JPH05188392A - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents

アクティブマトリクス液晶表示装置

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JPH05188392A
JPH05188392A JP332192A JP332192A JPH05188392A JP H05188392 A JPH05188392 A JP H05188392A JP 332192 A JP332192 A JP 332192A JP 332192 A JP332192 A JP 332192A JP H05188392 A JPH05188392 A JP H05188392A
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Mikio Katayama
幹雄 片山
Naofumi Kondo
直文 近藤
Masaya Okamoto
昌也 岡本
Katsumi Irie
勝美 入江
Makoto Miyanochi
誠 宮後
Kiyoshi Nakazawa
清 中沢
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フリッカの発生を防止するとともに、ブロッ
ク毎のコントラストの差を抑えるようにする。 【構成】 繰り返し露光に伴ってTFT部分にパターン
ずれが生じていても、対向電極を分割して分割対向電極
31に外部から電位を与えることにより、オフセットD
C電圧の生じるブロックでのフリッカの発生を防止で
き、コントラストに差が生じるのを抑えることが可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置等のアク
ティブマトリクス表示装置に関し、特にスイッチング素
子として薄膜トランジスタを用いたアクティブマトリク
ス表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】薄膜トランジスタ(以下、必要に応じて
「TFT」と略称する)を用いたアクティブマトリクス
液晶表示装置は、対向する一対のアクティブマトリクス
基板と対向基板とを有し、両基板の間に液晶層が挟持さ
れている。アクティブマトリクス基板は、ベースとなる
ガラス等の透明絶縁性基板の上に走査線としてのゲート
バスラインと信号線としてのソースバスラインとが夫々
複数本交差して配線され、ゲートバスラインとソースバ
スラインとで囲まれた各領域にマトリクス状に形成され
た絵素電極が、両バスラインの交差部近傍に形成された
TFTにて駆動される構成となっている。更に、加え
て、絵素電極と絶縁層を介して対向させ、蓄積付加容量
Cgを形成する蓄積付加容量電極も形成されることもあ
る。一方の対向基板は、その液晶層側の全面に対向電極
が一体的に形成され、この対向電極と液晶層を挟む絵素
電極との間で液晶層容量Clcが構成される。
【0003】かかる構造の液晶表示装置は、TFTの組
込みにより絵素電極間のクロストークが低減され、また
ゲートバスライン本数の制限がなくなり、そのため単純
マトリクス型のものに比べて、大容量にすることがで
き、また高画質の表示が得られるという利点がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述したTFTの形成
は、例えば図5に示すように前記透明絶縁性基板1上に
ゲート電極2、半導体層3並びに、ソース電極4及びド
レイン電極5等をこの順にパターン形成することに行わ
れる。そのパターン形成は、形成すべき部分を越えて薄
膜を成膜し、その上にレジストを形成して前記形成すべ
き部分に露光し、この露光で硬化したレジスト部分を残
して他の部分を除去し、残ったレジストをマスクとして
薄膜にエッチングを施してなされる。これを繰り返すこ
とによりTFT7が作製される。
【0005】ところで、上述の露光を行う場合におい
て、透明絶縁性基板上のすべてのTFT部分を対象にし
て一度に行うのではなく、複数のTFT部分を1ブロッ
クとして各ブロック毎に画面を継いで作製しており、そ
の繰り返し露光を行う際の重ね合わせずれによって、図
5及び図6に示すようにTFT7の内部におけるゲート
