JPS6045219A - アクテイブマトリクス型表示装置 - Google Patents

アクテイブマトリクス型表示装置

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JPS6045219A
JPS6045219A JP58153771A JP15377183A JPS6045219A JP S6045219 A JPS6045219 A JP S6045219A JP 58153771 A JP58153771 A JP 58153771A JP 15377183 A JP15377183 A JP 15377183A JP S6045219 A JPS6045219 A JP S6045219A
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柳沢　俊夫
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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】 ［発明の技術分野］ 本発明は薄膜トランジスタ（、Ｔ　Ｐ　Ｔ　）アレイを
用いた透過型のアクティブマトリクス型表示装置に関す
る。
［発明の技術的背景とその問題点コ 現在、液晶やＥＬ等を用いた表示装置は、テレビ表示や
グラフィックディスプレイ等を指向した大容量、高密度
のアクティブ、マトリクス型表示装置の開発、実用化が
さかんである。この種の表示装置では、クロストークの
ない高コントラストの表示を行なえるよう、各画素を駆
動制御するための手段として半導体スイッチが用いられ
ている。
その半導体スイッチとしては、単結晶８１基板上に作成
されたＭＯ８形ＦＥＴや、最近では、透過型の表示が可
能である等の理由から、透明基板上に形成されたＴＰＴ
などがある。
第１図および第２図はＴＦＴアレイを備えたアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の等価回路と概略断面図であ
る。第１図において１１はスイッチ素子としてのＴＰＴ
、１２は表示画素電極でＴＦＴｌｌのソースと接続され
ている。ＴＦＴｌ　１のゲートは行毎に共通接続されて
ゲート母線Ｙ１゜Ｙ２．・・・、Ｙｎが設けられ、ドレ
インは列毎に共通接続されてドレイン母線Ｘｉ　、　Ｘ
２　、・・・、Ｘｌｌ１が設けられる。１３は対向電極
、１４ば液晶層である。また第２図において、１５は第
１の電極基板であって、ガラス等の透明絶縁基板１６に
ＴＦＴアレイ（図では省略）とこれにより選択駆動され
る表示画素電極１２が集積形成されている。
１７は第２の電極基板であって、ガラス等の透明絶縁基
板１８に透明導電膜からなる対向電極１３が形成されて
いる。液晶層１４はこれら第１、第２の電極基板１５．
１７に挟持されている。１９はスペーサおよび封着部で
ある。
一画素部分の具体的構造を示すと第３図および第４図の
とおりである。第３図は第１の電極基板１５の平面パタ
ーンであり、第４図は詳細な断面図である。即ち第１の
電極基板１５は、透明絶縁基板１６に、透明導電膜によ
るドレイン電極２０、表示画素電極１２と一体のソース
電極２１を形成し、この上に半導体薄膜２２を１「積し
、ＳｉＯ２膜等のゲー１へ絶縁膜２３を介してＡｊ？膜
等にＪ：るゲート電極２４を形成し、ＳｉＯ２膜等によ
る表面保護膜２５を形成して１ｑられる。
上記構成において、液晶表示装置の動作は、次の様に行
なわれる。すなわち、ゲー１−　ｆｆｌ線Ｙ１゜Ｙ２．
・・・、Ｙｌｌは走査信号により順次走査駆動され、Ｔ
ＦＴｌ　１はゲート母線毎にＴＦ／ｎの期間たけ順次導
通状態にもたらされる。ここで、Ｔはフレーム走査周期
である。上記走査と同期してドレイン母線Ｘ１　、　Ｘ
２　、・・・、　ｘｍに例えば■並列画像信号電圧を供
給すると、この信号電圧はゲート母線毎に順次表示電極
１２に導かれ、対向電極１４との間に１夾持された液晶
層１４を信号電圧　□パ□に応じて励起し、画像表示が
なされる。
このような表示装置において、ＴＰＴは、光の影響を受
けやすい。特に、半導体膜としてアモルファスシリコン
（ａ−３ｉ：Ｈ）を用いた場合は、光の照射により）９
電率が３桁以上大きくなり、ＴＦＴのＯＦＦ状態でのリ
ーク電流が大幅に増えるため透過型の表示装置の性能を
落とす欠点がある。
これを補償するには、ＴＦＴ部に光じゃへい層を設ける
ことが必要となる。
また、上記の表示装置では、ＴＦＴｌｌを通して伝達さ
れた信号電圧は、表示画素電極１２、対向電極１３およ
び液晶層１４で形成されるキャパシタにより保持される
