JP2938558B2 - アクティブマトリックス型液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、各画素にスイッチング素子が設けられて成
るアクティブマトリックス型液晶表示装置に係り、特に
その構造に関する。

（従来の技術） 近年、液晶表示装置は軽量、低消費電力の特徴を生か
して種々の分野で数多く利用されるようになっきた。

中でも、各画素毎にスイッチング素子が設けられて成
るアクティブマトリックス型液晶表示装置は、クロスト
ークが少ない高コントラスト表示が可能であることか
ら、特に注目を集めている。

アクティブマトリックス型液晶表示装置の具体的な構
成としては、例えば一対の電極間に液晶組成物が挟持さ
れて成っている。一方の電極基板には、複数の信号電極
と走査電極とがマトリックス状に形成され、各交差部に
は画素電極が接続された薄膜トランジスタがスイッチン
グ素子として設置されている。また、他方の電極基板に
は、画素電極に対向する対向電極が形成されている。

ところで、このようなアクティブマトリックス型液晶
表示装置の各表示画素では、薄膜トランジスタのゲート
・ソース電極間に寄生容量Cgsが存在しているため、走
査電極からゲート電極に印加されるゲート電圧がONから
OFFに切り替わる時に、画素電極に印加される信号電圧
はΔVpだけ負側にずれてしまう。

このΔVpは、論理的には下記（１）式で求めることが
できるもので、ΔVpが大きいと画面のフリッカとなるこ
ともあり、高い表示品位を確保することができなかっ
た。

ΔVp＝（Vg,on−Vg,off）＊Cgs/（Cgs＋Clc） …
（１） Vg,on;ゲートオン電圧 Cgs;ゲート・ソース間容量 Vg,off;ゲートオフ電圧 Clc;液晶容量 そこで、例えば液晶容量Clcと並列に蓄積容量Ｃを形
成することにより、ΔVpを軽減することが行われてい
る。

具体的な構成としては、絶縁層を介して画素電極とオ
ーバーラップするように所定の電圧が印加される蓄積容
量電極を形成し蓄積容量Ｃを形成する方法等がとられて
いる。

（発明が解決しようとする課題） 蓄積容量電極を設けて液晶表示装置のΔVpを低減させ
るためには、高い絶縁層の信頼性が要求される。仮に絶
縁層にピンホール等の欠陥が存在すると、蓄積容量電極
と画素電極とがショートしてしまい、液晶組成物には常
に蓄積容量電極の電圧が印加され、表示改良を引起こす
ためである。

そこで、上記した課題を解決するものとして、例えば
特開平１−239531号公報には複数の蓄積容量Ｃを直列に
接続する液晶表示装置が記載されている。このように蓄
積容量Ｃを複数個直列に接続するといった冗長設計によ
り、仮に一つの蓄積容量Ｃが絶縁層のピンホールにより
ショートしても、他の蓄積容量Ｃにより蓄積容量電極と
画素電極とが電気的に接続されることがないため、良好
な表示を行うことができる。

しかし、絶縁層を介して画素電極とオーバーラップす
る第１の蓄積容量電極、第１の蓄積容量電極と絶縁層を
介してオーバーラップする第２の蓄積容量電極を順次設
けることは、製造工程の大幅な増加を招くため、好まし
いものではなかった。

本発明は上述した課題に鑑がみ成されたもので、液晶
表示装置の印加電圧のレベルシフト、即ちΔVpを十分に
低減させ高品位な表示を可能とすると共に、高製造歩留
まり、高生産性を得ることができるアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置を提供することを目的としたもので
ある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装置は、
複数本の信号電極と走査電極とがマトリクス状に配置さ
れ、信号電極と走査電極との交差部に画素電極に接続さ
れた薄膜トランジスタを備えた第１の基板と、画素電極
に対向する第２の基板と、第１の基板と前記第２の基板
とによって挟持される液晶層とを備えたアクティブマト
リックス型液晶表示装置であって、第１の基板は、画素
電極と、この画素電極と隣接する少なくとも一つの信号
電極とのそれぞれと絶縁層を介して重複して配置される
孤立電極を含み、絶縁層を介して配置される信号電極と
孤立電極とによって形成される第１の容量及び絶縁層を
介して配置される孤立電極と画素電極とによって形成さ
れ第１の容量に直列接続されてなる第２の容量とを備え
たことを特徴としたものである。