電極2とドレイン電極5とが重畳する部分がX方向、W
方向に移動して、ハッチングにて示す寄生容量領域6の
面積がブロック毎に異なり、TFT7の寄生容量Cgd
の大きさに差が生ずることとなる。
【0006】ドレイン電圧については、図7に示すよう
にTFT7内部の寄生容量(Cgd)8と液晶層容量
(Clc)9との間、及び寄生容量(Cgd)8と蓄積
付加容量(Cg)10との間での容量分割が過渡的に行
われる。そのため、図8(a)に示すようにTFT7の
ゲート電極2に印加する電圧をオフにした瞬間に生じる
電荷の再配分に伴って、図8(c)に示すようにドレイ
ン交流電圧の波形が非対称となって、寄生容量Cgdに
よる引き込み電圧であるオフセットDC電圧成分△Vが
生ずる。なお、図8(b)はソース波形を示しており、
図7中の4aはソース電極4と接続したソースバスライ
ンを、2aはゲート電極2と接続したゲートバスライン
を、11は共通電極をそれぞれ示している。上記オフセ
ットDC電圧成分△Vは、下式にて表される。
【0007】
【数1】
【0008】上述したオフセットDC電圧成分△Vは、
フリッカの発生の原因となるものであり、このフリッカ
の発生を抑えるためには、一般に対向電極側からDC電
圧を印加し、これにより寄生容量Cgdに起因するオフ
セットDC電圧を補償するようにしている。
【0009】しかしながら、従来構造のアクティブマト
リクス液晶表示装置においては、寄生容量Cgdの大き
さの違いによって、繰り返し露光の際のブロック毎に絵
素のオフセットDC電圧が異なることになるため、対向
電極側からの印加するDC電圧は、一部のブロックの絵
素のオフセット電圧しか補償できず、そのためにドレイ
ン電位の低下量がブロック間で異なることになり、ブロ
ック間で直流バイアス成分及び液晶層に印加される実効
値電圧に差が生じ、フリッカの発生を抑えられなかった
り、コントラストに差が生じてブロック毎に表示ムラが
発生するという問題点があった。
【0010】本発明は、かかる課題を解決すべくなされ
たものであり、フリッカの発生を防止するとともに、ブ
ロック毎のコントラストの差を抑えることが可能なアク
ティブマトリクス液晶表示装置を提供することを目的と
する。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リクス液晶表示装置は、液晶層を間に挟んで対向する一
方の基板が、交差する複数の走査線および信号線を有す
ると共に、該走査線と信号線とで囲まれた領域に絵素電
極と各絵素電極を駆動するための薄膜トランジスタがマ
トリクス状に配置され、他方の基板が液晶層側に対向電
極を有するアクティブマトリクス液晶表示装置におい
て、前記対向電極が複数のものを1ブロックとして各ブ
ロック毎に分割形成されていると共に、分割形成された
該対向電極に外部から電位が与えられることにより上記
目的が達成される。
【0012】前記対向電極としては、透明電極で形成す
ると共に、遮光用金属層との間には絶縁膜を介装するよ
うにしてもよい。
【0013】
【作用】本発明にあっては、繰り返し露光に伴ってTF
T部分にパターンずれが生じていても、対向電極を分割
して分割対向電極に外部から電位を与えることにより、
オフセットDC電圧の生じるブロックでのフリッカの発
生を防止でき、コントラストに差が生じるのを抑えるこ
とが可能となる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【0015】図1は本実施例のアクティブマトリクス液
晶表示装置の回路図であり、図2はTFT部分の平面
図、図3はTFT部分の断面図、図4は液晶表示装置全
体を模式的に示す斜視図である。このアクティブマトリ
クス液晶表示装置は、対向する一対のアクティブマトリ
クス基板39と対向基板30とを有し、両基板39と3
0の間に液晶層38が挟持されている。
【0016】アクティブマトリクス基板39は、ベース
となるガラス等の透明絶縁性基板20の上に走査線とし
てのゲートバスライン47aと信号線としてのソースバ
スライン49aとが夫々複数本交差して配線され、ゲー
トバスライン47aとソースバスライン49aとで囲ま
れた各領域にマトリクス状に形成された絵素電極51
が、両バスライン47aと49aとの交差部近傍に形成
されたTFT50にて駆動される構成となっている。更
