JPH0990409A

JPH0990409A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH0990409A
Application number: JP27371795A
Authority: JP
Inventors: Shinji Danjo; 信二檀上
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1995-09-28
Filing date: 1995-09-28
Publication date: 1997-04-04

Abstract

(57)【要約】【課題】外部光による静電保護素子のリーク電流の増
加、及びそれに伴うデータ信号、コモン信号の電圧の低
下を防止できる液晶表示素子を提供することである。【解決手段】ＴＦＴ基板１１上に、Ａｌ−Ｔｉ等の金
属膜からなる遮光膜３５１を形成し、その上に静電保護
素子３５を形成する。ＴＦＴ基板１１の外側に配置され
たバックライト２１からの光は、遮光膜３５１により遮
光され、静電保護素子３５の真性半導体層３５３には入
射しない。従って、光電効果による真性半導体層３５３
でのキャリヤの移動度と濃度の増加は発生しない。この
ため、リーク電流の増加、及びリーク電流の増加による
データ信号、コモン信号の変動は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、静電保護素子の
リーク電流の増加、及びデータ信号、コモン信号の電圧
の低下を防止できる液晶表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のＴＦＴ液晶表示素子は、一対の透
明基板と、一対の透明基板間に封止された液晶と、一対
の透明基板間の外側に配置された一対の偏光板と、一対
の偏光板の一方の外側に配置されたバックライトと、か
ら構成されている。一方の基板には、ＴＦＴと、ＴＦＴ
のゲート電極に接続されたアドレス配線と、ドレイン電
極に接続されたデータ配線と、ソース電極に接続された
画素電極と、コモン電圧が印加されたコモン配線とが配
置されている。画素電極にはデータ配線を介してデータ
信号が印加される。また、他方の基板には、コモン電圧
が印加された一枚の対向電極が配置されている。

【０００３】各データ配線とコモン配線との間、及び各
アドレス配線とコモン配線との間には、静電気等に起因
するＴＦＴの絶縁破壊を防止するために、非線形電圧−
電流特性を有する静電静電保護素子がそれぞれ接続され
ている。静電保護素子は、静電気等による高電圧が印加
された場合にオンし、ＴＦＴのすべての電極を同一電位
にして保護する。

【０００４】従来の静電保護素子４５は、図５に示すよ
うに、透明基板４１上にＳｉ₃Ｎ₄等からなる絶縁層４５
２が形成され、絶縁層４５２上にａ−Ｓｉ（アモルファ
スシリコン）からなる真性半導体層４５３が形成されて
いる。この真性半導体層４５３の上にＳｉ₃Ｎ₄からなる
絶縁層４５４（ブロッキングレイヤ）が形成され、絶縁
層４５４の上の両端にｎ⁺−Ｓｉからなるｎ型高濃度層
４５５がそれぞれ形成されている。さらに、ｎ型高濃度
層４５５の上に、Ｃｒからなる第１電極層４５６がそれ
ぞれ形成され、第１電極層４５６の上にＡｌ−Ｔｉから
なる第２電極層４５７がそれぞれ形成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような構成の静電
保護素子４５に、透明基板４１の外側からバックライト
等からの強い光４６が照射されると、光４６は静電保護
素子４５の真性半導体層４５３に入射する。その結果、
真性半導体層４５３のキャリヤの移動度と濃度が増加し
て、静電保護素子４５のリーク電流が増加するという問
題が発生していた。また、リーク電流の増加に伴ってデ
ータ信号の電圧、コモン信号の電圧が低下し、表示特性
が劣化するという問題も発生していた。

【０００６】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、外部光による静電保護素子のリーク電流の増加、
及びそれに伴うデータ信号、コモン信号の電圧の低下を
防止できる液晶表示素子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】上記目的を達成するため
に、この発明にかかる液晶表示素子は、マトリクス状に
配置されたスイッチング素子及び画素電極と、前記スイ
ッチング素子に接続されたアドレス配線とデータ配線
と、コモン電圧が印加されたコモン配線と、各前記アド
レス配線とコモン配線との間及び各前記データ配線とコ
モン配線との間に接続され、半導体層を備え、非線形電
圧−電流特性を有する静電保護素子と、前記静電保護素
子の半導体層と対向する領域に形成され、外部からの光
を遮光する遮光膜と、が配置された透明な第１の基板
と、前記第１の基板に対向して配置され、前記コモン電
圧が印加された対向電極が形成された第２の基板と、前
記第１の透明基板と前記第２の基板間に配置された液晶
と、を備えることを特徴とする。

