JPS595229A - 画像表示装置 - Google Patents

画像表示装置

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JPS595229A
JPS595229A JP57112484A JP11248482A JPS595229A JP S595229 A JPS595229 A JP S595229A JP 57112484 A JP57112484 A JP 57112484A JP 11248482 A JP11248482 A JP 11248482A JP S595229 A JPS595229 A JP S595229A
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Tatsuji Asakawa
浅川 辰司
Kiyoo Enoki
清夫 榎
Hiroshi Ogura
弘 小倉
Ryujiro Muto
武藤 隆二郎
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/13Devices 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
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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】 本発明は、同一基板上に形成したトランジスタをスイッ
チング素子として液晶を駆動する画像表示装置に関する
ものである。
液晶による画像表示装置の駆動回路の構成は、同一基板
上に互いに直交するゲート電極群とソース電極群を配列
したトランジスタアレイよシ成シ、一画素の構成は第1
図に示すようにトランジスタ(1)、表示電位記憶容量
(2)、液晶表示画素駆動電極(3)、一画素分の液晶
(4)(液晶表示画素)、ゲート電極(5)、ソース電
極(6)より成る。
画像の表示は必要な画素へ、ゲート信号、ソース信号を
加えることによシ液晶駆動電極に適当な電位を力え液晶
分子の配列を制御し電気光学的な変調を与えることで画
像を表示する。
液晶は、短期間にトランジスタから表示電位記憶容量に
電荷を蓄積し、長期間にわたって保持する電位によって
駆動されるために、トランジスタのオフ時の液晶及びト
ランジスタの抵抗による電荷の放電による電位低下を防
ぐために充分大きな表示電位記憶容量を必要と子る。
従来の画像表示装置の一画素の構成の平面図を第2図に
、第2図A−A’間の断面構造を第6図に示す。第6図
において第2図と対応する構成には同一符号をつけ千表
わしている。
(7)はAI、 Or、 Mo等の金属膜等の導電膜に
よるゲート電極、(8)は金属若しくはIn2O3,5
n02等の透明導電膜で表示電位記憶容量の片側電極、
0→はS i02 、 S i3 N4等のゲート絶縁
膜、(9)は非晶質シリコン、多結晶シリコン、レーザ
ーアニールされたシリコン、CdSe等の半導体、00
)はAI。
Ni等によるソース電極、0])はドレイン電極、0]
は工n203.5n02等の液晶表示画素駆動電極、0
→は(1])、 03間の5i02. Si3N4等に
よる層間絶縁膜で、この絶縁膜の除去された部分αので
(11)と(1′3とのコンタクトがなされている。0
0はポリイミド等のポリマー膜等の液晶の配向処理層、
翰はガラス、セラミックス等の基板である。この(4)
に対向する基板Hには、1.n203.5n02等A液
晶駆動電極(1乃とポリマー膜等の液晶の配向処理層0
→が形成される。二枚の基板間に挟持される(19)は
液晶である。勿論配向処理層αQ1はS i 02 、
 S i3N4等の絶縁膜上にポリマー膜等の積層され
た構造でもよい。
この従来の画像表示装置においては、表示電位記憶容量
が液晶表示画素駆動電極部分に形成されているため、一
様な広い表示面積が得にくいことと、透過型表示装置に
おいてはこの部分で透明導電膜が三層、即ち(8)、 
Oi、 (17)の三層になり、二層の部分に比し7て
