JPH0481816A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH0481816A JPH0481816A JP2194899A JP19489990A JPH0481816A JP H0481816 A JPH0481816 A JP H0481816A JP 2194899 A JP2194899 A JP 2194899A JP 19489990 A JP19489990 A JP 19489990A JP H0481816 A JPH0481816 A JP H0481816A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
[産業上の利用分野)
本発明は、表示装置、特に、薄膜トランジスタ等を使用
したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に関す
る。 (従来の技術) アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリ
ックス状に配列された複数の画素電極の各々に対応して
非線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。 各画素における液晶は理論的には常時駆動(デユーティ
比1.0)されているので、時分割駆動方式を採用して
いる、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ
方式はココントラストが良く特にカラーでは欠かせない
技術となりつつある。スイッチング素子として代表的な
ものとしては薄膜トランジスタ(TPT)がある。 なお、TPTを使用したアクティブ・マトリクス液晶表
示装置は、例えば「冗長構成を採用した12.5型アク
テイブ・マトリクス方式カラー液晶デイスプレィJ、日
経エレクトロニクス、頁193〜210,1986年1
2月15日、日経マグロウヒル社発行、で知られている
。 [!@明が解決しようとする課題] 従来の液晶表示装置では、視野角が狭いという点につい
て配慮がされておらず、特に多色中間調表示を行う場合
、視野角が狭くなる問題があった。 本発明の一つの目的は、視野角を広くすることができる
液晶表示装置を促供することである。 本発明の他の目的は、TPTへの入射光に起因するTP
Tのオフ特性の劣化を低減した液晶表示装置を提供する
ことである。 本発明の他の目的は、液晶に加わる直流成分を押さえる
ことのできる液晶表示装置を提供することである。 本発明の他の目的は、点欠陥を低減できる液晶表示装置
を提供することである。 本発明の他の目的は、高表示品質の液晶表示装置を提供
することである。 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明aSの記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
したアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置に関す
る。 (従来の技術) アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、マトリ
ックス状に配列された複数の画素電極の各々に対応して
非線形素子(スイッチング素子)を設けたものである。 各画素における液晶は理論的には常時駆動(デユーティ
比1.0)されているので、時分割駆動方式を採用して
いる、いわゆる単純マトリクス方式と比べてアクティブ
方式はココントラストが良く特にカラーでは欠かせない
技術となりつつある。スイッチング素子として代表的な
ものとしては薄膜トランジスタ(TPT)がある。 なお、TPTを使用したアクティブ・マトリクス液晶表
示装置は、例えば「冗長構成を採用した12.5型アク
テイブ・マトリクス方式カラー液晶デイスプレィJ、日
経エレクトロニクス、頁193〜210,1986年1
2月15日、日経マグロウヒル社発行、で知られている
。 [!@明が解決しようとする課題] 従来の液晶表示装置では、視野角が狭いという点につい
て配慮がされておらず、特に多色中間調表示を行う場合
、視野角が狭くなる問題があった。 本発明の一つの目的は、視野角を広くすることができる
液晶表示装置を促供することである。 本発明の他の目的は、TPTへの入射光に起因するTP
Tのオフ特性の劣化を低減した液晶表示装置を提供する
ことである。 本発明の他の目的は、液晶に加わる直流成分を押さえる
ことのできる液晶表示装置を提供することである。 本発明の他の目的は、点欠陥を低減できる液晶表示装置
を提供することである。 本発明の他の目的は、高表示品質の液晶表示装置を提供
することである。 本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明aSの記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
上記の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は
、2枚の透明基板をそれぞれ透明画素電極を設けた面が
対向するように所定の間隙を隔てて重ね合せ、両基板間
に液晶を封止してなる表示パネルを有する液晶表示装置
において、上記2枚の透明基板のうち表示側の透明基板
に光拡散層または光拡散面を設けたことを特徴とする。 (作用] 本発明の液晶表示装置では、表示側の透明」、(板に光
拡散層または光拡散面を設けたので、バックライトの光
が表示パネルの各画素を透過した後、該光拡散層または
光拡散面で拡散され、四方に広がるので、視野角を広く
することができる。 (実施例) 以下、本発明の構成について、アクティブ・マトリクス
方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した実施例と
ともに説明する。 なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。 第1A図は本発明の液晶表示装置の第jの実施例を示す
表示パネルの断面図である(第2A図のIIB−LIB
切断線における断面と表示パネルのシール部付近の断面
を示す図)であり、第1 B図は本発明の第2の実施例
を2J9す同様の図であり、第1C図は本発明の第3の
実施例を示す同様のIメ1であり、第1D図は本発明の
第4の実施例を示す同様の図である。 第2A図は本発明が適用されるアクティブ・マトリクス
方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面
図であり、第2B図は第2A図のU C−II Cl;
U断線における断面図である。また、第3図(要部平面
図)には、第2A図に示す画素を複数配置したときの平
面図を示す。 (li!j素配ra) 第2A図に示すように、各画素は、隣接する2本の走査
信号線(ゲート信号線又は水平信号線)GLと、隣接す
る2本の映像信号線(ドレイン信号線又は垂直信号線)
DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内)
に配置されている。各画素は薄膜トランジスタTPT、
画素電極ITOI及び付加容量Caddを含む。走査信
号線GLは、列方向に延在し、行方向に複数本配置され
ている。映像信号線DLは、行方向に延在し、列方向に
複数本配置されている。 (パネル断面全体構造) 実施例 1 第1A図に示すように、液晶層LCを基71うにド部透
明ガラス基板SUB l側には薄膜トランジスタTPT
及び透明画素電極IT○1が形成され、上部透明ガラス
基板5UB2側には、カラーフィルタFIL、遮光用ブ
ラックマトリクスパターンBMが形成されている。下部
透明ガラス基板SUB I側は、例えば、1.1 [m
m]程度の厚さで構成されている。 第1A図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板SUB 1及び5UB2の左側縁
部分で外部引出配線の存在する部分の断面を示している
。右側は、透明ガラス基板5UB1及び5UB2の右側
縁部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を示して
いる。 第1A図の左側、右側の夫々に示すシール材S Lは、
液晶LCを封止するように構成されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板SUB l及
び5tJB2の縁周囲全体に沿って形成されている。シ
