JPH0710728U - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所望の静電容量を確保し、同時に画素の光学
的開口率が上昇し、映像の輝度およびコントラストが向
上したＬＣＤを提供する。 【構成】２枚のガラス基板３ａ、３ｂのあいだに液晶層
２が挟持され、前記２枚のガラス基板３ａ、３ｂには前
記液晶層２の各画素ごとに電圧を印加できるようにそれ
ぞれ画素電極６、透明導電膜４が形成され、かつ、各画
素ごとに駆動できるＴＦＴ５と各画素ごとの両電極間に
接続される付加容量７が各画素ごとに形成されるアクテ
ィブマトリックス駆動のＬＣＤ１であって、前記付加容
量７が下部のガラス基板３ａに設けられた溝12に沿って
立体的に設けられる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は液晶表示装置に関する。さらに詳しくは、スイッチング素子として薄 膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）素子などを用いたアクティブマトリック ス形であって、開口率が飛躍的に向上した液晶表示装置（以下、ＬＣＤという） に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ＴＦＴ素子などを用いたアクティブマトリックス形のＬＣＤは、図３に 示されるごとく、液晶層51の各画素に電圧を加えるために、ＴＦＴ素子52によっ て画素電極をスイッチするものであり、各行、または列ごとにパルス的に短時間 電圧が印加されるのを繰り返すため、印加電圧がＯＦＦとなったあとも液晶層51 に電圧を加えておく必要がある。そのため、電荷を保持するための補助容量が設 けられている。液晶層51そのものを補助容量として用いるばあい、容量が小さく 保持動作が不充分であったり寄生容量が発生するなど表示される映像にわるい影 響を与える。そのため液晶層51とは別に補助容量53が備えられている。なお、図 中54は横方向に並んだ各画素のＴＦＴのゲート電極を連結したゲート線であり、 55は縦方向に並んだ各画素のＴＦＴのソース電極を連結したソース線であり、56 はコモン電極である。補助容量53には、画素電極の中央部に独自に設けられる蓄 積容量と、ゲート線の一部を共用した付加容量の２種類がある。

【０００３】 図４（ａ）、（ｂ）に示されるように、ゲート線54ａと連結した電極膜58ａを 一方の電極とする付加容量53ａは画素の端部に配置されるため、画素の開口率を 大きくできるが、一方ではゲート線に容量が付加されるため配線遅延が大きくな り、応答性が低下するという欠点がある。

【０００４】 一方、図５（ａ）、（ｂ）に示されるように、ゲート線54とは別に専用の接続 線59に電極膜58ｂが設けられる蓄積容量53ｂは、開口率は劣るが、ゲート線54に 影響を与えないため、表示の均一性が確保しやすくなる。

【０００５】 なお、図４〜５において60はゲート電極、61はソース電極、62はアモルファス シリコン層、63はドレイン電極、57はドレイン電極に接続された表示用の画素電 極、65は絶縁膜、66は保護膜で、保護膜66の上部側に液晶層51が透明基板67ａに 設けられた画素電極57と透明基板67ｂに設けられた透明導電膜68に挟まれるよう に設けられている。なお、配向膜などがさらに設けられるが、図示されていない 。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

前記従来のＬＣＤでは、ドットマトリックスの高精度化、高微細化にともない 画素を小さくする必要があり、補助容量は一定値が必要となるため、補助容量53 の種類にかかわらず、画素電極57の面積に対して補助容量53の面積の割合が高く なる。その結果、相対的に開口率が低下し、表示される映像の輝度およびコント ラストが低下するという問題がある。

【０００７】 本考案はかかる問題を解消するためになされたものであり、所望の静電容量を 確保し、同時に各画素の光学的開口率が上昇し、映像の輝度およびコントラスト が向上したＬＣＤを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の液晶表示装置は、２枚の透明基板のあいだに液晶層が挟持され、前記 ２枚の透明基板の対向面には前記液晶層の各画素ごとに電圧を印加できるように それぞれ電極膜が設けられ、かつ、各画素ごとにスイッチング素子と補助容量と が設けられてなるアクティブマトリックス形の液晶表示装置であって、前記補助 容量の電極膜および誘電体膜が前記透明基板に設けられた凹部または凸部を利用 して凹凸状に形成されていることを特徴としている。

