JPH05210112A

JPH05210112A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH05210112A
Application number: JP1526592A
Authority: JP
Inventors: Tokuo Koma; 徳夫小間
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1992-01-30
Filing date: 1992-01-30
Publication date: 1993-08-20

Abstract

(57)【要約】【目的】アクティブマトリックスＬＣＤの対向基板側
に金属遮光膜を設けることなく遮光を行うことを目的と
する。【構成】基板（１０）上に形成されたゲートライン
（１２）ドレインライン（１５）及びＴＦＴ（Ｘ）上に
絶縁膜（１８）（２４）を介して透明な金属膜（１６）
を設け、その金属膜（１６）に対向電極（３１）と同電
位の電圧を印加することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に対極基板側に形成される遮光膜を不要とし、遮光効
果を備える液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、液晶表示装置は、カラーＴＶを
中心に開発や量産化が活発に進められている。これらの
技術動向を詳細に説明したものとして、日経ＢＰ社が発
行した「フラットパネル・ディスプレイ１９９１」が
ある。この中には、色々な構造の液晶表示装置が開示さ
れているが、ここではＴＦＴを利用したアクティブ・マ
トリックス液晶表示装置で以下に説明をしてゆく。

【０００３】このアクティブ・マトリックス液晶表示装
置は、例えば図４の如き構成を有する。先ず透明な絶縁
性基板、例えばガラス基板（５１）がある。このガラス
基板（５１）上には、ＴＦＴの一構成要素となるゲート
（５２）および補助容量電極（５３）が、例えばＭｏ−
Ｔａ合金等より形成されている。更に全面にはＳｉＮｘ
から成る膜（５４）が積層されている。続いて前記ゲー
ト（５２）に対応するＳｉＮｘ膜（５４）上には、アモ
ルファス・シリコン膜（５５）およびＮ⁺型のアモルフ
ァス・シリコン膜（５６）が積層され、この２層のアモ
ルファス・シリコン膜（５５），（５６）の間には、半
導体保護膜（５７）が設けられている。続いてＮ⁺型の
アモルファス・シリコン膜（５６）上には、それぞれソ
ース電極（５８）およびドレイン電極（５９）が、例え
ばＭｏとＡｌの積層体で設けられている。更には前記補
助容量電極（５３）に対応する前記ＳｉＮｘ膜（５４）
上に、例えばＩＴＯより成る表示電極（６０）が設けら
れ、前記ソース電極（５８）と電気的に接続されてい
る。

【０００４】そして、図示されてないが、ガラス基板
（５１）と対向して、ガラス基板が設けられ、このガラ
ス基板に対向電極が設けられ、この対向電極と表示電極
（６０）に所定の電圧を印加し、所定の表示が行われ
る。かかる液晶表示装置をＮｏｒｍａｌｙ−Ｗｈｉｔｅ
モードで使用した場合、表示電極とゲートライン、ドレ
インライン間（斜線部分）領域（図５参照）から光漏れ
が発生しコントラストが低下する。

【０００５】一方、Ｎｏｒｍａｌｙ−Ｂｌａｃｋモード
で使用した場合、上述した斜線部分の光漏れは小さくな
るが、ドレインライン、ゲートライン（及びＴＦＴ）に
電圧が印加されると、そのドレインライン、ゲートライ
ンと対向電極間に電位差が生じ、電界がライン周囲にま
で及ぶため、ライン周囲の液晶が動き、ドレインライ
ン、ゲートラインの周辺から光漏れが発生する。（図６
参照）。

【０００６】上述した光漏れを防止するため、Ｎｏｒｍ
ａｌｙ−Ｂｌａｃｋ／Ｗｈｉｔｅいずれのモードで使用
する場合であっても、対向基板側（対向電極側）に、そ
れらの光漏れを防止するためマトリックス状の遮光膜を
形成している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、対向基
板側に遮光膜を設けると以下の問題がある。遮光膜を確
実にドレインライン、ゲートライン及びＴＦＴ領域と重
畳させる必要性があるため、遮光膜の幅を太く形成しな
ければならない。その結果、遮光効果を得ることができ
たとしても開口率が著しく低下する。