ール材SLは、例えば、工ポキシ樹脂で形成されている
。 前記上部透明ガラス基板S tJ B 2側の共通透明
画素7tI極ITO2は、少なくとも一個所において、
銀ペースト材SILによって、下部透明ガラス基板SU
B l側に形成された外部引出配線に接続されている。 この外部引出配線は、前述したゲート電極GT、ソース
電極SDI、ドレイン電極SD2の夫々と同一製造工程
で形成される。 配向膜○R11及び0RI2、透明画素電極] T○、
共通透明画素電極ITO1保護収PSVI及びPSV2
、絶縁膜G[7)夫々(7) E It、シール材SL
の内側に形成される。偏光板POLは、下部透明ガラス
基板5UBI、上部透明ガラス基板5UB2の夫々の外
側の表面に形成されている。 液晶LCは、液晶分子の向きを設定する下部配向j摸0
R11及び上部配向IN○I≧12の間に封入され、シ
ール部SLよってシールされている。 下部配向膜0RIIは、下部透明ガラス基板5tJBl
側の保、J膜PsV1の上部に形成される。 上部透明ガラス基板5UB2の内側(液晶側)の表面に
は、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護膜1)
S V 2、共通透明画素電極(COM)ITO2及び
上部配向ioR■2が順次積層して設けられている。 この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板5LIB l
側、上部透明ガラス基板5UB2側の夫々の層を別々に
形成し、その後、上下透明ガラス基板5UBI及び5U
B2を重ね合せ、両者間に液晶LCを封入することによ
って組み立てられる。 第1A図に示すように、上部透明ガラス基板5UB2と
、ブラックマトリクスBMおよびカラーフィルタFIL
との間には、それぞれ透明な光拡散層DIFと保護膜P
SV3が順次積層して設けられている。光拡散層DIF
は、例えば方解石、シリカ、硫酸バリウム、または炭酸
カルシウム等の細かい粒子を点在させ、UV硬化樹脂や
ポリウレタンで固めた色で形成されている。保護膜PS
V3は、例えばUV硬化樹脂、アクリルウレタン、S
j O,等で形成されており、その膜厚は画素ピッチと
同程度以下とすることによりphj像のぼけを防正して
いる。 このような構成により、バックライトBLの光は、表示
パネルの各画素を透過した後、光拡散層1)IFで散乱
を受け、四方に広がるため、視角が広くなり、表示品質
が向上する。 実施例 2 第」8図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板5UB2の表面にブラックマトリクスBMが形成さ
れ、その上に光拡散層DIFが設けられ、その上に保護
膜PSV3が形成されている。本実施例でも、光拡散層
DIFを設けたので、第1の実施例と同様の効果が得ら
れる。また、本実施例では、上部透明ガラス基板5UB
2と光拡散層DIFとの間にブラックマトリクスBMを
設けたので、表示側からは画素のある部分のみ光拡散層
DIFが見えるため、表示側からの人QI光が、光拡散
層DIFにより反射され、コントラストが低下すること
を低減することができる。 実施例 3 第1C図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板5UB2の表面にエツチング等を用いて凹凸(光拡
散面)を形成し、その上に上部透明ガラス基板5UB2
と屈折率の異なる例えばITO(インジウム−チン−オ
キサイド)等の透明な平坦化膜FLを設けた。本実施例
でも、光拡散面を設けたので、第1の実施例と同様な効
果が得られる。 実施例 4 第1D図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板5UB2の表面に例えばUV硬化樹脂、アクリルウ
レタン、S i O,等の透明な第1の薄膜TFIを形
成し、その表面にエツチング等を使用して凹凸(光拡散
面)を形成し、その上に薄JljTF]と屈折率の異な
る例えばITO等の透明な第2の薄膜TF2を設けた。 本実施例でも、光拡散面を設けたので、第1の実施例と
同様な効果が得られる。 (薄膜トランジスタTPT’) 傳収トランジスタTPTは、ゲート電極G Tに正のバ
イアスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵
抗が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗
は大きくなるように動作する。 各1#素の薄膜トランジスタTPTは、画素内において
2つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜
トランジスタ)TFTI及びT F i” 2で構成さ
れている。薄膜トランジスタTFT l、TFT2の夫
々は、実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同じ)
で構成されている。この分割された薄膜トランジスタT
FTI、TPT2の夫々は、主に、ゲート電極GT、ゲ
ート絶縁11QGI、l型(真性、1ntrinsic
、導電型決定不純物がドープされていない〕非晶質81
半導体層AS、対のソース電極SDI及びドレイン電極
SD2で構成されている。なお、ソース・ドレインは本
来その間のバイアス極性によって決まり、本表示装置の
回路ではその極性は動作中反転するので、ソース・ドレ
インは動作中入れ替わると理解されたい。しかし以下の
説明でも、便宜上一方をソース、他方をドレインと固定
して表現する。 (ゲート電極GT) ゲート電極GTは、第4図(第2A図の層g+。 g2及びASのみを描いた平面図)に詳細に示すように
、走査信号線GLから垂直方向(第2Δ図及び第4図に
おいて上方向)に突出する形状で構成されている(丁字
形状に分岐されている)。ゲート電極GTは、薄膜トラ
ンジスタTFTI、TFT2の夫々の形成領域まで突出
するように構成されている。薄膜トランジスタT FT
l、TFT2の夫々のゲート電極GTは、一体に(共
通ゲート電極として)構成されており、走査信8線GL
に連続して形成されている。ゲート電極GTは、薄膜ト
ランジスタTPTの形成領域において大きい段差を作ら
ないように、単層の第1導電膜g1で構成する。第1導
1i膜g1は、例えばスパッタで形成されたクロム(C
r)膜を用い、]000[人コ程度の膜厚で形成する。 このゲート電極6丁は、第2AIA、第1A−D図及び
第4図に示されているように、半導体層ASを完全に覆
うよう(下方からみて)それよす太き目に形成される。 従って、基板5UBIの下方に蛍光灯等のバックライト
BLを取付けた場合、この不透明のCrゲート電極GT
が影となって、半導体層ASにはバックライト光が当た
らず、光照射による導電現象すなわちTFTのオフ特性
劣化は起きにくくなる。なお、ゲート電極G′Fの本来
の大きさは、ソース・ドレイン電極SDIとSD2間を
またがるに最低限必要な(ゲート電極とソース・ドレイ
ン電極の位置合わせ余裕分も含めて)幅を持ち、チャン
ネル幅Wを決めるその奥行き長さはソース・ドレイン電
極間の距離(チャンネル長)Lとの比、即ち相互コンダ
クタンスgmを決定するファクタW/Lをいくつにする
かによって決められる。 本実施例におけるゲート電極の大きさは勿論、上述した
本来の大きさよりも大きくされる。 ゲート電極GTのゲート及び遮光の機能面からだけで考
えれば、ゲート電極及びその配線GLは単一の層で一体
に形成しても良く、この場合不透ljJ導電材料として
Siを含有させたAI、純AI、及びPdを含有させた
A1等を選ぶことができる。 (走査信号線GL) 1);j記走査信号線GLは、第1導電llAg1及び
その上部に設けられた第2導電膜g2からなる複合膜で
構成されている。この走査信−シ」線GLの第1導電収
g1は、前記ゲート電極GTの第1辱電膜glと同一製
造工程で形成され、かつ一体に構成されている。第2導
’KIM、g2は、例えば、スパッタで形成されたアル
ミニウム(AQ)膜を用い、2000〜4ooo[A]
程度の膜厚で形成する。第2導電膜g2は、走査信号線
GLの抵抗値を低減し、信号伝達速度の高速化(画素の
情報の書込特性向上)を図ることができるように構成さ
れている。 また、走査信号線GLは、第1導電膜glの幅寸法に比
べて第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。す
なわち、走査信号線GLは、その側壁の段差形状がゆる
やかになっている。 (ゲート絶縁膜CI) 絶縁膜Glは、薄膜トランジスタ゛rFTl、TFT2
