JPH0468319A

JPH0468319A - アクティブマトリクス表示装置

Info

Publication number: JPH0468319A
Application number: JP2181940A
Authority: JP
Inventors: Mutsumi Nakajima; 睦中島; Hisato Nagatomi; 永富　久人
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-07-09
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1992-03-04
Anticipated expiration: 2012-01-22
Also published as: JP2573730B2

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、表示用の絵素電極に薄膜トランジスタ（以下
ではｒＴＦＴＪと称する）を介して駆動信号を印加して
表示を行う表示装置に関し、特に絵素電極をマトリクス
状に配して高精細な表示を行うアクティブマトリクス表
示装置に関する。

（従来の技術）絶縁性基板上に絵素電極をマトリクス状に配列し、絵素
電極をスイッチング素子を介して選択的に駆動するアク
ティブマトリクス表示装置が実用化されている。アクテ
ィブマトリクス表示装置内では、選択された絵素電極と
これに対向する対向電極とに駆動電圧が印加され、これ
らの電極の間に挟まれた表示媒体の光学的特性が変化す
る。この光学的特性の変化が表示パターンとして視覚的
に認識される。このようなアクティツマトリクス方式の
表示装置の中で、液晶を表示媒体として用いた液晶表示
装置は、薄型、低消費電力、フルカラー化が可能である
等の利点を有するので、広く用いられている。また、特
にＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティブマ
トリクス表示装置によって、大型で高密度、高コントラ
ストの表示が実現されている。

第５図にＴＰＴをスイッチング素子として用いた従来の
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
ゲートバス配線９が平行シて設けられ、ゲートバス配線
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
バス配線９に直交して、信号線として機能するソースバ
ス配線１０が平行して設けられている。ＴＦＴＩＩのソ
ース電極６は、ンースバス配１ｌＡ１０に接続されてい
る。ＴＦＴＩＩのドレイン電極７は絵素電極８に接続さ
れている。ゲートバス配線９とソースバス配線１０との
間には、基板全面に形成されたゲート絶縁膜が挟まれて
いる。こ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。

このアクティブマトリクス基板を用いた表示装置の第５
図に於けるｍ’−ｍ’線に沿った断面図を第３図に示す
。ガラス基板ｌ上にＴａから成るゲート電極２が２５０
０人の厚さに形成され、ゲート電極２上にはＴａ２’ｓ
から成る陽極酸化膜３が３０００Ａの厚さに形成されて
いる。陽極酸化膜３を覆って基板ｌ上の全面に、５ｉＮ
ｙから成るゲート絶縁膜４が３０００Ａ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−５ｉ（ｉ）」と称す
る）の半導体層５が１０００人の厚さに形成されている
。半導体層５上にはソース電極６及びドレイン電極７が
形成されている。ソース電極６は下層に位置するコンタ
クト層６ｂと、その上に位置するソース電極部６ａとを
有する。

同様に、ドレイン電極７は下層に位置するコンタクト層
７ｂと、その上に位置するドレイン電極部７ａとを有す
る。コンタクトｉ６ｂ及び７ｂは、厚さ５００人のｎ９
型半導体非晶質シリコン（以下ではｒ　ａ−Ｓ　ｉ　（
ｎ”）　Ｊと称する）からなる。ソース電極部６ａ及び
ドレイン電極部７ａは、３０００人の厚さのＴｉからな
る。

ゲート絶縁膜４とドレイン電極７との上には、ＩＴＯか
ら成る絵素電極８が１０００人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ＳｉＮ
ｘから成る保護１ｉ１６、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は、ガラス基板１２と、該基板１２
上に形成されたカラーフィルタ１４、及びブラックスト
ライプ１５を備えている。

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の間に液晶層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）ＴＰＴを用いたアクティブマトリクス表示装置では、ゲ
ート電極２とドレイン電極７との重畳部に浮遊容量が生
じる。この浮遊容量により、ゲート電極２の電圧変化に
応じて、ドレイン電極７に接続された絵素電極８の電圧
も変化する。表示媒体の光学的特性は絵素電極８と対同
電極１３との間に印加されている電圧に対応して変化す
るので、絵素電極８の電圧の変化は表示画面のフントラ
ストに大きな影響を与える。特に、液晶を表示媒体とし
て用いる場合には、液晶層１９に直流成分が加わらない
ように、対向電極１３に印加される電圧の直流成分を、
絵素電極８に印加される直流成分と等しく調整して交流
駆動が行われる。しかし、対向電極１３は全絵素電極８
に対して共通であるため、浮遊容量が各絵素電極８につ
いて一定でない場合には、全ての絵素電極８について対
向電極１３の電圧を調整することができないので、画面
上には表示むらが生じることになる。

