JPH04318522A - 薄膜トランジスタ型液晶表示装置 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタ型液
晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】薄膜トランジスタ型液晶表示装置は、そ
の表示品質の優れた点で、フラットパネルディスプレイ
の最有力候補とされ、各社各機関で盛んに研究開発され
、既に実用化・商品化され始めている。特に最近はサイ
ズも大型化し、一方、高精細化も進みつつある。このよ
うな状況になってきたのも薄膜トランジスタ（以下、「
ＴＦＴ」という）構造に幾多の改良がなされてきた結果
といえる。

【０００３】図６は従来の薄膜トランジスタ基板の一部
断面図である。これは、今般最も多く採用されている逆
スタガ型のボトムゲート構造といわれるＴＦＴで、ゲー
ト電極３２上にゲート絶縁膜３４、半導体層３５、オー
ミック層３６と続き、その上に信号電極であるソース−
ドレイン電極３７が設けられる。また、画素電極３３の
位置はソース−ドレイン電極３７より下の場合もあり、
上の場合もあるが、これは各社の着目する点が異なるだ
けで全体のＴＦＴ構造としては大きく変わらない。そし
て、最後にパッシベーション膜３８が設けられるという
構造がごく一般的である。このようなＴＦＴ構造は、現
在の主流ともいえるもので、各社各機関から数多く発表
されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の薄膜トランジスタ型液晶表示装置においては、映像
信号の入るドレイン電極上には、常に何らかの電圧が印
加されており、そのことによって生じるドレイン電極−
対向電極間の電位変動が液晶分子を駆動してしまい、光
漏れとなる。このことの対策としては、対向電極側にブ
ラックマスク層を形成し、この光漏れを遮るようにする
のが一般的に行われているが、ブラックマスク層を形成
するため、どうしても開口率が小さくなってしまうとい
う問題点があった。

【０００５】また、この光漏れはそのような対策によっ
て防ぐことができたとしても、ドレイン電極と画素電極
の間に生じる電位変動は防ぎようがない。すなわち、一
旦、ゲート信号によりドレイン電極上の電圧を書き込ま
れた画素電極のすぐ横にドレイン電極があり、そのドレ
イン電極に常に何らかの電圧が印加されているので、ド
レイン電極−画素電極間の容量結合による画素電位変動
もあり、また、一般的に画素電極電位の正・負レベルの
中心値はＴＦＴのゲート電極−ソース電極間容量によっ
て引き起こされる電圧降下により、ドレイン電圧の正・
負レベルの中心値より低くなるので、ドレイン電極−画
素電極間にはＤＣ成分の電圧が常にかかった状態となる
。そして、液晶にＤＣ成分がかかってしまうと、劣化が
著しくなり信頼性がなくなるので、それを防ぐために対
向電極電圧を前記電圧降下に対応して低めに設定するこ
とが行われているが、それを行うと画素電極−対向電極
間の液晶にはＤＣ成分が加わらなくなるものの、今度は
ドレイン電極−対向電極間の液晶にＤＣ成分が加わって
しまい液晶が劣化するという問題点があった。

【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決して、
開口率が大きく、液晶の劣化の少ない、表示品質、信頼
性共に優れた薄膜トランジスタ型液晶表示装置を提供す
ることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記問題点を解決するた
めに、本発明は、薄膜トランジスタ基板と、液晶を挟ん
で薄膜トランジスタ基板と対向する対向電極基板とを備
えた薄膜トランジスタ型液晶表示装置において、薄膜ト
ランジスタ基板のドレイン電極上に絶縁膜を介して遮蔽
電極を設け、かつ、遮蔽電極に入力する電圧を対向電極
基板の対向電極に入力する電圧と同程度にした。

