JP3157186B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示装置Info
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136218—Shield electrodes
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Description
タ(以下、TFTと称する)を用いて液晶を駆動してな
るアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
は、テレビ表示やグラフィック表示などを指向して、大
容量で高密度のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
開発及び実用化が盛んである。この様な表示装置では、
クロストークを低減させて高コントラストの表示が可能
なように、各画素に対応してスイッチ素子を配設し、画
素の駆動が行われる。
半導体スイッチが用いられるが、種々のスイッチの中で
も透過型表示が可能であり、大面積化も容易であるなど
の理由から、透明な絶縁性基板上に形成されたTFTが
用いられている。
7に示すように、アレイ基板上の複数の走査線101及
び信号線102の交点にTFT103が配設されてい
る。このTFT103のゲート電極111は走査線10
1に接続され、ソース電極116は表示画素電極104
に接続されている。また、図示しないが、この表示画素
電極104に対し、液晶層131を介して対向電極12
6が配設され、液晶表示装置が構成される。
て説明する。ゲート電極111に走査線選択電圧(以
下、Vg,onと称する)が印加されている期間(以下、書
き込み期間と称する)に、表示画素電極103の電位が
信号線電位と同電位に設定され、ゲート電極111に走
査線非選択電圧(以下、Vg,off と称する)が印加され
ている期間(以下、保持期間と称する)は、表示画素電
極104はこの電位に保持される。
定されている。従って、液晶層131にはこの表示画素
電極104と対向電極126との電位差に相当する電圧
が印加される。この電圧を制御して、液晶層の光透過率
を制御することにより、画像表示が行われる。
は電気分解により劣化し、寿命が短くなるため、一般に
液晶は交流駆動される。例えば、対向電極電位を定電位
に設定し、この対向電極電位に対する信号線電位の極性
をフレーム毎に正負反転することによって交流駆動を行
うことができる。
極104と、隣接する信号線102との間には寄生容量
Cpsが存在する。
示画素電極電位は、信号線電位の変化にともなって変動
する。この表示画素電極電位の変動(以下、ΔVpsと称
する)は、 ΔVps〜ΔVs *Cps/(Clc+Cps+Cgs) ΔVs :信号線電位の変化 Clc:表示画素電極と対向電極との間の液晶層の静電容
量 で表される。このΔVpsだけ液晶層131に印加される
電圧が変動し、本来の信号線電位に対応する光透過率を
得ることができなくなる。このΔVpsの表示画面に対す
る影響は画面上部と下部とでは等しくないことが知られ
ている。このため、画面上部と下部とでは印加される電
圧に対する透過率特性が異なる、いわゆる輝度傾斜の問
題を生じる。
特性を示す。この図を見ると明らかなように、画面上部
と下部とでは透過率に大きな差が生じており、従って所
望の画像表示を得ることができない。
に切り替わる際、Cgsの存在から、表示画素電極電位は
ある量だけ負側にシフトする。このシフト量(以下、V
pgと称する)は、 ΔVpg〜ΔVg *Cgs/(Clc+Cps+Cgs) (ΔVg =Vg,on−Vg,off ) で表される。液晶層は交流駆動されているために、印加
電圧は正負で非対称となり、フレーム毎にフリッカが生
じる原因となる。
表示装置では表示画素電極下の一部にゲート絶縁膜を介
してストレージキャパシタを設けていたが、ΔVpsを十
分に低減させることはできず、このために生じる輝度傾
斜は、高精細な画像表示実現に対する大きな障害となっ
た。また、ゲート絶縁膜のピンホール欠陥による表示画
素電極とストレージキャパシタとのショートが発生する
という問題や、さらには表示画素電極のストレージキャ
パシタ上の部分とその他の部分とで段差が生じ、均一な
表示画面を得られないという問題が生じた。
線電位の変動によって生じる表示画面への影響を低減
し、液晶表示装置の表示特性を向上させることを目的と
する。
イ基板上にマトリクス状に配設された走査線と信号線と
の交点に形成された薄膜トランジスタと、この薄膜トラ
ンジスタに接続された表示画素電極とを備えたアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置において、前記信号線の形
成された層の直下の層で、かつ、前記信号線に沿ってシ
ールド電極が配設されていることを特徴とするアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置である。
クス状に配設された走査線と信号線との交点に形成され
た薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタに接続さ
れた表示画素電極とを備えたアクティブマトリクス型液
晶表示装置において、前記表示画素電極に接続された薄
