JPH04104227A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH04104227A JPH04104227A JP2221354A JP22135490A JPH04104227A JP H04104227 A JPH04104227 A JP H04104227A JP 2221354 A JP2221354 A JP 2221354A JP 22135490 A JP22135490 A JP 22135490A JP H04104227 A JPH04104227 A JP H04104227A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
用なアクティブマトリックス型液晶表示装置に関する。
容量素子又は補助容斌素子とも言う)を備えたアクティ
ブマトリックス基板の画素部の構造は、例えば、特開平
1−255831号公報に記載されている。
ブマトリックス基板の画素部の一例を示したもので、前
記従来技術と薄膜トランジスタの構造が異なるが、本質
的には前記従来技術と同等である。
ランジスタのゲート電極兼走査l1A602が金属膜を
材料として、また、蓄積容量素子の−方の電極が透明導
電膜603を材料として、第1の透明絶縁基板(第2図
には図示せず)上に形成されている。この上に、ゲート
絶縁膜兼蓄積容量素子用誘電体兼二層配線用層間絶縁膜
であるSiNx膜(第2図には図示せず)が形成されて
いる。
半導体層606と透明画素電極607が形成されている
。透明画素電極607は蓄積容量素子の他方の電極を兼
ねている。薄膜トランジスタのソース電極608は透明
画素電極607と電気的に接続されており、ドレイン電
極609は互いに連結されて信号線を兼ねている。
モードで透過型の液晶表示を行なうことが望ましい。こ
の場合、第2図のアクティブマトリックス基板における
透明画素電極607以外の透光性領域610からの光の
漏れ込みを無くす必要がある。そのために、従来技術に
おいては、アクティブマトリックス基板に対向する第2
の透明絶縁基板上に、例えばCr膜を用いて、第3図の
斜線部で示したような遮光層611が設けられている。
領域610を二点鎖線で示した。
上の遮光層611との位置合せ精度は、第1の基板と第
2の基板を貼り合わせる際の位置合せ精度によって決ま
り、これは、フォトリソグラフィーの位置合せ精度に較
べてはるかに低く、例えば約5μmである。また、遮光
層611が第2の基板上に設けられているので、広い視
野角を確保するために、例えば、液晶層の厚みが7μm
の場合に斜め35°方向からの入射光を遮るためには、
遮光されるべき領域610に3μm幅重ねるように遮光
層611を設ける必要がある。したがって、第3図にお
いては、位置合せのずれ余裕のためと斜めからの入射光
を遮るための重ね合せのために、合計8μmもの大きな
設計上の余裕をとっている。
クス基板の画素部の平面構造の他の例を第4図に示す。
55831号公報に示されたものと本質的に同じである
。
の電極が透明導電膜603と非透光性金属膜604とか
ら成っている点のみが、第2図に示した従来例と異なっ
ており、他は全く同じである。第2図の従来例について
述べたのと同様な理由から、第4図に示した従来例にお
いても、第2の透明絶縁基板上に、例えば、Cr膜を用
いて、第5図の斜線部で示したような遮光層611が設
けられている。第5図においては、第1の基板において
遮光されるべき領域610を二点鎖線で示した。第5図
における遮光層611は、結果的に第3図の遮光層61
1と同じである。
面積を小さくする点について配慮がされておらず、開口
率が低いという問題があった。特に、高精細表示のため
に、画素ピッチを小さくした場合、すなわち画素面積が
小さくなった場合に、この問題が重大となっていた。
を外側に広げれば、開口率を高くすることができる。し
かし、通常、画素電極は、信号線または走査線のいずれ
か一方と断面構造上同しレベルにあるので、画素電極6
07の外縁を外側に広げると、画素電極と信号線との間
、又は、画素電極と走査線との間の間隔が狭くなり、異
物等に因る短絡不良率が高くなるという問題があった。
電極607の外縁のうちドレイン電極兼信号線609に
向い合った外縁を外側に広げると、SiNx膜上の断面
構造上同じレベルにあるドレイン電極兼信号線609と
画素電極607どの間の隙間が小さくなるので、両者間
の短絡による不良率が高くなるという問題があった。
にあり、画素電極と走査線とが断面構造上同じレベルに
ある場合にも同じ問題があった。
に向い合った外縁を外側に広げると、走査線と画素電極
との間の隙間が小さくなるので、両者間の短絡による不