の夫々のゲート絶縁膜として使用される。 絶縁11葉G1は、ゲート電極G′F及び走査信シシー
線GLの上層に形成されている。絶縁Btlcノは、例
えば、プラズマCVDで形成された窒化珪素膜を用い、
3000[人]程度の膜厚で形成する。 (半導体層AS) j型半導体層ASは、第4図に示すように、複数に分割
された薄膜トランジスタTFTI、′I″FT2の夫々
のチャネル形成領域として使用される。l型半導体層A
Sは、アモーファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜で
形成し、約1800[人コ程度の膜厚で形成する。 このl型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
、N、ゲート絶縁膜Glの形成に連続して、同じプラズ
マCVD装置で、しかもその装置から外部に露出するこ
となく形成される。また、オーミックコンタクト用のP
をドープしたN+層d。 (第1A−D図)も同様に辻続して約400[入]の厚
さに形成される。しかる後下側基板SUB ]はCVD
装置から外に取り出され、写真処理技術により、N+層
do及び1層ASは第2A図、第1A−D図及び第4図
に示すように独立した島にパターニングされる。 J型半導体層ASは、第2AIメ1及び第41メjに詳
細に示すように、走査信号線GLと映像信シシ線DLと
の交差部(クロスオーバ部)の両者間にも設けられてい
る。この交差部l型半導体層ASは、交差部における走
査信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減するよう
に構成されている。 (ソース・ドレイン電極SDI、5D2)複数に分割さ
れた簿膜トランジスタT F TI、TPT2の夫々の
ソース電極SDIとドレイン逝極SD2とは、第2A図
、第1A−D図及び第5図(第2A図の層d1〜d3の
みを描いた平面図)で詳細に示すように、半導体層AS
上に夫々離隔して設けられている。 ソース電極SD1、ドレイン電極SD2の夫々は、N+
型半導体層doに接触する下層側から、第1導電膜dl
、第2尋電膜d2、第3導゛1・L服d3を順次重ね合
わせて構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜
dl、第2導電r+cd2及び第3導電欣d3は、ドレ
イン電極SD2の夫々と同一製造工程で形成される。 第1導電欣d1は、スパッタで形成したクロム+Vを用
い、500〜1ooo[人コの膜厚(本実施例では、6
00[人コ程度の膜厚)で形成する。クロム膜は、膜厚
を厚く形成するとストレスが大きくなるので、2000
[人コ程度の膜厚を越えない範囲で形成する。 クロム膜は、N1型半導体届doとの接触が良好である
。クロム膜は、後述する第2導電収d2のアルミニウム
がN4″型半導体層doに拡散することを防止する、所
謂バリア層を構成する。第1導電膜d1としては、クロ
ム膜の他に、高融点金属(M o + T l+ T
a y W )膜、高融点金属シリサイド(MoSi、
、TiSi、、TaSi、、WSi、)膜で形成しても
よい。 第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクで或は第1導電Hりdlをマスクとし
てN+層doが除去される。つまり、1層A8上に残っ
ていたN+層doは第1導電膜d1以外の部分がセルフ
ァラインで除去される。 このとき、N”層doはそのノウさ分は全て除去される
ようエッチされるので1層ASも若干その表面部分でエ
ッチされるが、その程度はエッチ時間で制御すれば良い
。 しかる後第2導1!膜d2が、アルミニウムのスパッタ
リングで3000〜4000[入コの膜厚(本実施例で
は、3000[A]程度のNLff)に形成される。ア
ルミニウム膜は、クロム膜に比べてストレスが小さく、
厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極SDI、
ドレイン電極SD2及び映像信号線DLの抵抗値を低減
するように構成されている。 第2導電膜d2としては、アルミニウム膜の他に、シリ
コン(Si)や銅(Cu)を添加物として含有させたア
ルミニウム膜で形成してもよい。 第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後第
3導電膜d3が形成される。この第3導?tal摸d3
はスパッタリングで形成された透明導′、・aIIW(
Ioduim−Tin−Oxide I T O:ネ
サ膜)から成り、1000〜2000[入]の膜厚(本
実施例では、+200[入コ程度の膜厚)で形成される
。この第3導電股d3は、ソース電極SDI、ドレイン
電極SD2及び映像信号線DLを構成すると共に、透明
画素電極I T O1を構成するようになっている。 ソース電極SD】の第】導電膜d】、ドレイン電極SD
2の第1導IeLIlりdlの夫々は、上層の第2導電
膜d2及び第3導電収d3に比べて内側に(チャンネル
領域内に)大きく入り込んでいる。 つまり、これらの部分における第1導電膜dlは、層d
2、d3とは無関係に薄膜トランジスタT P Tのゲ
ート長りを規定できるように構成されている。 ソース電極SDIは、前記のように、透明画素電極IT
OIに接続されている。ソース電極SDIは、l型半導
体層ASの段差形状(第1導電膜g1の膜厚、N′″層
doの膜厚及びi型半導体層ASの膜厚とを加算した膜
厚に相当する段差)に沿って構成されている。具体的に
は、ソース電極SDIは、l型半導体層ASの段差形状
に沿って形成された第1導電膜d1と、この第1導7n
llQd+の上部にそれに比べて透明画素電極ITO
Iと接続される側を小さいサイズで形成した第2J、9
電IIりd2と、この第2導電IIグから露出する第[
導電膜d1に接続された第3導?11膜d3とで構成さ
れている。ソース電極SDIの第2導電JJQ d 2
は、第1導電膜d1のクロム収がストレスの増大から厚
く形成できず、夏型半導体層ASの段差形状を乗り越え
られないので、このi型半導体層ASを乗り越えるため
に構成されている。っま番ハ第2導電股d2は、厚く形
成することでステップカバレッジを向上している。第2
導電膜d2は、厚く形成できるので、ソース電極SDI
の抵抗値(ドレイン電極SD2や映像信号線DLについ
ても同様)の低減に大きく寄与している。第3導電膜d
3は、第2導電膜d2のi型半導体層ASに起因する段
差形状を乗り越えることができないので、第2導電膜d
2のサイズを小さくすることで露出する第1導電11g
czに接続するように構成されている。第1導ff1l
Qdlと第3導?1膜d3とは、接着性が良好であるば
かりか、両者°間の接続部の段差形状が小さいので、確
実に接続することができる。 (画素電極ITOI) 1);j記透明画素電極1−「Olは、各画素毎に設け
られており、液晶表示部の画素電極の一方を構成する。 透明画素電極ITOIは、画素の複数に分割された薄膜
トランジスタTFTI、T P T2の夫々に対応して
3つの透明画素電極(分割透明画素電極)El、E2に
分割されている。透1gJ画素電極E1%E2は、各々
、薄膜トランジスタTPTのソース電極SDIに接続さ
れている。 透明画素電極E1、E2の夫々は、実質的に同一面積と
なるようにパターニングされている。 このように、1画素の薄膜トランジスタTPTを複数の
薄膜トランジスタTFT1、TPT2に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタTFTI、TPT2の
夫々に複数に分割した透明画素電極El、E2の夫々を
接続することにより、分割された一部分(例えば、TF
Tl)が点欠陥になっても、画素全体でみれば点欠陥で
なくなる(TPT2が欠陥でない)ので、点欠陥の確率
な低減することができ、また欠陥を見にくくすることが
できる。 また、前記画素の分割された透明画素′i′ii極!−
,1、E2の夫々を実質的に同一面積で構成することに
より、透明画素電極El、E2の夫々と共通透明画素電
極ITO2とで構成される夫々の液晶容量(Cpjx
)を均一にすることができる。 (保護膜PSVI) RHトランジスタTPT及び透明画素電極ITOI上に
は、保護膜PSVIが設けられている。保護膜PSVI
は、主に、薄膜トランジスタTPTを湿気等から保護す
るために形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の
良いものを使用する。保護膜PSVIは、例えば、プラ