に、加えて、絵素電極51と対向する部分には、図示し
ない絶縁層を介して、蓄積付加容量Cgを形成する蓄積
付加容量電極(図示せず)が形成されている。なお、図
1において、X1〜Xmはゲートバスライン47aのそれ
ぞれを、Y1〜Ynはソースバスライン49aのそれぞれ
を示す。
【0017】一方の対向基板30は、液晶層38を挟ん
で絵素電極51との間で液晶層容量Clcをもつ分割対
向電極31が、液晶層38側に形成されている。分割対
向電極31はブロック毎に分割されて形成され、各分割
対向電極31aは各ブロック毎に共通の配線17に接続
されていると共に、可変容量18を介して接地されてい
る。
【0018】次に、上記のような回路構造を有するアク
ティブマトリクス液晶表示装置の作製手順を説明する。
【0019】まず、ガラス基板20上に、タンタルをス
パッタ蒸着して膜厚3000オングストロームの薄膜を
形成し、しかる後にフォトリソグラフ技術によりパター
ン化し、ゲート電極47、ゲートバスライン47a、蓄
積付加容量電極(図示せず)及び蓄積容量共通配線21
を形成する。
【0020】次に、陽極酸化法により、上記タンタル膜
の表面を酸化し、酸化タンタル(Ta25)からなるゲ
ート絶縁膜14を、上記ゲート電極47、ゲートバスラ
イン47a、蓄積付加容量電極(図示せず)及び蓄積容
量共通配線21の上に形成する。
【0021】次に、プラズマCVD法により、膜厚30
00オングストロームの窒化シリコン(SiNx)から
なるゲート絶縁層15、膜厚300オングストロームの
真性アモルファスシリコン(a−Si(i))層16及
び膜厚2000オングストロームの窒化シリコン(Si
Nx)層を堆積する。
【0022】次に、フォトリソグラフ技術により、上記
SiNx層を島状にパターニングしてチャネル保護層パ
ターン12を形成する。
【0023】次に、プラズマCVD法により、膜厚50
0オングストロームのn型アモルファスシリコン(a−
Si(n+))層を堆積する。
【0024】次に、フォトリソグラフ技術により、上記
a−Si(i)層及びa−Si(n+)層を島状にパタ
ーニングしてTFTチャネル部パターン24、24を形
成する。
【0025】しかる後に、チタン(Ti)を膜厚300
0オングストロームでスパッタ蒸着し、フォトリソグラ
フ技術により該Ti層をパターニングすることにより、
ソース電極49とドレイン電極29とを形成する。
【0026】次に、絵素電極用ITO膜を、1000オ
ングストロームの膜厚でスパッタ蒸着してフォトリソグ
ラフ法によりパターニングし、絵素電極51及びソース
バスライン49aを形成する。
【0027】以上の各工程によって、TFT50が形成
される。
【0028】次に、窒化シリコン(SiNx)を膜厚4
000オングストロームにプラズマCVD法で堆積して
保護膜を形成し、その上に配向膜を形成してアクティブ
マトリクス基板39を作製する。
【0029】次いで、対向基板30を作製する。その作
製は、ベースとなるガラス等の透明絶縁性基板上に、I
TOからなる透明な分割対向電極31を、TFT50と
同じ数のブロックに分割してパターン形成する。このと
き、各ブロック毎に、該当するブロックに含まれる分割
対向電極31のすべてに接続して配線17を形成し、そ
の配線17の一端を、接地された可変容量18に接続す
る。
【0030】その後、対向電極31とは間に絶縁膜を介
装して、上述した絵素電極51以外の表示を行わないゲ
ートバスライン47a、ソースバスライン49a及びT
FT50部分を覆うための遮光用金属層(図示せず)
を、例えば格子状に形成する。この遮光用金属層は、一
般にブラックマスクと称される。このように遮光用金属
層と対向電極31との間に絶縁膜を設けた場合、後述す
るように分割された各対向電極31に電位を印加して
も、遮光用金属層は電気的に絶縁されているため、遮光
用金属層と絵素電極51との間に電位が生じにくくな
り、その間の液晶層38に悪影響が及ぶのを防止できる
利点がある。
【0031】次いで、このように形成された対向電極3
0の上に配向膜(図示せず)を形成した後、この対向基
板30と、上述のアクティブマトリクス基板39と貼り
合わせると共に、両基板30と39との間に液晶層38
を注入する。
【0032】以上のようにして、ブロック状にパターニ
