JPS63113525A - 補助キヤパシタンスを有する画素を用いた液晶表示装置 - 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】 本発明は一般に光作用表示装置、より詳細には表示画素
の画素キャパシタンスと並列に補助キャパシタンスを設
けた液晶表示装置に係る。

発明の背景 光作用表示装置はいろいろな種類の元作用物質を用いて
多くの形態に形成することができる。

「光作用物質」という用語は発光物質またはその物質か
ら反射または透過された光の強度、位相または偏りを選
択的に変えることのできる物質を意味する。液晶はこの
ような特性を有する物質の１つに過ぎない。一般に各画
素が個別にアドレスできる１対の電極を含み、電極の間
に液晶を配置する。周知のように電極間に電圧を印加し
てその電圧が液晶材料の閾値電圧を超えた時に電極間に
ある液晶材料の光学的特性が変化して、使用している物
質の種類および表示装置に所望の動作モードにより明表
示または暗表示が行なわれる。

液晶表示装置は普通、行と列から成るマトリックス状に
配列された画素を多数含んでおシ、マトリックスアレー
の画素が多数であるため、マルチプレツクシングを用い
て各画素に選択的にアドレスする。すなわち、一方の共
通電極面にある画素を行毎に行アドレス線で連結し、他
方の共通電極面にある画素を列毎に列アドレス線で連結
する。

その結果、各画素が２本のアドレス線の交点の１つの近
くに位置することになり、それら２本の交差線の間に電
圧を印加することによって個別にアドレスできる。画素
電極がアドレス線に直接連結されている場合は受動マト
リックスが形成される。

受動マトリックスにおいては、表示物質固有の電圧閾値
特性に頼って、その閾値電圧より高い電位でアドレスさ
れている画素のみを選択的に作動する他ない。画素は電
位の印加されているアドレス線の１つと連結されている
ために電圧の増加を経験し得るが、１本の線の電位によ
って生じる電位上昇は画素の閾値電圧以下であるため、
その画素が作動されることはない。受動マトリックスを
用いた液晶表示装置で使用できる画素の数が画素のコン
トラストおよび速度による制限を受けることは周知であ
る。これは、液晶材料の閾値電圧特性の鮮明度に限界が
あることにもよる。

多数の画素を有する表示装置において高い解像度と容認
し得るコントラストおよび速度を達成するために、能動
マトリックスを用いる表示装置が開発されている。能動
マ）　ＩＪツクス表示装置は画素１つに対して１つまた
けそれ以上の分離装置を使用し、各画素の閾値電圧の鮮
明度を高めると共に共通アドレス線上の画素間に印加さ
れる電位からの分離を強化する。２〜４種類の端子分離
装置をいくつか用いて所望の分離を行なうことができる
。「分離装置」という用語は、１本またはそれ以上の共
通アドレス線を共有する他の画素を切換えたりこれに悪
影響を及ぼすことなく、１つの画素にアドレスする（切
換える）能力を強める動きをするあらゆる装置を指す。

分離装置の中にはＭ−Ｉ−Ｍ構造々ど、いろいろか構成
で配列された１つまたはそれ以上のダイオードのような
閾値装置も含まれる。これらは全て、電圧閾値を元作用
物質そのものによる場合より精密なものＫできる。

より精密な電圧閾値とは、画素をＯＦＦからＯＮに切換
えるのに要する電圧のばらつきが小さいことを意味する
。分離装置としてはこの他に、薄膜トランジスタのよう
な切換え装置も含まれる。

関係技術分野で一般に周知の液晶表示装置では、１対の
電極と液晶材料の結果生じる１Ｉｊｊ素のキャ／４’シ
タンスによる照付保有にのみ頼って画素の光学的条件を
所望に維持しなければならないことが多い。ｉ曲素位置
に蓄積できる′〔１荷の総貸は、苔積した電荷を放電す
るのに使用できる元作用物實（およびその他のリーク路
）の全コンダクタンスと関連して、ある最小閾値レベル
より高い所望の電圧を画素の液晶表示材料の両端で保持
してその画素を電圧印加後の他の画素のアドレス中にも
一定の光学的条件の下に維持できるかどうかに影響を及
ぼす。換ぎすると、画素の総キヤＡシタンスが画素の放
電に使用されるリーク路に関して増大するに従って、そ
の画素の放電を行うためにその両端に印加されるピーク
電圧と結果的に画素両端に生じるＲＭＳ　ｉＨ圧との比
が小さくなる。さらに別の、または補助的なキャパシタ
ンスを付加して蓄積し得る電荷量を大きくするには、そ
のキャパシタンスを画素のキャパシタンスと並列に電極
の両端に付加せねばならず、これには液晶利料を貫通し
ての接続を要するため困難である。また、表示装置の両
式極面にアドレス回路が設けられることにな！ｌｌ＋Ｒ
成がａ体化する。

表示装置の一方の基板面または画素電極面に分離装置も
含めて全てのアドレス用電子回路を備える改良形能動マ
トリックス表示装置についての記載が米国特許第４，５
８９，７３３号、「改良された画素電極を備える表示装
置および副集成部品」にある。この特許は１９８６年５
月２０日、ズビ・ヤニブ（ＺｖｉＹ息ｎｌｖ　）、イエ
ール・バロン（Ｙａｉｒ　Ｂａｒｏｎ　）　、ビンセン
トＤ、キャネラ（ＶｉｎｃｅｎｔＤ、Ｃａｎｎｅｌｌａ
　）　、ブレブリー・Ｌ、／”ンセル（Ｇｒｅｇｏｒｙ
Ｌ、　Ｈａｎｓｅｌｌ　）に交付された特許であシ、そ
の内容（特開昭６１−５６３８４号参照）は本明Ｍｉ書
中にも含まれるものとする。この特許に記載の表示装置
は複数の画素を含み、各画素が間隔をあけて横に並べて
配列された１対の電極部分を含む第１？！極を一方の面
に含み、第１電極から間隔をあけて、かつこれに対向す
るように配設された第２電極を第２面に含む。第１電極
と第２電極の間に液晶材料が配設される。６Ｘ２電極は
全ての外部回路配線および他の全ての画素電極から電気
的に絶縁されている。このような表示装置では全てのア
ドレス線が第１画素１！罹の電極面上に形成されるため
、電子装置の複雑さは小さくなる。その好適実施態様に
よると、１つまたはそれ以上の分離装置によってアドレ
ス線を各第１電極の各部分に連結して画素の分離度を高
めている。

上に挙げた表示装置に関する改良が、１９８４年８月８
日付、ビンセントＤ、キャネラ名義で提出の米国特許出
願第６３９．００１号、［キャパシタンスを最適化した
表示装置および副集成部品」に記載されており、この出
願の内容（特開昭６１−５３６９４号参照）も本明細書
中に含まれるものとする。該出願に記載されているよう
に、第３キャパシタンス電極または補助キャパシタンス
電極を液晶表示材料と反対側１１の第１電極面に第１電
極各部から間隔をあけてかつこれに対向して配設するこ
とにより画素に対して補助キャパシタンスを与える。こ
のような構造とする結果、各画素の第３電極が画素キャ
パシタンスと並列に補助キャパシタンスを提供する。こ
の構成により、各画素のＲＣ定数が少なくとも５倍にな
ることが経験上証明されている。

本発明は上述の米国特許出願第６３９，００１号に開示
された表示装置をさらに改良するものである。本発明に
よると、表示装置においてよシ大きな補助キャパシタン
スを画素キャパシタンスと並列に提供することができる
。

発明の構成 本発明は画素キヤ・千シタンスと補助キャパシタンスを
有する画素を少なくとも１つ含む光作用表示装置を提供
する。画素は相互に間隔をあけて配置された電極部分を
少なくとも２つ含む第１電極と該第１電極各部から間隔
をあけてかつこれと実質的に平行に対向して配設されて
いる第２電）を含む。第２電極は全ての外部回路配線お
よび他の全ての画素電極から電気的に絶縁されている。

画素の第１電極と第２電極はその間に元作用物質を受容
するように配設される。画素はさらに前記第１電極に接
続されて前記補助キャパシタンスを形成する手段も含ん
でおシ、この手段は前記画素と一体的に形成するのが望
捷しい。前記手段は前記第１′ｒＭ、極の前記第２電極
と反対側に、第１電α部分の一方から間隔をあけて対向
しかつそれから絶縁されている第３７電極を含むかある
いはそれから成る。第３電極と第１電極部分のもう一方
の部分とが電気的に接続される。