【０００８】また、開口率を最大にするために、遮光膜
巾を最小にしなければならず、対向基板とＴＦＴ基板の
位置合せ精度が必要となり、貼合せ工程が困難となる。
この発明は上述した課題に鑑みてなされたもので、この
発明の目的は、遮光膜を用いることなく、従来と同様に
遮光効果を向上させることが可能な液晶表示装置を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わる液晶表示装置
は、一対の透明基板間に液晶が封入され、前記一方の基
板上に複数のゲートライン、このゲートラインと絶縁層
を介して交差するドレインライン、ゲートラインとドレ
インラインの交点に形成された薄膜トランジスタ、この
薄膜トランジスタと接続された表示電極が形成され、他
方の基板上に対向電極が形成された液晶表示装置であっ
て、前記ゲートライン、ドレインラインおよび／あるい
はトランジスタと前記対向電極間に所定の電圧を常時印
加したことを特徴としている。

【００１０】また、この発明に係わる液晶表示装置は、
一対の透明基板間に液晶が封入され、前記一方の基板上
に複数のゲートライン、このゲートラインと絶縁層を介
して交差するドレインライン、ゲートラインとドレイン
ラインの交点に形成された薄膜トランジスタ、この薄膜
トランジスタと接続された表示電極が形成され、他方の
基板上に対向電極が形成された液晶表示装置であって、
前記ゲートライン、ドレインラインおよび／あるいはト
ランジスタ上に絶縁層を介して金属膜を設け、前記金属
膜に前記対向電極に印加された電圧と略同電位の電圧が
印加されたことを特徴としている。

【００１１】

【作用】以上の様に構成される液晶表示装置において
は、ゲートライン、ドレインラインおよび薄膜トランジ
スタと対向電極間に所定の電圧を常時印加することによ
り、ゲートライン、ドレインライン及び薄膜トランジス
タと重畳する対向電極間の電位差が生じなくなる。その
結果、ゲートライン等と対向電極間の液晶が動かないた
め、ゲートライン等の周辺から光漏れが発生しない。

【００１２】従って、従来の如く、対向基板側に遮光膜
を形成することなく、ゲートライン等の周辺領域の遮光
を行える。その結果、開口率を最大限向上させることが
でき、表示画面を明るくすることができる。また、対向
基板とＴＦＴ基板の位合せ精度が不要となり、それらの
基板の貼合せを容易に行うことができる。

【００１３】

【実施例】以下に、図１乃至図３に示した実施例に基づ
いて本発明の液晶表示装置を説明する。本発明の液晶表
示装置は図１乃至図３に示す如く、まず、透明な絶縁性
基板（１０）上に形成されたゲート（１１）、およびこ
のゲート（１１）と一体で形成された複数本のゲートラ
イン（１２）と、このゲートライン（１２）と離間して
形成された補助容量電極（１３）と、実質的に前記絶縁
性基板（１０）の全面に形成された第１の絶縁膜（１
８）と、ゲート（１１）上に形成された薄膜トランジス
タ（以下ＴＦＴという）（Ｘ）と、このＴＦＴ（Ｘ）と
接続されたドレイン、及びこのドレイン（１４）と一体
形成された複数本のドレインライン（１５）と、このド
レインライン（１５）、ゲートライン（１２）及びＴＦ
Ｔ（Ｘ）上に形成された金属膜（１６）とから構成され
る。

【００１４】透明な絶縁性基板（１０）は、例えばガラ
スより成る。このガラス基板（１０）上には、ゲート
（１１）、このゲート（１１）と一体のゲートライン
（１２）が形成されている。また補助容量電極（１
３_G）および図示されないが、この電極（１３_G）と一体
で成る補助容量ラインが設けられている。また（１
３_G）は、例えばＣｒより成っているが、Ｔａ，Ｔａ−
Ｍｏ，Ｃｒ−Ｃｕ等でも良い。一般にゲートラインと補
助容量ラインは、同一工程で形成されるので、ゲートラ
イン（１２）と補助容量ライン（１４_G）は、例えば約
１５００ÅのＣｒより形成される。またゲート（１
１）、ゲートライン（１２）、補助容量電極（１３_G）
および補助容量ラインを覆う第１のゲート絶縁膜（１
５）は、プラズマＣＶＤ法で形成された約３０００Åの
ＳｉＮｘ膜である。ここでは、ＳｉＮｘ膜の代りにＳｉ
Ｏ₂膜を使用しても良いし、この２つの膜を２層にして
も良い。またＳｉＮｘ膜やＳｉＯ₂膜を単独で使う場
合、成膜工程を２工程に分け、２層構造としても良い。

