JPH0481816A - 液晶表示装置 - 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、表示装置、特に、薄膜トランジスタ等を使用
したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に関す
る。 （従来の技術） アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリ
ッ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。 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Ｊ、日
経エレクトロニクス、頁１９３〜２１０，１９８６年１
２月１５日、日経マグロウヒル社発行、で知られている
。 ［！＠明が解決しようとする課題］ 従来の液晶表示装置では、視野角が狭いという点につい
て配慮がされておらず、特に多色中間調表示を行う場合
、視野角が狭くなる問題があった。 本発明の一つの目的は、視野角を広くすることができる
液晶表示装置を促供することである。 本発明の他の目的は、ＴＰＴへの入射光に起因するＴＰ
Ｔのオフ特性の劣化を低減した液晶表示装置を提供する
ことである。 本発明の他の目的は、液晶に加わる直流成分を押さえる
ことのできる液晶表示装置を提供することである。 本発明の他の目的は、点欠陥を低減できる液晶表示装置
を提供することである。 本発明の他の目的は、高表示品質の液晶表示装置を提供
することである。 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ａＳ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】

上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は
、２枚の透明基板をそれぞれ透明画素電極を設けた面が
対向するように所定の間隙を隔てて重ね合せ、両基板間
に液晶を封止してなる表示パネルを有する液晶表示装置
において、上記２枚の透明基板のうち表示側の透明基板
に光拡散層または光拡散面を設けたことを特徴とする。 （作用］ 本発明の液晶表示装置では、表示側の透明」、（板に光
拡散層または光拡散面を設けたので、バックライトの光
が表示パネルの各画素を透過した後、該光拡散層または
光拡散面で拡散され、四方に広がるので、視野角を広く
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１Ａ図は本発明の液晶表示装置の第ｊの実施例を示す
表示パネルの断面図である（第２Ａ図のＩＩＢ−ＬＩＢ
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１　Ｂ図は本発明の第２の実施例
を２Ｊ９す同様の図であり、第１Ｃ図は本発明の第３の
実施例を示す同様のＩメ１であり、第１Ｄ図は本発明の
第４の実施例を示す同様の図である。 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Ｕ　Ｃ−ＩＩ　Ｃｌ；
Ｕ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。 （ｌｉ！ｊ素配ｒａ） 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ＩＴＯＩ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。 （パネル断面全体構造） 実施例　１ 第１Ａ図に示すように、液晶層ＬＣを基７１うにド部透
明ガラス基板ＳＵＢ　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ＳＵＢ　Ｉ側は、例えば、１．１　［ｍ
ｍ］程度の厚さで構成されている。 第１Ａ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ＳＵＢ　１及び５ＵＢ２の左側縁
部分で外部引出配線の存在する部分の断面を示している
。右側は、透明ガラス基板５ＵＢ１及び５ＵＢ２の右側
縁部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を示して
いる。 第１Ａ図の左側、右側の夫々に示すシール材Ｓ　Ｌ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ＳＵＢ　ｌ及
び５ｔＪＢ２の縁周囲全体に沿って形成されている。シ
ール材ＳＬは、例えば、工ポキシ樹脂で形成されている
。 前記上部透明ガラス基板Ｓ　ｔＪ　Ｂ　２側の共通透明
画素７ｔＩ極ＩＴＯ２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ＳＵ
Ｂ　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、前述したゲート電極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○Ｒ１１及び０ＲＩ２、透明画素電極］　Ｔ○、
共通透明画素電極ＩＴＯ１保護収ＰＳＶＩ及びＰＳＶ２
、絶縁膜Ｇ［７）夫々（７）　Ｅ　Ｉｔ、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ｊ摸０
Ｒ１１及び上部配向ＩＮ○Ｉ≧１２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５ｔＪＢｌ
側の保、Ｊ膜ＰｓＶ１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１）　
Ｓ　Ｖ　２、共通透明画素電極（ＣＯＭ）ＩＴＯ２及び
上部配向ｉｏＲ■２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５ＬＩＢ　ｌ