ゲート電極２とドレイン電極７との重畳部に生じる浮遊
容量が各絵素について一定とならない原因として、ドレ
イン電極部７ａ及びコンタクト層７ｂと、ゲート電極２
との重畳部の面積が各絵素についてばらついていること
が挙げられる。この重畳部の面積のばらつきは、ドレイ
ン電極部７ａ及びコンタクト層７ｂがゲート電極２に対
して正規の位置からずれて形成されることによって生ず
る。特に大型の表示装置を形成する場合には、基板の収
縮や分割露光によって、このような位置のずれが生じ易
い。分割露光を行う場合には、分割の境界線付近に生じ
る不連続な部分によってこのような位置のずれが生じる
。

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、ゲート電極とドレイン電極との重畳部に形
成される浮遊容量が各絵素について一定していなくても
、表示むらが生じ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、対の絶縁性
基板と、該一対の基板の何れか一方の基板内面に形成さ
れたゲートバス配線と、該ゲートバス配線から分岐した
ゲート電極と、該ゲート電極上に形成された薄膜トラン
ジスタと、該４ＰＩＡトランジスタのドレイン電極に電
気的に接続された絵素電極と、を有するアクティブマト
リクス表示装置であって、該ドレイン電極とは反対側の
該ゲート電極の側部に、該絵素電極に電気的に接続され
た補正容量用電極が絶縁膜を介して重量され、該ゲート
電極と該ドレイン電極との重畳部に形成される浮遊容量
を補正するための補正容量が、該補正容量用電極と該ゲ
ート電極との間に形成されており、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、ゲートバ
ス配線から分岐したゲート電極上にＴＰＴが形成され、
ＴＰＴのドレイン電極とは反対側のゲート電極の側部に
、絵素電極に電気的に接続された補正容量用電極が絶縁
膜を介して重畳されている。この構成により、ゲート電
極とドレイン電極との重量部に形成される浮遊容量を補
正するための補正容量が、補正容量用電極とゲート電極
との間に形成される。補正容量用電極はドレイン電極と
同時にバターニングすることができるので、ドレイン電
極の位置が浮遊容量の増加する方向にずれて形成される
と、補正容量用電極は補正容量が減少するようにずれて
形成される。即ち、ゲート電極とドレイン電極との重畳
部の面積が増加すると、ゲート電極と補正容量用電極と
の重畳部の面積が減少するように、ドレイン電極と補正
容を用電極とを形成することができる。逆に、ドレイン
電極の位置が浮遊容量の減少する方向にずれて形成され
ると、補正容量用電極は補正容量が増加するようにずれ
て形成される。即ち、ゲート電極とドレイン電極との重
畳部の面積が減少すると、ゲート電極と補正容量用電極
との重畳部の面積が増加するように、ドレイン電極と補
正容量用電極とを形成することができる。従って、本発
明のアクティブマトリクス表示装置では、各絵素電極に
ついての浮遊容■と補正容量との和が一定となり、表示
画面に表示むらが生じない。

（実施例）本発明の実施例について以下に説明する。第１図に本発
明のアクティブマトリクス表示装置の一実施例に用いら
れるアクティブマトリクス基板の部分平面図を示す。第
１図の基板を用いた表示装置の第１図に於ける■−■線
に沿った断面図は、前述の従来例の説明に用いた第３図
と同様である。

第１図及び第３図に示すように、本実施例のアクティブ
マトリクス表示装置は、ガラスからなる一対の絶縁性基
板ｌ及び１０と、一対の基板の一方の基板１の内面に形
成されたゲートバス配線９と、ゲートバス配線９から分
岐したゲート電極２と、ゲート電極２上に形成されたＴ
ＦＴＩ　１と、ＴＦＴｌｌのドレイン電極７に電気的に
接続された絵素電極８と、を有する。ＴＦＴＩ　ｌのソ
ース電極６は、ゲートバス配線９と後述するゲート絶縁
膜４を挟んで交差するソースバス配線１０に電気的に接
続されている。

また、ＴＦＴＩ　１のドレイン電極７とは反対側のゲー
ト電極２の側部には、絵素電極８に電気的に接続された
補正容量用電極２１が、ゲート絶縁膜４を介して絶縁状
態で重畳されている。ゲート電極２と補正容量用電極２
１との間に補正容量２０が形成される。