【００１５】次に、ＩＴＯより成る表示電極（１７）が
設けられ、前記絶縁性基板（１０）全面に形成された第
１のゲート絶縁膜（１８）と、ゲート（１１）を一構成
とするＴＦＴの活性領域に、順次積層されたノンドープ
の第１の非単結晶シリコン層（１９）、半導体保護膜
（２０）、およびＮ⁺型にドープされた第２の非単結晶
シリコン層（２１）と、このソース領域に対応する第２
の非単結晶シリコン層（２１）および表示電極（１７）
と電気的に接続するソース電極（２２）と、前記ドレイ
ン領域に対応する第２の非単結晶シリコン層（２１）と
ドレインライン（１５）を接続するドレイン電極（１
４）とがある。

【００１６】ＴＦＴに対応する第１のゲート絶縁膜（１
８）上には、ノンドープのアモルファス・シリコン活性
層（ａ−Ｓｉ層）（１９）およびＮ⁺型のアモルファス
・シリコンコンタクト層（Ｎ⁺ａ−Ｓｉ層）（２１）が
積層され、チャンネルに対応するａ−Ｓｉ層（１９）と
Ｎ⁺ａ−Ｓｉ層（２１）との間には、ＳｉＮｘより成る
半導体保護膜（２０）が設けられている。ドレイン電極
（１４）は、ドレインライン（１５）と一体で、ソース
電極（２２）は、表示電極（１７）とコンタクトされ、
両者とも同一材料で形成されている。ここでは例えば、
ＭＯ，Ａｌが積層されている。

【００１７】本発明の特徴とするところは、ＴＦＴ
（Ｘ）、ゲートライン（１２）及びドレインライン（１
５）上に金属膜（１６）を絶縁層を介して配置するとこ
ろにある。即ち、ＴＦＴ（Ｘ）、ゲートライン（１２）
及びドレインライン（１５）と同じパターンの金属膜
（１６）を絶縁層を介して設けることである。ここで使
用される金属膜（１６）は遮光性を全く必要としないた
め、透明な金属材料、例えば、ＩＴＯ等の材料が使用さ
れる。尚、遮光性を必要とする場合は、クロム等の材料
を用いることができる。

【００１８】ゲートライン（１２）上に形成される金属
膜（１６）は第１の絶縁膜（１８）を絶縁膜として用い
その上面に形成される。金属膜（１６）は上述したよう
にＩＴＯを用いるため、ゲートライン（１２）上に重畳
形成される金属膜（１６）は表示電極（１７）と同一の
工程で形成される（図２参照）。一方、ＴＦＴ（Ｘ）及
びドレインライン（１５）上に形成される金属膜（１
６）は第２の絶縁膜（２４）を介して形成される。即
ち、ＴＦＴ（Ｘ）（ソース電極（２２）、ドレイン電極
（１４）を含む）及びドレインライン（１５）上にＳｉ
Ｎｘ，ＳｉＯ₂等の絶縁膜を付着させ、その絶縁膜（２
４）上にＩＴＯをパターン形成し、ＴＦＴ（Ｘ）及びド
レインライン（１５）と重畳する金属膜（１６）を形成
する（図１及び図３参照）。

【００１９】ＴＦＴ（Ｘ）、ゲートライン（１２）及び
ドレインライン（１５）上に形成された上述した金属膜
（１６）は、夫々の図中からは明らかではないが共通で
あり、基板（１０）の周辺に形成されるシール剤の近傍
（非表示領域）で後述する対向電極とＡｇペース等の材
料を用いて電気的に接続される。絶縁性基板（１０）と
対向配置される他の絶縁性基板（３０）上にはＩＴＯよ
りなる対向電極（３１）が形成され、有機シール材等の
接着剤により各々の絶縁性基板（１０）（３０）が一体
化される。

【００２０】この場合、上述したように、対向電極（３
１）とＴＦＴ（Ｘ）、ドレインライン（１５）及びゲー
トライン（１２）上に形成された金属膜（１６）とが電
気的に接続されているために、表示電極（１７）及び対
向電極（３１）に所定の電圧を印加し表示すると、対向
電極（３１）と同じ電圧の電位が金属膜（１６）に印加
されることになり、ＴＦＴ（Ｘ）、ゲートライン（１
２）及びドレインライン（１５）と対向電極（３１）間
で電位差が生じなくなり、ＴＦＴ（Ｘ）、ゲートライン
（１２）及びドレインライン（１５）の周辺の液晶が動
かなくなり、光漏れを防止することができ、特にＮｏｒ
ｍａｌｙ−ＢｌａｃｋタイプのＬＣＤに有効である。