望ましくは、第１電極の一方の部分ともう１つの部分を
密接に隣接させる。第３１１ｔ極の有効面虜′は第１電
極部分の一方の有効面〆の実質的に全部と実質的に同一
の拡がシとすることができる。画素はさらに第１電極部
分の少なくとも一方に第３電極を介して連結されている
分離装置を少なくとも１つ含むことができる。

好適実施態様によると、画素の前記手段が第１電極の第
２電極と反対側に第１！原のもう１つの部分と間隔をあ
けて対向しかつこれから絶縁されて設けられる第４に葎
を含む。この第４電極と第１電極部分一方が電気的に接
続される。また、この好適実施態様によると少なくとも
２つの第１電極部分の各々に連結された１対の分離装置
を含むことができ、この場合は６対の分離装置のうち少
なくとも一方が第３電極または第４電極の何れか一方を
介してそれぞれの第１に他部分に連結される。

本発明のもう１つの特徴は、絶縁層に３つの異方る機能
を持たせることによシ補助電極と第１画素電極部分との
間に絶縁層を１つだけ用いて本発明の数種類の画素のう
ち何れでも構成できる効果的方法にある。望ましくは、
この複数の画素を備える九作用表示装置の画素を構成す
る方法は、（＆）基板の上に前記画素および前記表示装
置の他の画素の少なくとも１つに給１［するための第１
導体と、前記画素用の少なくとも第１の補助キャパシタ
ンス電極と、前記画素と関連する少なくとも１つの分離
装置を形成する段階と、（ｈ）前記導体の実質的部分お
よび前記電極の実質的部分の上に延び、前記分離装置が
前記表示装置内の他の導体と接触事故を生じないように
該分離装置を実質的に保獲および絶縁する絶縁性物質の
層を設ける段階と、（ｅｌ前記絶縁性物質層の上に、前
記画素および前記表示装置の他の画素の少なくとも１つ
に給電するための第２導体の少なくとも一部を前記第１
導体と交差するように設けると共に、画素電極の第１部
分を少なくとも部分的に前記第１補助電極上に配設して
該第１補助電極と共に第１補助画素キャノ９シタンスを
形成するように設ける段階とを含んで成る。この方法で
絶縁性物質層の行なう３つの機能とは、第１導体と第２
導体をそれらの交差個所で相互に絶縁する機能と補助キ
ャノ２シタンスの誘電体として作用する機能と、分離装
置を実質的に保穫および絶縁する機能である。

以下の詳細な説明と特許請求の範囲を添付図面と合わせ
て参照することにより、本発明の他の面、特長、利点に
ついても明らかになるであろう。

第１図を参照すると、本発明を実施する表示装置の第１
画素２０が示されている。第１図ではこのような画素が
１つしか示されていないが、実際には所要数の画素を行
と列から成るマトリックス状に配列して所望の大きさの
表示装置全体を構成することができる。

表示装置は望ましくは電気的に絶縁性の基板２２上に形
成される。ここに記載する好適実施態様によると、表示
装置は透過モードまたは反射モードの何れでも動作でき
るように構成される。そのため、基板２２も光透過性で
あることが望ましい。

基板２２に適当な材料として例えばガラスを挙げること
ができる。本発明はまた反射モードのみで動作するよう
に配列された表示装置においても実施することができる
が、その場合基板２２が透明である必要はない。

画素２０はさらに基板２２０）上に形成された補助キヤ
・ぐシタンス電極２４を含む。補助電極２４は酸化イン
ジウム錫や酸化錫のような透明で導電性の材料から形成
するのが望ましい。用途によって透過モードでの動作を
必要としないことがあるが、その場合は補助電極２４を
アルミニウム、りロム、モリブデンのような金属から形
成することができる。補助電極２４と基板２２０）上に
、絶縁性物質の層２６が形成される。層２６は実質的に
透明とするのが望ましく、例えば窒化ケイ素（Ｓ１ｘＮ
ｙ）や酸化ケイ素（ｓｉｏりから形成することができる
。第１図では繁雑さを避けるため、層２６に綾目線を入
れていない。（同じ理由により、第２，３図および第１
４〜１６図でも各種補助キャパシタンスの一部全形成す
る各種絶縁層にも綾目線を入れない。） 層２６の上に画素２０の第１電極２８′が形成される。

第１電極２８は間隔をあけて配置された２つの部分２８
ａと２８ｂを含み、望ましくは酸化インジウム錫や酸化
錫のような透明導電性材料から形成される。第２画素電
極３０が第１電模と実質的に並列関係に、かつこれと間
隔をあけて対向するように配設される。また、第２電橿
３０は全ての外部回路配線およびその他全部の画素電極
から電気的に絶縁される。その結果、前記特許にも詳細
に記載されているように、アドレス回路装置と画素分離
装置を表示装置の一方の電極面にのみ形成すれば良く、
上で述べたような利点が提供される。第２電極３０は別
の透明絶縁性基板３１に支持される。電極３０も酸化イ
ンジウム錫や酸化錫のような透明導電性材料から形成す
ることができる。

電極２８と電極３０とがその間の呼称距離を約２．６．
１０ミクロン程度あけて配設され、図示のようＫその間
に元作用物質の層が形成される。

ここに示す好適実施態様によると、元作用物質は捩シネ
マチック液晶物質のような液晶物質とする。

但し、当業者には理解されるように、本発明の表示装置
には害虫・宿主物質、コレステリンクネマチック物質、
動散乱物質、カイラルスメクチックＣ物質のような液晶
物質も使用することができる。

画素２０のアドレスおよび駆動を容易にするために、第
電極部分２８ｂに１対の分離装置３４゜３６が連結され
る一方、第１電極部分２８ａにもう１対の分離装置３８
．４０が連結される。ここに開示の好適実施態様による
と、分離装置は非晶質ケイ素合金のよう表薄膜非単結晶
半導体材料からＰ−１−ｎ形に形成されたダイオードが
望ましい。ダイオード３４．３６．３８．４０は各々が
アドレス線にも接続されている。ダイオード３４が符号
Ｒ１でも示される行選択線４２に接続され、ダイオード
３６が符号Ｃ２によっても示される列またはビデオ線４
４に、ダイオード３８が符号Ｃ２でも示される別の列ま
たはビデオ線４６に、ダイオード４０が符号Ｒ２によっ
ても示される別の行選択ＭＡ４８に接続される。

画素２０の電荷をそのままにしておく場合、線４２．４
４．４６．４８にダイオードを逆バイアスする電位を保
持する。画素に荷電する場合は線４６に対して短かい正
の「ビデオ」′α電圧パルス印加するのと同時に線４２
に対して負の「選択」電圧パルスを印加し、ダイオード
３８．３４を介して画素の荷電を行う。画素の放電また
は他の極性への荷電を行う場合は、それぞれ零または正
の「ビデオ」電圧パルスを線４４に対して印加するのと
同時に負の「選択」電圧パルスを線４８に印加し、ダイ
オード３６．４０を介して画素の荷電を行う。このよう
にして画素２０の液晶材料を画素がアドレスされる毎に
交互に反対の極性の電位で荷電することができるため、
劣化を生じ得る液晶材料両端の直流成分を無くすことが
できる。選択およびビデオ電圧パルスに使用される駆動
電圧は必要に応じて方形波の形をとらせることができる
。

例えばコンピュータのモニタやテレビジョン等に使用さ
れる能動マトリックス表示装置の場合、各フレームピリ
オド毎に１回表示装置の全部の画素が再生または再書込
みされる（すなわち所望のビデオ電圧レベルに荷電また
は放電される）のが普通である。再生速度６０Ｈｚの単
色表示装置では平均フレーム時間が１６．７ミリセカン
ドになる。

１秒に６０回３原色を連続的に表示する全色表示装置に
ついては、本願出願人の同時係属出願である１９８６年
２月２６日付米国特許出願第８３４．０８５号、「フィ
ールド順次式カラー液晶表示装置とその方法」にも記載
されているように、ある画素のフレーム時間は１６．７
ミリセカンドの３分の１になり得る。前記特許出願の内
容は本明細書に含まれるものとする。表示装置の画素が
その電荷を十分に高率で維持できるとすれば、フレーム
時間を１６．７ミリセカンドよりかなり長くすることが
できる。本発明の画素の各種実施態様は。