第４図に第１図のＴＶ−ＴＶ線に沿った断面図を示す。

ＴＦＴＩＩ近傍及び補正容量２０近傍の断面構成を、第
３図及び第４図を参照しながら説明する。ガラス基板１
上にＴａから成るゲート電極２が２５００人の厚さに形
成され、ゲート電極２上にはＴａ２０５から成る陽極酸
化膜３が３０００人の厚さに形成されている。陽極酸化
膜３を覆って基板１上の全面に、ＳｉＮｘから成るゲー
ト絶縁膜４が堆積されている。ゲート絶縁膜４として適
切な厚さは２０００〜１００ＯＯＡであるが、本実施例
では３０００人に設定した。

ゲート絶縁膜４上のＴＦＴＩＩ及び補正容量２０が形成
される部分には、それぞれ半導体層５及び５ａが形成さ
れている。ＴＦＴＩＩの半導体層５及び５ａは１０００
人の厚さのａ−３ｉ（ｉ）によって形成されている。半
導体層５上にはソース電極６及びドレイン電極７が形成
されている。

ソース電極６は、下層に位置するフンタクト層６ｂと、
その上に位置するソース電極部６ａとを有する。同様に
、ドレイン電極７は、下層に位置するコンタクト層７ｂ
と、その上に位置するドレイン電極部７ａとを有する。

補正容ｊｉ２０の半導体層５ａ上には補正容量用電極２
１が形成されている。補正容量用電極２１は下層に位置
するフンタクト層２１ｂと、その上に位置する補正容量
用電極部２１ａとを有する。フンタクト層６ｂ、７ｂ及
び２１ｔ）は同時にパターン形成され、厚さ５００人の
ａ−Ｓｔ（ｎ”）からなる。ソース電極部６ａ、ドレイ
ン電極部７ａ及び補正容量用電極部２１ａは同時にパタ
ーン形成され、３０００Ａの厚さのＴ１からなる。

ゲート絶縁膜４とドレイン電極７との上には、ＩＴＯか
ら成る絵素電極８が１０００人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３０００人のＳｉＮ
ｘから成る保護膜１６、及び配向膜１７が形成されてい
る。

第２図に第１図のＴＦＴＩＩ及び補正容量２０近傍の拡
大図を示す。ドレイン電極７のゲート電極２の延設方向
の幅ａと、補正容量用電極２１のゲート電極２の延設方
向の幅すとは等しい値に設定されていることが必要であ
る。本実施例では幅ａ及びｂを共に２０μｍに設定した
。ゲート電極２と補正容量用電極２１との重畳部の長さ
Ｃは、２μｍに設定されている。また、半導体層５ａは
ゲート１１極２の中央部まで形成されている。尚、ドレ
イン電極７の幅ａ及び補正容量用電極２１の幅すは、絵
素電極８の面積及び表示媒体の種類に応じて変更される
。また、補正容量用電極２１とゲート電極２との重畳部
の長さＣは、ゲート電極２に対するドレイン電極７の予
測される位置のずれの量に応じて設定することができる
。

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
に対句する対向基板は、ガラス基板１２と、該基板１２
上に形成されたカラーフィルタ１４及びブラックストラ
イプ】５を有する。更に、対向基板の全面に、ＩＴ−０
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の間に液晶層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。

本実施例では、ＴＦＴＩ　ｌのドレイン電極７とは反対
側のゲート電極２の側部に、絵素電極８に電気的に接続
された補正容量用電極２１がゲート絶縁膜４を介して重
畳されている。この構成により、ゲート電極２とドレイ
ン電極７との重畳部に形成される浮遊容量を補正するた
めの補正容ｆｉ２０が、補正容量用電極２１とゲート電
極２との間に形成される。本実施例では、補正容量用電
極２１はドレイン電極７と同時にパターニングすること
ができ、また、ドレイン電極７の幅ａと補正容量用電極
２１の幅すとは等しく設定されているので、ドレイン電
極７の位置が浮遊容量の増加する方向にずれて形成され
ると、補正容量用電極２１は補正容ｆｉ２０が減少する
ようにずれて形成される。即ち、ゲート電極２とドレイ
ン電極７との重畳部の面積が増加すると、その増加分だ
けゲート電極２と補正容量用電極２１との重畳部の面積
が減少するように、ドレイン電極７と補正容量用電極２
１とを形成することができる。逆に、ドレイン電極７の
位置が浮遊容量の減少する方向にずれて形成されると、
補正容量用電極２１は補正容量２０が増加するようにず
れて形成される。即ち、ゲート電極２とドレイン電極７
との重畳部の面積が減少すると、その減少分だけゲート
電極２と補正容量用電極２１との重畳部の面積が増加す
るように、ドレイン電極７と補正容量用電極２１とを形
成することができる。

