JPH0372324A - アクティブマトリクス表示装置 - 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、液晶、ＥＬ発光体、プラズマ発光体等と、ア
クティブマトリクス基板とを組み合わせた、アクティブ
マトリクス表示装置に関する。

（従来の技術） 従来より、高い画像品位を要求されるマトリクス表示装
置には、アクティブマトリクス駆動方式が用いられてい
る。この駆動方式では、個々の絵素電極がスイッチング
素子によって選択され、選択された複数の絵素電極によ
って、表示パターンが形成される。

第５図に従来のアクティブマトリクス基板の平面図を示
す。マトリクス状に配された絵素電極８の間に、走査線
として機能するゲートパスライン９が平行し、ゲートパ
スライン９からはゲート電極２が分岐している。ゲート
電極２上にはスイッチング素子として薄膜トランジスタ
（以下では「ＴＦＴＪと称する）１１が形成されている
。ゲートパスライン９に直交して、信号線として機能す
るソースパスライン１０が平行している。ＴＦＴｌｌの
ソース電極７ａは、ソースパスライン１０に接続されて
いる。ＴＦＴＩＩのドレイン電極７ｂは絵素電極８に接
続されている。ゲートパスライン９とソースパスライン
１０との間には、基板全面に形成されたゲート絶縁膜が
形成されている。

上述のアクティブマトリクス基板と対向基板との間に、
液晶等の表示媒体が封入され、アクティブマトリクス表
示装置が構成される。このようなアクティブマトリクス
基板上の絵素電極８と、対向基板上の対向電極との間の
表示媒体に電圧が印加され、表示が行われる。

精細な画像表示を行う表示装置のアクティブマトリクス
基板上には、通常、数百〜数百万の絵素電極が形成され
ている。このように多くの絵素電極が形成されたアクテ
ィブマトリクス表示装置では、絵素欠陥の発生が大きな
問題となる。絵素欠陥の発生原因としては、ＴＰＴ形成
工程に於けるパターニング時のレジスト不良、エツチン
グ不良、薄膜形成工程に於ける膜中の欠陥の発生、或い
は液晶中への導電性異物の混入等が挙げられる。このよ
うな絵素欠陥は画像品位を著しく低下させ、表示装置の
製造歩留りを低下させる大きな原因となっている。

絵素欠陥が発生した場合の画像品位の低下を軽減するた
めに、第６図に示すアクティブマトリクス基板を用いる
ことが提唱されている。このアクティブマトリクス基板
では、絵素電極８は２つの分割電極２０，２１に分割さ
れ、分割電極２０及び２１は間隙２３を隔てて設けられ
ている。分割電極２０及び２１には、ＴＦＴＩ　１　ａ
及びｌｌｂが、それぞれドレイン電極２２ａ及び２２ｂ
によって接続されている。ＴＦＴＩ　１　ａ及びｌｌｂ
のソース７４極２１ａ及び２　ｌ　ｂは、同一のソース
パスライン１０に接続され、ＴＦＴＩ　１　ａ及び１１
ｂに共通のゲート電極２は、ゲートパスライン９に接続
されている。従って、分割電極２０及び２１は同じゲー
トパスライン９及びソースパスライン１０によって、同
時に駆動されることになる。

この基板を用いて表示装置を組み立て、第６図に於ける
■−■線に沿って切断した断面図を第７図に示す。ガラ
ス基板１上にタンタル（Ｔａ）から成るゲート電極２が
２５００Ａの厚さに形成され、ゲート電極２上には酸化
タンタル（Ｔａ２’ｓ）から戊る陽極酸化膜３が３００
０大の厚さに形成されている。陽極酸化膜３を覆って全
面に、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）から成るゲート絶縁膜
４が３０００Åの厚さに堆積されている。

ゲート電極２の上方のゲート絶縁膜４上には、真性半導
体非晶質シリコン（以下ではｒａ−Ｓｌ（ｉ）」と称す
る）の半導体層５が１０００Åの厚さに形成され、更に
半導体層５上にはｎ型半導体非晶質シリコン（以下では
ｒａ−３Ｉ　（ｎ”）　Ｊと称する）のコンタクト層６
．６が５００Ａの厚さに形成されている。コンタクト層
６．６上には、チタン（Ｔ１）から成るソース電極２１
ａ及びドレイン電極２２ａが３０００Åの厚さに形成さ
れ、ＴＦＴｌｌａが構成されている。

ゲート絶縁膜４とドレイン電極２２ａとの上には、ＩＴ
Ｏから成る絵素電極８が１０００入の厚さにパターン形
成されている。更に、基板の全面に厚さ３０００Ａの５
ｆＮＸから成る保護膜１６、及び配向膜１７が形成され
ている。