良率が高くなるという問題゛があった・ 本発明の目的は、製造工程上の良品率が高くて、しかも
、画素部の開口率の高い液晶表示装置、すなわち、製造
上のコストが低くて、しかも、表示品質の良い液晶表示
装置を提供することにある。
ベルという表現を用いたが、ここで言うレベルとは、必
ずしも、高さのレベルではない。
、共にひとつの絶縁膜の下にあるとき、この2つの電極
は同じレベルにあると言い、1つの電極が成る絶縁膜の
上にあり、他の電極がその絶縁膜の下にあるとき、この
2つの電極は異なったレベルにあると言うことにする。
方の電極を兼ね、上記1対の電極の他方の電極が少なく
とも部分的に透光性であれば、そうでない場合に較べて
開口率が高くなることは、自明であるので、第2図並び
に第4図に示された従来例と同様、本発明においてもこ
の構造を前提とする。
においては、蓄積容量素子を構成する1対の電極のうち
画素電極でない方の電極を、透光性導電膜と非透光性導
電膜とによって形成し、前記非透光性導電膜の一部を、
前記画素電極の外縁に沿って伸延し、前記外縁の一部又
は全部と平面構造的には重なるようにしたものである。
ない方の電極を、透光性導電膜と非透光性導電膜によっ
て構成し、この非透光性導電膜の一部を、平面構造とし
ては画素電極の外縁と重なるようにして、外縁に沿って
伸延することにより、第1の基板上の画素電極の外縁に
重なる領域に遮光層を設けることができる。
極兼信号線と画素電極とが断面構造的に同じレベルにあ
る場合、上記の非透光性導電膜よりなる遮光層は、画素
電極とは容量素子用誘電体である絶縁層を隔てており、
したがって、ドレイン電極兼信号線とも絶縁層を隔てて
いるので、短絡不良率の上昇を招くことなく、導電性遮
光層を、画素電極の外縁のうちドレイン電極兼信号線に
向かい合った外縁に重なるようにして、かつ、前記外縁
の外側に広げて、第1の基板上に設けることができる。
光性部分、すなわち、第2の基板上の遮光層によって遮
光されるへき第1の基板−ヒの領域を狭くすることがで
きる。すなわち、第2の基板上の遮光層の面積を小さく
できる。
ったレベルにあり、画素電極とゲート電極兼走査線とが
断面構造的に同じレベルにある場合についても、上と同
じことが言える。すなわち、短絡不良率の上昇を招くこ
となく、導電性遮光層を1画素電極の外縁をうちゲート
電極兼走査線に向い合った外縁に重なるようにして、か
つ前記外縁の外側に広げて、第1の基板上に設けること
ができる。したがって、この場合においても、第1の基
板における透明画素電極以外の透光性部分、すなわち、
第2の基板上の遮光層によって遮光されるべき第1の基
板上の領域を狭くすることができる。すなわち、第2の
基板上の遮光層の面積を小さくできる。
せ精度は、大型基板のフォトリソグラフィーの位置合せ
精度、すなわち約1μmである。
重なり余裕は2μmもあれば十分であり、先に述べた、
第2の基板上の遮光層と第1の基板上の遮光されるべき
領域との間の設計上の余裕8μmに較べれば、十分に小
さいので、上記導電性遮光層を設けたことが開口率を低
下させる要因とはならない。
とが開口率の低下の要因とならず、かつ、第2の基板上
の遮光層の面積を小さくできるので、開口率を高くする
ことができる。上記したように、このことによって短絡
不良率の上昇を招くことはない。
を構成する1対の電極のうちの片側の電極の一部分であ
るので、片側の電極と別に第1の基板上に遮光層を設け
る場合に較べて、構成が単純であり、また、容量素子を
形成するための面積を同時に遮光のためにも用いるので
、開口率を高くできる。
クティブマトリックス基板の画素部の平面構造である。
例と同じ画素ピッチであり、同じ構造と同じ寸法の薄膜
トランジスタ、画素電極、信号線、走査線が形成されて
おり、蓄積容量素子を構成する一対の1!極のうちの一
方の電極の構造が異なっている。第6図は、第1図のA
A’断面図である。
602.並びに、インジウム錫酸化物(ITO)透明導
電膜603と非透光性の金属膜604とから成る蓄積容
量素子用の片側の電極を、先ず、形成する。第1図の実
施例においては、透明導電膜603が形成及び加工され
た後に、ゲート電極兼走査線602と非透光性の金属膜
604が、例えばCr膜を用いて、同時に形成されてい
るが、ゲート電極兼走査線602と非透光性の金属膜6
04が形成された後に、透明導電膜603を形成しても
よい。また、必要により、ゲー1へ電極兼走査線602
と金属膜604を、異なった金属材料を用いて作製して
もよいことは言うまでもない。
兼二層配線用層間絶縁膜であるSiNx膜605を形成
する。更に、この上に、薄膜トランジスタの能動層であ
る半導体薄膜606と透明画素電極607を形成する。
一方の電極を兼ねている。第2図及び第4図に示した従
来例と同様に、ソース電極608とドレイン電極兼信号