ズマCVDで形成した酸化珪素膜や窒化珪素膜で形成さ
れており、5ooo[人コ程度の膜厚で形成する。 (遮光膜BM) 上部基板5UB2側には、外部光(第1Δ〜1つ図では
上方からの光)がチャネル形成領域として使用されるj
型半導体層ASに入射されないように、遮蔽j摸BMが
設けられ、第6図のハツチングに示すようなパターンと
されている。なお、第6図は第2A図におけるITOI
IQ層d3、フィルタ層FJL及び遮光膜BMのみを措
いた平面図である。遮光vBMは、光に対する遮蔽性が
高い、例えば、アルミニウム膜やクロム膜等で形成され
ており、本実施例では、クロム膜がスパッタリングで1
300[入コ程度の膜厚に形成される。 従って、TFT ]、2の共通半導体層ΔSは上下にあ
る遮光膜BM及び太き目のゲート電極GTによってサン
ドインチにされ、その部分は外部の自然光やバックライ
ト光が当たらなくなる。遮光膜BMは第6図のハツチン
グ部分で示すように、画素の周囲に形成され、つまり遮
光膜BMは格子状に形成され(ブラックマトリクス)、
この格子で1画素の有効表示領域が仕切られている。従
って、各画素の輪郭が遮光膜13Mによってはっきりと
しコントラストが向上する。つまり遮光膜BMは、半導
体層ASに対する遮光とブラックマトリクスとの2つの
機能をもつ。 なお、バックライトをSUB 2側に取り付け、SUB
1を観察側(外部露出側)とすることもてきる。 (共通電極ITO2) 共通透明画素′rL極IT○2は、下部透明ガラス基板
5IJBI(Illjlに画素毎に設けられた透明画素
電極IT○1に対向し、液晶の光学的な状態は各画素コ
・1極ITOIと共通電極IT○2間の電位差(電界)
に応答して変化する。この共通透明画素電極IT○2に
は、コモン電圧VCOInが印加されるように構成され
ている。コモン電圧vcOIllは、映像信号線DLに
印加されるロウレベルの駆動′改正Vdm1nとハイレ
ベルの駆動電圧Vdmaxとの中間電位である。 (カラーフィルタF I L) カラーフィルタFILは、アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材に染料を心電して構j戊されている
。カラーフィルタI” I Lは、画ス:に対向する位
置に各画素毎にドツト状に形成され(第7図)、染め分
けられている(第7図は第3図の第3導電膜層d3、ブ
ラックマトリクス届BM及びとカラーフィルり層FIL
のみを1品いたもので、R,G、Bの各フィルターはそ
れぞれ、45″、135°、クロスのハツチを施しであ
る)。カラーフィルタF I Lは第6図に示すように
画素電極I To l (E I、E2)の全てを覆
うように太き目に形成され、遮光MBMはカラーフィル
タFIL及び画素電極ITOIのエツジ部分と重なるよ
う画素電極ITOIの周縁部より内側に形成されている
。 カラーフィルタFILは、次のように形成することがで
きる。まず、上部透明ガラス基板S[JB2の表面に染
色基材を形成し、フォトリソグラフィ技術で赤色フィル
タ形成領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基
材を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色フィルタR
を形成する。次に、同様な工程を施すことによって、緑
色フィルタG、青色フィルタBを順次形成する。 保護[PSV2は、前記カラーフィルタFILを異なる
色に染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止する
ために設けられている。保護jIQ1) S V 2は
、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材
料で形成されている。 (表示パネル全体等価回路) 表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図を
第8図に示す。同図は回路図ではあるが、実際の幾何学
的配置に対応して描かれている。 A Rは複数の画素を二次元状に配列したマトリクス・
アレイである。 図中、Xは映像信号線DLを意味し、添字G、B及びR
がそれぞれ緑、青及び赤画素に対応して付加されている
。Yは走査信号線GLを意味し、添字1.2.3・・・
endは走査タイミングの順序に従って付加されている
。 映像信号線X(添字省略)は交互に上側(又は奇数)映
像信号駆動回路He及び下側(又は偶数)映像化シj駆
動回路Hoに接続されている。 SUPは1つの電圧源から複数の分圧した安定化された
電圧源を得るための電諒回路やホスト(上位演算処理装
置)からのCRT (陰極線a゛)用の情報を′■”F
T液晶表示パネル用の情報に交換する細路を含む回路で
ある。 (付加容量Caddの構造) 透明画素電極E1、E2の夫々は、薄膜トランジスタT
FTと接続される端部と反対側の端部において、隣りの
走査信号線GLと重なるように形成されている。この重
ね合せは、第2B図からも明らかなように、透明画素電
極El、E2の夫々を一方の電極PLIとし、隣りの走
査信号線GLを他方の電極PL2とする保持容量素子(
静電容量素子) Caddを構成する。この保持容量素
子Caddの誘電体膜は、薄膜トランジスタTPTのゲ
ート絶縁膜として使用される絶縁膜GIと同一層で構成
されている。 保持容量Caddは、第4図からも明らかなように、ゲ
ート線OLの1層目g1の幅を広げた部分に形成されて
いる。なお、ドレイン線DLと交差する部分の層g1は
ドレイン線との短絡の確率を小さくするため細くされて
いる。 保持容量素子Caddを構成するために重ね合わされる
透明画素電極El、E2の夫々と容量電極線(gl)と
の間の一部には、前記ソース′1“L極SDIと同様に
、段壬形状を乗り越える際に透19ノ画素電極ITOI
が断線しないように、第1導電股dl及び第2導?!膜
d2で構成された島9′j域が設けられている。この島
領域は、透明画素電極ITOIの面積(開口率)を低下
しないように、できる限り小さく構成する。 (付加容量Caddの等価回路とその動作)第2A図に
示される画素の等価回路を第9図に示す。第9図におい
て、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電極GT
及びソース電極SDI間に形成される寄生容量である。 寄生容量Cgsの誘電体膜は絶縁膜GIである。Cpi
xは透明画素電極ITOI(PIX)及び共通透明画素
電極ITO2(COM)間で形成される液晶容量である
。 液晶容量Cpixの誘電体膜は液晶LC1保護jIジP
SVI及び配向膜○R11,0RI2である。 Vlcは中点電位である。 1);」記保持容量素子Caddは、TFTがスイッチ
ングするとき、中点電位(画素?Ii極電位)Vlcに
対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するように働
く。この様子を式で表すと △V lc = ((Cgs/ (Cgs+Cadd+
Cpix)) X△vgとなる。ここで△VICは△V
gによる中点電位の変化分を表わす。この変化分ΔVl
cは液晶に加わる直流成分の原因となるが、保持容量C
addを大きくすればする程その値を小さくすることが
できる。 また、保持容量Caddは放電時間を長くする作用もあ
り、TPTがオフした後の映像情報を長く蓄積する。液
晶LCに印加される直流成分の低減は、液晶LCの寿命
を向上し、液晶表示画面の切り替え時に前の画像が残る
所謂焼き付きを低減することができる。 前述したように、ゲート電極GTは半導体層ASを完全
に覆うよう大きくされている分、ソース・ドレイン電極
SDI、SD2とのオーバラップ面積が増え、従って寄
生容量Cgsが大きくなり中点電位Vlcはゲート(走
査)信号Vgの影響を受は易くなるという逆効果が生じ
る。しかし、保持容ff1caddを設けることにより
このデメリットも解消することができる。 1);j記保持容量素子Caddの保持容量は、uDi
素の書込特性から、液晶容量Cpixに対して4〜8倍
(4・Cpix< Cadd<8・Cpix)、重ね合
せ容量Cgsに対して8〜32倍(8・Cgs< Ca
dd<3:l” Cgs)程度の値に設定する。 (付加容量C−addll極線の結線方法)容量電極線
としてのみ使用される初段の走査信号線GL(Y、)は
、第8図に示すように、共通透明画素電極(Vcom
HTo 2に接続する。共通透明画素電極ITO2は、
第1A〜D図に示すように、液晶表示装置の周縁部にお
いて銀ペースト材SLによって外部引出配線に接続され