多くの用途においてこれを容易に実現することができる
。

再生時と再生時の間に画素に蓄積された電荷のレベルを
維持するのを補助する目的で、画素２０は画素２０の画
素キャッジタンスと並列に補助キャパシタンスを含む。

第１図に示すように、補助電極２４が第１電極部分２８
＆と間隔をあけて対向し、かつこれと絶縁されて配設さ
れて補助キャパシタンスを形成する。補助キヤ・ぐシタ
ンスは電極２４と他方の第１電極部分２８ｂを結ぶ配線
４９によシ画素キャパシタンス（電極２８ｍと２８ｂ間
のキャパシタンス）と並列に連結される。これによって
画素２０に対して付加される補助キャパシタンスの葉を
大幅に増大することができる。例えば米国特許出頽第６
３９，００１号の場合と比べてみると、この特許出願で
はそれぞれが本発明の補助キヤ・臂シタンスと等しい容
量を有する２つの直列補助キャパシタンスを電極２４と
類似の電極によって画素ギヤ／４’シタンスと並列に接
続しているが、接続する電極は第１電極２８の両部分と
実質的に同一の拡がシに亘って延びておシ、しかも他の
電極や外部回路装置と電気的に接続されていない。ある
実験模型では、米国特許出願第６３’９，００１号の画
素のようにキャパシタンスを加えるト従来の画素のよう
に対向基板に完全々電極を２つ設けた場合に比軟して画
素のＲＣ時間定数が例えば５倍と相当大きな倍率で大き
くなることが証明されている。本ｙ第１図に示した画素
２０に加えられる補助キヤ・ぐシタンスは米国特許出願
第６３９．００１号に開示された構造で獲得される数値
の２倍になる。第１図の付加キャパシタンスが名目上２
倍になシ得るため、画素２０のＲＣ時間定数も２倍にな
り、倍率は１０倍になる。

（以下余白） 画素に対して並列に加えられるキャパシタンスが増大す
ることによシ第１図の画素構造を備えた表示装置は対向
基板の上に２つの完全な′ｔＪＬ他を備える従来の画累
溝還を上回る利点を数多く示す。

まず、第１図の画素は従来構造の画素に比べて「容量性
キック」現像による影響をはるかに受は難い。容量性キ
ックとは、画素の再生期間の終わりに生じる電荷の移動
を指しておシ、画素キャパシタンスと分離装置まｋは過
去に導通状態にＯＮまたは順方向バイアスされておシ現
在′”ＯＦＦ”状態または画素中ヤパシタンスに逆バイ
アスされているような装置と関連するキャパシタンスと
の間に生じ、電荷が逃げるのを妨害する現象である。

この所謂「容量性中ツク」は画素が再生期間中に印加さ
れる駆ｔｈｌ！位に対して正しく応答する能力に悪影−
１！ｉｉを及ばずものである。画素キヤ・！シタンスに
蓄積された電荷が逆バイアスされている分離装置に転送
される盆は、画素キャパシタンス対分離装置キャパシタ
ンスの比および逆バイアスノ大きさと逆の関係で決足さ
れる。表示装置の解像度を高くするために画素の全体的
大きさまたは面積を小さくするなどして画素ギヤ／４シ
タンス対分離装置ギずパシタンスの比が小さくなるに従
って、この問題はますます深刻になる０本発明の方法で
画素に補助牛ヤパシタンスを付加することにより。

このような悪形＃を大幅に小さくすることができる。キ
ャパシタンスを付加することで画素を高精度で所望のビ
デオ電圧に充電することができるようになシ、従ってグ
レースケールのレベル数を増加することができる。グレ
ースケールレベルの増加は表示装置上に鮮鋭度の高い高
品′Ｘ像を形成するのに役立つ。また、「容量性キック
」が大幅に減少するため高Ｓ像度の表示装置の製造が可
能くなる。

第２に、本発明による補助キャパシタンスは画素が一定
の７レ一ム期間中画素竜極両端に所望の電圧を維持する
能力を大幅に向上する。周知の通シ、表示装置の画素の
画素’ｔａ極両端に比較的一定し比電圧を保持できない
場合、元作用物質によって透過または反射または散乱さ
れる光量が視覚的に認識できる程度に変化する結果とな
ることがあシ、むしろその方が普通である。′３！Ａ首
すると、表示装置の示す像の品質にコントラストの低下
、また非常に再生の遅い表示装置の場合はちらつき等と
言った悪影響が及ぼされる。本発明による補助中ヤパシ
タンスはあらゆる画素に存在する電荷のｆを大幅に増大
するため、元作用物質を介して画素の放’ＩＬを行うの
にかかる時間は上述のｌ（Ｃ時間定数値の増大によって
も示されるように電荷菫の増大に応じて長くなる。換言
すると、余分のΦヤパシタンスによシ１ｌ１１ｉｌ累の
受けるＲＭＣＴ工正対ピーク電圧の比が大幅に向上され
るということになる。

第３に、液晶材料の抵抗率に対する温度効果を大幅に修
正することができる。一般に周知の通り、液晶材料の抵
抗率は温度の上昇に従って低下するため、温度の上昇に
伴なって液晶材料を通る電流の漏れが増え、それによっ
て高温下で画素に電荷を保持する能力が低下する。最終
的な結果として、高温状態では再生ビデオ電圧または周
波数を高くして表示装置に表示されている像の７エーデ
イング、ちらつきその他の劣化を防止する必要が生じる
。本発明のようにギヤ／４’シタンス金付加することに
よって、再生周波数を高くする必要はなくなシ、第１図
のような画素１に！用した表示装置は６０１またはそれ
以上の温度下でも４０Ｈｚと言った比較的低い再生周波
数で表示装置に認識できる程度の７二−デイングやちら
つきを生じることなく動作できる。次に記載する本発明
の他の実施態様も以上と同じ利点を有し、しかも第１図
の画素よシ補助中ヤパシタンスを増やしているため、利
点もさらに大きくなっている。

第２Ａ図は本発明全実施する表示装置の別の画素５０を
示す。画素５０は第１図の画素２０と類似であるが、さ
らに別の補助キャパシタンス電極２５を含み、補助電極
２つによる結合補助キャパシタンスを形成しており、こ
れが第４図の画素２０の補助キヤ／’Ｐシタンスの２倍
になっている点で第１図の画素２０と異なる。第２Ａ図
およびそれ以降の因でも、第１図に示しｆｃ素子と同等
の素子を固定する場合には同様の参照符号を用いている
。

このような画素５０を任意数、行と列のマトリックス状
に配列して所望の大きさの表示装置ｉｆｋ完成する。画
素５０は第１図のｔｈ素２０と概ね同じ方法で形成する
ことができるが、基板２２上に１対の補助キャパシタン
ス電極、すなわち第１補助電極２４と第２補助′Ｉａ極
２５を形成する点が異なる。

補助電極２５は第１補助屯極２４と同種の材料のうち所
望のものから、第１補助逼極と同じ方法で同時に形成す
るＣとができ、ま几そのように形成するのが望ましい。

ｆｌ！Ｉｌ索５０の結合補助キャパシタンスは電気的に
相互に並列関係にあ〕画素５゜の画素中ヤパシタンスと
も並列関係にある２つの補助キャパシタンスによって形
成される。第１補助中ヤパシタンスは補助キャッジタン
ス２４と、第１逗他部分２８ｍと、補助キャパシタンス
電標を他方の第１ｔ砥部分２８ｂと結ぶ配線４９とによ
って形成される。同様に第２補助キャパシタンスは補助
中ヤパシタンス１１Ｌ極２５と、第１電極部分２８ｂと
、補助中ヤノぐシタンス電極を第電極部分２８＆と結ぶ
配勝５１とによって形成さｎる。

補助キャパシタンス電極２４．２５はそれぞれ第１電極
部分２ｓａ　、２８ｂと間隔をあけて対向するように、
かつそれらから絶縁して配設されている。

第２Ａ図の画；ｇ５０のアドレスおよび駆動についても
、必要であれば第１図の画素２０に関して説明した方法
と同じ方法で達成することができる。

あるいは第２Ｂ図に示すように、分陰装置４０゜４１の
ような１対の分離装置のみでＩａ索５０のアドレスおよ
び、駆動を行うこともできる。分離装置４０．４１はそ
れぞれ行線４８および４２に接続されると共に、画素５
０の’ｎＬ％部分のどちらか適当な方に直接電気的に接
続されている列線４４のような１本の列線によって接続
される。分離装置４０と４１の間の中心にある節が第電
極部分の一方またＦ′ｉ補助厄極の一方と電気的に接続
され、列線４４が中心ｆＨ３！Ｊが接続されている電α
部分から１ｊＬ気的に絶縁されている他方の第１逗他部
分または他方の補助電極の何れかと接続される。このよ
うな接続構成の一例を示したのが第２Ｂ１２１である。