（作 用） 本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装置は、
上述したように信号電極および画素電極と絶縁層を介し
て蓄積容量が形成されるように孤立電極を設けるもので
ある。

このような構成とすることにより、絶縁層を介して信
号電極と孤立電極とによって第１の蓄積容量が形成さ
れ、また絶縁層を介して孤立電極と画素電極により第１
の蓄積容量に直列に接続される第２の蓄積容量が形成さ
れることとなる。

このように液晶容量Clcと並列に接続される蓄積容量
を設けることにより、印加電圧のレベルシフト、即ちΔ
Vpを十分に低減することができる。

そして、第１の蓄積容量と第２の蓄積容量の直列接続
で蓄積容量を構成することにより、少なくとも一方の蓄
積容量を構成する絶縁膜にピンホール等が発生しても、
他方の蓄積容量により画素電極に定電圧が印加されるこ
とがない。

更に、絶縁層を介して信号電極および画素電極とオー
バーラップするように孤立電極を設け複数の蓄積容量を
構成することにより、絶縁層を介して画素電極とオーバ
ーラップするように蓄積容量電極を設けていた従来の液
晶表示装置と同様の製造工程で製造することが可能であ
る。

（実 施 例） 以下、本発明の一実施例のアクティブマトリックス型
液晶表示装置（１）を例にとり、図面を参照して詳細に
説明する。

第１図は本実施例のアクティブマトリックス型液晶表
示装置（１）の概略正面図を示し、第２図は第１図にお
いてＡ〜Ａ′線に沿って切断した概略断面図を示すもの
である。

アクティブマトリックス型液晶表示装置（１）は、第
１の電極基板（11）と第２の電極基板（51）とによって
液晶組成物（61）が挟持されて構成されている。

第１の電極基板（11）は、絶縁性ガラス基板（13）上
に複数本の信号電極（15）と走査電極（17）とがマトリ
ックス状に形成されている。そして、これら信号電極
（15）と走査電極（17）との各交点部には、画素電極
（19）に接続された薄膜トランジスタ（21）が設置され
ている。

この薄膜トランジスタ（21）について詳述すると、絶
縁性ガラス基板（13）上には走査電極（17）と一体に形
成されたゲート電極（21a）が設置されており、このゲ
ート電極（21a）上には酸化シコン（SiOx）から成る絶
縁層（23）が設置されている。そして、この絶縁層（2
3）を介したゲート電極（21a）上には、ｉ型の水素化ア
モルファスシリコンが半導体層（25）として形成されて
おり、更に半導体層（25）上には互いに電気的に分離さ
れたｎ型の水素化アモルファスシリコンがドレイン領域
（27）、ソース領域（29）として形成されている。この
ドレイン領域（27）はモリブデン（Mo）膜とアルミニウ
ム（Al）膜とが積層されたドレイン電極（21b）により
信号電極（15）に、ソース領域（29）も同様にモリブデ
ン（Mo）膜とアルミニウム（Al）膜とが積層されたソー
ス電極（21c）により画素電極（19）に接続されてい
る。

また、本実施例のアクティブマトリックス型液晶表示
装置（１）では、各画素電極（19）および各画素電極
（19）に隣接して設置される２本の信号電極（15a），
（15b）と絶縁層（23）を介して重複するように２つの
孤立電極（31a），（31b）が夫々形成されている。

このようにして成る第１の電極基板（11）上には、液
晶組成物（61）を所定の方向に配向させるための低温キ
ュア型のポリイミド樹脂が所定方向にラビング処理され
て配向膜（35）として設置されている。