光の透過率が・イ氏く、表示性能上好ましくない性質を
有していた。
本発明の目的は上記表示性能を向上させることにあり、
表示電位記憶容量をトランジスタ部分に形成することに
より、一様な広い表示面積を得11.透過型表示装置に
おいては透明導電膜を二層にすることによって一様な高
い光の透過率を得ることにある。
その目的を達成する本発明は、同一基板−Fに形成した
複数のトランジスタ素子によって駆動される液晶を用い
て表示を行なう画像表示装置において、液晶表示画素の
表示電位記憶容量を絶縁膜を介してトランジスタ上に配
置し形成することを要旨とする。
本発明の画像表示装置の実施例における一画素の構成の
平面図を第4図、第4図B−B’間の断面構造を第5図
に示す。第4図においては第2図と、第5図においては
第3図と、また第4図および第5図の対応する構成には
同一符号をつけて表わしている。第3図で(8)−α→
、0→−α′3によって構成される表示電位記憶容量は
第5図ではトランジスタ上に絶縁膜(ハ)を介して、絶
縁膜(ハ)を挟持する第1の導電膜(イ)および第2の
導電膜03によって構成され、第2の導電膜は液晶表示
画素駆動電極を兼ねている。
導電膜(イ)はAl、 Or、 Mo、 Ni等の金属
若しくはIn2O3,5n02等で形成され、絶縁膜(
ト)、(ハ)は5102、Si3N4等で形成される。
(ハ)は(ハ)、(ハ)の絶縁膜の除去された部分で0
])と(11とのコンタクトがなされる。
表示電位記憶容量が、トランジスタ上に形成されたこと
によって、液晶表示画素連動電極部分の構成が簡素にな
り、広い表示面積が得られ、第2の導電膜α]を透明導
電膜とすることによって、一様な高い光の透過率を有す
る透過型表示装置を得ることができる。
この実施例は、半導体がゲート上に形成される倒置型構
造であるため、半導体(9)をゲート電極(7)および
表示電位記憶容量の片側電極(イ)の内側に配置しかつ
(7)、(ハ)を金属膜で形成することによって半導体
部分への遮光を行い、トランジスタのオフ時での光によ
るリーク電流をおさえ、ライブ状に引き出した電極であ
る。この外部端子(液晶表示画素周辺の接続端子)の構
成を平面図は第6図に第6図C−C制の断面構造を第7
図に示す。(ハ)は絶縁膜U→、は)を介してゲート電
極(7)上に形成されているため、第1図に示されるv
、すなわち電1の導電膜(ハ)の電位は外部で任意に設
定できる。液晶駆動電極の電位VCと同電位にできるほ
か、外部端子の構成の平面図第8図のように、近傍のゲ
ート電極と接続することによって、V、は近傍のゲート
電極電位と同電位にできる。第9図は第8図D−D’間
の断面構造を示しておシ、第6図乃至第9図においては
第5図と対応する構成に同一符号をつけて表わしている
。この構造にしたことによって、電極(7)とQ埠を外
部において(ハ)の如く導電性テープ若しくは剥離可能
な導電性ペースト等で接続すれば(7)と(ロ)の間の
絶縁膜が電気的に保設されるために、静電破壊を生じる
ことなく液晶の配向処理をラビング法で行なうことがで
きる。
ところで反射型表示装置においては(ハ)は金属膜等で
よく、上記幾つかの利点を有するものである。
第4図、第5図に示される実施例の変形として、トラン
ジスタ素子に接続される表示電位記憶容量を絶縁膜を介
して隣接するトランジスタ上に配置し7へ実施例におけ
る一画素近傍の構成の平面図を第10図に、第10図E
−E’間の断面構造を第11図に示す。第10図、第1
1図は第4図、第5図と対応する構成に同一符号をつけ
て表わしている。異なる点はF領域の液晶表示画素駆動
電極が隣接するF′領域のトランジスタ上までのびてお
シ、導電膜0→と絶縁膜鉤)を挟持することによって表
示電位記憶容量をトランジスタ上に絶縁膜翰を介して配
置し形成していることである。
この実施例においても前記実施例と同様に本発明の目的
を達成し、幾つかの付随効果を同様に有するものである
。とシわけ外部端子の構成を平面図第12図、第12図
G−G’間の断面構造図第16図の如くして、同一トラ
ンジスタにおけるゲート電極(7)と表示電位記憶容量