が、多くの適用例では、液晶層１４にリーク電流が流れ
、次にＴＦＴｌ　１が駆動されるまでに、信号電圧が減
衰してしまう。
これを避けるため、上記液晶層容量と並列に補助キャパ
シタを設けることが多い。この場合には、第５図に示す
杵に透明絶縁す板１６にまず透明導電膜によるキャパシ
タ電極２６を形成し、この上に８１０２膜等の絶縁膜２
７を形成した後に、第４図と同様、ＴＦＴアレイおよび
表示画素電極を形成する。
しかしながら、上述のように光し１５へい層やキャパシ
タ電極をそれぞれ別に設置プることは工程数の増加をも
たらし、表示装置の歩留り低下の原因となる。
［発明の目的コ 本発明は、工程数をそれ程増やすことなく、従って高い
製造歩留りを得ることができる、高性能化したアクティ
ブマＩ・リクス型表示装置を提供するものである。
［発明の概要コ 本発明は、前述したようなアクディアマ１〜リクス型表
示装置において、その第′１の電極基板のＴＦＴ部に導
電性の光じゃへい層を設（〕てこの光じゃへい層を所定
電位に固定し、−かつこの光じゃへい層の一部を表示画
素電極の一部に絶縁膜を介して対向させて補助キャパシ
タを構成する。
［発明の効果］ 本発明によれば、ＴＦＴ部を光し１ｂへい層でおおうこ
と、およびこの光し１５へい層と表示画集電（―の間て
補助キャパシタを構成すること、により外部光に強くか
つ信号電圧蓄積性能の高い透過型の表示装置が（ｑられ
る。しかも本発明では、光じゃへい層を補助キャパシタ
電極として兼用させているため、製造工程は格別複雑に
ならず、高い製造歩留りが得られる。
［発明の実施例コ 次に、本発明の一実施例を詳細に説明する。
第６図および第７図は、本発明の一実茄例の一画素部分
の構造をそれぞれれＭ３図および第４図に対応させて示
したものである。従って第３図および第４図と対応する
部分には同一符号を付して詳細な説明は省く。従来のも
のと異なる点は、第１の電極基板１５に、ＴＦＴｌｌや
表示画面電極１２を集積形成する前に、ＴＰＴ領域をお
おうように導雷性の光じゃへい層２８を設けていること
である。この光じゃへい層２８は例えばＡＩ！。
Ｍｏ、Ｃｒ等の金属膜であり、この上に絶縁膜として窒
化硅素膜２９を形成し、この上にＴＦＴｌｌや表示画素
電極１２を集積形成している。ここで、光じゃへい層２
８は列方向に共通に配設され外部から特定電位に固定さ
れる。そうしないと、丁ＦＴ１１のドレインＩｔｆｆｉ
２０とソース電極２１カ光じゃへい層２８を介して容舟
的結合をおこすからである。特定電位は接地電位には限
られない。
そして光じゃへいＭ２Ｓは表示画素電極１２の仝而に対
向させると透過型表示ができなくなるから、表示画素電
極１２とは互いに一部Ａ−バラツブするように配設され
、この重なり部分で補助キャパシタを構成する。
このように光じゃへい層２８を用いて補助キャパシタを
形成した場合の効果を具体的に説明する。
この補助キャパシタの容ｆｆ１ｃ１は、窒化硅素膜２９
の誘電率と膜厚、および光じゃへい層２８と表示画素電
極１２の重なり面積により決まる。表示画素重任１２部
での光透過に実用上支障のない程度の重なり面積でＣｓ
’に１＋）Ｆを得ることは容易である。
一方、前述のように表示画紫電（へ１２と対向電極１３
とこの間の液晶層１４とが、信＠電圧Ｍｖ１キャパシタ
となっている。その’ｆ１ｍｃ２は、画素面積Ｓが１５
０μｍ角、液晶の比誘電率εが８、セル厚ｔが８　ａ　
ｍの場合、Ｃ２−，０，２ｐ　Ｆ程度となる。液晶の抵
抗率を、ゲストホストタイプ液晶の典型的な値ρＬｏ　
＝２Ｘ１０”Ωｃｍとした場合、液晶層の抵抗は となる。従って液晶容量ｃ２のみで信号電圧を保持しよ
うとすれば、時定数τ＝Ｃ２γＬｏ＝１４ｍ　ｓ　テあ
り、表示電極電位はＶｏ　ｅＸｌｌ　（−ｔ　／τ）で
減衰する。ここでＶＤは最初に表示電極に書き込まれた
信号電圧である。フレーム周波数６０Ｈ７の線順次の場
合、ひとつのラインが次の励起を受けるまでは１７ｍ５
ｅｃ弱かがる。そうすると液晶層ｆｆ１Ｃ２のみの場合
、−周期で表示電極電位は初期電位Ｖｎの１／３以下に
落ちてしまい、液晶にかかる実効電圧は、大幅に低下し
、ＬＣＤ表示性能は大幅に低下する。これに対し、補助
キャパシタの容量ｃｔ＝１１１Ｆが並列に入る本実施例
では、−周期後の表示Ｎ極電位は、初ｐＪＪ電位の７２
％程度を保ち、液晶にかかる実グ」電圧は大幅に向上す
る。従って光し１５へい効果ど相まって、高い表示性能
を得ることができる。
また本実施例では、光し１５へい層をそのまま補助キャ
パシタ電極として兼用させるから、製造工程も格別複雑
にならず、歩留り向上が図られる。
第８図は、本発明の他の実施例の第７図に対応する断面
