JPH01306820A

JPH01306820A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH01306820A
Application number: JP63135474A
Authority: JP
Inventors: Sakae Someya; 染谷　栄; Masahiko Suzuki; 雅彦鈴木; Hirobumi Kunito; 国藤　博文
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-06-03
Filing date: 1988-06-03
Publication date: 1989-12-11

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、液晶表示装置に関し、特に、走査信号線と映
像信号線との交差部分に画素が配列された液晶表示装置
に適用して有効な技術に関するものである。

【従来の技術〕

液晶表示部の各画素の表示を薄膜トランジスタ（ＴＰＴ
）で制御するアクティブ・マトリックス方式の液晶表示
装置が知られている。この液晶表示装置は下部透明ガラ
ス基板と上部透明ガラス基板との間の空間に液晶を封入
している。下部透明ガラス基板の内側（液晶側）の表面
には、透明画素電極とそれに印加される電圧を制御する
薄膜トランジスタからなる画素が設けられている。上部
透明ガラス基板の内側（液晶側）の表面には、前記透明
画素電極と対向する共通透明画素電極が設けられている
。

前記各画素は列方向に延在する２本の走査信号線と行方
向に延在する２本の映像信号線とで囲まれた領域内に配
置されている。各画素の薄膜トランジスタのゲート電極
は２本の走査信号線のうちの１本に接続されている。各
画素の薄膜トランジスタのドレイン電極（又はソース電
極）は２本の映像信号線のうちの１体に接続されている
。薄膜トランジスタのソース電極（又はドレイン電極）
は前記透明画素電極に接続されている。

なお、液晶表示装置については、例えば特願昭６２−１
４４９１３号に記載されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明者は、液晶表示装置の開発中に、走査信号線（場
合によっては映像信号線）或はその近傍が点灯して所謂
光漏れを生じるので、コントラスト等の映像特性が劣化
するという問題点を見出した。

本発明者は、共通透明画素電極に印加される電位（コモ
ン電位）の設定によっては共通透明画素電極と走査信号
線との間に約５！−２０［Ｖ］径程度直流電圧成分が加
わるので、両者電極間に生じる電界で液晶（ネガタイプ
）が駆動されることが原因であると考察している。

また、本発明者は、共通透明画素電極と走査信号線との
間に加わる直流電圧成分によって、配向不良等、液晶の
寿命を劣化さ□せるという問題点を見出した。

本発明の目的は、液晶表示装置において、映像特性を向
上すると共に、液晶の寿命を向上することが可能な技術
を提供することにある。

本発明の他の目的は、前記目的を達成するための製造工
程数を低減することが可能な技術を提供することにある
。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち１代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

液晶表示装置において、走査信号線又は映像信号線と液
晶との間に遮光用導体膜を設け、この遮光用導体膜と共
通透明画素電極とを電気的に接続する。

また、前記遮光用導体膜は、画素の薄膜トランジスタの
チャネル形成領域上に設けられた遮光膜と同一製造工程
で形成する。

また、前記遮光用導体膜、前記遮光膜の夫々は電気的に
分離させる。

〔作　　用〕

上述した手段によれば、走査信号線又は映像信号線部分
の光漏れを低減したので、映像特性を向上することがで
きると共に、走査信号線又は映像信号線と共通透明画素
電極との間の液晶に加わる直流電圧成分を低減したので
、液晶の寿命を向上することができる。

また、前記遮光膜を形成する工程で遮光用導体膜を形成
することができるので、遮光用導体膜を形成する工程に
相当する分、製造工程数を低減することができる。

また、前記遮光膜をフローティング状態にしてそれから
の電界効果を低減したので、薄膜トランジスタの特性を
向上することができる。

以下、本発明の構成について、アクティブ・マトリック
ス方式のカラー液晶表示装置に本発明を適用した一実施
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。

〔実施例〕

本発明の一実施例であるアクティブ・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１画素を第１図（
平面−）及び第２図（第１図の■−■切断線で切った断
面図）で示す。