第２Ｂ図では、第１１極部分２８ｍが中心ｆｆ１３９に
接続される一方、列線４４が第１”Ｑ他部分２８ｂＫ接
続されて＾る。第２Ｂ図のように節３９に：接続すると
、線４４は選択的に補助電極２４にも接続できることは
容易に理解されよう。

第４Ａ図と第４Ｂ図はそれぞれ第２Ａ１と第２Ｂ図の１
［１１１索５０の等１１ＩＩＩＬ！２回路を示す。これ
らの図から分かるように、画素中ヤパシタンスＣＰが第
１電極部分２８ｍ＋２８ｂの間に存在し、この中ヤパシ
タンスは第１電極部分２８＆と第２ｆｉ極３ｏの間の中
ヤパシタンスＣＰｉと他方の第ｉｍ極部分２８ｂと第２
電極３０の間の中ヤパシタンスｃＰＺを直列配列して形
成される。第１’！Ｕ極と第２電極の間にある元作用物
質、例えば液晶表示物質が画素ギヤパシタンスＣＰ１と
Ｃ１２０）誘電体を形成する。

第４Ａ図および第４Ｂ図に示すように、第１補助キャパ
シタンスＣＡ１が１ｉｉｌｌ累中ヤパシタンスＣ１と並
列に接続され、第２補助キャパシタンスＣＡ２も画素子
ヤパシタンスＣＰと並列に接続される。第１図の画素２
００等価回路図についても、＊４ｈｍから第２補助中ヤ
パシタンスＣＡ２ヲ除去するだけで得られる。

第２Ｃ図は２端子分離装置５２を画素５０に接続する別
の構成例全概略的に示す図である。分離装置５２は行選
択棉、４２と第４電極部分２８ａ。

２８ｂの何れか一方まｆｃは補助ＩＷｆｆ１２４．２５
の何れか一方との間に電気的に接続することができる。

この時分離装置５２から電気的に絶縁されている。すな
わち分離装置と直接電気的に接触していない第１″ＲＬ
極部分または補助キャッジタンス電極は、列選択線４６
に接続される。−例として第２Ｃ図では、分離装置５２
を補助′１極２４に直接接続する一方、列選択線４６を
補助電極２５に直接接続している。分離装置５２はｎ＋
−１−ｎ＋形ま次はｎ　　−ｐｉ　−ｎ　　形の閾値分
離装置等のような二方向性装置とするのが望ましい。′
！た望ましくは、大面積に確果に堆積した後、）４ター
ニングして垂直方向の゛４流路を有するメサ構造装置に
形成し得る非晶質ケイ素合金のよりなン４膜半専体材料
から成る多重層を用いて構成する。このように構成しｆ
ｃ縦形装置、例えば多数の鵡を債重ねて構成し次薄膜ｐ
−１−ｎダイオードでは、導電チャネルが非常に浅く、
基板単位面積あたりの４流保持容量の小さめ水平構成の
薄膜トランジスタのようなグレー２″＃膜装置に比較し
て、基板単位面積あ次シに達成できる電流を比較的大き
くすることができる。従って画素の分離装置として薄膜
縦形装置を用いると、各画素の分離装置がその画素に必
要な全空間において占める割合が比較的小さくなる友め
、画素の密度を容易に高くすることができる。

第２Ｄ図は３端子分離装置５５を画素５０に接続するさ
らに別の構成を示している。分離装置５５は薄膜トラン
ジスタで良い。装置５５の電流保持電極、例えばソース
とト０レン金行選択Ｉｗ４２０）ような１本のアドレス
線と第１１ａ極部分２８　ｍ　＋　２８　ｂの何れか一
方との間に電気的に接続する一方、別のアドレス線、例
えば列選択線４６を分離装置５５が接続されている方か
ら電気的に絶縁されている画素５０の別の第１篭也部分
ま友は別の補助電極に朕絖する。例えば図示のよりに列
選択線４６をＭ１電極部分２８ａＫ接続することができ
る。３端子装置ｔよ第２Ｄ図に示した従来形の也界効果
トランジスタのような任意の薄膜トランジスタで良い。

第２Ｄ囚のトランジスタでは絶縁ゲート５６がダート線
５７に接続されている。

第３図は本発明を実施する表示装置の別の画素６０ｔ−
示す。画素６０も本質的に第２Ａ図の画素５０と同じで
あシ、事災上同量の補助＝？ヤノシタンスを備える。第
３図の画素６ｏは第１図と同様に４つのダイオードを介
して関連する行線と列線の対に接続されるが、第３図で
異なるのはダイオ−）”３４が補助電極２４と配線４９
を介して第１電極部分２８ｂに連結される一方、ダイオ
ード４゜が補助電極２５と配線５１を介して第１電極部
分２８＆に連結される点である。画素６００等価回路を
第４Ａ図に示す。

後の説明からよシ明らかになるが、第３図の画素６０の
構造は、アドレス線４２と４８、アドレス線４４および
４６の一部分、ダイオード３４゜３６．３８．４０を補
助電極２４．２５と共Ｋ。

最初に連続層として堆積した非常に面積の大きい薄膜多
重層構造体１つから基体２２上に直接形成できるという
利点を有する。この方法ではステップカバリッジの問題
が無くなシ、アドレス線とダイオードの均等性および電
子品′Ａ′ｉｔ最大化できる。

この方法ではまた、ｉＩ！ｉＩ素６０のような画素を複
数個使用する表示装置の製造の処理工程数を例えば第２
λ図の画素５０のような画素を使用する表示装置に必要
な処理工程数に比べて減少させることができる。さらに
、アドレス線とダイオードが補助電極２４．２５と共に
基板面の上に直接形成される友め、処理条件をさらに均
等にすることが可能でちゃ、その結果基板の製造歩留り
が向上する。

第５図と第６図は第２人図の画素５０の製造方法の一例
を示している。第５図は液晶材料、第２′ｔこ１叡、第
２心極３０の上部支持基板３１ｔ−図の繁雑化音道ける
ために省略した以外は、１１ｉｉ累５ｏの構造全部を示
してｈる。

第５図から分かるように、最初に行選択アドレス！４２
．４８と第１および１１ｇ２補助キャパシタンス電極２
４．２５が基板２２上に形成される。

先にも述べたように、アドレス線４２．４８は金属から
、電極２４．２５は酸化インジウム錫のような透明導電
性材料から形成することができる。

アドレス線４２．４８と電極２４．２５は関係技術分野
で周知のホトリソグラフィーパターン技術を用いてパタ
ーン形成することができる。

アドレス線４２．４８および１極２４．２５の上に絶縁
材料層２６が形成される。絶縁材料は窒化ケイ素や酸化
ケイ素のような従来形−！たは適当な絶縁材料とするこ
とができる。ｅＲｊ；ｆｔ　２６の上に列またはビデオ
アドレス線４４，４６と第１′社極部分２８ｍ　、２８
ｂが形成てれる。杷蝋層２６が設けられているために列
アドレスｍ４４，４６と行選択ｍ４２．４８Ｆ′ｉ相互
に電気的に絶縁される。第１′ＮＬ極部分２９ｍと２９
ｂの各々が対向電極に対応して形成され次スロット２７
ｂ、２７ａＫよって形成される領域の中へ延びるＩＩＩ
Ｉ長部２９ａ。

２９ｂをそれぞれ備える。伸長部２９ｍ、２９ｂの中に
開口部または引出部３１ｍ、３１ｂが形成され、後にこ
れらを金属のような導電性材料で埋めて第１ｍ極部分２
８ａと第２補助電極２５、および第１電他部分２８ｂと
第目１■助′ｔ！Ｌ極２４を電気的に接続する。

次にダイオード３４，３６．３８．４０を形成するが、
この時ダイオード３６と３８はそれぞれ列アドレス線４
４．４６上く形成し、ダイオード３４と３６はそれぞれ
第１′電極部分２８ｂ、２８ａ上に形成する。本発明の
ダイオードはこの実、！！Ｏ１ｉ態様のダイオードだけ
でなく他の央／１Ｎ態様のものも含めて薄膜非単結晶ダ
イオードでるる、薄膜非単結晶ダイオードはｐ形牛弄体
合金材料、実買的に真性の半導体合金材料、ｎ型中導体
合金材料を、頂次堆積して層形成し７を後、これらの半
導体合金層を選択的にエツチングして図示のようなダイ
オードに形成する方法で形成することができる。望まし
くは″Ｐ４体合金合金層にさらに金属Ｗｊを形成し、従
来のホトリングラフイー技術を用いてノンターニングし
た後、残つ九上部金属ノ母ターンをマスクとして半導体
合金層のドライエツチングを行ってダイオード全形成す
る。この方法では各ダイオードの上に上部金属接点が形
成されるため、これを用いると各ダイオード構造の水平
断面全体にば流？比較的均等に分布させることができる
。金属配線３４Ｑ＊３６ａ＋３８＆＋４０ｍ１形成して
ダイオード３４とアドレス線４２．ダイオード３６と［
他部分２８ｂ、ダイオード３８とｆｉＬｍ部分２８ａ。