膜トランジスタの属する走査線に対し前記表示画素電極
を挟んで対向する側に配置された共通配線から延在する
シールド電極が前記信号線の形成された層の直下の層
で、かつ、前記信号線に沿って配設されていることを特
徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置である。
た結果、表示画素電極−信号線間にシールド電極を埋め
込むことにより、Cpsを大幅に低減させることができる
ことを見出した。以下に、その理由を図面を参照して説
明する。
線を模式的に示す。
じる電気力線は、信号線電圧の変動によって変化する。
この表示画素電極104−信号線102間の電気力線
は、図に示すように対向電極130側においては、ある
程度対向電極130によって遮蔽される。一方、アレイ
基板120側の電気力線については、従来の液晶表示装
置は、これを遮蔽する手段を有しないために、主にこの
アレイ基板120側の電気力線の作用から、表示画面に
悪影響が生じることが分かった。
装置においては、対向電極側の電気力線のみならず上述
したアレイ基板側の電気力線をも遮蔽できるため、Cps
を大幅に低減させることができる。
らないために、シールド電極と表示画素電極とのショー
トが起こることを防ぐことができ、さらに、表示画素電
極に生じる段差を解消できる。
絶縁膜中にシールド電極を埋め込むことにより、Cpsを
大幅に低減させることができた。以下、図面を参照して
本参考例を詳細に説明する。
板上の一画素の部分平面図を示す。図2は図1の線AA
‘に沿った断面図を示す。
号線2は、それぞれ行方向と列方向に配設されている。
TFT3は、これらの交点にマトリクス状に形成され、
走査線1と一体のゲート電極11、信号線2と一体のド
レインD電極14、表示画素電極4に接続されたソース
電極16、及び半導体層17から構成されている。
ド電極50とよぶ)が、表示画素電極4と信号線2との
間隙のゲート絶縁膜中に埋め込まれている。このシール
ド電極50はシールド電極配線51に接続され、図示し
ない外部端子より電位規定が行える構成となっている。
このため、シールド電極に印加される電位を独立に保持
することができる。
置の製造方法の一例を示す。
面には、例えば遮光性材料であるCr膜をスパッタ法で
積層した後、所定の形状にフォトエッチングすることに
よりゲート電極21、シールド電極50、及び図示しな
い走査線を形成する。そしてこれらを覆うように例えば
酸化シリコン(SiOx )からなるゲート絶縁膜21を
プラズマCVD法を用いて形成する。
絶縁膜21上には、例えばi型の水素化アモルファスシ
リコン(以下a−Si:Hと称する)からなる半導体層
17を、プラズマCVD法により形成する。さらにこの
半導体層17上に低抵抗半導体層22として、例えばn
型a−Si:Hを同じくプラズマCVD法を用いて形成
し、フォトエッチングを用いて所定の形状に加工する。
その後ITOをスパッタ法を用いて積層し、フォトエッ
チングを用いて所定の形状に加工し、表示画素電極4を
形成する。そして、例えばMo及びAlをスパッタ法に
より積層し、フォトエッチングを用いて信号線と一体の
ドレイン電極14及びソース電極16を形成する。この
後、ソース−ドレイン間の低抵抗半導体層22を除去
し、必要に応じて無機保護膜などを形成し、アレイ基板
24が得られる。
板25上には、例えばAlからなる遮光層27及び例え
ばITOからなる対向電極26を順次形成することによ
り、対向基板28を形成する。
例えば低温キュア型のポリイミドからなる配向膜29を
形成する。対向基板28上にも同様に配向膜30を形成
し、これらの配向膜にラビング処理を施し、所定の方向
に配向処理を施す。さらにアレイ基板24と対向基板2
8は、所定の間隔をもって上記の工程が施された一主面
側が対向し、かつ互いの配向軸が概略90度を成すよう
に組み合わされ、この間隙に液晶を封入する。これらの
基板の外側には、それぞれ偏光板33を形成し、本参考
例の液晶表示装置が得られる。
を示す。
上部と画面下部の光透過率はほぼ一致しており、画面上
下方向の輝度傾斜はほとんど認められなかった。この理
由は、アレイ基板24側の電気力線が遮蔽されるため
に、Cpsが従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置
に比較して1/10程度に低減されることから、ΔVps
による表示画素電極電位への影響を、表示画面全域にわ
たって抑えることができるためであると考えられる。
ならないために、これらの電極間のショートを防ぐこと
ができ、さらに表示画素電極の段差を解消することがで
きることから、画面全体にわたって均一な画像表示が可
能である。
のアクティブマトリクス型液晶表示装置の部分平面図を
示す。また、図5は図4の線BBに沿った断面図を示
す。
号線2が、それぞれ行方向と列方向に配設され、その交
点にTFT3が配設される。各々のTFT3には表示画
素電極4が接続され、各画素が構成される。さらに図5
に示すように、シールド電極50をゲート絶縁膜21を
介して信号線2下に形成する。
果が得られ、さらにシールド電極50を信号線2下に形
成することによって、有効画素面積を拡張することがで
き、開口率を向上させることができる。また、信号線2
とシールド電極50との絶縁性向上のために信号線2と
シールド電極50との間に図6に示すような層間絶縁膜
33を形成しても良い。この層間絶縁膜33を形成する
