JPH04358128A - 薄膜トランジスタ型液晶表示装置 - Google Patents

薄膜トランジスタ型液晶表示装置

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JPH04358128A
JPH04358128A JP3116424A JP11642491A JPH04358128A JP H04358128 A JPH04358128 A JP H04358128A JP 3116424 A JP3116424 A JP 3116424A JP 11642491 A JP11642491 A JP 11642491A JP H04358128 A JPH04358128 A JP H04358128A
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JP
Japan
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electrode
gate
liquid crystal
insulating film
gate electrode
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Withdrawn
Application number
JP3116424A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Ogura
小椋 茂樹
Tamahiko Nishiki
玲彦 西木
▲よし▼澤 佳代
Yoshiyo Yoshizawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP3116424A priority Critical patent/JPH04358128A/ja
Publication of JPH04358128A publication Critical patent/JPH04358128A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136218Shield electrodes

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ型液
晶表示装置における電極構造とパターンに関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、この分野の技術としては例えば「
EID90−6,ED90−35,IE90−15,1
0.4型カラーTFT−LCDの開発」に記載されたも
のが知られている。図7は前記文献等に記載されている
薄膜トランジスタ(以下、「TFT」という)の構造を
示す一部断面図である。
【0003】従来、薄膜トランジスタ型液晶表示装置(
以下「TFT−LCD」という)におけるTFT構造は
、図7に示されるような逆スタガ型構造が主流であった
。すなわち、ゲート電極32は最も下に形成されており
、ゲート絶縁膜34、半導体層35、オーミック接合層
36と続いて形成された後、ドレイン−ソース電極37
,38が形成されるという構造である。また、画素電極
33は、この図のようにドレイン−ソース電極37,3
8より後に形成されるものと、先に形成されるものとが
あり、どちらかが採用されている。そして、最後にパッ
シベーション膜39が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなTFT構造の場合、ドレイン電極がその上にある液
晶層と容量結合しているため、ドレイン信号が液晶層に
入り込み、ドレイン電極上の液晶のみならず、ドレイン
電極脇の液晶も動作してしまうことがある。これは、ド
レイン電極脇の光漏れとなり、コントラストの低下を招
く。
【0005】また、ゲート電極の抵抗及び容量の大きい
ことによりゲート電圧波形の歪みが生じるが、これを防
ぐには上記文献に示されるようにゲート電極をAlとT
aの2層配線にするといった方法しか採れなかった。さ
らに、1フレーム期間の画素電圧の保持特性を向上させ
るための補助容量は、こういった構造の場合、1本前の
ゲート電極との間に形成するしか方法はなかった。しか
し、この方法では、逆にゲート電極の容量を増大させて
しまうという欠点があった。
【0006】また、ゲート電極上の液晶層にDC成分が
発生し、液晶が劣化するという問題点もあった。本発明
は、以上述べたドレイン電極脇の光漏れ、ゲート電極の
負荷の増大、及び補助容量の形成自由度の少なさ、及び
ゲート電極上の液晶へのDC電圧印加といった問題点を
解決し、コントラストの高い表示品質の優れたTFT−