ている。 しかも、この外部引出配線の一部の導電層(gl及びg
2)は走査信号線GLと同一製造工程で構成されている
。この結果、最終段の容量電極線GLは、共通透明画素
電極1TO2に簡単に接続することができる。 初段の容ffi電極線Y、は最終段の走査信号線Yen
dに接続、V com以外の直流電位点(交流接地点)
に接続するか又は重訂走路回路Vから1つ全会に走査パ
ルスY、を受けるように接続しても良い。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。 例えば、本実施例では、本発明をTPTを使用したアク
ティブ・マトリクス液晶表示装置に適用した場合を示し
たが、TN(ライスティド・ネマチック)型、STN
(スーパー・ライスティド・ネマチック)型等の単純マ
トリクス液晶表示装置にも適用することができる。 また、本実施例ではゲート電極形成−ゲート絶縁11り
形成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の迂ス
タガ構造を示したが、上下関係又は作る順番がそれと逆
のスタガ構造でも本発明は有効である。 [発明の効果] 以上説明したように、本発明の液品表ボ装置では、表示
側の透明基板に光拡散層または光拡散面を設けたので、
視野角が広くなり、表示品質を向上することができ、多
色中間調表示の液晶表示装置に特に有効である。
、2枚の透明基板をそれぞれ透明画素電極を設けた面が
対向するように所定の間隙を隔てて重ね合せ、両基板間
に液晶を封止してなる表示パネルを有する液晶表示装置
において、上記2枚の透明基板のうち表示側の透明基板
に光拡散層または光拡散面を設けたことを特徴とする。 (作用] 本発明の液晶表示装置では、表示側の透明」、(板に光
拡散層または光拡散面を設けたので、バックライトの光
が表示パネルの各画素を透過した後、該光拡散層または
光拡散面で拡散され、四方に広がるので、視野角を広く
することができる。 (実施例) 以下、本発明の構成について、アクティブ・マトリクス
方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した実施例と
ともに説明する。 なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は
省略する。 第1A図は本発明の液晶表示装置の第jの実施例を示す
表示パネルの断面図である(第2A図のIIB−LIB
切断線における断面と表示パネルのシール部付近の断面
を示す図)であり、第1 B図は本発明の第2の実施例
を2J9す同様の図であり、第1C図は本発明の第3の
実施例を示す同様のIメ1であり、第1D図は本発明の
第4の実施例を示す同様の図である。 第2A図は本発明が適用されるアクティブ・マトリクス
方式カラー液晶表示装置の一画素とその周辺を示す平面
図であり、第2B図は第2A図のU C−II Cl;
U断線における断面図である。また、第3図(要部平面
図)には、第2A図に示す画素を複数配置したときの平
面図を示す。 (li!j素配ra) 第2A図に示すように、各画素は、隣接する2本の走査
信号線(ゲート信号線又は水平信号線)GLと、隣接す
る2本の映像信号線(ドレイン信号線又は垂直信号線)
DLとの交差領域内(4本の信号線で囲まれた領域内)
に配置されている。各画素は薄膜トランジスタTPT、
画素電極ITOI及び付加容量Caddを含む。走査信
号線GLは、列方向に延在し、行方向に複数本配置され
ている。映像信号線DLは、行方向に延在し、列方向に
複数本配置されている。 (パネル断面全体構造) 実施例 1 第1A図に示すように、液晶層LCを基71うにド部透
明ガラス基板SUB l側には薄膜トランジスタTPT
及び透明画素電極IT○1が形成され、上部透明ガラス
基板5UB2側には、カラーフィルタFIL、遮光用ブ
ラックマトリクスパターンBMが形成されている。下部
透明ガラス基板SUB I側は、例えば、1.1 [m
m]程度の厚さで構成されている。 第1A図の中央部は一画素部分の断面を示しているが、
左側は透明ガラス基板SUB 1及び5UB2の左側縁
部分で外部引出配線の存在する部分の断面を示している
。右側は、透明ガラス基板5UB1及び5UB2の右側
縁部分で外部引出配線の存在しない部分の断面を示して
いる。 第1A図の左側、右側の夫々に示すシール材S Lは、
液晶LCを封止するように構成されており、液晶封入口
(図示していない)を除く透明ガラス基板SUB l及
び5tJB2の縁周囲全体に沿って形成されている。シ
ール材SLは、例えば、工ポキシ樹脂で形成されている
。 前記上部透明ガラス基板S tJ B 2側の共通透明
画素7tI極ITO2は、少なくとも一個所において、
銀ペースト材SILによって、下部透明ガラス基板SU
B l側に形成された外部引出配線に接続されている。 この外部引出配線は、前述したゲート電極GT、ソース
電極SDI、ドレイン電極SD2の夫々と同一製造工程
で形成される。 配向膜○R11及び0RI2、透明画素電極] T○、
共通透明画素電極ITO1保護収PSVI及びPSV2
、絶縁膜G[7)夫々(7) E It、シール材SL
の内側に形成される。偏光板POLは、下部透明ガラス
基板5UBI、上部透明ガラス基板5UB2の夫々の外
側の表面に形成されている。 液晶LCは、液晶分子の向きを設定する下部配向j摸0
R11及び上部配向IN○I≧12の間に封入され、シ
ール部SLよってシールされている。 下部配向膜0RIIは、下部透明ガラス基板5tJBl
側の保、J膜PsV1の上部に形成される。 上部透明ガラス基板5UB2の内側(液晶側)の表面に
は、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護膜1)
S V 2、共通透明画素電極(COM)ITO2及び
上部配向ioR■2が順次積層して設けられている。 この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板5LIB l
側、上部透明ガラス基板5UB2側の夫々の層を別々に
形成し、その後、上下透明ガラス基板5UBI及び5U
B2を重ね合せ、両者間に液晶LCを封入することによ
って組み立てられる。 第1A図に示すように、上部透明ガラス基板5UB2と
、ブラックマトリクスBMおよびカラーフィルタFIL
との間には、それぞれ透明な光拡散層DIFと保護膜P
SV3が順次積層して設けられている。光拡散層DIF
は、例えば方解石、シリカ、硫酸バリウム、または炭酸
カルシウム等の細かい粒子を点在させ、UV硬化樹脂や
ポリウレタンで固めた色で形成されている。保護膜PS
V3は、例えばUV硬化樹脂、アクリルウレタン、S
j O,等で形成されており、その膜厚は画素ピッチと
同程度以下とすることによりphj像のぼけを防正して
いる。 このような構成により、バックライトBLの光は、表示
パネルの各画素を透過した後、光拡散層1)IFで散乱
を受け、四方に広がるため、視角が広くなり、表示品質
が向上する。 実施例 2 第」8図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板5UB2の表面にブラックマトリクスBMが形成さ
れ、その上に光拡散層DIFが設けられ、その上に保護
膜PSV3が形成されている。本実施例でも、光拡散層
DIFを設けたので、第1の実施例と同様の効果が得ら
れる。また、本実施例では、上部透明ガラス基板5UB
2と光拡散層DIFとの間にブラックマトリクスBMを
設けたので、表示側からは画素のある部分のみ光拡散層
DIFが見えるため、表示側からの人QI光が、光拡散
層DIFにより反射され、コントラストが低下すること
を低減することができる。 実施例 3 第1C図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板5UB2の表面にエツチング等を用いて凹凸(光拡
散面)を形成し、その上に上部透明ガラス基板5UB2
と屈折率の異なる例えばITO(インジウム−チン−オ
キサイド)等の透明な平坦化膜FLを設けた。本実施例
でも、光拡散面を設けたので、第1の実施例と同様な効
果が得られる。 実施例 4 第1D図に示すように、本実施例では、上部透明ガラス
基板5UB2の表面に例えばUV硬化樹脂、アクリルウ
レタン、S i O,等の透明な第1の薄膜TFIを形
成し、その表面にエツチング等を使用して凹凸(光拡散
面)を形成し、その上に薄JljTF]と屈折率の異な
る例えばITO等の透明な第2の薄膜TF2を設けた。 本実施例でも、光拡散面を設けたので、第1の実施例と