グイオート′″４０とアドレス１４８ｔ−任意の方法で
接続することができる。金属配線３４ｍ、３６ａ。

３８ｍ　＋　４０ｍは、ダイオードの実實的に垂直な側
壁と絶縁するか間隔をあけておかないと、ダイオード側
壁の短絡を生じるおそれがある。このような絶縁はダイ
オード３４，３６，３８．４０の形成を終え次段階の画
素５０の部分構造体全面に絶縁材料から成る連続層５２
を堆積した後に、その層の必要個所に開口部または引出
部を形成して、その後に堆積ざｔしる金属配線３４ｍ　
、　３６ｍ　、　３８ｍ＋４０息とそれぞれのダイオー
ドおよび画素部分の上部金Ｌ４ｒｃＪと全直接電気的に
逆心させるようにして実現するのが望ｌしい。第５図で
は繁雅化を避けるためにダイオード３８と配線３８ａの
付近にのみ絶員層５２が示されており、その他のダイオ
ードと配線の付近には示されていない。

本発明の各！Ｍ実施態様において、２つのガラス基板の
間を必要に応じて分離するのに使用されるスペーサ手段
は、パターン化したポリイミドのような絶縁性材料で形
成し次誘成スペーサの形をとることができる。スペーサ
を所定の高さとし、各画素に隣接するアドレス線上に一
定間隔で配設するのが望ましい。

第７〜１１図は第３図の画素６ｏの好適な製造方法を示
す。まず第７図を参照すると、基板２２０）表面上に補
助キャパシタンス電極２４．２５、ダイオード３４，３
６，３８，４０、アドレス線４２．４４，４６．４８を
形成する方法が示されている。第７図および第８図の説
明に際しては第９図と第１０図の断面図も参照すると理
解し易いと思われる。

第７図の構造体を製造する場合、基板２２０）全面に各
種材料から成る連続層を順次形成する。

最初に形成される層は酸化インジウム錫のような遇明導
電体層である。２番めにクロムのような金属の層が形成
される。３番め、４番め、５番めとしてそれぞれｐ形半
導体層、真性半纏体層、ｎ形半導体層を形成するのが望
ましい。第３〜第５層は適当な非晶質ケイ素合金半導体
材料で形成するのが望ましい。６番め九形成する層もク
ロムのような金属の層とする。これら６つの層は単独で
非常に面積の大きく均等性の高いｐ−１−ムダイオード
構造体を含んでお９、これを引続きパターニングして表
示装置の多数の画素に必要な数の個別の高品質ダイオー
ドに分割することができる。

次に従来のホトリングラフイー技術を用いて上部金属層
をツクターニングした後エツチングする。

残った金属パターンはダイオードの水平寸法を決めるマ
スクとしての機能と、ダイオードの形成後ダイオードの
上部接点または配置１１ＴＩ！、極としての機能をもつ
。第９図にダイオード３４．４０の上部金属接点３４ｅ
　、４０ａが示され、第１０図にダイオード３６．３８
の上部金属接点３６　ｅ　、　３８ｅが示されている。

ダイオードを形成する際、非晶質半導体層をドライエツ
チングして、金属によって被覆されていない半導体層の
領域をエツチング除去するのが望ましい。半導体層をエ
ツチングすることによ如、ダイオード３４，３６．３８
゜４０の寸法が、同一の大面積ｐ−１−ｎダイオード構
造体から形成した個々のメサ構造体として決定される。

上述のようにダイオードを形成した後、２番めに堆積し
た層、すなわち第１金酋層を従来のホトリソグラフィー
技術を用いてパターニングして行選択アドレス線４２．
４８と列アドレス線４４゜４６０上部を形成する。図か
ら分かる通り、表示装置のこの製造段階では列アドレス
線４４．４６を部分的に形成するにとどめて行選択線４
２．４８との接触を避けるようにしておき、後述するそ
の後の金属化工程で列アドレスｍ４４．４６を完成する
。第１金川層をエツチングした場合は、第９図に最も良
く示されているＩＩＡ　３４　ｂと４０ｂ、および第１
０図に最も良く示されている接点３６ｂと３８ｂのよう
な下部接点が、それぞれダイオード３４，４０，３６．
３８の下に残されると共に、ダイオード周囲の小周辺領
域にも残されることに注意されたい。２番目の堆積層は
それ以外の全ての領域から除去されるため、次に簡単に
脱明するように金属接触パッドを必要とする場合を除き
次のパターニングの邪魔になることはない。

表示装鉛製造の次の段階は最初に堆積した層、すなわち
例えば酸化インジウム錫から成る透明導電層のパターニ
ングである。従来のホトリングラフイー技術を用めて透
明導電層をパターニングして第１補助電極２４と第２補
助′成極２５を形成する。この他、先にパターニングし
／こ第２准槓、１−に被覆されている透明導電体層の部
分も残される。

補助電極２４は電極２４の主要部から電極２５に向かっ
て外へ延びる伸長部２４＆を含んでいる。

伸長部２４ａの端部はその後概ね電極２５の上に形成さ
れる第１％極部分２８ｂの下に位置することになる。補
助電極２５も同様に配設ち７した伸長部２５ａを含み、
その輪部がその仮に形成される第１電極部分２８１の下
に位置するようになる。

伸長部２４ｍ　、２５ｍの端部はそれぞれ金属接触部２
４ｂ、２５ｂを含んでいる。これは第１金Ｍ４層の・リ
ーニングの際に形成されるものであり、接触部をエツチ
ング除去するのではない。

上に挙げたアト°レス線、補助キヤ／ｆノタンス電極、
ダイオード、金属接点のパターニング後、酸化ケイ素ま
たは２化ケイ素のような適当な絶縁材料の眉７０を全面
に堆積する。次に絶縁層７０をパターニングして複数の
開口部２４ｃ、２５ｃ。

３４ｃ、３６ｅ、３８ｃ、４０ａ、４２ｃ、４４ｅ。

４４ｅ’、４６ｃ、４６ｅ’、４８ｅを形成する。開口
部は金属接点またはアドレス線に達する深さまでエツチ
ングして、次の処理工程で電気的接続を行えるようにす
る。

第７図の構造体を形成した後、酸化インジウム錫（ＩＴ
Ｏ）のような透明導電体の連続層ｆ：構造体全面に堆積
し、その後直ちにこの透明導電体層の上に厚い金属の連
続層をさらに堆積する。金属層および透明導電体層を第
８図に示すようにパターニングする。まず金属のノ４タ
ーニングを行って連けい部を形成した後、透明導電体を
パターニングする。金属層および透明導電体層のパター
ニングの結果、画素６０の金属層けい部２４ｄ、２５ｄ
。

３４ｄ、３６ｄ、３８ｄ、４０ｄ、４４ｄ、４４ｄ’。

４６　ｄ　、　４６　ｄ’が形成され、画素６０の領域
の残）の部分の金属層は除去される。透明導電性の第１
電極部分２８ｍと２８ｂも形成される。金属層けい部の
下にある透明導電体も残され、画素６０の残シの部分の
透明導電体が除去されるととく注意されたい。本発明の
画素で使用する透明導電層の厚さは普通で２００〜５０
０Ｘ程度であシ、ＩＴＯについては３００Ｘが望ましい
。透明導電体の厚さがその下にある絶縁層に比べて薄い
ため、ステップカバリッジの問題から絶縁層の下にある
露出金属に対して引出し部を介して十分な電気的接触を
与えることができない。しかし引出し部の上に金属層け
い部を形成することによって金属層がステップカバリッ
ジの問題を防止できる程度に厚くなるため、引出し部を
介して低抵抗の電流路が確実に形成される。連けい部２
４ｄが補助電極２４と第４電極部分２８ｂを接続する。