側、上部透明ガラス基板５ＵＢ２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５ＵＢＩ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。 第１Ａ図に示すように、上部透明ガラス基板５ＵＢ２と
、ブラックマトリクスＢＭおよびカラーフィルタＦＩＬ
との間には、それぞれ透明な光拡散層ＤＩＦと保護膜Ｐ
ＳＶ３が順次積層して設けられている。光拡散層ＤＩＦ
は、例えば方解石、シリカ、硫酸バリウム、または炭酸
カルシウム等の細かい粒子を点在させ、ＵＶ硬化樹脂や
ポリウレタンで固めた色で形成されている。保護膜ＰＳ
Ｖ３は、例えばＵＶ硬化樹脂、アクリルウレタン、Ｓ　
ｊ　Ｏ，等で形成されており、その膜厚は画素ピッチと
同程度以下とすることによりｐｈｊ像のぼけを防正して
いる。 このような構成により、バックライトＢＬの光は、表示
パネルの各画素を透過した後、光拡散層１）ＩＦで散乱
を受け、四方に広がるため、視角が広くなり、表示品質
が向上する。 実施例　２ 第」８図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板５ＵＢ２の表面にブラックマトリクスＢＭが形成さ
れ、その上に光拡散層ＤＩＦが設けられ、その上に保護
膜ＰＳＶ３が形成されている。本実施例でも、光拡散層
ＤＩＦを設けたので、第１の実施例と同様の効果が得ら
れる。また、本実施例では、上部透明ガラス基板５ＵＢ
２と光拡散層ＤＩＦとの間にブラックマトリクスＢＭを
設けたので、表示側からは画素のある部分のみ光拡散層
ＤＩＦが見えるため、表示側からの人ＱＩ光が、光拡散
層ＤＩＦにより反射され、コントラストが低下すること
を低減することができる。 実施例　３ 第１Ｃ図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板５ＵＢ２の表面にエツチング等を用いて凹凸（光拡
散面）を形成し、その上に上部透明ガラス基板５ＵＢ２
と屈折率の異なる例えばＩＴＯ（インジウム−チン−オ
キサイド）等の透明な平坦化膜ＦＬを設けた。本実施例
でも、光拡散面を設けたので、第１の実施例と同様な効
果が得られる。 実施例　４ 第１Ｄ図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板５ＵＢ２の表面に例えばＵＶ硬化樹脂、アクリルウ
レタン、Ｓ　ｉ　Ｏ，等の透明な第１の薄膜ＴＦＩを形
成し、その表面にエツチング等を使用して凹凸（光拡散
面）を形成し、その上に薄ＪｌｊＴＦ］と屈折率の異な
る例えばＩＴＯ等の透明な第２の薄膜ＴＦ２を設けた。 本実施例でも、光拡散面を設けたので、第１の実施例と
同様な効果が得られる。 （薄膜トランジスタＴＰＴ’） 傳収トランジスタＴＰＴは、ゲート電極Ｇ　Ｔ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１＃素の薄膜トランジスタＴＰＴは、画素内において
２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及びＴ　Ｆ　ｉ”　２で構成さ
れている。薄膜トランジスタＴＦＴ　ｌ、ＴＦＴ２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Ｔ
ＦＴＩ、ＴＰＴ２の夫々は、主に、ゲート電極ＧＴ、ゲ
ート絶縁１１ＱＧＩ、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８１
半導体層ＡＳ、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ｇ＋。 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２Δ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ＴＦＴＩ、ＴＦＴ２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Ｔ　ＦＴ
　ｌ、ＴＦＴ２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８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ｇ１で構成する。第１導
１ｉ膜ｇ１は、例えばスパッタで形成されたクロム（Ｃ
ｒ）膜を用い、］０００［人コ程度の膜厚で形成する。 このゲート電極６丁は、第２ＡＩＡ、第１Ａ−Ｄ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）それよす太き目に形成される。 従って、基板５ＵＢＩ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ＴＦＴのオフ特性
劣化は起きにくくなる。なお、ゲート電極Ｇ′Ｆ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ｌｊＪ導電材料として
Ｓｉを含有させたＡＩ、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） １）；ｊ記走査信号線ＧＬは、第１導電ｌｌＡｇ１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−シ」線ＧＬの第１導電収
ｇ１は、前記ゲート電極ＧＴの第１辱電膜ｇｌ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
’ＫＩＭ、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、２０００〜４ｏｏｏ［Ａ］
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。 （ゲート絶縁膜ＣＩ） 絶縁膜Ｇｌは、薄膜トランジスタ゛ｒＦＴｌ、ＴＦＴ２
の夫々のゲート絶縁膜として使用される。 絶縁１１葉Ｇ１は、ゲート電極Ｇ′Ｆ及び走査信シシー