第１図及び第２図に示すように、液晶表示装置は、下部
透明ガラス基板５ＵＢＩの内側（液晶側）の表面上に、
薄膜トランジスタＴＰＴ及び透明画素電極ＩＴＯ１で構
成される画素を有している。

下部透明ガラス基板ＳＵＢ　１は１．１　［ｍｍ］程度
の厚さで構成されている。

薄膜トランジスタＴＰＴは、主に、ゲート電極ＧＴ、ゲ
ート絶縁膜Ｇ１．ｉ型半導体層ＡＳ、ドレイン電極（又
はソース電極）ＳＤＩ、ソース電極（又はドレイン電極
）Ｓｎ２で構成されている。

前記ゲート電極ＧＴは、例えば断線を防止するために、
Ｃｒ層上にＭＯ層を積層した複合膜で形成する。ゲート
電極ＧＴは走査信号線（水平信号線）ＧＬと一体に構成
されそれに接続されている。

この走査信号線ＯＬは、第１図において列方向に延在し
、行方向に所定間隔で複数本配置されている。

ｉ型半導体層ＡＳは薄膜トランジスタＴＰＴのチャネル
形成領域として使用される。ｉ型半導体層Ａｓは非晶質
珪素膜又は多結晶珪素膜で形成されている。

ドレイン電極ＳＤＩ、ソース電極ＳＤ２の夫々はｉ型半
導体層ＡＳ上に夫々離隔して設けられている。ドレイン
電極ＳＤＩ、ソース電極ＳＤ２の夫々は、回路のバイア
ス極性が変ると、動作上、ソースとドレインが入れ替わ
るように構成されている。ドレイン電極Ｓ０１．ソース
電極ＳＤ２の夫々は、例えば、ｉ型半導体層ＡＳに接触
する下層側からＣｒ層、ＡＱ層の夫々を順次積層して形
成されている。０１層はｉ型半導体層ＡＳとＡＱ層との
反応を防止するバリア層として形成されている。ＡＱ層
は、信号伝達速度を速くする低抵抗材料であり、主配線
材料として使用される。

薄膜トランジスタＴＰＴの一方のソース電極ＳＤ２には
１画素毎に設けられた透明画素電極ＩＴＯ１が接続され
ている。透明画素電極ＩＴ○１は液晶表示部の画素電極
の一方を構成する。他方のドレイン電極ＳＤＩは映像信
号線（垂直信号線）ＤＬと一体に構成されそれに接続さ
れている。この映像信号線ＤＬは、第１図において行方
向に延在し、列方向に所定間隔で複数本配置されている
。

第１図に示すように、１つの画素は２本の走査信号線Ｇ
Ｌと２本の映像信号線ＤＬとで囲まれた領域内に配置さ
れている。この領域内に配置された１つの画素の薄膜ト
ランジスタは、２本のうちの一方の走査信号線ＧＬ、２
本のうちの一方の映像信号線ＤＬの夫々に接続されてい
る。

薄膜トランジスタＴＰＴ及び透明画素電極ＩＴ０１上番
嗟よ保護膜ＰＳＶＩが設けられている。保護膜ＰＳＶ１
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
い酸化珪素膜や窒化珪素膜で形成する。

薄膜トランジスタＴＰＴの少なくともチャネル形成領域
上には、保護膜ＰＳＶＩを介在させて、外部光がチャネ
ル形成領域として使用されるｉ型半導体層ＡＳに入射さ
れないように遮光膜ＬＳＩが設けられている。遮光膜Ｌ
ＳＩは、例えばＡＱ層、Ｃｒ層、それらの複合層等、遮
光性を有する材料で形成されている。

液晶ＬＣは、下部透明ガラス基板５ＵＢＩと上部透明ガ
ラス基板５ＵＢ２との間に形成された空間内に、液晶分
子の向きを設定する下部配向膜ＯＲＩ　１．上部配向膜
○ＲＩ２の夫々に規定されて封入されている。