連けい部２５ｄが補助電極２５ｆと第１電極部分２８ｍ
を接続する。連けい部３４ｄがダイオード３４と行選択
アドレス線４２を接続する。連けい部４０ｄがダイオー
ド４０と行選択アドレス線４８を接続する。迷けい部３
６ｄがダイオード３６と第１電極部分２８ｂを接続する
。連けい部３８ｄがダイオード３８と第１電極部分２８
ｍを接続する。連けい部４６ｄと４６ｄ′は列アドレス
線の一部４６と電気的に接触して列アドレス線を完成す
る。遅けい部４４ｄと４４ｄ′はアドレス線の−ｍ４４
と接触してその列アドレス線を完成する。第８図の構造
体の形成後、その全体をポリイミドのような適当な不動
態化層（不図示）で被覆するのが望ましい。

第１１図は画素の第２電極３ｏに好適な形状を示す。先
にも述べた通り、Ｍ２’ｉｔ極３ｏは酸化インジウム錫
のような透明導電体から形成され、例えばガラス等から
形成される別の透明絶縁性基板（不図示）によって支持
される。電極３ｏの７９ターニングは第１画素電極の各
部分２８ａ、２８ｂと実質的に岡−空間に延びて、実質
的に第１″ｊｔ極部分が透明である領域においてのみ第
１電極部分と重なるように行う。隣接画素と関連する他
の第２電極３０も第１１図周辺に示されている。

表示装置を完成するには、第２電極３ｏを支持する基板
を第８図のアセンブリから間隔をあけて配設し、第８図
のアセンブリと電極３ｏの支持基板との間に洋マチック
液晶物質のような液晶材料を導入する。その後表示装置
の９１Ｉｊ縁部を封止する。

第７〜１１図に関連して説明して来た本発明の表示装置
製造方法にはいくつかの利点があシ、その中には処理工
程数の減少と非常に厳密な整合工程または通常の位置合
せ工程の数の減少も含まれる。このような利点を達成す
る上で重要な点の１つに絶縁層を１つしか用いない、す
なわち層７０しか用いないことがある。層７０は次のよ
うな３つの全く異なる機能を同時に遂行する。すなわち
、（１）アドレス線または導体をそれらの交差個所また
は交差点において相互に絶縁する、（２）補助電極と第
１電極部分の間に形成される補助キャパシタンスの誘電
体として作用する、（３）ダイオードメサ構造体のよう
な分離装置を選択的に絶縁し物理的に保護して、分離装
置が他の装置、導体および物質と接触または電気的に接
続する事故を防止すると共に、その中に設けられた引出
し部を介して所要の電気的接続は行えるようにする。

本発明の表示装置はまた、行選択線″または列選択線の
何れかを実質的に全体的に絶Ｒ層７０の上に配置して構
成することもできる。例えば第７〜１１図に示した実施
態様のアドレス線４４と４６を実質的に全体に絶縁層７
０の上に形成することもできる。このような実施Ｍ様の
ｌりを画素８゜として第１２図と第１３図に示す。画素
８０の層、導体、ダイオード等の全部が第７〜１１図に
示した画素６０の対応部分と同一であるが、第１２図と
第１３図に示す各種の相異点は例外である。次にこれら
の相異点について説明することにする。

第１２図に最も良く示されているように、アドレス線４
４．４６が画素８０の中心から外向きの水平方向に移動
されているため、アドレス線４４゜４６はダイオード構
造体３６．３８の外側を通ることができる。アドレス１
ｍ４４．４６に向かってそれぞれ外向き水平方向に延び
る導電・セット３６ｂ’。

３８ｂ′の上にダイオード構造体３６．３８が形成され
る。パッド３６ｂ′と３８ｂ′は図示のように１番めと
２苦めの堆ｓＩ層をノやターニングして形成される。絶
縁層７０に引出し部８４．８６を開口して、アドレス線
４４．４６が導電パッド３６ｂ。

３８ｂをそれぞれ介してダイオード３６，３８の底部と
電気的に接触できるようにする。第１３区はアドレス線
の１つ、すなわちアドレス線４４を絶縁層７０の実質的
に全面に形成し、４８　、４２’のような行選択線と交
差点または交差個所８８゜９０で交差させる方法を示し
ている。もう一方の列アドレス線４８も同様の方法で１
ｉＸ８０の反対側に配設する。

画＄１００のような構成が第７〜１１図の画素６０を超
える利点の１つに絶縁＃７０上のアドレス線を連続的に
形成できるため、表示装はの１列の中の画素に対して充
分に作用する機能的なアドレス線とするのに必要な電気
配線の数を最小化できることがある。

第１４図、第１５図、第１６図にそれぞれ示す画素１０
０，１２０，１５０も本発明の実施態様であシ、１つま
たはそれ以上の平面に補助キャパシタンス電極を備える
ことを特徴とする。第１４図の画素１００は第２Ａ図の
画素５０と非常に類似しているが、絶縁性物質の層１０
２を設け、絶縁層１０２と基板２２０間にさらに２つの
補助電極１０４，１０５が横方向に隣接して配設されて
いる点で相異する。補助電極１０４が導体１０９により
補助電極２５に接続されており、ネ１０助電極２５は導
体５１により第１電極部分２８ｍに接続されている。電
極１０５が導体１１１によシ補助電極２４に接続され、
補助？！極２４は導体４９によシ第電極部分２９ｂに接
続される。その結果、電極２４と１０４０間に第３補助
キヤノ９ンタンスＣＡ５が生まれることは容易に理解さ
れよう。同様に補助電極２５と１０５の間に第４補助キ
ャパシタンスＣＡ４が生まれる。補助キャパシタンスＣ
Ａ３とＣ４４は相互に並列接続されると共に、補助キャ
パシタンスＣＡ１１　ＣＡ２とも並列接続される。絶縁
層２６と絶縁層１０２０）厚さが同じであり、電極２４
．２５．２８ｍ、２８ｂ、１０４，１０５の有効面積が
ほぼ等しいと仮定すると１画素工Ｏ０の補助キャパシタ
ンスは第２Ａ図の画＄５０の補助キャパシタンスの約２
倍となる。

画素１００は第７〜１１図に示したのと同じ基本技術を
使用して、第７図に示した層のうち任意の層の構成前に
第５Ａ図の電極２４．２５を電極２８ｍ、２８ｂに関し
て配設すると共にこれらに接続したのと同じ方法で、補
助電極１０４．１０５を電極２４．２５に関して配設す
ると共にこれらに接続することによって構成することが
できる。

絶ｈｉ層１０２を貫通する開口部は絶縁層２６の開口部
に関して横方向にずらせて耐重し、ステップ力パリツゾ
や複数の層の間での接触事故を防止するようにするのが
望ましい。図示はしてい々いが、当業者には理解される
ように画素５０を画素１００に変換した時と同じように
さらに絶縁１を付加してその下に補助電極を設けるだけ
で画素１００の補助キャパシタンスをさらに追加するこ
とができる。

第１５図の画素１２０は絶縁層と補助電極の層の数を第
１４図で用いたよシそれぞれ１つずつ多くしていること
を特徴とする。従って画素１２０は基板２２０）上に３
つの絶縁層を含んでいる。

追加の補助電極、すなわち補助キャパシタンス電極１２
４は基板２２と絶縁層１２２０）間に位置する。

絶縁層１２２０）上に補助電極１２６と導電パッドまた
は遅けい部１２８があり、導電パッド１２８と電極１２
６は電気的にも物理的にも間隔をあけて配設される。絶
縁層１０２０）上に補助電極１３０と導電パッドまたは
連けい部１３２があり、導なパッド１３２と電極１３０
は電気的にも物理的にも間隔をあけて配設される。第１
電極部分２８１が導体１３４を介して補助電極１３０に
接続される。電極１３０は導体１３６により絶縁層１０
２０）下の導電パッド１２８に１！気的に接続される。

導電・ｆラド１２８は導体１３８を介して絶縁層１２２
０）下の電極１２４に電気的に接続される。

第１電極部分２８ｂが導体１４０によシ絶縁層２６の下
の導′ｆｔパッド１３２に接続され、パッド１３２は導
体１４２により絶縁層１０２０）下の補助電極１２６に
接続される。実際には、導電・ンツド１２８，１３２と
、導電パッド１２８，１３２を補助電極１２６，１３０
から横方向に分離している空間１４４，１４６とが占め
る面積を補助電極１２６．１３０の全面積の小部分、２
０％以下にするのが望ましい。例えば導電パッド１２８
゜１３２と領域１４４，１４６の占める面積は対応する
補助電極１２６，１３０の全面積の５チル１０％にすぎ
ない。第１電極部分２８ｍと補助電極１３０とは電気的
に接続されているため、動作中は常時同じ電位になる。