の片側電極(イ)を接続することによって、トランジス
タを二重ゲート構造にし、また絶縁膜(ハ)をゲート絶
縁膜04と同程度の厚さにしてコンダクタンスを上げる
ことができる。
上記二つの実施例は倒置型構造のトランジスタによるも
のであったが、正置型構造のトランジスタによる実施例
として一画素近傍の構成の平面図を第14図に、第14
図H−H′間の断面構造を第15図に示す。第15図の
第3図との相違は半導体層(9)上にゲート絶縁膜α憎
を介してゲート電極(7)が構成されていることであり
、ソース・ドレイン電極(11、’ (11)もゲート
電極下にある。表示電位記憶容量は、前記実施例第10
図、第11図と同様にF領域の液晶表示画素駆動電極0
1が隣接するF′領域のトランジスタ上までのびること
により、トランジスタを形成するゲエト電極(7)と(
13K挟持される絶縁膜(社)から構成されている。(
13は透過型表示装置では透明導電膜で、反射型表示装
置では透明導電膜の他、金属膜等でよい。本実施例では
構造上v1の電位は隣接ゲート電位となっている。
なお第14図は第2図および第10図と、第15図は第
3図および第11図と対応する構成は同一の符号をつけ
て表わしている。
またこの実施例は第11図で述べたように二重ゲート構
造にすることができる。二重ゲート構造による実施例に
おける一画素近傍の構成の平面図を第16図に、第16
・図工−17間の断面構造を第17図に示す。第16図
、第17図は第14図、第15図と対応する構成に同一
符号をつけて表わしている。異なる点は半導体(9)の
下に絶縁膜(ハ)を介してゲート電極(ハ)を形成して
いることであシ、(ハ)を(7)、例えば第12図、第
13図におけるQ→と(7)の如くと接続して二重ゲ−
1−構造にしていることである。この二重ゲート構造の
利点はトランジスタのコンダクタンスの向上、半導体の
遮光、二重ゲート電極間の構成要素の電気的な保護等で
ある。
この実施例において(ハ)を適当な厚さにし、(ハ)を
ゲート電極と直接接続せず、所望の時のみ第7図のよう
に接続して(ハ)と(7)の間の電気的な保護および半
導体の遮光を行なうように変形することもできる。
以上幾つかの実施例に基づいて本発明を説明してきたが
、本発明は液晶による画像表示装置において、液晶表示
画素の表示電位記憶容量を絶縁膜を介してトランジスタ
上に配置し形成することを要旨としているため、トラン
ジスタの形状等に何ら規制されるものでなく、またトラ
ンジスタの形成される基板にしてもガラス等の絶縁性基
板のほか、アルミナ等のセラミックス基板、あるいはシ
リコン等の半導体基板、能動素子部を絶縁膜、半導体膜
を介して形成される金属基板等も使用することができる
本発明の画像表示装置によって、透過型、反射型いずれ
にも、広く一様に平担な表示画素が得られ、高品質な画
像表示装置が達成される。
なお、この外生導体部分に悪影響をおよぼさない範囲内
で導電膜として一部に有機導電膜を用いる、絶縁膜の一
部をポリイミド等の有機絶縁膜とすることも可能である
又、液晶自体及び液晶の配向処理層については詳しく述
べなかったが、公知の種々のものが使用でき、ネマチッ
ク液晶、それにコレステリック液晶、光学活性物質、2
色性色素、その他各種添加剤等を必要に応じて添加した
もの等が使用でき、配向処理層もポリイミド、シリコン
系ラダーポリマー等の有機樹脂をはじめ5i02等の無
機質、シラン等の垂直配向剤等種々のものが使用できる
さらに液晶層を2層に形成するカラーフィルター、偏光
板を積層する、文字、図形、枠等を印刷すムノングレア
処理する、光源を設ける等公知の液晶表示装置の応用が
適用しうる。
【図面の簡単な説明】
第1図は画像表示装置の一画素の構成図、第2図は従来
の画像表示装置の一画素の構成の平面図、 第6図は第2図の部分断面構造図、 第4図は本発明の画像表示装置の一画素の構成の平面図
、 第5図は第4図の部分断面構造図、 第6図は本発明の画像表示装置の外部端子の構成の平面
図、 第7図は第6図の部分断面構造図、 第8図は本発明の画像表示装置の外部端子の構成の平面