同様な効果が得られる。 (薄膜トランジスタTPT’) 傳収トランジスタTPTは、ゲート電極G Tに正のバ
イアスを印加すると、ソース−ドレイン間のチャネル抵
抗が小さくなり、バイアスを零にすると、チャネル抵抗
は大きくなるように動作する。 各1#素の薄膜トランジスタTPTは、画素内において
2つ(複数)に分割され、薄膜トランジスタ(分割薄膜
トランジスタ)TFTI及びT F i” 2で構成さ
れている。薄膜トランジスタTFT l、TFT2の夫
々は、実質的に同一サイズ(チャンネル長と幅が同じ)
で構成されている。この分割された薄膜トランジスタT
FTI、TPT2の夫々は、主に、ゲート電極GT、ゲ
ート絶縁11QGI、l型(真性、1ntrinsic
、導電型決定不純物がドープされていない〕非晶質81
半導体層AS、対のソース電極SDI及びドレイン電極
SD2で構成されている。なお、ソース・ドレインは本
来その間のバイアス極性によって決まり、本表示装置の
回路ではその極性は動作中反転するので、ソース・ドレ
インは動作中入れ替わると理解されたい。しかし以下の
説明でも、便宜上一方をソース、他方をドレインと固定
して表現する。 (ゲート電極GT) ゲート電極GTは、第4図(第2A図の層g+。 g2及びASのみを描いた平面図)に詳細に示すように
、走査信号線GLから垂直方向(第2Δ図及び第4図に
おいて上方向)に突出する形状で構成されている(丁字
形状に分岐されている)。ゲート電極GTは、薄膜トラ
ンジスタTFTI、TFT2の夫々の形成領域まで突出
するように構成されている。薄膜トランジスタT FT
l、TFT2の夫々のゲート電極GTは、一体に(共
通ゲート電極として)構成されており、走査信8線GL
に連続して形成されている。ゲート電極GTは、薄膜ト
ランジスタTPTの形成領域において大きい段差を作ら
ないように、単層の第1導電膜g1で構成する。第1導
1i膜g1は、例えばスパッタで形成されたクロム(C
r)膜を用い、]000[人コ程度の膜厚で形成する。 このゲート電極6丁は、第2AIA、第1A−D図及び
第4図に示されているように、半導体層ASを完全に覆
うよう(下方からみて)それよす太き目に形成される。 従って、基板5UBIの下方に蛍光灯等のバックライト
BLを取付けた場合、この不透明のCrゲート電極GT
が影となって、半導体層ASにはバックライト光が当た
らず、光照射による導電現象すなわちTFTのオフ特性
劣化は起きにくくなる。なお、ゲート電極G′Fの本来
の大きさは、ソース・ドレイン電極SDIとSD2間を
またがるに最低限必要な(ゲート電極とソース・ドレイ
ン電極の位置合わせ余裕分も含めて)幅を持ち、チャン
ネル幅Wを決めるその奥行き長さはソース・ドレイン電
極間の距離(チャンネル長)Lとの比、即ち相互コンダ
クタンスgmを決定するファクタW/Lをいくつにする
かによって決められる。 本実施例におけるゲート電極の大きさは勿論、上述した
本来の大きさよりも大きくされる。 ゲート電極GTのゲート及び遮光の機能面からだけで考
えれば、ゲート電極及びその配線GLは単一の層で一体
に形成しても良く、この場合不透ljJ導電材料として
Siを含有させたAI、純AI、及びPdを含有させた
A1等を選ぶことができる。 (走査信号線GL) 1);j記走査信号線GLは、第1導電llAg1及び
その上部に設けられた第2導電膜g2からなる複合膜で
構成されている。この走査信−シ」線GLの第1導電収
g1は、前記ゲート電極GTの第1辱電膜glと同一製
造工程で形成され、かつ一体に構成されている。第2導
’KIM、g2は、例えば、スパッタで形成されたアル
ミニウム(AQ)膜を用い、2000〜4ooo[A]
程度の膜厚で形成する。第2導電膜g2は、走査信号線
GLの抵抗値を低減し、信号伝達速度の高速化(画素の
情報の書込特性向上)を図ることができるように構成さ
れている。 また、走査信号線GLは、第1導電膜glの幅寸法に比
べて第2導電膜g2の幅寸法を小さく構成している。す
なわち、走査信号線GLは、その側壁の段差形状がゆる
やかになっている。 (ゲート絶縁膜CI) 絶縁膜Glは、薄膜トランジスタ゛rFTl、TFT2
の夫々のゲート絶縁膜として使用される。 絶縁11葉G1は、ゲート電極G′F及び走査信シシー
線GLの上層に形成されている。絶縁Btlcノは、例
えば、プラズマCVDで形成された窒化珪素膜を用い、
3000[人]程度の膜厚で形成する。 (半導体層AS) j型半導体層ASは、第4図に示すように、複数に分割
された薄膜トランジスタTFTI、′I″FT2の夫々
のチャネル形成領域として使用される。l型半導体層A
Sは、アモーファスシリコン膜又は多結晶シリコン膜で
形成し、約1800[人コ程度の膜厚で形成する。 このl型半導体層ASは、供給ガスの成分を変えてSi
、N、ゲート絶縁膜Glの形成に連続して、同じプラズ
マCVD装置で、しかもその装置から外部に露出するこ
となく形成される。また、オーミックコンタクト用のP
をドープしたN+層d。 (第1A−D図)も同様に辻続して約400[入]の厚
さに形成される。しかる後下側基板SUB ]はCVD
装置から外に取り出され、写真処理技術により、N+層
do及び1層ASは第2A図、第1A−D図及び第4図
に示すように独立した島にパターニングされる。 J型半導体層ASは、第2AIメ1及び第41メjに詳
細に示すように、走査信号線GLと映像信シシ線DLと
の交差部(クロスオーバ部)の両者間にも設けられてい
る。この交差部l型半導体層ASは、交差部における走
査信号線GLと映像信号線DLとの短絡を低減するよう
に構成されている。 (ソース・ドレイン電極SDI、5D2)複数に分割さ
れた簿膜トランジスタT F TI、TPT2の夫々の
ソース電極SDIとドレイン逝極SD2とは、第2A図
、第1A−D図及び第5図(第2A図の層d1〜d3の
みを描いた平面図)で詳細に示すように、半導体層AS
上に夫々離隔して設けられている。 ソース電極SD1、ドレイン電極SD2の夫々は、N+
型半導体層doに接触する下層側から、第1導電膜dl
、第2尋電膜d2、第3導゛1・L服d3を順次重ね合
わせて構成されている。ソース電極SDIの第1導電膜
dl、第2導電r+cd2及び第3導電欣d3は、ドレ
イン電極SD2の夫々と同一製造工程で形成される。 第1導電欣d1は、スパッタで形成したクロム+Vを用
い、500〜1ooo[人コの膜厚(本実施例では、6
00[人コ程度の膜厚)で形成する。クロム膜は、膜厚
を厚く形成するとストレスが大きくなるので、2000
[人コ程度の膜厚を越えない範囲で形成する。 クロム膜は、N1型半導体届doとの接触が良好である
。クロム膜は、後述する第2導電収d2のアルミニウム
がN4″型半導体層doに拡散することを防止する、所
謂バリア層を構成する。第1導電膜d1としては、クロ
ム膜の他に、高融点金属(M o + T l+ T
a y W )膜、高融点金属シリサイド(MoSi、
、TiSi、、TaSi、、WSi、)膜で形成しても
よい。 第1導電膜d1を写真処理でパターニングした後、同じ
写真処理用マスクで或は第1導電Hりdlをマスクとし
てN+層doが除去される。つまり、1層A8上に残っ
ていたN+層doは第1導電膜d1以外の部分がセルフ
ァラインで除去される。 このとき、N”層doはそのノウさ分は全て除去される
ようエッチされるので1層ASも若干その表面部分でエ
ッチされるが、その程度はエッチ時間で制御すれば良い
。 しかる後第2導1!膜d2が、アルミニウムのスパッタ
リングで3000〜4000[入コの膜厚(本実施例で
は、3000[A]程度のNLff)に形成される。ア
ルミニウム膜は、クロム膜に比べてストレスが小さく、
厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極SDI、
ドレイン電極SD2及び映像信号線DLの抵抗値を低減
するように構成されている。 第2導電膜d2としては、アルミニウム膜の他に、シリ
コン(Si)や銅(Cu)を添加物として含有させたア
ルミニウム膜で形成してもよい。 第2導電膜d2の写真処理技術によるパターニング後第
3導電膜d3が形成される。この第3導?tal摸d3
はスパッタリングで形成された透明導′、・aIIW(
Ioduim−Tin−Oxide I T O:ネ
サ膜)から成り、1000〜2000[入]の膜厚(本
実施例では、+200[入コ程度の膜厚)で形成される
。この第3導電股d3は、ソース電極SDI、ドレイン
電極SD2及び映像信号線DLを構成すると共に、透明
