JPH07146488A

JPH07146488A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH07146488A
Application number: JP29573093A
Authority: JP
Inventors: Norio Nakatani; 紀夫中谷; Tomomasa Hirata; 朋賢平田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1993-11-25
Filing date: 1993-11-25
Publication date: 1995-06-06

Abstract

(57)【要約】【目的】補助容量電極を有したアクティブマトリクス
液晶表示装置において、補助容量電極の段差による表示
電極の段切れを補償し、表示品位の低下を防止する。【構成】ソース電極（１９ａ）を補助容量部に延在形
成して表示電極（１８）に接続し、表示電極（１８）の
補助容量部と表示部が並列に接続された構造とする。こ
れにより、表示電極（１８）の充電及び保持特性が改善
され、液晶容量の電圧保持率の低下が防止される。ま
た、補助容量部と表示部の接続が改善されて、補助容量
の機能の低下や消失が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、補助容量電極を有した
アクティブマトリクス駆動の液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は小型、薄型、低消費電力
などの利点があり、ＯＡ機器、ＡＶ機器などの分野で実
用化が進んでいる。特に、スイッチング素子として、薄
膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す）を用いたアクテ
ィブマトリクス型は、精細な動画表示が可能であり、Ｔ
Ｖなどのディスプレイに使用されている。

【０００３】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
ＴＦＴを有する表示電極がマトリクス状に配置された基
板と、共通電極を有する基板が貼り合わされて、隙間に
液晶が封入された構造を有する。ＴＦＴは表示電極への
データ信号入力を選択するスイッチング素子であり、ゲ
ート電極、ドレイン電極、ソース電極及び半導体層より
構成される。それぞれの電極はゲートライン、ドレイン
ライン及び表示電極に接続され、また、半導体層はチャ
ンネル層として機能する。ゲートライン群は線順次に走
査選択されて行ごとに全てのＴＦＴをＯＮとし、これと
同期したデータ信号が各ドレインラインより、それぞれ
の表示電極に入力される。共通電極は走査信号に同期し
て電位が設定されて、対向する各表示電極との間の電圧
により間隙の液晶を駆動し、光の透過率が画素ごとに調
整されて所望の表示画面が得られる。また、ＯＦＦ期間
中の液晶の駆動状態は対向する電極間で液晶容量として
保持されるが、これと並列に補助容量を付加することに
より保持特性を向上することができる。また、補助容量
はＴＦＴの動作時に生じる表示電極電位のシフトを抑制
する作用がある。即ち、製造工程の制約上余儀なくされ
るソース・ゲート間の重畳部において、ＴＦＴのＯＮ／
ＯＦＦに従って寄生容量の発生／消失がおこる。そのた
め、補助容量を液晶容量に並列に付加して全容量を増大
させることにより、寄生容量による直流成分の、表示電
極電位への影響が緩和される。

【０００４】図４及び図５に従来例を示す。図４はＴＦ
Ｔ基板の一画素についての平面図であり、図５は図４の
Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。ガラスなどの透明基板
（１０）上にＡｌ、Ｃｒ、Ｔａなどの単体または積層体
がゲート・補助容量配線にパターン形成されて、ゲート
ライン（１１）、ゲート電極（１２）及び補助容量電極
（１３）となっている。これらを覆う全面にはＳｉＮ_X
などの絶縁膜（１４）が積層されて、ゲート絶縁膜、補
助容量の誘電膜及び配線交差部に共通の絶縁層となって
いる。ゲート絶縁膜（１４）を挟んでゲート電極（１
２）上には、チャンネル層であるアモルファスシリコン
（以下、ａ−Ｓｉと略す）（１５）、コンタクト層とし
て不純物によりＮ⁺型にドープされたアモルファスシリ
コン（以下、Ｎ⁺ａ−Ｓｉと略す）（１７）、更には、
ＳｉＮ_Xなどのエッチングストッパー（１６）が形成さ
れている。また、絶縁膜（１４）上にはＩＴＯの表示電
極（１８）が形成され、一部が誘電層（１４）を挟んで
補助容量電極（１３）に対向している。最上層は、Ａｌ
などのソース・ドレイン配線であり、Ｎ⁺ａ−Ｓｉ（１
７）に被覆したソース電極（１９）及びドレイン電極
（２０）、更には、ドレイン電極（２０）と一体のドレ
インライン（２１）が設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前述の従来例では、補
助容量電極（１３）の膜厚が１５００Å程度であるのに
対して、表示電極（１８）は所定の透過率を確保する目
的で、５００〜１０００Åに薄く形成されている。その
ため、補助容量電極（１３）の段差により、補助容量電
極（１３）のエッジ部分に沿って表示電極（１８）が段
切れを起こし、表示部と補助容量部が接続不良を起こし
ていた。従来例のように、ソース電極（１９）と表示電
極（１８）の表示部及び補助容量部が直列接続された構
造では、表示電極（１８）が部分的にでも段切れを起こ
すと、表示部と補助容量部の間の抵抗が増大するため、
補助容量の機能が低下するとともに、補助容量部の電位
が低下し、表示電極（１８）内において表示部と補助容
量部の間で電位差が生じる。そのため、保持期間中に表
示部の電位が補助容量部の電位方向へシフトして、全体
として表示電極電位の振幅が減少し、液晶容量の電圧保
持率が低下していた。