図である。ＴＦＴＩ　１は先の実施例と（ん造が上下逆
になっているが、相対応する部分には同一符号を付しで
ある。この実施例では、ＴＦＴｌｌのゲート電極２４が
下にあり、第２の電極基板１７側からの光入射が問題と
なるため、ＴＦＴｌｌおよび表示画素電極１２をｊ：、
偵形成した上に、光じゃへい層２８を設けている。光じ
ゃへい層２８が窒化硅素膜２つを介して表示画素電極１
２に一部重なり、この部分で補助キャパシタを構成する
ことは先の実施例と同様である。この実施例によっても
先の実施例と同様の効果が得られる。
本発明は、ＴＰＴとしてａ−３ｉ：Ｈを用いた場合の他
、ポリ−８ｉやＣｄ　Ｓ　ｅ　、Ｃｄ　Ｓ等の化合物半
導体を用いた場合も有効である。また、グーｌ−絶縁膜
や光じゃへい層と表示画紫電（〜との間の絶縁膜として
も、窒化硅素や酸化硅素の他、Ａキシティ１〜ライトシ
リコン等の無別絶縁膜や、ポリイミド等の右（幾絶縁膜
を用いることができる。
更に、光し１ｂへい層は、導電性で光を透過しない材料
であればよい。電流はほとんど流れないため、比較的抵
抗が高くても良く、１０００ス　〜２０００　Ｘ捏度の
薄膜で十分である。上記各層の製造方法は、プラズマＣ
ＶＤ、常圧・減圧ＣＶＤ法、蒸着法、スパッタ法、モレ
キュラービーム法、スピンオングラス法等の種々の方法
が可能である。
また以上では専ら液晶表示装首を説明したが、表示媒体
として２１Ｍ膜を用いた場合にも本発明は有効である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のアクティブマトリクス型液晶表−示装置
の等価回路図、第２図はその全体構造を示す概略断面図
、第３図は同じく一画素部分の第１の電極基板平面パタ
ーンを示す図、第４図は同じく一画素部分の断面図、第
５図は補助４−ヤバシタを設けた従来のアクティブマ）
〜リクス型液晶表示装置の第４図に対応する断面図、第
６図はＪ３Ｊ、び第７図は本発明の一実施例のアクティ
ブ７１−リクス型液晶表示装置の一画素部分の（δ造を
夫々第３図および第４図に対応させて承り図、第８図は
他の実施例の一画素部分の）ａ造を第７図に対応させて
示す図である。 １１・・・ＴＦ丁、１２・・・表示画素電極、１３・・
・ヌづ内電極、１４・・・液晶層、１５・・・第１の電
極基板、１６・・・透明絶縁基板、１７・・・第２の電
）勇基板、１８・・・透明絶縁基板、２０・・−トレイ
ン電（湯、２１・・ソース電極、２２・・・半導体膜、
２３・・・グーｌ−絶縁膜、２４・・・グー１〜電極、
２５・・・表面保護膜、２８・・・導電性光し１５へい
層、２９・・・窒化硅素膜。 出願入代１人　弁１士　鈴江武彦　１・１第１図 第２囚 第３図 ５４’ｒ　４　じ 第６０ 第８図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 （１ン　透明絶縁基板上に薄膜トランジスタアレイとこ
    れにより選択駆動される透明な表示画素電極を集積形成
    した第１の電極基板と、透明絶縁基板上に透明導電膜か
    らなる対向電極を形成した第２の電極基板と、これら第
    １、第２の電極基板の間に挟持された表示媒体とを儒え
    たアクティブマトリクス型表示装置において、前記第１
    の電極基板の各薄膜トランジスタ部に所定電位に固定さ
    れる導電性の光じゃへい層を設け、かつこの光しやへい
    層の一部を前記表示画素電極の一部に絶縁膜を介して対
    向させて補助キャパシタを構成したことを特徴、とする
    アクティブマトリクス型表示装置。 （■　前記光じゃへい層は、＠ｌ！ｉ！１〜ランジスタ
    アレイと表示画素電極を集積形成する前に透明絶縁基板
    上に形成されたものである特許請求の範囲第１項記載の
    アクティブマトリクス型表示装置。 （３）前記光しヤへい層は、薄膜トランジスタアレイと
    表示画素電極を集積形成した後にこの上に形成されたも
    のである特許請求の範囲第１項記載のアクティブマトリ
    クス型表示装置。
JP58153771A 1983-08-23 1983-08-23 アクテイブマトリクス型表示装置 Pending JPS6045219A (ja)

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DE8484109905T DE3478514D1 (en) 1983-08-23 1984-08-20 Active matrix type display apparatus
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