LCDを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、複数のゲート
電極と、それらのゲート電極と交差する複数のドレイン
電極と、その交差部に設けられたTFTと、TFTのソ
ース電極に接続された画素電極とを有するTFT基板と
、液晶を挟んでTFT基板と対向する対向電極基板とを
備えたTFT−LCDにおいて、TFT基板は、ゲート
電極上に形成された第1絶縁膜と、第1絶縁膜上で、か
つ、ソース電極と画素電極との接続部以外の全面に形成
された第2絶縁膜と、第2絶縁膜上で、かつ、少なくと
もTFTのチャネル部を除いたゲート電極及びソース電
極と画素電極との接続部以外の全面に形成された第1遮
蔽電極と、第2絶縁膜上で、かつ、TFTのチャネル部
を除いたゲート電極上に形成され、ゲート電極と電気的
に接続されたゲート補助電極と、第1遮蔽電極上で、か
つ、ソース電極と画素電極との接続部、及びドレイン電
極上に形成された第1遮蔽電極と第2遮蔽電極との接続
部以外の全面に形成された第3絶縁膜と、第3絶縁膜上
に形成された画素電極と、第3絶縁膜上で、かつ、TF
Tのチャネル部を除いたゲート電極上、及びドレイン電
極上の一部に延在して形成された第2遮蔽電極とを備え
、かつ、第1及び第2遮蔽電極に入力する電圧を対向電
極基板の対向電極に入力する電圧と同程度になるように
構成した。
【0008】
【作用】本発明によれば、以上のようにTFT−LCD
を構成したので、ドレイン電極上の電圧信号は第1遮蔽
電極により、そして、ゲート電極上の電圧信号は第2遮
蔽電極によりそれぞれ遮蔽され、液晶層に入らなくなる
。また、第1遮蔽電極と画素電極との間に形成される蓄
積容量がゲート−ソース電極間寄生容量に起因する画素
電極電圧のシフトダウンを軽減させ、かつ画素電極電圧
の保持特性を向上させる。さらに、ゲート補助電極によ
りゲート電極の抵抗が小さくなる。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例における
TFT基板の電極パターンを示す平面図、図2は本発明
の実施例におけるTFT基板のTFTのチャネル部(図
1のA−A′)断面図、図3は本発明の実施例における
TFT基板の一部(図1のB−B′)断面図、図4は本
発明の実施例におけるTFT基板の一部(図1のC−C
′)断面図である。以下、図1〜図4を参照して、本実
施例の構成を詳しく説明する。
【0010】まず図1及び図2に示すように、本実施例
におけるTFT基板の電極パターンの基本構造は、ゲー
ト電極1とドレイン電極2の交差する場所において半導
体層4をチャネルとするソース電極3との間にトランジ
スタが形成され、ソース電極3と画素電極5は第1コン
タクトホール9により電気的に接続されている。そして
、図2〜図4に示すように、最も下に形成されているゲ
ート電極1の上には、ゲート絶縁膜として機能する第1
絶縁膜15が、第3コンタクトホール11の部分を除い
て全面に形成されている。なお、図2及び図4に示すよ
うに、本実施例ではチャネル部及びゲート−ドレイン電
極1,2の交点部のゲート電極1の表面は陽極酸化され
、ゲート−ドレイン電極1,2のショートを防ぐための
ゲート陽極酸化膜14が形成されている。
【0011】また、図3において、ゲート電極1上に陽
極酸化膜が形成されていないのは、ゲート電極1とゲー
ト補助電極7とを第3コンタクトホール11により電気
的に接続するからである。この第1絶縁膜15の上には
半導体層4が図1に示すパターンで形成されている。半
導体層4は、トランジスタのチャネル部にのみあればよ
いのであるが、このパターンとしたのはゲート−ドレイ
ン電極1,2間のショート低減等のためである。
【0012】この半導体層4の上にはオーミック接合層
16があるが、そのパターンはドレイン電極2とソース
電極3と半導体層4の重なる部分に形成されている。オ
ーミック接合層16もこのパターンである必要はなく、
上記と同じ理由でこのパターンとなっている。このオー
ミック接合層16の上に、ドレイン−ソース電極2,3
が図1に示すようなパターンで形成されている。このパ
ターンはごく一般的なものである。
【0013】ドレイン−ソース電極2,3の上に第2絶
縁膜17が、図2〜図4に示すように、第1,第4コン
タクトホール9,12を除いて全面に形成されている。   この第2絶縁膜17の上には、図2〜図4に示すよ
うに、第1遮蔽電極6とゲート補助電極7が同時に形成
されている。第1遮蔽電極6が透明なので、必然的にゲ
ート補助電極7も透明となるが、何ら問題はない。ただ
、この第1遮蔽電極6とゲート補助電極7は接続されて
いないパターンである必要がある。すなわち、第1遮蔽
電極6はゲート電極1及び第1コンタクトホール9に重