【０００９】

【作用】 本考案のＬＣＤによれば、補助容量が透明基板に設けられた凹部または凸部を 利用して凹凸状に形成されているため、補助容量は立体的に構成され、補助容量 の電極膜は小さい投影面積で実質的に表面積が拡大される。したがって、狭い投 影面積で高い静電容量を有する補助容量を構成できる。

【００１０】

【実施例】

つぎに添付の図面を参照しながら本考案のＬＣＤを説明する。図１は本考案の ＬＣＤの実施例を示す説明図であり、（ａ）はＬＣＤの一画素を示す要部拡大平 面図、（ｂ）は（ａ）のII−II線断面図、図２は本考案のＬＣＤの製造工程の断 面説明図である。

【００１１】 図１（ａ）、（ｂ）において、１がＬＣＤであり、液晶層２が２枚のガラス基 板３ａ、３ｂによって挟持されたものであり、前述の図３の等価回路と同じ回路 構成をなす。図１（ｂ）において、上方のガラス基板３ｂには透明導電膜４が形 成され、下方のガラス基板３ａ上にはＴＦＴ５、画素電極６および付加容量７が 設けられている。なお、図中８はゲート線、９はソース線、10はＴＦＴの活性領 域となる機能層である。

【００１２】 本考案のＬＣＤは、ガラス基板に設けられた凹部または凸部を利用して凹凸の 形状に形成された電極および絶縁膜により補助容量が設けられていることに特徴 がある。たとえば、図１に示すように、隣りの行のゲート線８ａに付加容量電極 膜11を延設して付加容量７を形成するばあい、ガラス基板３ａの画素の下部付近 に溝12を設けたのち、その表面の凹凸に沿って立体的に付加容量７が設けられる 。したがって、単なる平滑なガラス基板表面に形成したものと比較して、一画素 における占有面積が同じであっても溝12内部の表面積だけ付加容量電極膜11の面 積が拡大され、それに比例して静電容量も増大する。

【００１３】 たとえば、長さＬ、幅Ｗ、深さＨの溝をｎ本形成したばあい、付加容量の表面 積は、ｎ×（２Ｈ＋Ｗ）×Ｌになる。基本的には、これらの因子をそれぞれ大き くすれば、付加容量の表面積もそれに応じて大きくなる。したがって、画素面積 を確保して付加容量の面積を拡大するためには溝の深さＨを深くするのが最も好 ましい。

【００１４】 つぎに、本考案のＬＣＤの製法を図２を参照しながらさらに詳細に説明をする 。なお、図中のＡ₁ 列は、ＴＦＴの製造工程、Ａ₂ 列は付加容量の製造工程を示 し、各製造工程は並行して進められる。

【００１５】 まず、図２（ａ）に示されるように、ガラス基板３ａの表面にレジスト膜13な どのマスクを形成したのち溝の配置に対応するようにレジストパターンを形成す る。ついでフッ酸などによるウェットエッチングまたはドライエッチングにより 、溝12を形成する。そののち、レジスト膜13は既存のレジスト除去液により除去 する。

【００１６】 つぎに、図２（ｂ）に示されるように、ガラス基板３ａ上にＣｒなど（Ａｌ、 Ｍｏでもよい）からなるゲート電極８およびＩｎ₂ Ｏ₃ などからなる透明の付加 容量電極膜11を形成する。

【００１７】 ついで、図２（ｃ）に示されるように、ガラス基板３ａの全面にプラズマＣＶＤ 法などによりＳｉ₃ Ｎ₄ 、ＳｉＯ₂ などからなる絶縁膜14を形成する。たとえば ＬＰ−ＣＶＤ装置を用いて、ＴＥＯＳ（Ｓｉ（ＯＣ₂ Ｈ₅ ）₄ ) を該装置内に導 入し、750 ℃、１Torrの条件下でＳｉＯ₂ を堆積する。