図、 第9図は第8図の部分断面構造図、 第10図は本発明の画像表示装置の一画素の構成の平面
図、 第11図は第10図の部分断面構造図、第12図は本発
明の画像表示装置の外部端子の構成の平面図、 第13図は第12図の部分断面構造図、第14図は本発
明の画像表示装置の一画素の構成の平面図、 第15図は第14図の部分断面構造図、第16図は本発
明の画像表示装置の一画素の構成の平面図、 第17図は第16図の部分断面構造図である。 7・・・ゲート電極 13・・・液晶表示画素駆動電極 22・・・表示電位記憶容量の片側の電極24.27・
・・表示電位記憶容量を構成する絶縁膜 才8画           す?阻 才11関 才/211(才13川 U 才/A7I4 才/7ffi 手続二Nft1E書 昭和57年 7月270 特4′1゛庁長官 若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和57 (r’1.+i11’+lmff11+ 2
 /+ 87I 号2、発明の名称 画像表示装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所  東京都千代[U区九の内二丁目1番2S′3氏
名 (00・1)旭硝子株式会社 4、代理人 自発hli il三 6、補正により増加Jる発明の数   なし7、補iE
の対象 8、補正の内容 (()明細書第7頁第11行[電1の導電膜jを1第1
の導電膜」に訂正する。 (2)明相J)第8頁第5行r(25)Jをr(+3)
Jに訂正する。 (3)明細書第7頁第11行「々11<と」を「如く」
に訂正する、(4)明、flII古第12頁第15行「
シラン」を[[1°鳴′1シラン系カツブリンク剤Jに
訂1[1イ)。 (5)明■lI i!+第12頁第17′ti、I 8
’(jr影形成るカラーフCルター偏光(反」を1形成
する、カラーフCルター ・偏光板」に訂IEオる。 (6)明細占第13頁第1fil・11図面のt<YK
t++な説明」をr ll 、 ((4面の簡!ILな
説明」にiiJ正す;:〉、(7)第13図を別紙の如
く31正する。GLf F;、 7を挿入17.・7)
(8)第11I図を別紙の/Il < ifJ正する、
。 以1− 才/3用 f/4  阻

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)同一基板上に形成した複数のトランジスタ素子に
    よって駆動される液晶を用いて表示を行なう画像表示装
    置において、液晶表示画素の表示電位記憶容量を絶縁膜
    を介してトランジスタ上に配置し形成することを特徴と
    する画像表示装置。
  2. (2)表示電位記憶容量は、絶縁膜を挟持する第1及び
    第2の導電膜により構成し、第1の導電極とし、第2の
    導電膜は液晶表示画素駆動電極を兼ねることを特徴とす
    る特許請求範囲味 ・1項記載の画像表示装置。
  3. (3)表示電位記憶容量は、トランジスタを形成するゲ
    ート電極と導電膜間に挟持される絶縁膜によ多構成し、
    導電膜は液晶表示画素駆動電極を兼ねることを特徴とす
    る特許請求範囲第1項記載の画像表示装置。
  4. (4)表示電位記憶容量を形成する第2の導電膜が透明
    導電膜によ多形成されることを特徴とする特許請求範囲
    第2項記載の画像表示装置。
  5. (5)表示電位記憶容量を形成する導電膜が透明導電膜
    によ多形成されることを特徴とする特許請求範囲第3項
    記載の画像表示装置。
  6. (6)トランジスタ素子に接続される表示電位記憶容量
    を絶縁膜を介して隣接するトランジスタ上に配置するこ
    とを特徴とする特許請求範囲第1項乃至第5項のいずれ
    か一項記載の画像表示装置。
JP57112484A 1982-07-01 1982-07-01 画像表示装置 Granted JPS595229A (ja)

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