ングされた分割対向電極31を有するアクティブマトリ
クス液晶表示装置が作製される。
【0033】したがって、このように作製された本実施
例の液晶表示装置においては、上述の分割対向電極31
が形成されていると共に、各ブロックに含まれる総ての
分割対向電極31が配線17及び可変容量18を介して
接地されているので、可変容量18を調整することによ
り各ブロック毎に最適な対向電圧を印加できる。このた
め、寄生容量Cgdの大きさの違いによって、繰り返し
露光の際のブロック毎に絵素のオフセットDC電圧が異
なっていても、各ブロックの絵素のオフセット電圧を補
償でき、フリッカーを抑制することが可能となり、また
コントラストに差が生じるのを防止できるので、表示を
ムラなく均一にできる。
【0034】なお、上記実施例では1ブロックに含まれ
る分割対向電極31の数は、TFT50の数と同一にし
たが、TFT50の数よりも少なくしても支障はない。
即ち、TFTの1ブロックに分割対向電極の複数ブロッ
クが対応するように設けられていても、前記複数のブロ
ック毎の対向電圧を各可変容量18にて個別に調整でき
るからである。
【0035】
【発明の効果】本発明による場合は、以上詳述したよう
に対向電極をブロック毎に分割し、各ブロックの分割対
向電極に所望の電圧を印加できる構成としてあるので、
アクティブマトリクス基板側における各ブロック毎のオ
フセットDC電圧が異なっていても、その電圧を補償す
ることができ、これによりフリッカーを抑制することが
可能となり、またコントラストに差が生じるのを防止で
きるので、表示をムラなく均一にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例のアクティブマトリクス液晶表示装置
における等価回路図。
【図2】図1のTFT部分の平面図。
【図3】図1のTFT部分の断面図。
【図4】図1のアクティブマトリクス液晶表示装置を模
式的に示す斜視図。
【図5】従来のTFT部分の断面図。
【図6】従来のTFT部分の平面図。
【図7】従来の技術の問題点を説明するための図。
【図8】(a)はゲート波形、(b)はソース波形、
(c)はドレイン波形をそれぞれ示す図。
【符号の説明】
20 ガラス基板 14 ゲート絶縁膜 15 ゲート絶縁層 47 ゲート電極 47a ゲートバスライン 50 TFT 51 絵素電極 49 ソース電極 49a ソースバスライン 12 チャネル保護層パターン 29 ドレイン電極 30 対向基板 31 分割対向電極 38 液晶層 39 アクティブマトリクス基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入江 勝美 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 宮後 誠 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中沢 清 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】液晶層を間に挟んで対向する一方の基板
    が、交差する複数の走査線および信号線を有すると共
    に、該走査線と信号線とで囲まれた領域に絵素電極と各
    絵素電極を駆動するための薄膜トランジスタがマトリク
    ス状に配置され、他方の基板が液晶層側に対向電極を有
    するアクティブマトリクス液晶表示装置において、 前記対向電極が複数のものを1ブロックとして各ブロッ
    ク毎に分割形成されていると共に、分割形成された該対
    向電極に外部から電位が与えられるアクティブマトリク
    ス液晶表示装置。
  2. 【請求項2】前記対向電極は、透明電極から形成されて
    いると共に、遮光用金属層との間には絶縁膜が介装され
    ている請求項1記載のアクティブマトリクス液晶表示装
    置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020010321A (ko) * 2000-07-29 2002-02-04 구본준, 론 위라하디락사 액정 디스플레이 장치
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