以上のようにして形成されたアクティブマトリクス基板
に対向する対向基板では、ガラス基板１２上にカラーフ
ィルタ１４、及びブラックストライプ１５が備えられて
いる。更に、対向基板の全面に、ＩＴＯから成る対向電
極１３及び配向膜１８が形成されている。２つの配向膜
１７及び１８の間に液晶１９が封入され、アクティブマ
トリクス表示装置が構成されている。

（発明が解決しようとする課題） このような構成とすることにより、一方の分割電極に欠
陥が発生しても、他方の分割電極が正常に作動するので
、絵素欠陥を目立たないようにすることができる。しか
し、絵素欠陥を生じていない絵素電極では、２つの分割
電極２０及び２１の間に間隙２３が存在し、この間隙２
３と対向電極１３との間の液晶１９には電圧が印加され
ないので、間隙２３の部分は表示には寄与し得ない。そ
のため、以下のような新たな問題が生しる。即ち、ノー
マリホワイトモードの液晶表示装置では、電圧印加時に
於いても光が間隙２３を透過するため、コントラストが
低下する。ノーマリブラックモードの液晶表示装置では
、電圧印加時に於いても光は間隙２３を透過しないため
、表示画面全体が暗くなる。プラズマ、ＥＬ発光体等を
用いた表示装置では、単位面積当りの発光量の低下によ
り、表示画面全体が暗くなる。

本発明はこのような問題点を解決するものであり、本発
明の目的は、絵素欠陥が発生しても画像品位の低下が軽
減され、しかも、表示画面のコントラストや明るさが低
下しないアクティブマトリクス表示装置を提供すること
である。

（課題を解決するための手段） 本発明のアクティブマトリクス表示装置は、少なくとも
一方が透光性を有する一対の基板と、該一対の基板の何
れか一方の基板内面にマトリクス状に配され、２以上の
分割電極に分割された絵素電極と、を備えたアクティブ
マトリクス表示装置であって、互いに隣り合う２つの該
分割電極の隣接領域に於いて、該２つの分割電極が互い
に絶縁膜を介して重畳されており、そのことによって上
記目的が達成される。

（作用） 本発明のアクティブマトリクス表示装置では、絵素電極
が２以上の分割電極に分割されている。

互いに隣合う２つの分割電極の隣接領域に於いて、これ
ら２つの分割電極が互いに絶縁膜を介して重畳されてい
る。このような構成により、分割電極の隣接する領域と
対向電極との間の表示媒体にも電圧が印加され得る。そ
のため、この隣接領域も表示に寄与することができる。

従って、表示画面のコントラストの低下や明るさの低下
が起こらない。

（実施例） 本発明を実施例について以下に説明する。第１図に本発
明の表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の
１実施例を示す。本実施例は透過型の表示装置である。

この表示装置では、絵素電極３３は２つの分割電極４２
及び４３に分割され、分割電極４２及び４３には、スイ
ッチング素子としてＴＦＴ４４及び４５が、それぞれド
レイン電極５５及び５６によって接続されている。ＴＦ
Ｔ４４及び４５のソース電極５３及び５４は、同一のソ
ースパスライン３１に接続され、ＴＦＴ４４及び４５に
共通のゲート電極２６は、ゲートパスライン２５に接続
されている。従って、分割電極４２及び４３は、同一の
ゲートパスライン２５及び同一のソースパスライン３１
によって駆動される。分割電極４２及び４３が隣接する
領域には、重畳領域５７が設けられている。

この基板を用いて表示装置を組み立て、第１図に於ける
■−■線に沿って切断した断面図を第２図に示す。第２
図を参照しながら、ＴＦＴ４４の断面構成について説明
する。ＴＦＴ４５の断面構成もＴＦＴ４４と同様である
。ガラス基板２４上にＴａから成るゲート電極２６が２
５００λの厚さに形成され、ゲート電極２６上にはＴａ
２０５から成る陽極酸化膜２７が３０００六の厚さに形
成されている。陽極酸化膜２７を覆って、５ＩＮＸから
成るゲート絶縁膜２８が堆積されている。ゲート絶縁膜
２８として適切な厚さは２０００Ａ＝１００００＾であ
るが、本実施例では３０００Ａとした。

ゲート電極２６の上方のゲート絶縁膜２８上には、ａ−
ｓｉ　（１）から成る半導体層２９が１０００大の厚さ
に形成され、更に半導体層２９上にはａ−３１（ｎ”）
から成るコンタクト層３０，３０が５００Åの厚さに形
成されている。コンタクト層３０．３０上にはＴＩから
成るソース電極５３及びドレイン電極５５が、３０００
Åの厚さに形成されている。