線ＧＬの上層に形成されている。絶縁Ｂｔｌｃノは、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。 （半導体層ＡＳ） ｊ型半導体層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ＴＦＴＩ、′Ｉ″ＦＴ２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Ａ
Ｓ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［人コ程度の膜厚で形成する。 このｌ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Ｇｌ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露出するこ
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１Ａ−Ｄ図）も同様に辻続して約４００［入］の厚
さに形成される。しかる後下側基板ＳＵＢ　］はＣＶＤ
装置から外に取り出され、写真処理技術により、Ｎ＋層
ｄｏ及び１層ＡＳは第２Ａ図、第１Ａ−Ｄ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。 Ｊ型半導体層ＡＳは、第２ＡＩメ１及び第４１メｊに詳
細に示すように、走査信号線ＧＬと映像信シシ線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ｌ型半導体層ＡＳは、交差部における走
査信号線ＧＬ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。 （ソース・ドレイン電極ＳＤＩ、５Ｄ２）複数に分割さ
れた簿膜トランジスタＴ　Ｆ　ＴＩ、ＴＰＴ２の夫々の
ソース電極ＳＤＩとドレイン逝極ＳＤ２とは、第２Ａ図
、第１Ａ−Ｄ図及び第５図（第２Ａ図の層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ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の夫々は、Ｎ＋
型半導体層ｄｏに接触する下層側から、第１導電膜ｄｌ
、第２尋電膜ｄ２、第３導゛１・Ｌ服ｄ３を順次重ね合
わせて構成されている。ソース電極ＳＤＩの第１導電膜
ｄｌ、第２導電ｒ＋ｃｄ２及び第３導電欣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導電欣ｄ１は、スパッタで形成したクロム＋Ｖを用
い、５００〜１ｏｏｏ［人コの膜厚（本実施例では、６
００［人コ程度の膜厚）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、Ｎ１型半導体届ｄｏとの接触が良好である
。クロム膜は、後述する第２導電収ｄ２のアルミニウム
がＮ４″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（Ｍ　ｏ　＋　Ｔ　ｌ＋　Ｔ　
ａ　ｙ　Ｗ　）膜、高融点金属シリサイド（ＭｏＳｉ、
、ＴｉＳｉ、、ＴａＳｉ、、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Ｈりｄｌをマスクとし
てＮ＋層ｄｏが除去される。つまり、１層Ａ８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はそのノウ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１！膜ｄ２が、アルミニウムのスパッタ
リングで３０００〜４０００［入コの膜厚（本実施例で
は、３０００［Ａ］程度のＮＬｆｆ）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？ｔａｌ摸ｄ３
はスパッタリングで形成された透明導′、・ａＩＩＷ（
Ｉｏｄｕｉｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ　　Ｉ　Ｔ　Ｏ：ネ
サ膜）から成り、１０００〜２０００［入］の膜厚（本
実施例では、＋２００［入コ程度の膜厚）で形成される
。この第３導電股ｄ３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Ｉ　Ｔ　Ｏ１を構成するようになっている。 ソース電極ＳＤ】の第】導電膜ｄ】、ドレイン電極ＳＤ
２の第１導ＩｅＬＩｌりｄｌの夫々は、上層の第２導電
膜ｄ２及び第３導電収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Ｔ　Ｐ　Ｔ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、ｌ型半導
体層ＡＳの段差形状（第１導電膜ｇ１の膜厚、Ｎ′″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７ｎ
　ｌｌＱｄ＋の上部にそれに比べて透明画素電極ＩＴＯ
Ｉと接続される側を小さいサイズで形成した第２Ｊ、９
電ＩＩりｄ２と、この第２導電ＩＩグから露出する第［
導電膜ｄ１に接続された第３導？１１膜ｄ３とで構成さ
れている。ソース電極ＳＤＩの第２導電ＪＪＱ　ｄ　２
は、第１導電膜ｄ１のクロム収がストレスの増大から厚
く形成できず、夏型半導体層ＡＳの段差形状を乗り越え
られないので、このｉ型半導体層ＡＳを乗り越えるため
に構成されている。っま番ハ第２導電股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ｄ
３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ｄ
２のサイズを小さくすることで露出する第１導電１１ｇ
ｃｚに接続するように構成されている。第１導ｆｆ１ｌ