画素電極I T O1を構成するようになっている。 ソース電極SD】の第】導電膜d】、ドレイン電極SD
2の第1導IeLIlりdlの夫々は、上層の第2導電
膜d2及び第3導電収d3に比べて内側に(チャンネル
領域内に)大きく入り込んでいる。 つまり、これらの部分における第1導電膜dlは、層d
2、d3とは無関係に薄膜トランジスタT P Tのゲ
ート長りを規定できるように構成されている。 ソース電極SDIは、前記のように、透明画素電極IT
OIに接続されている。ソース電極SDIは、l型半導
体層ASの段差形状(第1導電膜g1の膜厚、N′″層
doの膜厚及びi型半導体層ASの膜厚とを加算した膜
厚に相当する段差)に沿って構成されている。具体的に
は、ソース電極SDIは、l型半導体層ASの段差形状
に沿って形成された第1導電膜d1と、この第1導7n
llQd+の上部にそれに比べて透明画素電極ITO
Iと接続される側を小さいサイズで形成した第2J、9
電IIりd2と、この第2導電IIグから露出する第[
導電膜d1に接続された第3導?11膜d3とで構成さ
れている。ソース電極SDIの第2導電JJQ d 2
は、第1導電膜d1のクロム収がストレスの増大から厚
く形成できず、夏型半導体層ASの段差形状を乗り越え
られないので、このi型半導体層ASを乗り越えるため
に構成されている。っま番ハ第2導電股d2は、厚く形
成することでステップカバレッジを向上している。第2
導電膜d2は、厚く形成できるので、ソース電極SDI
の抵抗値(ドレイン電極SD2や映像信号線DLについ
ても同様)の低減に大きく寄与している。第3導電膜d
3は、第2導電膜d2のi型半導体層ASに起因する段
差形状を乗り越えることができないので、第2導電膜d
2のサイズを小さくすることで露出する第1導電11g
czに接続するように構成されている。第1導ff1l
Qdlと第3導?1膜d3とは、接着性が良好であるば
かりか、両者°間の接続部の段差形状が小さいので、確
実に接続することができる。 (画素電極ITOI) 1);j記透明画素電極1−「Olは、各画素毎に設け
られており、液晶表示部の画素電極の一方を構成する。 透明画素電極ITOIは、画素の複数に分割された薄膜
トランジスタTFTI、T P T2の夫々に対応して
3つの透明画素電極(分割透明画素電極)El、E2に
分割されている。透1gJ画素電極E1%E2は、各々
、薄膜トランジスタTPTのソース電極SDIに接続さ
れている。 透明画素電極E1、E2の夫々は、実質的に同一面積と
なるようにパターニングされている。 このように、1画素の薄膜トランジスタTPTを複数の
薄膜トランジスタTFT1、TPT2に分割し、この複
数に分割された薄膜トランジスタTFTI、TPT2の
夫々に複数に分割した透明画素電極El、E2の夫々を
接続することにより、分割された一部分(例えば、TF
Tl)が点欠陥になっても、画素全体でみれば点欠陥で
なくなる(TPT2が欠陥でない)ので、点欠陥の確率
な低減することができ、また欠陥を見にくくすることが
できる。 また、前記画素の分割された透明画素′i′ii極!−
,1、E2の夫々を実質的に同一面積で構成することに
より、透明画素電極El、E2の夫々と共通透明画素電
極ITO2とで構成される夫々の液晶容量(Cpjx
)を均一にすることができる。 (保護膜PSVI) RHトランジスタTPT及び透明画素電極ITOI上に
は、保護膜PSVIが設けられている。保護膜PSVI
は、主に、薄膜トランジスタTPTを湿気等から保護す
るために形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の
良いものを使用する。保護膜PSVIは、例えば、プラ
ズマCVDで形成した酸化珪素膜や窒化珪素膜で形成さ
れており、5ooo[人コ程度の膜厚で形成する。 (遮光膜BM) 上部基板5UB2側には、外部光(第1Δ〜1つ図では
上方からの光)がチャネル形成領域として使用されるj
型半導体層ASに入射されないように、遮蔽j摸BMが
設けられ、第6図のハツチングに示すようなパターンと
されている。なお、第6図は第2A図におけるITOI
IQ層d3、フィルタ層FJL及び遮光膜BMのみを措
いた平面図である。遮光vBMは、光に対する遮蔽性が
高い、例えば、アルミニウム膜やクロム膜等で形成され
ており、本実施例では、クロム膜がスパッタリングで1
300[入コ程度の膜厚に形成される。 従って、TFT ]、2の共通半導体層ΔSは上下にあ
る遮光膜BM及び太き目のゲート電極GTによってサン
ドインチにされ、その部分は外部の自然光やバックライ
ト光が当たらなくなる。遮光膜BMは第6図のハツチン
グ部分で示すように、画素の周囲に形成され、つまり遮
光膜BMは格子状に形成され(ブラックマトリクス)、
この格子で1画素の有効表示領域が仕切られている。従
って、各画素の輪郭が遮光膜13Mによってはっきりと
しコントラストが向上する。つまり遮光膜BMは、半導
体層ASに対する遮光とブラックマトリクスとの2つの
機能をもつ。 なお、バックライトをSUB 2側に取り付け、SUB
1を観察側(外部露出側)とすることもてきる。 (共通電極ITO2) 共通透明画素′rL極IT○2は、下部透明ガラス基板
5IJBI(Illjlに画素毎に設けられた透明画素
電極IT○1に対向し、液晶の光学的な状態は各画素コ
・1極ITOIと共通電極IT○2間の電位差(電界)
に応答して変化する。この共通透明画素電極IT○2に
は、コモン電圧VCOInが印加されるように構成され
ている。コモン電圧vcOIllは、映像信号線DLに
印加されるロウレベルの駆動′改正Vdm1nとハイレ
ベルの駆動電圧Vdmaxとの中間電位である。 (カラーフィルタF I L) カラーフィルタFILは、アクリル樹脂等の樹脂材料で
形成される染色基材に染料を心電して構j戊されている
。カラーフィルタI” I Lは、画ス:に対向する位
置に各画素毎にドツト状に形成され(第7図)、染め分
けられている(第7図は第3図の第3導電膜層d3、ブ
ラックマトリクス届BM及びとカラーフィルり層FIL
のみを1品いたもので、R,G、Bの各フィルターはそ
れぞれ、45″、135°、クロスのハツチを施しであ
る)。カラーフィルタF I Lは第6図に示すように
画素電極I To l (E I、E2)の全てを覆
うように太き目に形成され、遮光MBMはカラーフィル
タFIL及び画素電極ITOIのエツジ部分と重なるよ
う画素電極ITOIの周縁部より内側に形成されている
。 カラーフィルタFILは、次のように形成することがで
きる。まず、上部透明ガラス基板S[JB2の表面に染
色基材を形成し、フォトリソグラフィ技術で赤色フィル
タ形成領域以外の染色基材を除去する。この後、染色基
材を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色フィルタR
を形成する。次に、同様な工程を施すことによって、緑
色フィルタG、青色フィルタBを順次形成する。 保護[PSV2は、前記カラーフィルタFILを異なる
色に染め分けた染料が液晶LCに漏れることを防止する
ために設けられている。保護jIQ1) S V 2は
、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材
料で形成されている。 (表示パネル全体等価回路) 表示マトリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図を
第8図に示す。同図は回路図ではあるが、実際の幾何学
的配置に対応して描かれている。 A Rは複数の画素を二次元状に配列したマトリクス・
アレイである。 図中、Xは映像信号線DLを意味し、添字G、B及びR
がそれぞれ緑、青及び赤画素に対応して付加されている
。Yは走査信号線GLを意味し、添字1.2.3・・・
endは走査タイミングの順序に従って付加されている
。 映像信号線X(添字省略)は交互に上側(又は奇数)映
像信号駆動回路He及び下側(又は偶数)映像化シj駆
動回路Hoに接続されている。 SUPは1つの電圧源から複数の分圧した安定化された
電圧源を得るための電諒回路やホスト(上位演算処理装
置)からのCRT (陰極線a゛)用の情報を′■”F
T液晶表示パネル用の情報に交換する細路を含む回路で
ある。 (付加容量Caddの構造) 透明画素電極E1、E2の夫々は、薄膜トランジスタT
FTと接続される端部と反対側の端部において、隣りの
走査信号線GLと重なるように形成されている。この重
ね合せは、第2B図からも明らかなように、透明画素電
極El、E2の夫々を一方の電極PLIとし、隣りの走
査信号線GLを他方の電極PL2とする保持容量素子(