次に、重畳領域５７の断面構成について説明する。ガラ
ス基板２４上に分割電極４２が５ｎ０２により、１００
ＯＡの厚さに形成されている。分割電極４２の側方には
、分割電極４３がＩＴＯにより、１０００Åの厚さに形
成されている。分割電極４２及び４３が形成されている
領域では、第１図の破線で示すように、該電極４２及び
４３の外周より内側の部分のゲート絶縁膜２８が除去さ
れている。分割電極４２及び４３が隣接する重畳領域５
７では、ゲート絶縁膜２８は該電極４２の直上から該電
極４３の直下にかけて設けられている。

分割電極４２及び４３は、重畳部４９に於いて互いにゲ
ート絶縁膜２８を介して重畳されている。

本実施例では分割電極４２上にゲート絶縁膜２８を介し
て分割電極４３が重畳されることにょうて、重畳領域５
７が形成される例を示したが、分割電極４３上にゲート
絶縁膜２８を介して分割電極４２が重畳されることによ
って、重畳領域５７が形成される構成とすることもでき
る。

このようにＴＦＴ４４、分割電極４２及び４３、重畳部
５７等を形成した基板の全面に、ＳｉＮ、から戊る保護
膜３４が３０００Åの厚さに形成されている。更に、保
護膜３４上には配向膜３５が形成され、アクティブマト
リクス基板が構成される。

このようにして形成されたアクティブマトリクス基板に
対向する対向基板では、ガラス基板３６上にカラーフィ
ルタ３７及びブラックストライプ３８が設けられ、更に
対向基板の全面にＩＴＯから成る対向電極３９が積層さ
れている。対向電極３９上には配向膜４０が形成されて
いる。２つの配向膜３４及び４０の間に液晶４１が封入
され、本実施例のアクティブマトリクス表示装置が構成
されている。

本実施例では絵素電極３３は２つの分割電極４２及び４
３に分割されているので、何れか一方の分割電極に絵素
欠陥を生じても、もう一方の分割電極は正常に作動する
。従って、完全な絵素欠陥となることを避けることがで
きる。

正常な絵素電極３３の２つの分割電極４２及び４３が隣
接する領域には重畳領域５７が形成されているので、こ
の領域５７と対向電極３９との間の液晶４１にも電圧が
印加される。そのため、絵素全体の表示面積は減少せず
、表示画面のコントラストの低下や明るさの低下を生じ
ない。

第３図に本発明の表示装置に用いられるアクティブマト
リクス基板の他の実施例を示す。本実施例でも、絵素電
極３３は２つの分割電極４２及び４３に分割され、分割
電極４２及び４３には、ＴＦＴ４４及び４５が、それぞ
れドレイン電極５５及び５６によって接続されている。

ＴＦＴ４４及び４５のソース電極５３及び５４は、同一
のソースパスライン３１に接続され、ＴＦＴ４４及び４
５に共通のゲート電極２６は、ゲートｌイスライン２５
に接続されている。従って、分割電極４２及び４３は、
同一のゲートパスライン２５及び同一のソースパスライ
ン３１によって駆動される。分割電極４２及び４３が隣
接する領域には、重畳領域５７が設けられている。

この基板を用いて表示装置を組み立て、第３図に於ける
ＩＶ−ＩＶ線に沿って切断した断面図を第４図に示す。

本実施例のＴＦＴ４４及び４５の断面構成は、前述の第
２図に示すものと同様である。

絵素電極３３及び重畳領域５７の断面構成について、第
４図を参照しながら説明する。本実施例では、分割電極
４２は下層分割電極４２ａ及び上層分割電極４２ｂの２
層構造から成る。同様に、分割電極４３は下層分割電極
４３ａ及び上層分割電極４３ｂの２層構造から成る。ガ
ラス基板２４上に下層分割電極４２ａ及び４３ａがＩＴ
Ｏにより、５００〜７００Åの厚さに形成されている。

下層分割電極４２ａ及び４３ａは間隙４７を隔てて設け
られている。下層分割電極４２ａ及び４３ａが形成され
ている領域では、第３図の破線で示すように、該電極４
２ａ及び４３ａの外周より内側の部分のゲート絶縁膜２
８が除去されている。分割電極４２と４３とが隣接する
重畳領域５７では、下層分割電極４２ａ及び４３ａ上に
跨って、ゲート絶縁膜２８が残されている。

下層分割電極４２ａ及び４３ａの上には、それぞれ上層
分割電極４２ｂ及び４３ｂがＩＴＯにより、５００〜７
００＾の厚さに形成されている。

上層分割電極４２ｂはドレイン電極５５とのコンタクト
を確実にするため、該電極５５上にも形成されている。

また、上層分割電極４２ｂ及び４３ｂは、重畳領域５７
ではゲート絶縁膜２８上に形成され、間隙４８を隔てて
設けられている。間隙４８は下層分割電極４２ａ及び４
３ａの間の間隙４７とは重畳しないように設けられる。