ならないように、かつ、ゲート電極1の方向と平行に連
続して形成されていなければならないのに対し、ゲート
補助電極7はゲート電極1上にゲート電極よりやや狭い
幅を有し、かつ、チャネル部には形成されないというパ
ターンを有していなければならない。そして、このゲー
ト補助電極7は、図3に示すように、この下にある第1
,第2絶縁膜15,17の第3,第4コンタクトホール
11,12によってゲート電極1と電気的に接続されて
いる。
【0014】こうして、第1遮蔽電極6とは独立したゲ
ート補助電極7を形成し、それをゲート電極1の補助電
極として採用することにより、ゲート電極の低抵抗化が
図れるのである。また、第1遮蔽電極6はドレイン電極
2を覆う形となるので、ドレイン電極上の信号はこの第
1遮蔽電極6によって遮蔽される。第1遮蔽電極6とゲ
ート補助電極7の上には、図2〜図4に示すように、第
3絶縁膜18が第2,第5コンタクトホール10,13
の部分を除いて全面に形成されている。
【0015】第3絶縁膜18の上には、画素電極5と第
2遮蔽電極8が図1に示すパターンで同時に形成されて
いる。画素電極5と第2遮蔽電極8は独立している。図
1に示すように、第2遮蔽電極8のパターンは、ゲート
電極1上にほぼ形成されており、ゲート電極幅より、や
や広く形成されている。また、ドレイン電極2上にその
一部を延在させている。
【0016】ここで、第2遮蔽電極8のパターンをドレ
イン電極2上にその一部を延在させた理由は、第2遮蔽
電極8は第3絶縁膜18の第5コンタクトホール13に
よってその下にある第1遮蔽電極6と電気的に接続され
ており、この第5コンタクトホール13は第1遮蔽電極
6上に設けなければならないため、この第2遮蔽電極8
はドレイン電極2上において、その一部を延在させてお
く必要があるからである。このように構成することより
、ゲート電極1上も第2遮蔽電極8によって液晶に対し
て電気的に遮蔽されることになるので、ゲート電極上の
電圧信号が液晶層に入り込むことはなくなる。
【0017】以上のように構成することにより、チャネ
ル部及びドレイン電極2の上は第1遮蔽電極6により、
そしてゲート電極1の上は第2遮蔽電極8により、それ
ぞれ液晶に対して電気的に遮蔽されるので、液晶に対し
て不要な電圧が入り込まなくなる。また、画素電極5と
第1遮蔽電極6との間には、画素−第1遮蔽電極間容量
を持たせることができる。なお、本実施例においては、
図1に示すように、第1遮蔽電極6のパターンが画素電
極5のパターンとすべて重なるように形成しているが、
画素−第1遮蔽電極間容量をどの程度にするかに応じて
、第1遮蔽電極6を小さくしてその一部が画素電極5と
重なるようにすることもできる。
【0018】図5は、本発明の実施例におけるTFT−
LCDの1画素あたりの等価回路図である。この図より
、ゲート電極1がオンすると、ドレイン電極2にある電
圧信号がトランジスタ19を通してソース−画素電極3
,5に書き込まれることが分かる。この時、第1遮蔽電
極6と画素電極5の間の画素−第1遮蔽電極間容量23
が液晶20と並列に入っているので、液晶20の電圧保
持特性は良好となる。また、ドレイン電極信号はドレイ
ン−第1遮蔽電極間容量24の上の第1遮蔽電極6によ
って遮蔽され、ドレイン電極2上の液晶26は第1遮蔽
電極6と対向電極21に挟まれているので、対向−第1
遮蔽電極21,6間の電位差が液晶の閾値電圧Vth以
下ならば動作しない。また、ゲート電極1上にも第2遮
蔽電極8があるため、ゲート電極上の液晶27は同じ理
由で動作しない。この第2遮蔽電極8は、ゲート電極と
の間にゲート−第2遮蔽電極間容量25を形成するが、
ゲート補助電極7により、ゲート電極1の負荷は軽減さ
れる。また、ゲート−ソース電極間容量28による画素
電圧のゲートオフ時のシフトダウンも画素−第1遮蔽電
極間容量23により軽減される。
【0019】この構成において、第1,第2遮蔽電極6
,8は対向電極21と同一の電位を与えてゲートドレイ
ン電極上及びゲート電極上の液晶に電圧がかからないよ
うにすることが好ましい。本実施例では第1,第2遮蔽
電極を合わせて遮蔽電極22とし、対向電圧信号と同一
の信号を入れるように構成した。図6は、本発明の実施
例によるTFT−LCDの電気的ブロック図である。
【0020】ゲートドライバ、ドレインドライバ及び対
向電極信号入力は従来のTFT−LCDにおいても設け
られていたものであり、本実施例においては、対向電極
21と遮蔽電極22に同一の信号を入れるのみでよいの
で、回路としても全く複雑化することはない。なお、本
発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の