【０００８】このような構成の液晶表示素子によれば、
外部からの光は、遮光膜により遮光されるため、静電保
護素子の半導体層には入射しない。このため、半導体層
のキャリヤの移動度と濃度が増加する光電効果は生じな
い。従って、光電効果によるリーク電流の増加、及びそ
れに伴うデータ信号、コモン信号の電圧の低下は生じな
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
一実施形態をＴＦＴ液晶表示素子を例に説明する。図１
に示すように、ＴＦＴ液晶表示素子は、一対の透明基板
１１、１２と、一対の透明基板１１、１２間に封止され
た液晶１３と、一対の透明基板１１、１２を挟んで配置
された偏光板２２、２３と、偏光板２２の外側に配置さ
れたバックライト２１とから略構成される。

【００１０】一対の透明基板はガラス等から構成され、
下側の透明基板（ＴＦＴ基板）１１には、スイッチング
素子としてのＴＦＴ１５とＴＦＴ１５に接続された画素
電極１４とが各画素領域にマトリクス状に配置されてい
る。各ＴＦＴ１５及び画素電極１４の上には、所定方向
に配向処理が施された配向膜１６が全面に配置されてい
る。上側の透明基板（対向基板）１２には、各画素電極
１４と対向する一枚の対向電極１７が配置されている。
対向電極１７の上には、所定方向に配向処理が施された
配向膜１８が全面に配置されている。液晶１３は、配向
膜１６、１８に施された配向処理に従って配向し、封止
材ＳＣにより封止されている。偏光板２２、２３はそれ
ぞれ所望の表示が得られるようにその透過軸の方向が設
定されている。バックライト２１はこの液晶表示素子に
背面から光を照射する。

【００１１】図２の等価回路図に示すように、ＴＦＴ１
５のゲート電極は、行方向に配置されたアドレス配線３
１に接続され、ドレイン電極は列方向に配置されたデー
タ配線３２に接続され、ソース電極は液晶容量と液晶容
量に並列に接続された補助容量とからなる合成容量３３
の一端に接続されている。液晶容量は画素電極１５と対
向電極１７とその間の液晶１３とから構成され、補助容
量は画素電極１５と図示せぬ補助容量配線とその間の絶
縁層とから構成されている。合成容量３３の他端は、対
向電極１７と補助容量配線とからなる合成容量配線３６
に接続されている。合成容量配線３６はコモン配線３４
に接続されている。アドレス配線３１にはアドレス信号
が印加され、データ配線３２にはデータ信号が印加さ
れ、コモン配線３４には対向電極１７に供給されるコモ
ン信号が印加される。

【００１２】コモン配線３４とデータ配線３２との間、
及び、コモン配線３４とアドレス配線３１との間には、
静電気等に起因するＴＦＴ１５の特性変動や絶縁破壊等
を防止するための静電保護素子３５が接続されている。
静電保護素子３５は、静電気等による高電圧が印加され
た場合に、ＴＦＴ１５のすべての電極を同電位にして保
護する。

【００１３】静電保護素子３５は、図３に示すように、
ＴＦＴ基板１１上に遮光膜３５１が形成され、その上に
Ｓｉ₃Ｎ₄等からなる絶縁膜３５２が形成されている。絶
縁膜３５２の上には、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコ
ン）等からなる真性半導体層３５３が形成され、真性半
導体層３５３の上にＳｉ₃Ｎ₄等からなる絶縁層（ブロッ
キングレイヤ）３５４が形成され、その両端にｎ⁺−Ｓ
ｉ等からなるｎ型高濃度層３５５がそれぞれ形成されて
いる。ｎ型高濃度層３５５の上にＣｒ等からなる第１電
極層３５６とＡｌ−Ｔｉ等からなる第２電極層３５７と
がそれぞれ形成されている。

【００１４】遮光膜３５１は、真性半導体層３５３と対
向する領域に、真性半導体層３５３の平面サイズよりも
大きく形成される。これは、同一または小さい平面サイ
ズで形成された場合に、遮光膜３５１と第１電極層３５
６との間から光が内部に入射するのを防ぐためである。
また、遮光膜３５１は、Ａｌ−Ｔｉ等の金属膜からＴＦ
Ｔ１５のゲート電極をパターニングによって形成する時
に、同時に形成される。