また、第２の電極基板（51）は、第１の電極基板（1
1）と同様の絶縁性ガラス基板（53）上にI.T.O.（Indiu
m Tin Oxide）が共通電極（55）として設置され、この
共通電極（55）上にはアルミニウムがマトリックス状に
形成されて成る遮光層（57）が設置されている。この遮
光層（57）は、第１の電極基板（11）に形成されている
薄膜トランジスタ（21）に光が照射されることに起因し
て誤動作することを防止する目的で設けられている。

このようにして成る第２の電極基板（51）上にも液晶
組成物（61）を所定の方向に配向させるための低温キュ
ア型のポリイミド樹脂が所定方向にラビング処理されて
配向膜（58）として設置されている。

そして、このような第１の電極基板（11）と第２の電
極基板（55）とによって液晶組成物（61）が所定の間隔
で挟持されている。

更に、第１の電極基板（11）と第２の電極基板（51）
の外側面には、偏向板（39），（59）が夫々位置合わせ
されて設置され、本実施例のアクティブマトリックス型
液晶表示装置（１）は構成されている。

本実施例のアクティブマトリックス型液晶表示装置
（１）は上述したような構成であることから、等価回路
的に各画素は第３図に示すようになる。

即ち、一画素電極（19）に隣接する一方の信号電極
（15a）と画素電極（19）との間には、信号電極（15a）
−絶縁層（23）−第１の孤立電極（31a）によって形成
される第１の蓄積容量C1（101）と、第１の孤立電極（3
1a）−絶縁層（23）−画素電極（19）とによって形成さ
れる第２の蓄積容量C2（102）とが直列に接続されたも
のとなる。

また、他方の信号電極（15b）と画素電極（19）との
間にも、信号電極（15b）−絶縁層（23）−第２の孤立
電極（31b）によって形成される第３の蓄積容量C3（10
3）と、第２の孤立電極（31b）−絶縁層（23）−画素電
極（19）とによって形成される第４の蓄積容量C4（10
4）とが直列に接続されていることとなる。

従って、単に信号電極（15a），（15b）と孤立電極
（31a），（31b）との間の絶縁層（23）にピンホール等
が発生しても、孤立電極（31a），（31b）−絶縁層（2
3）−画素電極（19）とにより蓄積容量C2（102）,C4（1
04）が形成されているため、画素電極（19）に信号電圧
が印加されるといったことがない。

このことは、孤立電極（31a），（31b）と画素電極
（19）との間の絶縁層（23）にピンホール等が発生して
も同様であり、絶縁層（23）のピンホール等に起因する
表示不良を大幅に低減することができ、製造歩留まりを
向上させることができる。

更に、本実施例のアクティブマトリックス型液晶表示
装置（１）では、蓄積容量C1（101）,C2（102）,C3（10
3）,C4（104）を形成することにより、ゲート電極（121
a）とソース電極（121c）との間に形成される寄生容量C
gsにより、走査電極（107）に印加される電圧がONからO
FFに切り替わる時に生じるレベルシフトを軽減させるこ
とができる。これにより、高品位な表示が可能なアクテ
ィブマトリックス型液晶表示装置（１）とすることがで
きた。

また、本実施例のアクティブマトリックス型液晶表示
装置（１）では、上述したように一画素電極（19）に隣
接する一方の信号電極（15a）および画素電極（19）と
絶縁層（23）を介して重複するように設けられた第１の
孤立電極（31a）の他に、一画素電極（19）に隣接する
他方の信号電極（15b）および画素電極（19）と絶縁層
（23）を介し重複するように第２の孤立電極（31b）を
設けた構成とした。そして、このような構成と組合わせ
て、隣接する信号電極（15a），（15b）に印加される信
号電圧の極性を例えば１ライン毎に反転させて駆動する
ことにより、特に蓄積容量C1（101）,C2（102）,C3（10
3）,C4（104）が信号電極（15a），（15b）の極性に影
響されて表示に悪影響を与えることを防止することがで
きた。