即ち、間隙４７上方には上層分割電極４２ｂが位置し、
間隙４８の下方には下層分割電極４３ａが位置する。

そして、上層分割電極４２ｂと下層分割電極４３ａとは
ゲート絶縁膜２８を介して重畳され、重畳部４９を形成
している。

本実施例では上層分割電極４２ｂと下層分割電極４３ａ
とが重畳されることによって、重畳部４９が形成されて
いる例を示したが、上層分割電極４３ｂと下層分割電極
４２ａとが重畳されることによって、重畳部４９が形成
される構成とすることもできる。この場合には間隙４７
の上方には上層分割電極４３ｂが位置し、間隙４８の下
方には下層分割電極４２ａが位置することになる。

このようにＴＰＴ４４、分割電極４２及び４３、重畳部
５７等を形成した基板の全面に、Ｓ　Ｉ　Ｎｘから成る
保護膜３４が３０００大の厚さに形成されている。更に
、保護膜３４上には配向膜３５が形成され、アクティブ
マトリクス基板が構成される。

このようにして形成されたアクティブマトリクス基板に
対向する対向基板は、前述の第２図に示すものと同様で
ある。２つの配向膜３５び４ｏの間に液晶４１が封入さ
れ、本実施例のアクティブマトリクス表示装置が構成さ
れている。

本実施例でも絵素電極３３は２つの分割電極４２及び４
３に分割されているので、何れか一方の分割電極に絵素
欠陥を生じても、もう一方の分割電極は正常に作動する
。従って、完全な絵素欠陥となることを避けることがで
きる。

本実施例に於いても、２つの分割電極４２及び４３が隣
接する領域に、重畳領域５７が形成されている。重畳領
域５７には上層分割電極４２ｂ及び下層分割電極４３ａ
のうちの何れかが存在するので、この領域５７と対向電
極３９との間の液晶４１にも電圧が印加される。そのた
め、絵素全体の表示面積は減少せず、表示画面のコント
ラストの低下や明るさの低下を生じない。

上記２つの実施例ではスイッチング素子としてＴＰＴを
用いたが、本発明は例えばＭＩＭ　（金属−絶縁層−金
属）素子、ダイオード、バリスタ等をスイッチング素子
として用いた広範囲の表示装置にも適用することができ
る。

また、上記２つの実施例では絵素電極が２つの分割電極
に分割される場合について説明したが、本発明は絵素電
極を３以上の分割電極に分割した構成とすることもでき
る。

（発明の効果） 本発明のアクティブマトリクス表示装置では、絵素欠陥
が発生しても画像品位の低下が軽減され得る。しかも、
表示画面のコントラストの低下や明るさの低下が起こら
ないので、画像品位の高い表示装置を高い歩留りで得る
ことができ、表示装置のコストダウンに寄与することが
できる。

４、゛　　の、　な！ａ 第１図は本発明の表示装置を構成するアクティブマトリ
クス基板の１実施例の平面図、第２図は第１図の基板を
用いた表示装置の、第１図に於けるｎ−ｎ線に沿った断
面図、第３図は本発明の表示装置を構成するアクティブ
マトリクス基板の他の実施列の平面図、第４図は第３図
の基板を用いた表示装置の、第３図に於けるＩＶ−ＩＶ
線に沿った断面図、第５図は従来のアクティブマトリク
ス基板の平面図、第６図は絵素電極を２つの分割電極に
分割したアクティブマトリクス基板の例を示す図、第７
図は第６図の基板を用いた表示装置の、第６図に於ける
■−■線に沿った断面図である。

２４．３６・・・ガラス基板、２５・・・ゲートパスラ
イン、２６・・・ゲート電極、２７・・・陽極酸化膜、
２８・・・ゲート絶縁膜、２９・・・半導体層、３ｏ・
・・コンタクト層、３１・・・ソースパスライン、３４
・・・保ｆｆｌ膜、３５．４０・・・配向膜、３９・・
・対向電極、４１・・・液晶、４２．４３・・・分割電
極、４２ａ、４３ａ・・・下層分割電極、４２ｂ、４３
ｂ・・・上層分割電極、４４．４５・・・ＴＰＴ、４７
．４８・・・間隙、４９・・・重畳部、５３．５４・・
・ソース電極、５５．５８・・・ドレイン電極、５７・
・・重畳領域。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、該
   一対の基板の何れか一方の基板内面にマトリクス状に配
   され、２以上の分割電極に分割された絵素電極と、を備
   えたアクティブマトリクス表示装置であって、 互いに隣り合う２つの該分割電極の隣接領域に於いて、
   該２つの分割電極が互いに絶縁膜を介して重畳されてい
   るアクティブマトリクス表示装置。