線609を形成する。この上に、よく知られているよう
に、保護膜(図示せず)と配向膜(図示せず)を形成し
て、アクティブマトリックス基板は完成する。
、非透光性の金属膜604によって形成されている領域
を斜線部で示した。本実施例においては、この非透光性
金属股604は、透明画素電極607の外縁に沿って伸
延し、長方形の外縁の4辺のうち、ドレイン電極兼信号
線609に向かい合った3辺と重なっている。
Nx膜605を隔てて、異なったレベルにあるので、短
絡不良率を高めることなく、金属膜604を画素電極6
07の外縁よりも外側へ広げる、すなわち、ドレイン電
極兼信号L;A609に近づけることができた。したが
って、第1図に示したように、第1の基板における透明
画素’に1tJfi以外の透光性部分610を、第2図
及び第4図に示した従来例に較べて著しく小さくするこ
とができた。すなわち、第2の基板上の遮光層は、第7
図の斜線部611で示したように、上記従来例に較へて
著しく小さくできた。
高く、しかも画素部の開口】ゼの高い液晶表示装置を低
コストのもとに容易に得ることができる。
図における」二辺は、ゲート電極602にも向かい合っ
ており、金属膜604はゲート電極602と同じレベル
にあるので、金属膜604を画素電極の上辺より−L方
へ広げることについては限界があるが、このことを考慮
しても、なお、本実施例の上述した効果は大きい。
第12図に示した。これらの実施例においては、断面構
造は上述の実施例と全く同じである。また、図に示した
符号は上述の実施例における符号と同一である。これら
の実施例においても、上述の実施例と同様、製造工程上
の良品率が高くて、しかも、画素部の開口部の高い液晶
表示装置。
の良い液晶表示装置を実現できた。
蓄積容量素子を連結する配線の抵抗(以下では、蓄積容
量配線抵抗ということにする)を低くできるという別の
効果も同時に得られた。また、第10図、第11図に示
した実施例では、ゲート電極兼走査線609と金属膜6
04との間の短絡不良率を、第1図に示した実施例に較
べて、低くできるという別の利点もある。また、第12
図の実施例においては、ITO膜603によって蓄積容
量素子間が電気的に接続されているので、蓄積容量素子
の片側の電極の603と604を形成後に、酸素中で熱
処理やプラズマ処理の工程を経る場合に、蓄積容量配線
抵抗のバラツキや変動を小さくできるという利点もある
。
する能動素子として、逆スタガー型構造の薄膜トランジ
スタの例を示したが、本発明の効果は、能動素子の種類
及び構造に依るものではなく、正スタガー型やコプラナ
ー型の薄膜トランジスタ、並びに、金属・絶縁体・金属
(MIM)型ダイオード等の二端子素子を用いても、同
様な効果があった。
ベルにある場合であったが、透明画素電極と走査線とが
同じレベルにある場合にも、本発明によれば同様の効果
が得られた。
極の一部を構成する非透光性導電膜の例として、非透光
性金属膜、例えばCr膜を用いたが、非透光性であれば
、いかなる種類の導電膜、例えば、他の金属膜、金属的
伝導を示す不純物半導体膜、金属シリサイド膜等を用い
ても、同様な効果が得られた。
電極の一部を構成する透光性導電膜として、インジウム
錫酸化物(ITO)透明導電膜を用いたが、Ill、0
3膜、FeまたはsbをトープしたSn○2膜、AQ又
はSiをドープしたZ n O膜、Cd2S n O,
(CTO)膜、 Cd I n、04(CI O)膜等
の透明導電膜や、透光性の薄い金属膜を用いても、同様
な効果があった。
としてSiNx膜を用いたが、SjO,膜やSiOx膜
、AQ20.膜、Ta2O,膜、TaOx膜等の他の絶
縁体膜を用いても同様の効果が得られた。このことは、
薄膜トランジスタのゲー1へ絶縁膜やMIMダイオード
用絶用膜縁膜層配線用層間絶縁膜についても、同様であ
った。
成例を示す。システムは、ワークステーション、パーソ
ナルコンピュータ、ワードプロッセー等の情報処理シス
テム218とデイスプレィシステム200により構成さ
れている。デイスプレィシステム200は、液晶デイス
プレィモジュール202.光源201.光源調整回路2
03゜画像データ発生回路204Aとタイミング(ご号
発生回路204Bで構成されたコントロール回路204
、液晶の明るさ、コントラスト調県回路216、蓄積容
量駆動電圧発生回路205.共通電極駆動電圧発生回路
206、により構成されている。
以下、液晶パネルとも言う)217.信号電圧を発生す
る信号回路207、及び、走査電圧を発生する走査回路
208により構成されている。
た、薄膜トランジスタ211.蓄積容量212、液晶2
14.前記薄膜トランジスタを駆動するための信号線2
10及び走査線209、により構成されている。