下部配向膜０ＲＩＩは下部透明ガラス基板１側の保護膜
ＰＳＶＩの上部に形成される。下部配向膜０Ｒ１１は例
えば感光性ポリイミド系樹脂材料で形成する。

上部透りガラス基板５ＵＢ２の内側（液晶側）の表面に
は、カラーフィルタＦＩＬ、保護膜ＰＳｖ２、共通透明
画素電極ＩＴＯ２及び前記上部配向膜０ＲＩ２が順次積
層して設けられている。

前記共通透明画素電極ＩＴＯ２は、下部透明ガラス基板
５ＵＢＩ側に画素毎に設けられた透明画素電極ＩＴＯＩ
に対向し、隣接する他の共通透明画素電極ＩＴＯ２と一
体に構成されている。つまり、共通透明画素電極ＩＴＯ
２は上部透明ガラス基板５ＵＢ２の内側の表面の略全域
に設けられている。

カラーフィルタＦＩＬは、その配列を図示していないが
、赤色フィルタ（Ｒ）、緑色フィルタ（Ｇ）及び青色フ
ィルタ（Ｂ）の３色の色フィルタで構成されている。夫
々の色フィルタは各画素毎にそれに対向する位置に配置
されている。カラーフィルタＦＩＬは１例えばアクリル
樹脂を主体とする膜を画素毎に染料で染め分けることに
よって形成することができる。

前記保護膜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。保護膜ＰＳＶ２は１例えば
、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂等の透明樹脂材料で
形成されている。

この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板５ＵＢｌ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５ＵＢ２
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。

下部透明ガラス基板ＳＵＢ　１、上部透明ガラス基板５
ＵＢ２の夫々の外側の表面には、偏光板ＰＯＬが形成さ
れている。

このように構成される液晶表示装置は、第１図及び第２
図に示すように、走査信号線ＯＬ上、映像信号線ＤＬ上
の夫々に遮光用導体膜ＬＳ２が設けられている。遮光用
導体膜ＬＳ２は、走査信号線ＯＬ、映像信号線ＤＬの夫
々の幅寸法に比べて若干大きなサイズ（例えばマスク合
せずれ量分或はそれ以上大きなサイズ）で構成されてい
る。また、遮光用導体膜ＬＳ２は、透明画素電極ＩＴＯ
１と重ならないように或は若干型なるように構成する。

遮光用導体膜ＬＳ２は、走査信号線ＧＬ、映像信号線Ｄ
Ｌの夫々と液晶ＬＣとの間に設けられていればよく、本
実施例においては保護膜ＰＳ■１と下部配向膜０ＲＩＩ
との間に設けられている。

前記遮光用導体膜ＬＳ２は、薄膜トランジスタＴＰＴの
チャネル形成領域上に設けられた遮光膜ＬＳＩと同一層
（同一導電層）で構成され、同一製造工程で形成されて
いる。すなわち、遮光用導体膜ＬＳ２は、Ｃｒ層、ＡＱ
層等の遮光性を有しかつ導電性を有する材料で構成され
ている。この遮光用導体膜ＬＳ２は前記遮光膜ＬＳＩと
電気的に分離されており、遮光膜ＬＳＩは電気的にフロ
ーティグ状態で構成されている。そして、遮光用導体膜
ＬＳ２は、図示していないが、液晶表示装置の周辺部分
（液晶封止部分の近傍部分）において、銀ペース材等の
導電性材料を介在させて共通透明画素電極ＩＴＯ２と電
気的に接続されている。共通透明画素電極ＩＴ○２には
第３図（液晶表示装置の駆動波形図）に示すようにコモ
ン電位が印加されているので、遮光用導体膜ＬＳ２には
コモン電位と同一電位が印加されるように構成されてい
る。第３図に示すように、共通透明画素電極ＩＴ０２、
遮光用導体膜ＬＳ２の夫々は例えば−１０〜−１５［Ｖ
］の範囲の固定電位が印加される。走査信号線ＯＬは、
例えばハイレベルを５［ｖコ、ロウレベルを−２０［Ｖ
］とする走査信号（例えば６３［μＳ］毎に１　／２４
０［μｓ］のパルス信号）が印加される。映像信号線Ｄ
Ｌは、例えばハイレベルを１．５　ＥＶ］、ロウレベル
を−１１，５［Ｖ］とする映像信号が印加される。