【００１５】このような構成の静電保護素子３５におい
ては、ＴＦＴ基板１１の外側のバックライト２１から強
い光が静電保護素子３５に照射されても、光は遮光膜３
５１により遮光され、真性半導体層３５３には入射しな
い。従って、真性半導体層３５３では、光が照射される
ことによりキャリヤの移動度と濃度が増加する光電効果
は生じない。このため、光電効果によって生じるリーク
電流の増大、及びリーク電流の増大に伴って生じるデー
タ信号、コモン信号の電圧の低下は発生しない。

【００１６】また、遮光膜３５３は、真性半導体層３５
３の平面サイズよりも大きく形成されているため、光が
遮光膜３５１と第１電極層３５６との間から入射して、
この間で乱反射を起こし、光電効果が発生するのを防止
することができる。また、遮光膜３５１はゲート電極を
形成する時に同時に形成されるため、簡単に形成するこ
とができる。

【００１７】この発明は、上記実施形態に限定されず、
種々の変形及び応用が可能である。例えば、上記実施形
態においては、ＴＦＴ基板１１上の静電保護素子３５の
内部に遮光膜３５１を配置したが、図４に示すように、
ＴＦＴ基板１１上の静電保護素子３５が形成された面と
反対側の面の真性半導体層３５３と対向する領域に、遮
光膜３５１を形成してもよい。

【００１８】また、上記実施形態においては、真性半導
体層３５３を用いた静電保護素子３５にこの発明を適用
したが、この発明は、不純物半導体層を用いたい静電保
護素子等にも適用可能である。

【００１９】また、ＴＦＴをスイッチング素子（アクテ
ィブ素子）とする液晶表示素子を例にこの発明を説明し
たが、この発明は、ＭＩＭをスイッチング素子とする液
晶表示素子にも適用可能である。また、バックライトを
配置した透過型液晶表示素子にこの発明を適用したが、
この発明は、バックライトを配置しない透過型液晶表示
素子にも適用可能である。また、反射板を配置した反射
型液晶表示素子にも適用可能である。

【００２０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
外部光による静電保護素子のリーク電流の増加、及びそ
れに伴うデータ信号、コモン信号の電圧の低下を防止で
きる液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態にかかるＴＦＴ液晶表示
素子の構成を示す断面図である。

【図２】この発明の一実施形態にかかる液晶表示素子の
回路構成を示す回路図である。

【図３】この発明の一実施形態にかかる静電保護素子の
構成を示す断面図である。

【図４】この発明の他の実施形態にかかる静電保護素子
の構成を示す断面図である。

【図５】従来の静電保護素子の構成を示す断面図であ
る。

【符合の説明】１１・・・ＴＦＴ基板、１２・・・対向基板、１３・・・液晶、
１４・・・画素電極、１５・・・ＴＦＴ、１６・・・配向膜、１
７・・・対向電極、１８・・・配向膜、２１・・・バックライ
ト、３１・・・アドレス配線、３２・・・データ配線、３３・・
・合成容量、３４・・・コモン配線、３５・・・静電保護素
子、３５１・・・遮光膜、３５２・・・絶縁層、３５３・・・真
性半導体層、３５４・・・絶縁層、３５５・・・ｎ型高濃度
層、３５６・・・第１電極層、３５７・・・第２電極層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリクス状に配置されたスイッチング素
子及び画素電極と、前記スイッチング素子に接続された
アドレス配線とデータ配線と、コモン電圧が印加された
コモン配線と、各前記アドレス配線とコモン配線との間
及び各前記データ配線とコモン配線との間に接続され、
半導体層を備え、非線形電圧−電流特性を有する静電保
護素子と、前記静電保護素子の半導体層と対向する領域
に形成され、外部からの光を遮光する遮光膜と、が配置
された透明な第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置され、前記コモン電圧が
印加された対向電極が形成された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板間に配置された液晶
と、を備えることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】前記遮光膜は、前記第１の基板上に前記ス
イッチング素子の電極を形成する過程で同時に形成され
ることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
【請求項３】前記遮光膜は、前記半導体層の平面サイズ
よりも大きく形成されている、ことを特徴とする請求項
１又は２に記載の液晶表示素子。