JPH0337625A

JPH0337625A - アクティブマトリクス表示装置

Info

Publication number: JPH0337625A
Application number: JP17378289A
Authority: JP
Inventors: Shigemitsu Mizushima; 繁光水嶋
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1989-07-04
Filing date: 1989-07-04
Publication date: 1991-02-19
Anticipated expiration: 2011-08-28
Also published as: JP2528967B2

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】（産業上の利用分野）本発明は、表示媒体として液晶等を用いた、アクティブ
マトリクス表示装置に関する。

（従来の技術）近年、ＣＲＴに代わる表示装置として、液晶等を用いた
表示装置の研究が行われている。これらの表示装置に於
いては、ＩＴＯ１ＳｎＯ２等を用いた絵素電極と対向電
極との間に、液晶等の表示媒体が封入され、これらの電
極の間に電圧が印加されて表示が行われる。

ＩＴＯＳ　５ｎ０２等の透明電極により形成される絵素
電極の外周には、誘起ドメインと呼ばれる液晶の配向の
乱れた領域が現れることがある。この乱れは、絵素の外
周部に生じる電気力線の乱れに起因している。第７図に
このような電気力線の乱れの様子を示す。第７図に示す
表示装置は、いわゆる単純マトリクス型の液晶表示装置
である。この図に於て破線で示される電気力線３６は、
透明基板１１上の絵素電極１２から、対向基板２１上の
対向電極２３に向かって、膨らみを生じている。

この膨らみの程度は、絵素電極の形状に大きく影響され
、一般に、絵素電極の鋭角の角部に生じ易薄膜トランジ
スタ（以下ではｒＴＦＴＪと称する）等のスイッチング
素子を有するアクティブマトリクス型の表示装置では、
上記の電気力線３６の膨らみに加え、絵素電極１２の周
囲に配されるゲート電極及びソース電極に接続されるパ
スラインと、絵素電極との間に生じる電位差によっても
、電気力線３６の乱れは生ずる。このような電気力線の
乱れによって、パスラインと絵素電極との間の液晶の配
向の乱れが生じ、更には絵素電極の外周部より内側の液
晶の配向まで乱れることがある。

この配向の乱れは、無電界時に於ける液晶分子と電極表
面との角度（プレチルト角）に関係し、また、電界印加
時の液晶分子と電極表面との角度（チルト角）にも関係
する。従って、液晶の配向の乱れが生じる場所、及び程
度は、ラビング、斜め蒸着等の配向処理により異なる。

液晶配向の乱れが生じると、表示されている絵素の一部
が、他の部分とは異なった表示状態となる。例えば、正
方形の絵素電極を有するＴＮ−ＦＥＭ−ＬＣＤでは、絵
素の辺の近傍領域の最適視角方向が、他の領域のそれと
は逆になり、絵素の一部が欠損したように見える場合が
ある。このような場合の配向の乱れを、リバースチルト
と呼ぶことがある。

ＴＰＴを用いたアクティブマトリクス表示装置では、液
晶配向の乱れは表示状態の変化時、即ち絵素電極に印加
される電圧が低い状態から高い状態に変化する時に生じ
易い。また、この乱れの発生は、特に電源投入時に著し
い。このような表示の乱れは、残像として現れる。

上述の問題点を解決するため、従来より下記の対策がと
られてきた。

■絵素電極の鋭角の部分を無くし、鈍角とする。

■プレチルト角を大きくす・る。

■絵素部分以外の部分を通過する光を遮断するためのブ
ランクマスクを、絵素の内部にも重ねて、異常部分を隠
す。

（発明が解決しようとする課題）しかし、このような従来の対策は、それぞれ以下のよう
な問題点を有している。

まず■では、自由なパターン表示が制限されるという欠
点が生じる。また、高精細な表示を行うマトリクス表示
装置に於いては、■の対策では防ぎようがない。

■によれば、電圧−透過率特性曲線の急峻性が損なわれ
る。そのため、コントラスト及び応答速度が低下し、視
角範囲が狭小となる。また、高プレチルト角を得るため
には、材料及びプロセスに対する制約が大きく、他の特
性の犠牲を招く場合がある。

■によれば、以下のような欠点が問題となる。

まず、ブラックマスクを絵素電極形成基板側に設ける場
合を考える。ブラックマスクを金属で形成すると、ブラ
ックマスクとパスラインとの間に、大きな電気容量が生
じる。そのため、表示状態に問題が生じ、絵素電極を駆
動する上でも問題となる。ブラックマスクを樹脂で形成
すると、遮光性を確保するために膜厚を大きくする必要
があり、パターン精度、セルのギャップの均−性等に問
題が生じる。従って、ブラックマスクを絵素電極が形成
される基板側に設けることは好ましくない。