【０００６】更に、表示電極（１８）が完全に断線する
と、補助容量部の表示電極（１８）がフローティングと
なって、補助容量の機能が消失するとともに、この部分
の液晶が駆動せずに補助容量電極（１３）のエッジ部に
沿って光漏れが生じ、表示品位が低下する問題を生じて
いた。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、第１に、基板上にマトリクス状に配置され
た表示電極、該各表示電極に接続する薄膜トランジス
タ、及び、前記表示電極の一部に対向配置されて補助容
量を構成する補助容量電極を有する液晶表示装置におい
て、前記薄膜トランジスタのソース電極は、前記表示電
極の補助容量部に延在形成されて前記補助容量電極に部
分的に対向しながら、前記表示電極に接続された構成で
ある。

【０００８】第２に、第１の構成において、前記補助容
量電極は前記表示電極の周囲に一部はみ出して設けら
れ、前記ソース電極と合わせて表示電極の周囲を完全に
取り囲む構成である。

【０００９】

【作用】ソース電極（１９ａ）を補助容量部まで延在し
て、ソース電極（１９）が表示電極（１８）の表示部と
補助容量部に並列に接続された構造とすることにより、
補助容量部はソース電極（１９ａ）より直接に信号電圧
が入力され、表示部と同電位に充電される。これによ
り、表示電極（１８）内における表示部と補助容量部の
間の電位差が無くなって、保持期間中の表示電極電位が
維持され、液晶容量の電圧保持率の低下が防止される。
また、表示電極（１８）の表示部と補助容量部の接続が
改善されるので、補助容量の機能の低下や消失が防止さ
れる。

【００１０】また、ソース電極（１９ｂ）を、表示電極
（１８）の周囲に配置された補助容量電極（１３）の両
端（１３ａ，１３ｂ）に重畳させ、ソース電極（１９
ｂ）と補助容量電極（１３）で、表示電極（１８）を完
全に取り囲むことにより、表示電極（１８）の周囲の光
漏れを防止し、遮光膜を縮小することができる。そのた
め、表示電極（１８）と、補助容量電極（１３）及びソ
ース電極（１９ｂ）との重畳部の面積を、従来の遮光膜
と表示電極（１８）の重畳部よりも小さくすることによ
り、開口率を向上することができる。

【００１１】

【実施例】続いて、本発明の実施例を説明する。図１は
ＴＦＴ基板の一画素当りの平面図であり、図２は図１の
Ａ−Ａ線に沿う断面図である。従来例と同一部には同一
符号を用いている。ガラスなどの透明基板（１０）上
に、Ｃｒ、Ｔａ、Ａｌなどの単体または積層体が、例え
ばスパッタリングにより成膜され、フォトエッチによる
パターニングでゲートライン（１１）、ゲート電極（１
２）及び補助容量電極（１３）に形成されている。これ
らを覆って全面には、ＳｉＮ_X、ＳｉＯ₂ などが積層さ
れて、ＴＦＴのゲート絶縁膜、補助容量の誘電膜、配線
交差部の絶縁層などに共通の絶縁膜（１４）となってい
る。ゲート電極（１２）に対応する絶縁膜（１４）上に
は、チャンネル層となるアモルファスシリコン（以下、
ａ−Ｓｉと略する）（１５）、パターニングでエッチン
グストッパー（１６）に形成されるＳｉＮ_X、及び、オ
ーミックなコンタクトを得るために、不純物によりＮ⁺
型にドープされたアモルファスシリコン（以下、Ｎ⁺ａ
−Ｓｉと略する）（１７）がＣＶＤ成膜とフォトエッチ
でＴＦＴの島に形成されている。また、絶縁膜（１４）
上には、ＩＴＯのスパッタリング及びフォトエッチによ
り表示電極（１８）が形成され、一部は絶縁膜（１４）
を介して補助容量電極（１３）に重畳され、補助容量を
構成している。最上層はソース・ドレイン配線であり、
例えば、Ａｌ／Ｍｏなどの積層体をスパッタリングで形
成し、フォトエッチによるパターニングでソース電極
（１９ａ）、ドレイン電極（２０）及びドレインライン
（２１）に形成されている。