すなわちこれら２つの電極はそれ自身では補助キャパシ
タンスとならないことを意味する。補助電極１３０と第
１電極部分２８ｂは直接電気的に接続されていないため
、異なる電位になる場合がある。従ってこれらの電極は
第１図の補助キャパシタンスＣＡ、にほぼ等シい第１補
助キヤノンタンスとなる。電極１２６の電位と電極１３
０の電位は相異する場合があるため、これら２つの電極
で電極１３０と電極部分２８ｂとの間のキャパシタンス
の大きさのほぼ２倍にあたる第２補助キヤー４′／タン
スを形成する。

電極１２４と１２６の電位も動作中に相異するため第３
補助キャパシタンスを形成するが、これは第１補助キャ
パシタンスの大きさのほぼ２倍になる。これら３つの補
助キャパシタンスは全て相互に並列接続されると共に画
素キャパシタンスとも並列接続される。従って絶縁層２
６，１０２゜１２２０）厚さが均等でらシ、電極１２４
，１２６゜１３０の有効面積も比較的均等でありかつ各
々の面積がｍ種部分２８ａまたは２８ｂの何れかの面積
の約２倍であると仮定すると、第１５図の画素１２０の
補助キャパシタンスは第２Ａ図の画素５０の補助キャパ
シタンスの約２．５倍になる。

当業者には理解されるように第１５図に示した補助電極
と運けい部のパターンを反復するだけで絶縁層と補助電
極層の数を増すことによシさらに多くのギヤ／４′フタ
ンスを画素１２０に付加することができる。

（以トカミ白） 第１６図の画素１４０Ｆｉ補助電極の多重層を連けいし
て第１電極部分２８ａ　、２８ｂと共に補助キャパシタ
ンスを形成するさらに別の構成例を示している。画素１
４０は図示のように２つの絶縁層２６，１０２を備えて
おり、第１５図の画素１２０と同様に連けいパッドを使
用している。補助電極２４’、２５’は第電極部分２８
ａ　、２８ｂの下、絶縁層２６と１０２０）間に位置す
る。導電パッド１５２，１５４は電極部分２８’、２５
’に対して横に位置する。補助電極１０４，１０５は第
１４図の画素１００と同様に絶縁層１０２と絶縁性基板
２２との間に位置する。導体１５６，１５８が図示のよ
うに電極部分２８ｂと導電ノ母ツド１５４と補助電極１
０５とを相互接続する。同様に導体１６０．１６２が電
極部分２８ｍとパッド１５２と補助電極１０４を相互接
続する。電極１０４と電極２５′が導体１６４を介して
接続される。実際には、導電ノンラド１５２，１５４と
該導電ノぐラドを補助電極２４’、２５’から分離する
横方向の空間とが占める面積は電極２４’、２５’の面
積に比較して小さくなる。従って、絶縁層２６と１０２
０）厚さが同じであシ、電極２４’、　２５’、　１０
４　、１０５の有効面積および電極部分２８ａ、２８ｂ
の有効面積がほぼ同じであるとすると、画素１５０の補
助キャパシタンスも第１４図の画素２００の補助キャパ
シタンスとほぼ同じになる。画素１００と画素１５０の
主たる相異は、例えば画素１５０では電極２５′と電極
部分２８ａの接続が導電パッド１５２と下部［Ｍ２Ｏ３
を介して行われると言ったように、画素１５０の電極部
けい方法の方が複雑になっている点である。必要に応じ
て画素１００の電極部けい方式を画素１５０に応用する
ことによって多レベルの第１′ｗ１極部分および補助電
極間の電気接続に冗長度を与え、信頼性を高めることも
可能である。

第１２〜１４図に示した画素Ｚｏｏ、１２０゜１５０と
共に、第１〜３図に示した任意の分離装置、およびかか
る分離装置の任意の構成または接続方法を使用すること
ができる。同様に第１〜１２図に関連して説明した中で
任意の薄膜材料および任意の構成技術を用いて、あるい
はそれらを応用して容易に第１２〜１４図のｉｉ！ｉＩ
素を構成することができる。

本発明の画素の補助キャパシタンスは、補助キャパシタ
を形成する電極対の間に設ける絶縁層の厚さと種ａを調
整することによって実質的に制御することができる。周
知のように、キャパシタのキャパシタンスはキャノ母シ
タの電極またはプレート間に設けた絶縁層の厚さに反比
例し、絶縁層の誘電率に正比例する。本発明の画素では
、絶縁層の厚さをピンホールやその他の短絡を無くせる
程度に大きくする必要がある。壕だ、全ての絶縁層を酸
化ケイ素（Ｓ１ｘＯｙ）のような実質的に透明の絶縁体
で形成するのが望ましい。例えば、二酸化ケイ素から絶
縁層を形成し、その厚さを画素の構成に応じて５００〜
１０，０００Ｘの範囲とすることができる。また第７〜
１１図に示した実施態様の画素については５，０００〜
７，０００Ｘの厚さとするのが望ましい。５１０２０）
誘電率は約４．０である。透明度が余り問題とならない
場合は、これより誘電率の高い絶縁体も使用することが
できる。

例えば、ｓｔｏの誘電率が約６０、Ａｔ２０３が約９，
０、ＳＩ　Ｎ　　が約７．０〜９，０、Ｂｉ２Ｏ３が約
１８．０である。

この他にも適当な絶縁性物質を本発明の画素の補助キャ
パシタンス用誘電体として使用することができる。

本発明の各種画素のうち任意のものを本明細書に開示し
た分離装置またはスイッチ、あるいはその他の従来形ま
たはその他適当な分離装置の１つまたはそれ以上と共に
用いて所望の大きさの能動マ）　ＩＪツクス元作用表示
袈装を構成することができる。非限定的な例として、こ
のような表示装置の大きさは１００ｍ”から１０００ｃ
ｖｔ”あるいはそれ以上となり、表示装置に含まれる画
素数は１０，０００個から５００，０００個あるいはそ
れ以上となる。

本発明の好適な画素を構成するのに使用される絶縁体、
導体および半導体の薄膜層と分離装置の多層メサ構造体
は、最小のホトリングラフイー寸法を５乃至１０ミクロ
ン、あるいはそれ以上と比較的太きくして非常に大面積
の薄膜能動マトリックス表示装置を形成するのに特に適
していると言える。このような大型化の特徴と本発明の
画素に必要な各種薄膜層の数を最小化できることが相俟
って、本発明の表示装置は製造の面から見ても非常に有
利なものになっている。