【００１８】 ついで絶縁膜14上にアモルファスシリコンなどの半導体からなる機能層10を形 成し、その両側それぞれにｐ⁺ 形またはｎ⁺ 形の導電形の不純物を含むアモルフ ァスシリコンなどからなるソース領域15およびドレイン領域16を形成する。そし て、ドレイン領域16に接続され、かつ前記付加容量電極膜11とで絶縁膜14を挟む ように、ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂ Ｏ₃ などからなり、各画素の駆動電極となる 画素電極（ＩＴＯ膜で代表する）６を形成する。これにより絶縁膜14を誘電体と する付加容量７が形成される（図２（ｄ）参照）。

【００１９】 ついで、ソース領域15とソース線９のあいだおよびドレイン領域16と画素電極 ６とのあいだをそれぞれスパッタ法などにより形成したアルミニウムなどからな るソース電極17およびドレイン電極18によって電気的に接続する。さらに、図１ （ｂ）に示すように、ガラス基板３ａの表面に保護膜19や配向膜（図示されてい ない）を設けたうえで、同様にＩＴＯ膜などからなる透明導電膜４や配向膜（図 示されていない）などが設けられた上方のガラス基板３ｂとのあいだに液晶材料 を封入することにより、液晶層２が形成され、多数の画素からなるＬＣＤ１が完 成する。

【００２０】 叙上のようにして製造されるＬＣＤ１は、同じ容量をうるのに、投影面積で従 来の補助容量の面積の80％になった。

【００２１】 なお、前述の実施例では、補助容量が付加容量のタイプであるＬＣＤを例に挙 げて説明したが、本考案は、これに限定されるものではなく、たとえば前述の従 来例で示したように、補助容量が蓄積容量のタイプであるＬＣＤであってもよい 。また前述の実施例では、ガラス基板に形成された凹部に付加容量が設けられる ばあいについて示したが、ガラス基板に電極配線に使用するアルミニウムなどか らなる凸部を形成し、該凸部上に付加容量が設けられていても、本考案の作用を 奏することができるのはいうまでもない。

【００２２】

【考案の効果】

本考案のＬＣＤによれば、画素の開口率および補助容量の容量の確保を同時に 達成することができるため、低消費電力で、高精度化、高微細化の液晶表示画像 がえられる。したがって近年開発、実用化されている高品位のハイビジョンテレ ビなどに適用できると共に、通常の液晶表示装置でも開口率が向上し、輝度やコ ントラストが向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のＬＣＤの一実施例を示す説明図であ
り、（ａ）はＬＣＤの一画素を示す平面説明図、（ｂ）
は（ａ）のII−II線断面図である。

【図２】本考案のＬＣＤの製造工程の断面説明図であ
る。

【図３】ＴＦＴを有するＬＣＤの一例を示す等価回路図
である。

【図４】従来のＬＣＤの一例を示す図で、（ａ）は平面
説明図、（ｂ）はその断面図である。

【図５】従来のＬＣＤの他の例を示す図で、（ａ）は平
面説明図、（ｂ）はその断面図である。

【符号の説明】

１ ＬＣＤ ２ 液晶層 ３ａ、３ｂ ガラス基板 ４ 透明導電膜 ５ ＴＦＴ ６ 画素電極 ７ 付加容量 11 付加容量電極膜 12 溝 14 絶縁膜

フロントページの続き (72)考案者 高村 誠 京都市右京区西院溝崎町21番地 ローム株 式会社内

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２枚の透明基板のあいだに液晶層が挟持
   され、前記２枚の透明基板の対向面には前記液晶層の各
   画素ごとに電圧を印加できるようにそれぞれ電極膜が設
   けられ、かつ、各画素ごとにスイッチング素子と補助容
   量とが設けられてなるアクティブマトリックス形の液晶
   表示装置であって、前記補助容量の電極膜および誘電体
   膜が前記透明基板に設けられた凹部または凸部を利用し
   て凹凸状に形成されてなる液晶表示装置。