【００１２】ソース電極（１９ａ）は補助容量部まで延
在形成され、補助容量電極（１３）のエッジ部における
絶縁膜（１４）の段差部を一部被覆することにより、表
示電極（１８）の段切れを補償している。即ち、表示電
極（１８）の表示部と補助容量部がソース電極（１９
ａ）に並列接続された構造により、表示電極（１８）が
段切れを起こして表示部と補助容量部に分離されても、
表示部と補助容量部にそれぞれソース電極（１９ａ）よ
り信号電圧が供給されるので、補助容量部が表示部と同
電位に充電されて表示電極（１８）内において電位差が
生ずるのが防止される。そのため、保持期間中の表示電
極（１８）電位が維持され、液晶容量の電圧保持率の低
下が防止される。また、表示電極（１８）の表示部と補
助容量部が、ソース電極（１９ａ）で接続されるので、
補助容量の機能の低下や消失が防止される。

【００１３】次に、本発明の他の実施例を説明する。図
３はＴＦＴ基板の一画素分の平面図であり、Ａ−Ａ線に
沿う断面構造は図２と同様である。本実施例では、補助
容量電極（１３）が、ＴＦＴ部分を除く表示電極（１
８）の４辺に重畳された構造において、前述の実施例の
如くソース電極（１９ｂ）を補助容量電極（１３）一方
の端部（１３ａ）に重畳させるとともに、他方の端部
（１３ｂ）にも重畳させた構造である。即ち、ＴＦＴ部
において、表示電極（１８）の一部をソース電極（１９
ｂ）で重畳させることにより、ＴＦＴ部を除く表示電極
（１８）の周囲を囲むようにして配置された補助容量電
極（１３）と合わせて、表示電極（１８）の周囲が完全
に取り囲まれた構造となる。図示は省略したが、普通、
共通電極を有する対向基板が、液晶層を挟んでＴＦＴ基
板に対向して配置されるが、対向基板上には遮光膜が設
けられて画素間の光漏れを防止している。即ち、表示電
極（１８）以外の領域に対応して遮光膜が設けられ、コ
ントラスト比の低下を防いでいるが、従来、両基板の貼
り合わせの際のずれを考慮したマージンのため、表示電
極（１８）の周縁部の５〜１０μｍまでを遮光膜が重畳
して、開口率低下の原因になっていた。本実施例では、
補助容量電極（１３）とソース電極（１９ｂ）が表示電
極（１８）の周囲を取り囲むことにより、表示電極（１
８）の周囲からの光漏れが防がれる。そのため、遮光膜
と表示電極（１８）の重畳部を、補助容量電極（１３）
及びソース電極（１９ｂ）と、表示電極（１８）との重
畳部よりも小さくし、かつ、補助容量電極（１３）及び
ソース電極（１９ｂ）と、表示電極（１８）との重畳部
を従来の遮光膜と表示電極（１８）の重畳部よりも小さ
くすることにより、開口率を向上することができる。ま
た、ソース電極（１９ｂ）が、表示電極（１８）の補助
容量部の両端の２ケ所へ延在された構造のため、表示電
極（１８）の段切れ補償の効果が増大する。

【００１４】

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、ソース電
極を補助容量電極に重畳させたことにより、表示電極の
段切れが補償され、表示品位の低下が防止された。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る液晶表示装置の平面図で
ある。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図３】本発明の他の実施例に係る液晶表示装置の平面
図である。

【図４】従来例に係る液晶表示装置の平面図である。

【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１０透明基板１１ゲートライン１２ゲート電極１３補助容量電極１４絶縁膜１５ａ−Ｓｉ１６エッチングイストッパー１７Ｎ⁺ａ−Ｓｉ１８表示電極１９ソース電極２０ドレイン電極２１ドレインライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上にマトリクス状に配置された表示
電極、該表示電極に接続する薄膜トランジスタ、及び、
前記表示電極の一部に対向配置されて補助容量を構成す
る補助容量電極を有する液晶表示装置において、前記薄膜トランジスタのソース電極は、前記表示電極の
補助容量部に延在形成されて前記補助容量電極に部分的
に対向しながら、前記表示電極に接続されることを特徴
とする液晶表示装置。
【請求項２】前記補助容量電極は前記表示電極の周囲
に一部はみ出して設けられ、前記ソース電極と合わせて
表示電極の周囲を完全に取り囲むことを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。