趣旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明
の範囲から排除するものではない。
【0021】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ドレイン電極及びゲート電極上に遮蔽電極を設け
たそれらの電極に対向電極と同程度の電位を与えるよう
にしたので、ドレイン電極及びゲート電極上の液晶に電
圧がかかることがなくなる。その結果、ドレイン電極脇
の光漏れがなくなり、かつゲート電極上の液晶にDC成
分の発生がなくなる。
【0022】またゲート電極に補助電極を付加したので
、ゲート電極の抵抗値が小さくなる。その結果、ゲート
電圧波形の歪みがなくなる。さらに、画素電極と遮蔽電
極間に容量をもたせることにより、電圧保持特性を向上
させることができ、かつ、この容量の付加によるゲート
電極容量の増大も避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例におけるTFT基板の電極パタ
ーンを示す平面図である。
【図2】本発明の実施例におけるTFT基板のTFTの
チャネル部(図1のA−A′)の断面図である。
【図3】本発明の実施例におけるTFT基板の一部(図
1のB−B′)断面図である。
【図4】本発明の実施例におけるTFT基板の一部(図
1のC−C′)断面図である。
【図5】本発明の実施例におけるTFT−LCDの1画
素あたりの等価回路図である。
【図6】本発明の実施例によるTFT−LCDの電気的
ブロック図である。
【図7】従来のTFT基板の一部断面図である。
【符号の説明】
1      ゲート電極 2      ドレイン電極 3      ソース電極 4      半導体層 5      画素電極 6      第1遮蔽電極 7      ゲート補助電極 8      第2遮蔽電極 9      第1コンタクトホール 10    第2コンタクトホール 11    第3コンタクトホール 12    第4コンタクトホール 13    第5コンタクトホール 14    ゲート陽極酸化膜 15    第1絶縁膜 16    オーミック接合層 17    第2絶縁膜 18    第3絶縁膜 21    対向電極

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  複数のゲート電極と、該ゲート電極と
    交差する複数のドレイン電極と、その交差部に設けられ
    た薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタのソース電
    極に接続された画素電極とを有する薄膜トランジスタ基
    板と、液晶を挟んで該薄膜トランジスタ基板と対向する
    対向電極基板とを備えた薄膜トランジスタ型液晶表示装
    置において、前記薄膜トランジスタ基板は、(a)前記
    ゲート電極上に形成された第1絶縁膜と、(b)該第1
    絶縁膜上で、かつ、前記ソース電極と前記画素電極との
    接続部以外の全面に形成された第2絶縁膜と、(c)該
    第2絶縁膜上で、かつ、少なくとも前記トランジスタの
    チャネル部を除いたゲート電極及び前記ソース電極と前
    記画素電極との接続部以外の全面に形成された第1遮蔽
    電極と、(d)前記第2絶縁膜上で、かつ、前記トラン
    ジスタのチャネル部を除いた前記ゲート電極上に形成さ
    れ、前記ゲート電極と電気的に接続されたゲート補助電
    極と、(e)前記第1遮蔽電極上で、かつ前記ソース電
    極と前記画素電極との接続部、及び前記ドレイン電極上
    に形成された該第1遮蔽電極と後記第2遮蔽電極との接
    続部以外の全面に形成された第3絶縁膜と、(f)該第
    3絶縁膜上に形成された前記画素電極と、(g)前記第
    3絶縁膜上で、かつ前記トランジスタのチャネル部を除
    いたゲート電極上、及び前記ドレイン電極上の一部に延
    在して形成された第2遮蔽電極とを備え、かつ、前記第
    1及び第2遮蔽電極に入力する電圧を前記対向電極基板
    の対向電極に入力する電圧と同程度にすることを特徴と
    する薄膜トランジスタ型液晶表示装置。
JP3116424A 1991-05-22 1991-05-22 薄膜トランジスタ型液晶表示装置 Withdrawn JPH04358128A (ja)

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Cited By (4)

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Effective date: 19980806