静電容量素子) Caddを構成する。この保持容量素
子Caddの誘電体膜は、薄膜トランジスタTPTのゲ
ート絶縁膜として使用される絶縁膜GIと同一層で構成
されている。 保持容量Caddは、第4図からも明らかなように、ゲ
ート線OLの1層目g1の幅を広げた部分に形成されて
いる。なお、ドレイン線DLと交差する部分の層g1は
ドレイン線との短絡の確率を小さくするため細くされて
いる。 保持容量素子Caddを構成するために重ね合わされる
透明画素電極El、E2の夫々と容量電極線(gl)と
の間の一部には、前記ソース′1“L極SDIと同様に
、段壬形状を乗り越える際に透19ノ画素電極ITOI
が断線しないように、第1導電股dl及び第2導?!膜
d2で構成された島9′j域が設けられている。この島
領域は、透明画素電極ITOIの面積(開口率)を低下
しないように、できる限り小さく構成する。 (付加容量Caddの等価回路とその動作)第2A図に
示される画素の等価回路を第9図に示す。第9図におい
て、Cgsは薄膜トランジスタTPTのゲート電極GT
及びソース電極SDI間に形成される寄生容量である。 寄生容量Cgsの誘電体膜は絶縁膜GIである。Cpi
xは透明画素電極ITOI(PIX)及び共通透明画素
電極ITO2(COM)間で形成される液晶容量である
。 液晶容量Cpixの誘電体膜は液晶LC1保護jIジP
SVI及び配向膜○R11,0RI2である。 Vlcは中点電位である。 1);」記保持容量素子Caddは、TFTがスイッチ
ングするとき、中点電位(画素?Ii極電位)Vlcに
対するゲート電位変化ΔVgの影響を低減するように働
く。この様子を式で表すと △V lc = ((Cgs/ (Cgs+Cadd+
Cpix)) X△vgとなる。ここで△VICは△V
gによる中点電位の変化分を表わす。この変化分ΔVl
cは液晶に加わる直流成分の原因となるが、保持容量C
addを大きくすればする程その値を小さくすることが
できる。 また、保持容量Caddは放電時間を長くする作用もあ
り、TPTがオフした後の映像情報を長く蓄積する。液
晶LCに印加される直流成分の低減は、液晶LCの寿命
を向上し、液晶表示画面の切り替え時に前の画像が残る
所謂焼き付きを低減することができる。 前述したように、ゲート電極GTは半導体層ASを完全
に覆うよう大きくされている分、ソース・ドレイン電極
SDI、SD2とのオーバラップ面積が増え、従って寄
生容量Cgsが大きくなり中点電位Vlcはゲート(走
査)信号Vgの影響を受は易くなるという逆効果が生じ
る。しかし、保持容ff1caddを設けることにより
このデメリットも解消することができる。 1);j記保持容量素子Caddの保持容量は、uDi
素の書込特性から、液晶容量Cpixに対して4〜8倍
(4・Cpix< Cadd<8・Cpix)、重ね合
せ容量Cgsに対して8〜32倍(8・Cgs< Ca
dd<3:l” Cgs)程度の値に設定する。 (付加容量C−addll極線の結線方法)容量電極線
としてのみ使用される初段の走査信号線GL(Y、)は
、第8図に示すように、共通透明画素電極(Vcom
HTo 2に接続する。共通透明画素電極ITO2は、
第1A〜D図に示すように、液晶表示装置の周縁部にお
いて銀ペースト材SLによって外部引出配線に接続され
ている。 しかも、この外部引出配線の一部の導電層(gl及びg
2)は走査信号線GLと同一製造工程で構成されている
。この結果、最終段の容量電極線GLは、共通透明画素
電極1TO2に簡単に接続することができる。 初段の容ffi電極線Y、は最終段の走査信号線Yen
dに接続、V com以外の直流電位点(交流接地点)
に接続するか又は重訂走路回路Vから1つ全会に走査パ
ルスY、を受けるように接続しても良い。 以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限
定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々変更可能であることは勿論である。 例えば、本実施例では、本発明をTPTを使用したアク
ティブ・マトリクス液晶表示装置に適用した場合を示し
たが、TN(ライスティド・ネマチック)型、STN
(スーパー・ライスティド・ネマチック)型等の単純マ
トリクス液晶表示装置にも適用することができる。 また、本実施例ではゲート電極形成−ゲート絶縁11り
形成→半導体層形成→ソース・ドレイン電極形成の迂ス
タガ構造を示したが、上下関係又は作る順番がそれと逆
のスタガ構造でも本発明は有効である。 [発明の効果] 以上説明したように、本発明の液品表ボ装置では、表示
側の透明基板に光拡散層または光拡散面を設けたので、
視野角が広くなり、表示品質を向上することができ、多
色中間調表示の液晶表示装置に特に有効である。
第1A図は、本発明の液晶表示装置の第1の実施例を示
す表示パネルの断面図(第2A図のI413−11B切
断線における断面と表示パネルのシール部付近の断面を
示す図)、 第1B図は、本発明の第2の実施例を示す同様の図、 第1C図は、本発明の第3の実施例を示す同様の図、 第1D図は、本発明の第4の実施例を示す同様の図、 第2A図は、本発明の実施例1であるアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画
素を示す要部平面図、 第2B図は、第2A図のUc−nc切断線における断面
図、 第3図は、前記第2A図に示す画素を複数配置した液晶
表示部の要部平面図、 第4171乃至第6図は、+iij記第2AIヌ1に示
す画素の所定の層のみを描いた平面図、 第7図は、前記第3図に示す画素?1電極とカラーフィ
ルタ層のみを崩いたとを重ね合せた状態における要部平
面図、 第8図はアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第9図は、第2
A図に記載される画素の等価回路図−で/′)ろ。
す表示パネルの断面図(第2A図のI413−11B切
断線における断面と表示パネルのシール部付近の断面を
示す図)、 第1B図は、本発明の第2の実施例を示す同様の図、 第1C図は、本発明の第3の実施例を示す同様の図、 第1D図は、本発明の第4の実施例を示す同様の図、 第2A図は、本発明の実施例1であるアクティブ・マト
リックス方式のカラー液晶表示装置の液晶表示部の一画
素を示す要部平面図、 第2B図は、第2A図のUc−nc切断線における断面
図、 第3図は、前記第2A図に示す画素を複数配置した液晶
表示部の要部平面図、 第4171乃至第6図は、+iij記第2AIヌ1に示
す画素の所定の層のみを描いた平面図、 第7図は、前記第3図に示す画素?1電極とカラーフィ
ルタ層のみを崩いたとを重ね合せた状態における要部平
面図、 第8図はアクティブ・マトリックス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図、第9図は、第2
A図に記載される画素の等価回路図−で/′)ろ。
Claims (1)
- 1、2枚の透明基板をそれぞれ透明画素電極を設けた面
が対向するように所定の間隙を隔てて重ね合せ、両基板
間に液晶を封止してなる表示パネルを有する液晶表示装
置において、上記2枚の透明基板のうち表示側の透明基
板に光拡散層または光拡散面を設けたことを特徴とする
液晶表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2194899A JPH0481816A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2194899A JPH0481816A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 液晶表示装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0481816A true JPH0481816A (ja) | 1992-03-16 |
Family
ID=16332182
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2194899A Pending JPH0481816A (ja) | 1990-07-25 | 1990-07-25 | 液晶表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0481816A (ja) |
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