Ｑｄｌと第３導？１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） １）；ｊ記透明画素電極１−「Ｏｌ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ＩＴＯＩは、画素の複数に分割された薄膜
トランジスタＴＦＴＩ、Ｔ　Ｐ　Ｔ２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に
分割されている。透１ｇＪ画素電極Ｅ１％Ｅ２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、Ｅ２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ＴＦＴ１、ＴＰＴ２に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタＴＦＴＩ、ＴＰＴ２の
夫々に複数に分割した透明画素電極Ｅｌ、Ｅ２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が欠陥でない）ので、点欠陥の確率
な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′ｉ′ｉｉ極！−
，１、Ｅ２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Ｅｌ、Ｅ２の夫々と共通透明画素電
極ＩＴＯ２とで構成される夫々の液晶容量（Ｃｐｊｘ　
）を均一にすることができる。 （保護膜ＰＳＶＩ） ＲＨトランジスタＴＰＴ及び透明画素電極ＩＴＯＩ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、５ｏｏｏ［人コ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１Δ〜１つ図では
上方からの光）がチャネル形成領域として使用されるｊ
型半導体層ＡＳに入射されないように、遮蔽ｊ摸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ＩＴＯＩ
ＩＱ層ｄ３、フィルタ層ＦＪＬ及び遮光膜ＢＭのみを措
いた平面図である。遮光ｖＢＭ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１
３００［入コ程度の膜厚に形成される。 従って、ＴＦＴ　］、２の共通半導体層ΔＳ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
ドインチにされ、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１３Ｍ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ＢＭ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ＳＵＢ　２側に取り付け、ＳＵＢ
　１を観察側（外部露出側）とすることもてきる。 （共通電極ＩＴＯ２） 共通透明画素′ｒＬ極ＩＴ○２は、下部透明ガラス基板
５ＩＪＢＩ（Ｉｌｌｊｌ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コ
・１極ＩＴＯＩと共通電極ＩＴ○２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ＶＣＯＩｎが印加されるように構成され
ている。コモン電圧ｖｃＯＩｌｌは、映像信号線ＤＬに
印加されるロウレベルの駆動′改正Ｖｄｍ１ｎとハイレ
ベルの駆動電圧Ｖｄｍａｘとの中間電位である。 （カラーフィルタＦ　Ｉ　Ｌ） 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心電して構ｊ戊されている
。カラーフィルタＩ”　Ｉ　Ｌは、画ス：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、ブ
ラックマトリクス届ＢＭ及びとカラーフィルり層ＦＩＬ
のみを１品いたもので、Ｒ，Ｇ、Ｂの各フィルターはそ
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Ｆ　Ｉ　Ｌは第６図に示すように
画素電極Ｉ　Ｔｏ　ｌ　　（Ｅ　Ｉ、Ｅ２）の全てを覆
うように太き目に形成され、遮光ＭＢＭはカラーフィル
タＦＩＬ及び画素電極ＩＴＯＩのエツジ部分と重なるよ
う画素電極ＩＴＯＩ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Ｓ［ＪＢ２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［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ｊＩＱ１）　Ｓ　Ｖ　２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。 （表示パネル全体等価回路） 表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図を
第８図に示す。同図は回路図ではあるが、実際の幾何学
的配置に対応して描かれている。 Ａ　Ｒは複数の画素を二次元状に配列したマトリクス・
アレイである。 図中、Ｘは映像信号線ＤＬを意味し、添字Ｇ、Ｂ及びＲ
がそれぞれ緑、青及び赤画素に対応して付加されている
。Ｙは走査信号線ＧＬを意味し、添字１．２．３・・・
ｅｎｄは走査タイミングの順序に従って付加されている
。 映像信号線Ｘ（添字省略）は交互に上側（又は奇数）映
像信号駆動回路Ｈｅ及び下側（又は偶数）映像化シｊ駆
動回路Ｈｏに接続されている。 ＳＵＰは１つの電圧源から複数の分圧した安定化された
電圧源を得るための電諒回路やホスト（上位演算処理装
置）からのＣＲＴ　（陰極線ａ゛）用の情報を′■”Ｆ
Ｔ液晶表示パネル用の情報に交換する細路を含む回路で
ある。 （付加容量Ｃａｄｄの構造） 透明画素電極Ｅ１、Ｅ２の夫々は、薄膜トランジスタＴ