方法としては、TFT3形成と同時に半導体層をシール
ド電極50上に形成する方法やシールド電極50の上部
を陽極酸化する方法などが製造工程の簡略化の点から有
利である。また、一方でこの部分は有効画素領域外にあ
るため、層間絶縁膜33として、絶縁性の良好な物質を
その透過率にかかわらず任意に選択することもできる。
上述したような層間絶縁膜33を用いることによって、
信号線2とシールド電極50との間の短絡を解消するこ
とができる。
ゲート絶縁膜中に埋め込んだが、例えばシールド電極を
アレイ基板中に埋め込むことにより同様の効果が得られ
る。
表示装置では、シールド電極を用いることによって、C
psを従来の蓄積容量を備えたアクティブマトリクス型液
晶表示装置と比較して1/10程度に低減できる。従っ
て、保持時間に信号線電位の変化によって生じる表示画
素電極電位の変動を解消することができる。このことか
ら表示画面の縦方向クロストークや上下方向の輝度傾斜
を低減し、表示品位を向上させることができる。
ならないために、シールド電極と表示画素電極との短絡
を防ぎ、かつ表示画素電極を平坦化できることから、画
面全体に均一な表示特性を得ることができる。
の参考例を示す平面図である。
表示装置の特性図である。
の実施例を示す平面図である。
る。
Claims (2)
- 【請求項1】アレイ基板上にマトリクス状に配設された
走査線と信号線との交点に形成された薄膜トランジスタ
と、この薄膜トランジスタに接続された表示画素電極と
を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、 前記信号線の形成された層の直下の層で、かつ、前記信
号線に沿ってシールド電極が配設されていることを特徴
とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項2】アレイ基板上にマトリクス状に配設された
走査線と信号線との交点に形成された薄膜トランジスタ
と、この薄膜トランジスタに接続された表示画素電極と
を備えたアクティブマトリクス型液晶表示装置におい
て、 前記表示画素電極に接続された薄膜トランジスタの属す
る走査線に対し前記表示画素電極を挟んで対向する側に
配置された共通配線から延在するシールド電極が前記信
号線の形成された層の直下の層で、かつ、前記信号線に
沿って配設されていることを特徴とするアクティブマト
リクス型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12332891A JP3157186B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12332891A JP3157186B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04349430A JPH04349430A (ja) | 1992-12-03 |
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Family
ID=14857840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12332891A Expired - Lifetime JP3157186B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3157186B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
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---|---|---|---|---|
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JPH10325961A (ja) * | 1994-03-17 | 1998-12-08 | Hitachi Ltd | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
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JP2001183666A (ja) | 1999-12-24 | 2001-07-06 | Nec Corp | 液晶表示装置 |
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US7864281B2 (en) | 2004-08-24 | 2011-01-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Active matrix substrate and display unit provided with it |
-
1991
- 1991-05-28 JP JP12332891A patent/JP3157186B2/ja not_active Expired - Lifetime
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH04349430A (ja) | 1992-12-03 |
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