次に、ブラックマスクを対向基板側に設けた場合を考え
る。この場合には、２枚の基板の位置ずれの誤差を考慮
したパターン設計が必要となる。

２枚の基板の合わせる場合の位置精度は、５〜１０μｍ
と低い。そのため、必要なブラックマスクと絵素電極と
の重なりを５μｍとすると、１０μｍ以上の重ね合わせ
の設計が必要となる。このように大きな重ね合わせを行
うと、絵素の開口率が低下し、表示画面が暗くなるとい
う問題が生じる。

本発明はこのような問題点を解決するものであり、本発
明の目的は、液晶配向の乱れを生じても、画像品位が低
下しないアクティブマトリクス表示装置を提供すること
である。

（課題を解決するための手段）本発明のアクティブマトリクス表示装置は、少なくとも
一方が透光性を有する一対の基板と、該一対の基板の何
れか一方の基板内面にマトリクス状に配された絵素電極
と、該一対の基板間に封入され、印加電圧に応答して光
学的特性が変調される表示媒体と、を有するアクティブ
マトリクス表示装置であって、該絵素電極の外周部の少
なくとも一部に重畳して、遮光膜が形成されており、そ
のことによって上記目的が達成される。

また、前記絵素電極が形成された基板内面に、機能素子
を備え、前記遮光膜が、該機能素子内に形成された不透
明層と回し材料で形成された構成とすることもできる。

機能素子としては、Ｔ　Ｐ　Ｔ。

ＭＩＭ　（金属−絶縁層−金属）、ＭＯＳ）ランジスタ
、ダイオード、バリスタ等が挙げられる。

（作用）本発明のアクティブマトリクス表示装置では、液晶配向
の乱れが発生する絵素電極の外周部の、少なくとも一部
に重畳して、遮光膜が形成されている。この遮光膜によ
り、表示の乱れが生じた領域を隠すことができる。

また、本発明の表示装置では、絵素電極が形成された基
板内面に機能素子を備え、遮光膜をこの機能素子内に形
成された不透明層と同じ材料で形成した構成としてもよ
い。このような構成により、表示装置の製造工程を増加
させることなく、上記の遮光膜を形成することができる
。

（実施例）本発明を実施例について以下に説明する。第１図に本発
明の表示装置を構成するアクティブマトリクス基板の一
実施例の平面図を示す。第１図のｍ−ｍ線に沿った断面
図を第３図に示す。透明基板上にＴａから成るゲートパ
スライン１４が平行して設けられ、ゲートパスライン１
４に直交して、Ｔｉから成るソースパスライン１３が設
けられている。ゲートパスライン１４と、ソースパスラ
イン１３との交点近傍のゲートパスライン１４上には、
スイッチング素子としてＴＦＴＩ　５が形成されている
。

ＴＦＴＩ　５のソース電極３０及びドレイン電極３１は
、ソースパスライン１３と同時に形成される。ドレイン
電極３１には絵素電極１２が接続されている。更に、ド
レイン電極３１に接して、液晶配向の乱れが発生した領
域の遮光を行うための、遮光膜３３が形成されている。

ＴＰＴＩ　５及び遮光膜３３の断面構成を、第３図に従
って説明する。ゲートパスライン１４の一部として形成
されたゲート電極３４上に、陽極酸化膜２６が形成され
、この陽極酸化膜２６を覆って全面に、ゲート絶縁膜２
７が堆積されている。

ゲート絶縁膜２７上には、アモルファスシリコンから戊
る半導体層２８がパターン形成され、更にその上には、
絶縁膜３２及びコンタクト層２９がパターン形成されて
いる。絶縁膜３２は、コンタクト層２９、ソース電極３
０及びドレイン電極３１のパターン形成時に、半導体層
２８を保護するために設けられている。コンタクト層２
９は、半導体層２８と、ソース電極３０及びドレイン電
極３１とのコンタクトをとるために設けられる。

コンタクト層２９上には、上述のソース電極３０及びド
レイン電極３１が形成されている。ドレイン電極３１の
形成時に、前述の遮光膜３３が同時にパターン形成され
る。本実施例では遮光膜３３は、ドレイン電極３１に電
気的に接続された状態で形成される。遮光膜３３上には
、ゲート絶縁膜２７上に形成された絵素電極１２の一部
が重畳されている。

絵素電極が形成されている領域以外の領域には、保護膜
１６がパターン形成されている。保護膜１６を覆って全
面に、配向膜１７が設けられ、アクティブマトリクス基
板１０が得られる。

アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板２０
では、透明基板２１上にブラノクマスク２５及びカラー
フィルタ２２が形成され、更に、対向電極２３及び配向
膜２４が全面に形成されている。アクティブマトリクス
基板ＩＯと対向基板２０との間には、液晶３５が封入さ
れ、本実施例のアクティブマトリクス表示装置が得られ
る。

配向膜１７及び２４にはポリイミド系樹脂（日本合成ゴ
に社製、オプトマーＡＬ）、液晶３５にはＰＣＨ系ブレ
ンド液晶（チッ素（株）製）を用いた。

第２図に、本実施例の表示装置に於て、液晶配向の乱れ
が生じている領域を示す。この場合の最適視角方向は、
紙面から紙面の手前上方に向かう方向である。第２図に
示すように、絵素電極１２のＴＦＴＩ　５が接続される
辺に沿った、斜線で示す領域Ａに、液晶配向の乱れが生
じていることが確認されている。この配向の乱れが発生
する領域は、遮光膜３３を有していない表示装置を作製
することにより、確認することができる。遮光膜３３は
、通常、絵素電極１２の端部から２〜１０μｍの領域に
形成される。本実施例のように遮光膜３３を設けること
により、表示不良の問題のない良好な表示装置が得られ
ることが確認された。

第４図〜第６図に、本発明の表示装置に用いられる遮光
膜３３の池の形状を示す。第４図〜第６図に於ける最適
視角方向は、第２図と同様に紙面から紙面の手前上方に
向かう方向である。これらの遮光膜３３の形状は、液晶
配向の乱れが発生している領域の形状に合わせて決定さ
れる。

本実施例では遮光膜３３をソース電極３０及びドレイン
電極３１と同じ材料で形成したが、ゲート電極と同じ材
料で形成してもよい。その場合には、遮光膜３３はゲー
ト電極３４及びゲートパスライン１４と同時に形成され
、ゲート電極３４及びゲートパスライン１４からは電気
的に孤立して設けられるのが好ましい。

本実施例ではスイッチング素子として、ＴＰＴを用いた
場合について説明したが、本発明は、他のスイッチング
素子、例えばＭＯＳトランジスタを用いた表示装置にも
適用することができる。

また、本実施例では機能素子としてスイッチング素子を
用いた場合について説明したが、スイッチング素子以外
の他の機能素子、例えばＭＩＭ、ダイオード等を備えた
表示装置にも適用することができる。この場合には、ス
イッチング素子以外の機能素子を構成する不透明層と同
じ材料を用いて、遮光膜を形成することができる。

（発明の効果）本発明のアクティブマトリクス表示装置では、液晶配向
の乱れが生じても、画像品位が低下しない。従って、本
発明によれば表示装置の歩留りが向上し、表示装置のコ
スト低減が為される。

４、　′　　　の　　　な言　ロ第１図は本発明の表示装置に用いられるアクティブマト
リクス基板の一実施例の平面図、第２図は液晶配向の乱
れが生じている領域を示す図、第３図は第１図のｍ−Ｉ
ＩＩ線に沿った断面図、第４図〜第６図は遮光膜の他の
実施例を示す平面図、第７図は単純マトリクス型表示装
置に生じる電気力線の様子を示す断面図である。

１０・・・アクティブマトリクス基板、１１．２１・・
・透明基板、１２・・・絵素電極、１３・・・ソースパ
スライン、１４・・・ケートパスライン、１５・・・Ｔ
ＦＴ。

１６・・・保護膜、１７．２４・・・配向膜、２ｏ・・
・対向基板、２２・・・カラーフィルタ、２３・・・対
向電極、２５・・・ブラックマスク、２６・・・陽極酸
化膜、２７・・・ゲート絶縁膜、２８・・・半導体層、
２９・・・コンタクト層、３０・・・ソース電極、３１
ドレイン電極、３２・・・絶縁膜、３３・・・遮光膜、
３４・・・ゲート電極、３５・・・液晶。

以上第図第２図第３図２０第４図第６図第５図

Claims

【特許請求の範囲】１、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、該
一対の基板の何れか一方の基板内面にマトリクス状に配
された絵素電極と、該一対の基板間に封入され、印加電
圧に応答して光学的特性が変調される表示媒体と、を有
するアクティブマトリクス表示装置であって、該絵素電極の外周部の少なくとも一部に重畳して、遮光
膜が形成されているアクティブマトリクス表示装置。２、前記絵素電極が形成された基板内面に、機能素子を
備え、前記遮光膜が、該機能素子内に形成された不透明
層と同じ材料で形成されている、請求項１に記載のアク
ティブマトリクス表示装置。