【００２１】尚、（３３）（３４）は液晶を配向させる
ためのポリイミド等の材料からなる配向膜である。本実
施例で用いられたＴＦＴの半導体材料はアモルファスシ
リコンであるが、本発明はＴＦＴの材料及び構造に関係
なく、例えばポリシリコンを用いたＴＦＴを用いたとし
ても同様の作用効果を有する。

【００２２】また、本実施例では、ＴＦＴ（Ｘ）、ゲー
トライン（１２）及びドレインライン（１５）上の全面
に金属膜（１６）が形成されているが、金属膜（１６）
はＴＦＴ（Ｘ）、ゲートラインあるいはドレインライン
のいずれか１つ、又は２つの上にのみ形成することも可
能である。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明に係わる
液晶表示装置は、一対の透明基板間に液晶が封入され、
前記一方の基板上に複数のゲートライン、このゲートラ
インと絶縁層を介して交差するドレインライン、ゲート
ラインとドレインラインの交点に形成された薄膜トラン
ジスタ、この薄膜トランジスタと接続された表示電極が
形成され、他方の基板上に対向電極が形成された液晶表
示装置であって、前記ゲートライン、ドレインラインお
よび／あるいはトランジスタと前記対向電極間に所定の
電圧を常時印加したことを特徴としている。

【００２４】また、この発明に係わる液晶表示装置は、
一対の透明基板間に液晶が封入され、前記一方の基板上
に複数のゲートライン、このゲートラインと絶縁層を介
して交差するドレインライン、ゲートラインとドレイン
ラインの交点に形成された薄膜トランジスタ、この薄膜
トランジスタと接続された表示電極が形成され、他方の
基板上に対向電極が形成された液晶表示装置であって、
前記ゲートライン、ドレインラインおよび／あるいはト
ランジスタ上に絶縁層を介して透明な金属膜を設け、前
記金属膜に前記対向電極に印加された電圧と略同電位の
電圧を印加することを特徴とする。

【００２５】従って、この発明によれば、ゲートライ
ン、ドレインライン及びＴＦＴと重畳する対向電極間の
電位差が生じなくなり、それらの周辺の液晶が動かない
ため、光漏れが発生しない。よって、従来の如く、対向
基板側に遮光膜を形成することなく、ゲートライン、ド
レインライン及びＴＦＴの周辺領域の遮光を行える。そ
の結果、開口率を最大限向上させることができ、表示画
面を明るくすることができる。また、対向基板とＴＦＴ
基板の位合せ精度が不要となり、それらの基板の貼合せ
を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置を示す断面図である。

【図２】本発明の液晶表示装置を示す断面図である。

【図３】本発明の液晶表示装置を示す断面図である。

【図４】従来の液晶表示装置を示す断面図である。

【図５】従来の液晶表示装置を示す平面図である。

【図６】従来の液晶表示装置を示す断面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の透明基板間に液晶が封入され、前
記一方の基板上に複数のゲートライン、このゲートライ
ンと絶縁層を介して交差するドレインライン、ゲートラ
インとドレインラインの交点に形成された薄膜トランジ
スタ、この薄膜トランジスタと接続された表示電極が形
成され、他方の基板上に対向電極が形成された液晶表示
装置であって、前記ゲートライン、ドレインラインおよび／あるいはト
ランジスタと前記対向電極間に所定の電圧を常時印加し
たことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】一対の透明基板間に液晶が封入され、前
記一方の基板上に複数のゲートライン、このゲートライ
ンと絶縁層を介して交差するドレインライン、ゲートラ
インとドレインラインの交点に形成された薄膜トランジ
スタ、この薄膜トランジスタと接続された表示電極が形
成され、他方の基板上に対向電極が形成された液晶表示
装置であって、前記ゲートライン、ドレインラインおよび／あるいはト
ランジスタ上に絶縁層を介して金属膜を設け、前記金属
膜に前記対向電極に印加された電圧と略同電位の電圧が
印加されたことを特徴とする液晶表示装置。