 2004-05-25 Seiko Epson Corporation Liquid crystal device and electronic apparatus
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