【０００８】

【作用】本発明によれば、以上のように薄膜トランジス
タ型液晶表示装置を構成したので、ドレイン電極−対向
電極間は遮蔽電極によって遮蔽される。したがって、ド
レイン電極−対向電極間に電位差が生じても、遮蔽電極
によってドレイン電圧が遮蔽されるので、それらの電極
間にＤＣ成分が発生しなくなり、ドレイン電極上の液晶
がオンしなくなる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例における
薄膜トランジスタ基板の平面図である。図に示すように
、ゲート電極１とドレイン電極２が交差する部分に、半
導体層５をチャネルとしたトランジスタが形成されてお
り、ゲート電極１に印加される電圧によってこの半導体
層５のスイッチングがなされ、ドレイン電極２の信号が
ソース電極３に書き込まれ、コンタクトホール２５を通
して画素電極４に書き込まれる。こういった構成の中で
遮蔽電極６がドレイン電極５の上に平行に設けられてい
る。

【００１０】図２は本発明の実施例における薄膜トラン
ジスタ基板の一部（図１のＡ−Ａ′）断面図である。本
実施例では、ゲート電極１の上にゲート電極１を陽極酸
化してゲート陽極酸化膜７を形成している。ただし、こ
れは主にゲート電極−ドレイン電極間ショートを防ぐ目
的のものであり、本発明に必須の構成用件ではないので
、なくてもよい。そして、ゲート絶縁膜８がゲート陽極
酸化膜７の上にあり、その上に半導体層５があり。また
、ドレイン電極２、ソース電極３との接触部はオーミッ
ク接合層１１がある。これらの膜の上に形成されている
のが中間絶縁膜９であり、ソース電極３と画素電極４の
導通をとるためのコンタクトホール２５が作られている
。これらの上には、パッシベーション膜１０が全面にあ
り、主に液晶層への不純物の溶け込み等を防いだものと
なっている。なお、先に述べた遮蔽電極６はこの図から
分かるように、画素電極と同じ電極材料（例、ＩＴＯ）
で形成すると、マスク数が増えることがないため、工程
が複雑化しない。

【００１１】図３は本発明の実施例における薄膜トラン
ジスタ基板の一部（図１のＢ−Ｂ′）断面図である。こ
の図から、本実施例においては遮蔽電極６はドレイン電
極２よりやや広い幅を有していることから、隣の画素電
極４との容量結合も小さくなり、かつドレイン電極信号
の液晶層側への到達も防ぐことができるということが分
かる。

【００１２】図４は本発明の実施例による薄膜トランジ
スタ型液晶表示装置のドレイン電極配線部の断面図であ
る。図に示すように、液晶１８が対向電極基板とＴＦＴ
基板に狭持されていることが分かる。また、液晶分子を
配向させるために、配向膜１２がそれら２枚の基板上に
形成されている。カラーフィルタ層１４，１５は、ドレ
イン配線やゲート配線の部分をブラックマスク層１３で
覆い隠すように形成されており、その上にカラーフィル
タ第１色層１４，カラーフィルタ第２色層１５があり、
また一般にフィルタ表面を平坦にするための平坦化層１
６がある。

【００１３】対向電極１７は全面に形成されており、ソ
ース電極に保持される正・負レベルの中心値に当たる電
位に設定される。遮蔽電極６はドレイン電極５を覆うよ
うにやや幅広く形成されており、かつ遮蔽電極６にも対
向電極１７と同じ電位が設定されているので、ドレイン
電極−対向電極間に電位差を生じても、遮蔽電極６によ
ってドレイン電圧は遮蔽され、ドレイン電極５上の液晶
１８がＯＮすることもなく、よって光漏れも生じない。 また、画素電極４に保持された電圧の正・負レベルの中
心値は対向電極電位、すなわち遮蔽電極電位に等しいの
で、遮蔽電極−画素電極間にＤＣ成分は生じない。さら
に、画素電極４と対向電極１７の間は、正・負対称の交
流電圧が印加されるので、ＤＣ成分は生じない。

【００１４】また、遮蔽電極６により光漏れがなくなる
ことから、いままで用いていた開口率を決めていたブラ
ックマスク層１３はほとんど配線幅より広くとる必要は
なくなるどころか、もうブラックマスク層１３がなくて
も何ら支障はない。すなわち、画素電極４の大きさの割
合がそのまま開口率とすることもできるのである。また
、画素電極−対向電極間での電気力線の広がりによって
生じる光漏れは、画素電極の実質的な広がりとなるので
、何ら問題とならないばかりか、むしろ長所である。