圧及び、共通電極電圧発生回路206で発生するV c
ow電圧は、蓄積容量共通線215及び、共通電極端子
213にそれぞれ印加されるが、これらは、同一の電圧
レベル、位相でもよく特に限定するものではない。
方法は、第14図に記載した接続例でもよく、特に限定
するものでない。さらに、信号線210と信号回路20
7との接続方法は、第15図に記載した接続例のように
信号線を上下方向に交互に引き出してそれぞれの信号線
を信号回路207Aと信号回路207Bに接続してもよ
く、特に限定するものでない。
施例を示す。液晶デイスプレィモジュール202は、液
晶パネル217.信号回路基板227〜234.走査回
路基板222〜224.共通電極電圧vcoIlの引き
出し基板225,226.共通電極電圧V cow及び
蓄積容量電圧’J stgの引き出し基板235,23
6.信号供給基板220により構成されている。液晶パ
ネル217は、薄膜トランジスタ等が形成された第1の
基板217Aと、対向共通電極等が形成された第2の基
板217Bから成い、2枚の基板の間に液晶材料が封入
されている。
由して、画像データ信号、電源電圧等が供給される。
えられる。また、蓄積容量電圧Vstgは、蓄積容量電
圧端子237を経て、蓄積容量共通線2]5に加えられ
る。
有機フィルム等の弾力性のある基板で構成すると、実装
上都合がよい。
2〜224の一実施例を第17図に示す。
施した有機フィルム等の上に、信号回路又は走査回路を
形成した集積回路素子239Aを固着したものである。
子、パターン配線239Cは、集積回路素子239Aを
動作させるための画像データ信号及び電源電圧の入力端
子である。
ステム例を示す。
ータの表示部に応用した例で、コンピュータ本体1.キ
ーボード2及び液晶デイスプレィ3により構成される。
ィと比較すると、軽くしかも少ない面積で設置できる特
徴を有している。
ード2及び液晶デイスプレィ3により複数の操作者が同
時に作業できるシステムや、さらに軽量化が要求される
膝乗せ型のコンピュータに適用することによりその特徴
が十分に発揮される。
に用いることにより、ノートブック型を始めとする軽量
、省スペースの個人用途向けのコンピュータを実現でき
る。
射型のデイスプレィの光シヤツタ一部に液晶デイスプレ
ィを用いた例である。システムの構成は、液晶デイスプ
レィ及び光学系を含む投射部4.スクリーン5および図
示していないビデオ信号処理部から成る。外部から入力
されたビデオ信号は、ビデオ信号処理部により液晶デイ
スプレィの表示に必要な信号形式、たとえばノンインタ
ーレースのRGBデジタル信号等に変換され液晶デイス
プレィ上に画像が表示される。この表示画像は光学系を
通してスクリーンEに結像される。
を決定する主要因で、多数の画素を小面積のパネルに納
めることが可能な液晶デイスプレィを用いることにより
光シヤツタ一部の小型化が図れ、光学系全体も小さくす
ることができる。
う特徴を用いることにより、カラーの小型モニターや大
型の壁かけテレビを実現することができる。
ドプロジェクタ−、コンピュータ利用の学習機器、コン
ピュータゲーム機器等に応用することもできる。
工程上の良品率が高くて、しかも、画素部の開口率の高
い液晶表示装置を実現できるので、製造上のコストが低
くて、しかも、表示品質の良い液晶表示装置を提供する
ことが可能となり、各種画像表示装置応用に有用である
。
び第4図は従来技術による画素部の平面図、第3図及び
第5図はそれぞれ第2図及び第4図の画素部に対応する
第2の基板上の遮光層の平面図、第6図は第1図におけ
るA−A’断面図、第7図は第1図の画素部に対応する
第2の基板上の遮光層の平面図、第8図〜第12図はそ
れぞれ本発明の他の実施例の画素部の平面図、第13図
は本発明の液晶表示装置を用いた液晶デイスプレィシス
テムの構成図、第14図と第15図は液晶デイスプレィ
モジュールの他の実施例の構成図、第16図は第15図
に相当する液晶デイスプレィモジュールの一実施例の平
面図、第17図は信号回路基板及び走査回路基板の実施
例の平面図、第18図(A)は本発明の液晶表示装置を
用いた卓上型コンピュータの概念図、第18図(B)は
本発明の液晶表示装置を用いた投射型デイスプレィ装置
の概念図である。 1・・・コンピュータ本体、2・・・キーボード、3・
液晶デイスプレィ、4・・・投射部、5・・・スクリー
ン、200・・・デイスプレィシステム、201・・光
源、202・・液晶デイスプレィモジュール、203・
光源調整回路、204・・コントロール回路、 204
A・・画像データ発生回路、204B・・タイミング信
号発生回路、205・・蓄積容量駆I!Il電圧発生回
路、206・・共通電極駆動電圧発生回路、207・・
信号回路、208−走査回路、209 走査線、21