当業者には理解できるように、本発明はここに特定的に
記載した以外にもいろいろな方法で実施することができ
る。添付の図面およびＢＡｍｖ中の記載は本発明を説明
するものに過ぎず、本発明の実施方法を限定するもので
はない。従って本発明に関して求められる。そして与え
られるべき保獲を定義するのは特許請求の範囲およびそ
の同等物であると理解されるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施した表示画素を概略的に示す部分
断面図である。 第２Ａ〜２Ｄ図は本発明の第２、第３、第４および第５
表示画素をそれぞれ概略的に示す部分断面図である。 第３図は本発明を実施した第６表示画素を概略的に示す
部分断面図である。 第４Ａ図と第４Ｂ図はそれぞれ第２Ａ図と第２Ｂ図の表
示画素の等価回路図である。 第５図は第２Ａ図の表示画素を部分的に断面で示す斜視
図である。 第６図は第５図の６−６線に沿って取った断面図である
。 第７図は第３図の表示画素を補助キャパシタンス電極、
アドレス線の一部および分離ダイオードを支持基板上に
形成した後の製造途中の状態で示す平面図である。 第８図は第３図の表示画素のその後の製造段階で使用さ
れる２つの付加層を示す平面図であシ、これら２つの層
によって列アドレス線と第１画素電極が完成され、第４
Ａ図の等価回路図に従って分離ダイオードの接続が行わ
れる。 第９図は第８図の９−９線に沿って取った断面図である
。 第１０図は第８図の１０−１０線に沿って取った断面図
である。 第１１図は第３図の表示画素の上部画素電極または第２
画素電極を示す平面図である。 第１２図は実質的に絶縁層の上全体に列選択線を配置す
る本発明画素の選択的実施態様を示す部分断面図である
。 第１３図は第１２図の１３−１３線に沿って取つた部分
断面図である。 第１４〜１６図は本発明の第７．第８および第９表示１
ｉ１ｉｉ素をそれぞれ概略的に示す部分断面図であり、
各画素共、支持基板に対して概ね水平にかつ垂直方向に
間隔をあけて延びる２つまたはそれ以上の平面に配設さ
れている補助キャパシタンス電極を備える。 ２０．３０．５０．１００．１２０．１５０・・・画素
、２２・・・基板、２４・・・第１補助キャパシタンス
電極、２８ＩＬ、２８ｂ・・・第１電極、３０・・・第
２電極、３２・・・液晶材料。 雁　４Ａ Ｃつ Ｈ（ｉ　　４Ｂ ＦＩ５．　　／２ ＦＩＧ、　　／３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）画素キャパシタンスと補助キャパシタンスを有する
   画素を少なくとも１つ含む光作用表示装置であって、前
   記画素が、 少なくとも２つの電極部分を間隔をあけて配設して含ん
   でいる第１電極と、 前記第１電極の両部分と間隔をあけて対向しかつ前記第
   １電極と実質的に並列関係になるように設けられており
   、全ての外部回路配線および他の画素電極全部から電気
   的に絶縁されている第２電極と、前記第１電極と第２電
   極との間に動作配置されている光作用表示物質と、 前記第１電極に電気的に接続されて前記補助キャパシタ
   ンスを形成する手段とを含んで成る表示装置。 ２）前記補助キャパシタンス形成手段が、前記第１電極
   の前記第２電極と反対側に前記第１電極部分の少なくと
   も一方と間隔をあけて対向しかつそれから絶縁されて設
   けられている第３電極を含み、前記第３電極も前記第１
   電極部分の他方と電気的に接続されている、特許請求の
   範囲第１項に記載の表示装置。 ３）前記一方の第１電極部分と前記他方の第１電極部分
   とが相互に隣接している、特許請求の範囲第２項に記載
   の表示装置。 ４）前記第３電極の前記補助キャパシタンスに寄与する
   表面が、前記一方の第１電極部分の有効面の実質的に全
   部と実質的に同一の拡がりを有している、特許請求の範
   囲第３項に記載の表示装置。 ５）前記第３電極が金属から形成される、特許請求の範
   囲第２項に記載の表示装置。 ６）前記第３電極が透明の導電性物質から形成される、
   特許請求の範囲第２項に記載の表示装置。 ７）前記第１電極部分の少なくとも一方に連結されてい
   る分離装置を少なくとも１つさらに含んで成る、特許請
   求の範囲第２項に記載の表示装置。 ８）前記分離装置の少なくとも１つが前記第３電極を介
   して前記第１電極部分の少なくとも一方に連結されてい
   る、特許請求の範囲第７項に記載の表示装置。 ９）前記補助キャパシタンス形成手段が、前記第１電極
   の前記第２電極と反対側に、前記第１電極部分の別の部
   分と間隔をあけて対向しかつそれから絶縁されて設けら
   れている第４電極をさらに含んでおり、前記第４電極が
   前記一方の第１電極部分に電気的に接続されている、特
   許請求の範囲第２項に記載の表示装置。 １０）前記第４電極の前記補助キャパシタンスに寄与す
   る表面が前記第１電極部分の前記別の部分の有効面の実
   質的に全部と実質的に同一の拡がりを有している、特許
   請求の範囲第９項に記載の表示装置。 １１）前記２つの第１電極部分の各々に連結されている
   １対の分離装置をさらに含んで成り、前記分離装置の各
   対のうち少なくとも一方の分離装置が前記第３または第
   ４電極の一方を介してそれぞれの第１電極細分に連結さ
   れている、特許請求の範囲第９項に記載の表示装置。 １２）前記補助キャパシタンス形成手段が、前記第３電
   極の前記一方の第１電極部分と反対側に前記第３電極と
   間隔をあけて対向しかつそれから絶縁されて設けられて
   いる第５電極をさらに含んでおり、前記第５電極が前記
   一方の第１電極部分に電気的に接続されている、特許請
   求の範囲第９項に記載の表示装置。 １３）前記補助キャパシタンス形成手段が、前記第４電
   極の前記別の第１電極部分と反対側に前記第４電極と間
   隔をあけて対向しかつそれから絶縁されて設けられてい
   る第６電極をさらに含んでおり、前記第６電極が前記別
   の第１電極部分に電気的に接続されている、特許請求の
   範囲第１２項に記載の表示装置。 １４）前記補助キャパシタンス形成手段が、前記第３電
   極の前記第１電極と反対側に前記第３電極と間隔をあけ
   て対向しかつそれから絶縁されて設けられている第４電
   極をさらに含んでおり、前記第４電極が前記一方の第１
   電極部分と電気的に接続されている、特許請求の範囲第
   ２項に記載の表示装置。 １５）前記第３電極も前記第１電極部分の前記別の部分
   と間隔をあけて対向するように配設されている、特許請
   求の範囲第１４項に記載の表示装置。 １６）前記第４電極の前記第３電極と反対側に前記第４
   電極と間隔をあけて対向しかつそれから絶縁されて設け
   られている第５電極をさらに含み、前記第５電極が前記
   第３電極に電気的に接続されている、特許請求の範囲第
   １４項に記載の表示装置。 １７）前記第３電極と第４電極が実質的に同一平面上に
   あり、前記表示装置が、前記第３電極の前記一方の第１
   電極部分と反対側に前記第３電極と間隔をあけて対向し
   かつそれから絶縁されて設けられている第５電極と、前
   記第３および第４電極と実質的に同一平面上に物理的に
   分離して設けられている少なくとも１つの導電パッドと
   をさらに含んでおり、前記第５電極が前記導電パッドを
   介して前記一方の第１電極部分に電気的に接続されると
   共に、前記第４電極にも電気的に接続されている、特許
   請求の範囲第９項に記載の表示装置。 １８）複数の画素を備える光作用表示装置において画素
   を構成するための方法であって、 （ａ）基板の上に前記画素および前記表示装置の他の画
   素の少なくとも１つに給電するための第１導体と、前記
   画素用の少なくとも第１の補助キャパシタンス電極と、
   前記画素と関連する少なくとも１つの分離装置とを形成
   する段階と、 （ｂ）前記導体の実質的部分および前記電極の実質的部
   分に亘って延び、前記分離装置が前記表示装置の他の導
   体と接触事故を生じることのないように該分離装置を保
   護する絶縁性物質の層を設ける段階と、 （ｃ）前記層の上に前記画素および前記表示装置の他の
   画素の少なくとも１つに給電するための第２導体の少な
   くとも一部分を前記第１導体と交差するように設けると
   共に、画素電極の第１部分を少なくとも部分的に前記第
   １補助電極上に配設して該第１補助電極と共に第１補助
   画素キャパシタンスを形成するように設ける段階とを含
   んで成り、 そうすることで前記絶縁性物質層が少なくとも３つの異
   なる機能、すなわち前記第１導体と第２導体の交差個所
   で該導体を相互に絶縁する機能と、前記補助画素キャパ
   シタンスの誘電体としての機能と、前記分離装置を実質
   的に保護、分離する機能とを発揮するようにする方法。 １９）前記第２導体の実質的に全体を前記絶縁性物質層
   の上に形成する、特許請求の範囲第１８項に記載の方法
   。 ２０）前記方法がさらに、 （ｄ）前記分離装置の上の前記絶縁性物質層に開口部を
   設ける段階と、 （ｅ）少なくとも部分的に前記層の上に配設されて前記
   開口部を介して前記分離装置を前記画素電極の前記第１
   部分に電気的に接続する導電連けい部を設ける段階とを
   含んで成る、特許請求の範囲第１８項に記載の方法。 ２１）前記方法がさらに、 （ｆ）前記第１補助キャパシタンス電極と同一の平面上
   に該第１補助キャパシタンス電極から水平方向に分離し
   、かつ電気的に絶縁して、第２補助キャパシタンス電極
   を設ける段階と、 （ｇ）前記層の上に前記画素電極の第２部分をその実質
   的部分を前記第２補助電極の上に配設して第２補助画素
   キャパシタンスを形成するように設け、そうすることで
   前記絶縁性材料層に前記第２補助画素キャパシタンスの
   誘電体として作用させる段階とを含んで成る、特許請求
   の範囲第１８項に記載の方法。 ２２）前記方法がさらに、 （ｈ）前記第１および第２補助キャパシタンス電極の上
   の前記絶縁性材料層にそれぞれ第１開口部と第２開口部
   を設ける段階と、 （ｉ）前記第１補助電極を前記第１開口部を介して前記
   画素電極の前記第２部分に電気的に接続する段階と、 （ｊ）前記第２補助電極を前記第２開口部を介して前記
   画素電極の前記第２部分に電気的に接続する段階とを含
   んで成る、特許請求の範囲第２１項に記載の方法。