【００１５】図５は本発明の実施例による薄膜トランジ
スタ型液晶表示装置の電気回路のブロック図である。図
に示すように、ゲート電極群１９とドレイン電極群２０
が交差する部分にトランジスタ２１が形成されており、
遮蔽電極６はドレイン線に沿っているので、そのまま表
示部外まで引き出し、外部で導通するような構成がとれ
、対向電極１７と導通され、対向電極信号２４から対向
電極１７と同じ電圧に設定されるようになっている。 対向電極信号２４は、一般にはソース電圧の正・負レベ
ルの中心値であるようなＤＣ電圧である。ただし、液晶
にかかる実効電圧を上げる等の目的で微小なＡＣ電圧を
重畳することもあるが、要は、遮蔽電極への電圧は対向
電極への電圧と同程度の信号であればよい。

【００１６】また、外部での遮蔽電極の引回しも、遮蔽
電極が中間絶縁膜とパッシベーション膜の間に形成され
ているので、他の電極との不可避的な交差を起こすこと
はない。また、両側へも取り出せるので、遮蔽電極材料
の高抵抗等による電圧降下も問題とはならない。さらに
、注目すべきはこの遮蔽電極は、ドレイン断線修正にも
効力を発揮するうことが分かる。すなわち、ドレイン断
線箇所の両隣にレーザを当てれば容易に下のドレイン電
極と導通する。そして、外部において修正に用いた遮蔽
電極を対向電極と電気的に更に切断しておけば、この遮
蔽電極はドレイン電極へと役割を変えるのである。

【００１７】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、遮蔽電極を対向電極に接続せずに
同程度の電圧を入力するように構成する等、本発明の趣
旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の
範囲から排除するものではない。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ドレイン電極上に絶縁膜を介して遮蔽電極を設け
、かつ遮蔽電極が対向電極と同程度の電位に保たれるよ
うに構成したので、ドレイン電極−対向電極間は遮蔽電
極によって遮蔽され、それらの電極間にＤＣ成分が発生
しなくなる。したがって、ドレイン電極上の液晶がオン
することがなくなるので、光漏れが生じなくなる。その
結果、ブラックマスクが不要になるので表示装置の開口
率が向上する。また、液晶の劣化もなくなる。

【００１９】そして、遮蔽電極の幅をドレイン電極の幅
よりも広く形成すれば、ドレイン電極上の電圧信号の遮
蔽機能を向上させることができる。さらに、ドレイン電
極の断線修正を行うこともできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における薄膜トランジスタ基板
の平面図である。

【図２】本発明の実施例における薄膜トランジスタ基板
の一部（図１のＡ−Ａ′）断面図である。

【図３】本発明の実施例における薄膜トランジスタ基板
の一部（図１のＢ−Ｂ′）断面図である。

【図４】本発明の実施例による薄膜トランジスタ型液晶
表示装置のドレイン電極配線部の断面図である。

【図５】図５は本発明の実施例による薄膜トランジスタ
型液晶表示装置の電気回路のブロック図である。

【図６】従来の薄膜トランジスタ基板の一部断面図であ
る。

【符号の説明】

１　　　　　　ゲート電極 ２　　　　　　ドレイン電極 ３　　　　　　ソース電極 ４　　　　　　画素電極 ５　　　　　　半導体層 ６　　　　　　遮蔽電極 ８　　　　　　ゲート絶縁膜 ９　　　　　　中間絶縁膜 １７　　　　対向電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　薄膜トランジスタ基板と、液晶を挟ん
   で該薄膜トランジスタ基板と対向する対向電極基板とを
   備えた薄膜トランジスタ型液晶表示装置において、（ａ
   ）前記薄膜トランジスタ基板のドレイン電極上に絶縁膜
   を介して遮蔽電極を設け、（ｂ）かつ、該遮蔽電極に入
   力する電圧を前記対向電極基板の対向電極に入力する電
   圧と同程度にすることを特徴とする薄膜トランジスタ型
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】　　遮蔽電極と対向電極とが電気的に接続
   されていることを特徴とする請求項１記載の薄膜トラン
   ジスタ型液晶表示装置。
3. 【請求項３】　　遮蔽電極幅はドレイン電極幅よりやや
   広いことを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜トラン
   ジスタ型液晶表示装置。