更に、本実施例のアクティブマトリックス型液晶表示
装置（１）の構造によれば、例えば薄膜トランジスタ
（21）のゲート電極（21a）の形成と同一の工程で蓄積
容量C1（101）,C2（102）,C3（103）,C4（104）を構成
する孤立電極（31a），（31b）を製造する他は、従来と
同様の工程でアクティブマトリックス型液晶表示装置
（１）を製造することが可能である。このため、本実施
例のアクティブマトリックス型液晶表示装置（１）は複
数の蓄積容量電極および絶縁層を積層して蓄積容量を直
列に接続するものに比べて製造工程を大幅に低減でき
る。

また、孤立電極（31a），（31b）をにI.T.O.等により
形成することを考えても、複数の蓄積容量電極および絶
縁層を積層する必要がなく、生産性を大幅に低下させる
ことはない。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の液晶表示装置によれ
ば、信号電極および画素電極と絶縁層を介してオラーバ
ーラップするように設置される孤立電極を設けることに
より、少なくとも１つの絶縁層により複数の蓄積容量が
直列接続により形成されることとなる。

このため、製造工程を大幅に増加させることなく複数
の蓄積容量が直列接続される構成とすることができる。

また、複数の蓄積容量を直列接続とすることにより、
一方の蓄積容量を形成する絶縁層にピンホール等が発生
しても表示不良となることがない。このため、製造歩留
まりを向上させ、長期間にわたり画素欠陥の発生を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のアクティブマトリックス型
液晶表示装置の概略正面図、第２図は第１図におけるア
クティブマトリックス型液晶表示装置をＡ〜Ａ′線に沿
って切断した概略断面図、第３図は第１図におけるアク
ティブマトリックス型液晶表示装置の一表示画素の等価
回路図を示すものである。 （１）≧アクティブマトリックス型液晶表示装置 （15）……信号電極、（17）……走査電極 （19）……画素電極 （21）……薄膜トランジスタ （23）……絶縁層 （31a），（31b）……孤立電極 （61）……液晶組成物 （101），（102），（103），（104）……蓄積容量

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数本の信号電極と走査電極とがマトリク
   ス状に配置され、前記信号電極と前記走査電極との交差
   部に画素電極に接続された薄膜トランジスタを備えた第
   １の基板と、前記画素電極に対向する第２の基板と、前
   記第１の基板と前記第２の基板とによって挟持される液
   晶層とを備えたアクティブマトリックス型液晶表示装置
   において、 前記第１の基板は、前記画素電極と、この画素電極と隣
   接する少なくとも一つの前記信号電極とのそれぞれと絶
   縁層を介して重複し且つこの画素電極以外の画素電極と
   は重複せずに配置される孤立電極を含み、前記絶縁層を
   介して配置される前記信号電極と前記孤立電極とによっ
   て形成される第１の容量及び前記絶縁層を介して配置さ
   れる前記孤立電極と前記画素電極とによって形成され前
   記第１の容量に直列接続されてなる第２の容量とを備え
   たことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】前記孤立電極は前記走査電極の形成と同一
   の工程で作成されて成ることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のアクティブマトリックス型液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】前記第１の基板は、前記画素電極と、この
   画素電極と隣接する他の前記信号電極とのそれぞれと前
   記絶縁層を介して重複し且つこの画素電極以外の画素電
   極とは重複せずに配置される他の前記孤立電極とを含
   み、前記絶縁層を介して配置される前記他の信号電極と
   前記他の孤立電極とによって形成される第３の容量及び
   前記絶縁層を介して配置される前記他の孤立電極と前記
   画素電極とによって形成され前記第３の容量に直列接続
   されて成る第４の容量とを備えたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載のアクティブマトリックス型液晶
   表示装置。