0 ・信号線、211 薄膜トランジスタ、212・蓄
積容量、213 共通電極端子、214液晶、215・
・・秩積容量共通線、216・・明るさ及びコントラス
ト調整回路、217・・液晶パネル、218・・・情報
処理システム、22o・・信号供給基板、221・・・
信号ケーブル、222〜224・・走査回路基板、22
5,226・共通電極電圧の引き出し基板、227〜2
34・・信号回路基板、235.236・・−共通電極
電圧及び容積容量電圧の引き出し基板、237・蓄積容
量電圧端子、238 ・共通電極端子、239・回路基
板、239A・・集積回路素子、239B、239C・
・パターン配線、601・・・第1の透光性絶縁基板、
602・・ゲート電極兼走査線、603・・ITO膜、
604・・非透光性金属瞑、605・・・SiNx膜、
606・・半導体薄膜、607・・透光性画素電極、6
08・ソース電極、609・・トレイン電極兼信号線、
610 ・第1の基板」−の遮光されるべき領域。 禎 図 め 〆 図 猶 区 〃 目 ■ 閉 囁 図 2θθ 狛 図 39b 23γC め 回 猶
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、第1の透光性絶縁基板上に、能動素子の2次元アレ
イと、前記能動素子に信号を供給する配線と、前記各能
動素子に電気的に接続された透光性画素電極と、前記画
素電極に電気的に接続された容量素子を備え、第2の透
光性絶縁基板上には対向電極を備え、第1及び第2の絶
縁基板を対向させ、該絶縁基板間に形成される間隙に液
晶材料を封入して成る液晶表示装置において、前記画素
電極が前記容量素子を構成する一対の電極の一方の電極
を兼ねており、他方の電極は透光性導電膜と非透光性導
電膜とから成り、前記非透光性導電膜の少なくとも一部
が、前記画素電極の外縁に沿つて伸延し、前記外縁の少
なくとも一部と平面構造的には重なっていることを特徴
とする液晶表示装置。 2、特許請求の範囲第1項記載の液晶表示装置を有する
直視型もしくは投射型の画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22135490A JP3020568B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22135490A JP3020568B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04104227A true JPH04104227A (ja) | 1992-04-06 |
| JP3020568B2 JP3020568B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=16765489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22135490A Expired - Lifetime JP3020568B2 (ja) | 1990-08-24 | 1990-08-24 | 液晶表示装置 |
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1990
- 1990-08-24 JP JP22135490A patent/JP3020568B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| US12300702B2 (en) | 2008-05-16 | 2025-05-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device including storage capacitor having pixel electrode, directly stacked conductive layer, and insulating layer interposed between them, wherein the stacked conductive layers extending towards the gate and source wirings/lines |
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| Publication number | Publication date |
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| JP3020568B2 (ja) | 2000-03-15 |
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