このように、液晶表示装置において、走査信号線ＧＬ、
映像信号線ＤＬの夫々と液晶ＬＣとの間に遮光用導体膜
ＬＳ２を設け、この遮光用導体膜ＬＳ２と共通透明画素
電極ＩＴＯ２とを電気的に接続することにより、走査信
号線ＧＬ、映像信号線ＤＬの夫々の部分を覆い、光漏れ
を低減したので、コントラスト等の映像特性を向上する
ことができると共に、走査信号線ＧＬ、映像信号線ＤＬ
の夫々の部分と共通透明画素電極ＩＴＯ２との間の電位
差を低減し、液晶ＬＣに加わる直流電圧成分を低減した
ので、配向不良等の液晶ＬＣの寿命を向上することがで
きる。

また、前記遮光用導体膜ＬＳ２は、画素の薄膜トランジ
スタＴＰＴのチャネル形成領域上に設けられた遮光膜Ｌ
ＳＩと同一製造工程で形成したことにより、前記遮光膜
ＬＳＩを形成する工程で遮光用導体膜ＬＳ２を形成する
ことができるので、遮光用導体膜ＬＳ２を形成する工程
に相当する分。

液晶表示装置の製造工程数を低減することができる。

また、前記遮光用導体膜ＬＳ２、前記遮光膜ＬＳ１の夫
々を電気的に分離することにより、前記遮光膜ＬＳＩを
フローティング状態にしてそれからの電界効果を低減し
たので、ゲート電極ＧＴの選択時以外に不要にチャネル
が形成されることを防止し、薄膜トランジスタＴＰＴの
特性を向上することができる。

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１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１本発明は、走査信号線及び映像信号線の双方上
に必ずしも設ける必要はなく、走査信号線、映像信号線
の夫々のうち点灯現象が生じる一方上に設けてもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

液晶表示装置において、映像特性を向上すると共に、液
晶の寿命を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例であるアクティブ・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１つの
画素を示す平面図、第２図は、前記第１図の■−■切断線で切った断面図、第３図は、前記液晶表示装置の駆動波形図である。図中、５ＵＢ１・・・上部透明ガラス基板、５ＵＢ２・
・・下部透明ガラス基板、ＬＣ・・・液晶、ＴＰＴ・・
・薄膜トランジスタ、ＩＴＯＩ・・・透明画素電極、■
ＴＯ２・・・共通透明画素電極、ＧＴ・・・ゲート電極
、ＯＬ・・・走査信号線、ＳＤＩ・・・ドレイン電極、
ＳＤ２・・・ソース電極、ＤＬ・・・映像信号線、ＬＳ
ｌ・・・遮光膜、ＬＳ２・・・遮光用導体膜である。＼、−ニー／第１図第３図

Claims

【特許請求の範囲】１、走査信号線と映像信号線との交差部分に複数の画素
が配置され、この複数の画素に対向する位置に液晶を介
在させて共通透明画素電極を配置する液晶表示装置にお
いて、前記走査信号線又は映像信号線と前記液晶との間
に、前記走査信号線又は映像信号線と電気的に分離した
遮光用導体膜を設け、該遮光用導体膜と前記共通透明画
素電極とを電気的に接続したことを特徴とする液晶表示
装置。２、前記画素は薄膜トランジスタと透明画素電極とで構
成され、前記薄膜トランジスタのチャネル形成領域と前
記液晶との間には遮光膜が設けられており、前記遮光用
導体膜は前記遮光膜と同一導電膜で構成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の液晶表示装
置。３、前記遮光用導体膜、遮光膜の夫々は電気的に分離さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載
の液晶表示装置。