ＦＴ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と重なるように形成されている。この重
ね合せは、第２Ｂ図からも明らかなように、透明画素電
極Ｅｌ、Ｅ２の夫々を一方の電極ＰＬＩとし、隣りの走
査信号線ＧＬを他方の電極ＰＬ２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ＧＩ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
ート線ＯＬ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ｇ１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、Ｅ２の夫々と容量電極線（ｇｌ）と
の間の一部には、前記ソース′１“Ｌ極ＳＤＩと同様に
、段壬形状を乗り越える際に透１９ノ画素電極ＩＴＯＩ
が断線しないように、第１導電股ｄｌ及び第２導？！膜
ｄ２で構成された島９′ｊ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の等価回路とその動作）第２Ａ図に
示される画素の等価回路を第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ＩＴＯ２（ＣＯＭ）間で形成される液晶容量である
。 液晶容量Ｃｐｉｘの誘電体膜は液晶ＬＣ１保護ｊＩジＰ
ＳＶＩ及び配向膜○Ｒ１１，０ＲＩ２である。 Ｖｌｃは中点電位である。 １）；」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？Ｉｉ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））　Ｘ△ｖｇとなる。ここで△ＶＩＣは△Ｖ
ｇによる中点電位の変化分を表わす。この変化分ΔＶｌ
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、ソース・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ｆｆ１ｃａｄｄ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。 １）；ｊ記保持容量素子Ｃａｄｄの保持容量は、ｕＤｉ
素の書込特性から、液晶容量Ｃｐｉｘに対して４〜８倍
（４・Ｃｐｉｘ＜　Ｃａｄｄ＜８・Ｃｐｉｘ）、重ね合
せ容量Ｃｇｓに対して８〜３２倍（８・Ｃｇｓ＜　Ｃａ
ｄｄ＜３：ｌ”　Ｃｇｓ）程度の値に設定する。 （付加容量Ｃ−ａｄｄｌｌ極線の結線方法）容量電極線
としてのみ使用される初段の走査信号線ＧＬ（Ｙ、）は
、第８図に示すように、共通透明画素電極（Ｖｃｏｍ　
ＨＴｏ　２に接続する。共通透明画素電極ＩＴＯ２は、
第１Ａ〜Ｄ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ｇ
２）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、最終段の容量電極線ＧＬは、共通透明画素
電極１ＴＯ２に簡単に接続することができる。 初段の容ｆｆｉ電極線Ｙ、は最終段の走査信号線Ｙｅｎ
ｄに接続、Ｖ　ｃｏｍ以外の直流電位点（交流接地点）
に接続するか又は重訂走路回路Ｖから１つ全会に走査パ
ルスＹ、を受けるように接続しても良い。 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、本実施例では、本発明をＴＰＴを使用したアク
ティブ・マトリクス液晶表示装置に適用した場合を示し
たが、ＴＮ（ライスティド・ネマチック）型、ＳＴＮ　
（スーパー・ライスティド・ネマチック）型等の単純マ
トリクス液晶表示装置にも適用することができる。 また、本実施例ではゲート電極形成−ゲート絶縁１１り
形成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の迂ス
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、本発明の液品表ボ装置では、表示
側の透明基板に光拡散層または光拡散面を設けたので、
視野角が広くなり、表示品質を向上することができ、多
色中間調表示の液晶表示装置に特に有効である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図は、本発明の液晶表示装置の第１の実施例を示
す表示パネルの断面図（第２Ａ図のＩ４１３−１１Ｂ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）、 第１Ｂ図は、本発明の第２の実施例を示す同様の図、 第１Ｃ図は、本発明の第３の実施例を示す同様の図、 第１Ｄ図は、本発明の第４の実施例を示す同様の図、 第２Ａ図は、本発明の実施例１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、第２Ａ図のＵｃ−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４１７１乃至第６図は、＋ｉｉｊ記第２ＡＩヌ１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？１電極とカラーフィ
ルタ層のみを崩いた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−で／′）ろ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、２枚の透明基板をそれぞれ透明画素電極を設けた面
   が対向するように所定の間隙を隔てて重ね合せ、両基板
   間に液晶を封止してなる表示パネルを有する液晶表示装
   置において、上記２枚の透明基板のうち表示側の透明基
   板に光拡散層または光拡散面を設けたことを特徴とする
   液晶表示装置。