絵素電極８に印加される電圧の変化△■、は、以下の式
で表される。

ＣＱｄ＋ＣＧ。

Δ■、＝Δ■９× Ｃ，ｄ＋Ｃ，。十Ｃ。

ここで、６７ｇはゲート電極２の電圧変化量を、Ｃｇｄ
はゲート電極２とドレイン電極７との間に形成される浮
遊容量を、Ｃｇ。はゲート電極２と補正容量用電極２１
との間に形成される補正容量を、Ｃ３は絵素電極８と対
向電極１３との間に形成される容量をそれぞれ表わす。

Δ■。及びＣ，は一定なので、　（Ｃ、ｄ＋　Ｃｇｃ）
が一定であれば△■、を一定にすることができる。本発
明のアクティブマトリクス表示装置では、各絵素電極８
について浮遊容量Ｃｇｄと補正容ｊｌｃａｃとの和が一
定なので、上述のようにΔ■、を一定にすることができ
る。従って、表示画面に表示むらは生じない。

尚、本実施例では、コンタクト層７ｂがドレイン電極部
７ａに、コンタクト層２１ｔ）か補正容量用電極部２１
ａに、それぞれゲート電極２上に於て完全に重なってい
る場合について説明したが、ゲート電極２上に於いて、
コンタクト層７ｂかドレイン電極部７ａに完全に重なっ
ていない場合には、コンタクト層７ｂとドレイン電極部
７ａとが、ゲート電極２と重畳される領域に浮遊容量が
形成される。同様に、コンタクト層２１ｂと補正容量用
電極部２１ａがゲート電極２と重畳される領域に補正容
Ｍ２０が形成される。

（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、ＴＰＴの
ゲート電極とドレイン電極との重畳部に形成される浮遊
容量を補正するための補正容量が設けられているので、
浮遊容量が一定していなくても、浮遊容量と補正容量と
の和を一定とすることにより、各絵素電極に印加される
電圧の変化を定に保つことが可能となる。従って、本発
明によれば画面全体に亘って表示むらが無く、画像品位
の高い表示装置を得ることができる。

４、　゛　　　の　　鳳なＵ第１図は本発明のアクティブマトリクス表示装置の一実
施例に用いられるアクティブマトリクス基板の部分平面
図、第２図は第１図のＴＰＴ及び補正容量の部分の拡大
図、第３図は第１図の基板を用いた表示装置の第１図に
於ける■−■線に沿った断面図、第４図は第１図の基板
を用いた表示装置の第１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表示装
置に用いられるアクティブマトリクス基板の平面図であ
る。

１．１２・・・絶縁性基板、２・・・ゲート電極、３・
・・陽極酸化膜、４・・・ゲート絶縁膜、５，５ａ・・
・半導体層、６・・・ソース電極、６ａ・・・ソース電
極部、７・・・ドレイン電極、７ａ・・・ドレイン電極
部、６ｂ。

７ｂ、２１ｂ・・・コンタクト層、８・・・絵素電極、
９・・・ゲートバス配線、１０・・・ソースバス配線、
１１・・・ＴＦＴ、２０・・・補正容量、２１・・・補
正容量用電極、２１ａ・・・補正容量用電極部。

以上

Claims

【特許請求の範囲】１、一対の絶縁性基板と、該一対の基板の何れか一方の
基板内面に形成されたゲートバス配線と、該ゲートバス
配線から分岐したゲート電極と、該ゲート電極上に形成
された薄膜トランジスタと、該薄膜トランジスタのドレ
イン電極に電気的に接続された絵素電極と、を有するア
クティブマトリクス表示装置であって、該ドレイン電極とは反対側の該ゲート電極の側部に、該
絵素電極に電気的に接続された補正容量用電極が絶縁膜
を介して重畳され、該ゲート電極と該ドレイン電極との
重畳部に形成される浮遊容量を補正するための補正容量
が、該補正容量用電極と該ゲート電極との間に形成され
ているアクティブマトリクス表示装置。