JPH0540271A - アクテイブマトリツクス型液晶表示素子アレイ - Google Patents

アクテイブマトリツクス型液晶表示素子アレイ

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JPH0540271A
JPH0540271A JP19633891A JP19633891A JPH0540271A JP H0540271 A JPH0540271 A JP H0540271A JP 19633891 A JP19633891 A JP 19633891A JP 19633891 A JP19633891 A JP 19633891A JP H0540271 A JPH0540271 A JP H0540271A
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JP
Japan
Prior art keywords
storage capacitor
liquid crystal
electrode
bus
element array
Prior art date
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Pending
Application number
JP19633891A
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English (en)
Inventor
Hiroaki Moriyama
浩明 森山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH0540271A publication Critical patent/JPH0540271A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】アクティブマトリックス型液晶表示素子アレイ
の蓄積コンデンサ配線の抵抗を下げる。 【構成】透明金属から形成された蓄積コンデンサ下部電
極5の両端部に、蓄積コンデンサ母線6から枝9のパタ
ーンを伸ばして配置する。低抵抗金属の枝9の配置によ
り蓄積コンデンサ下部電極5全体を蓄積コンデンサ母線
6の配線の一部として使用できるので、配線抵抗を低く
できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス型液晶表示素子アレイに関し、特にその電荷蓄積コン
デンサに関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリックス型液晶表示素子
アレイには、スイッチ素子として薄膜電界効果型トラン
ジスタ、薄膜ダイオード等が使用される。スイッチ素子
として薄膜電界効果型トランジスタを用い、下層の配線
に走査線を配置した場合の従来の表示セル部分のパター
ンの平面図を図4に示す。また図4内のA−A′間の断
面図を図5に示す。さらに1表示セルの等価回路を図6
に示す。
【0003】図4において、1は走査線、2は信号線、
3は表示電極、4は薄膜電界効果型トランジスタ(TF
T)、5は蓄積コンデンサ下部電極、6は蓄積コンデン
サ母線である。さらに図5において、7はガラス基板、
そして8は薄膜電界効果型トランジスタのゲート絶縁膜
である。図5に示すように、表示電極3は蓄積コンデン
サ用上部電極を兼ねていて、ゲート絶縁膜8を介して表
示電極3及び蓄積コンデンサ下部電極5により電荷蓄積
コンデンサが構成されている。走査線1及び蓄積コンデ
ンサ母線6は同一プロセスで形成され、材料としてクロ
ム、タンタルなどが用いられる。表示電極3及び蓄積コ
ンデンサ下部電極5は一般的には透明金属のインジウ
ム、錫の酸化物(Indium Tin Oxide;
ITO)が用いられる。
【0004】図6において、1は走査線、2は信号線、
3は表示電極、4は薄膜電界効果型トランジスタ、11
は2枚の基板間に形成される1表示セルの液晶コンデン
サ、12は1表示セルの液晶の内部抵抗、13は蓄積コ
ンデンサである。また14は他方の基板に形成された対
向電極である。実際の液晶表示素子アレイでは、図6の
等価回路がマトリックス状に配置されている。
【0005】図6を用いて本表示素子アレイの動作を説
明する。まず映像信号の第1フィールドにおいては、各
表示セルの輝度に対応する信号電圧が信号線2より供給
され、走査線1にオン・パルスが入力されると薄膜トラ
ンジスタ4がオンし、信号電圧が液晶コンデンサ11及
び蓄積コンデンサ13を負荷とする容量に書き込まれ
る。この場合、信号電圧の電位は対向電極14の電位に
対して高いとする。薄膜電界効果型トランジスタ4がオ
フすると、書き込まれた電圧は次の第2フィールドで電
圧が書き込まれるまで保持される。なお、表示セルの液
晶には、液晶内部抵抗12が存在するので液晶コンデン
サ11に書き込まれた電圧を保持するためには、蓄積コ
ンデンサ13が必要となる。映像信号の第2フィールド
では、第1フィールドと同様に信号線2に供給された信
号電圧は走査線1にオン・パルスが入力されると液晶コ
ンデンサ11及び蓄積コンデンサ13に書き込まれる。
なお、第2フィールドでは、信号電圧の電位は対向電極
14の電位に対して低いとする。薄膜電界効果型トラン
ジスタ4がオフすると、液晶コンデンサ11及び蓄積コ
ンデンサ13に書き込まれた電圧は次のフィールドで電
圧が書き込まれるまで保持される。このような液晶セル
をコンデンサとして利用して液晶セルに電圧を印加し、
液晶内の内部抵抗12による電荷の放電を蓄積コンデン
サ13により保証することによって電圧を保持する液晶
を駆動することにより透過光強度を変調して画像を表示
する。フィールドごとに書き込む電圧の極性を反転し、
液晶を交流駆動しているのは、液晶材の劣化を防止する
ためである。
【0006】液晶コンデンサ11、液晶内部抵抗12及
び蓄積コンデンサ13から構成される電荷保持回路の放
電は、薄膜トランジスタ4のオフ抵抗を無視すると液晶
コンデンサ11及び蓄積コンデンサ13の容量と液晶内
部抵抗12との積で決まる。放電による保持電圧の低下
を抑制するためにはできるだけ大きな容量の蓄積コンデ
ンサが必要となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】さて、実際の液晶表示
素子アレイでは図4に示す1表示セルのパターンがマト
リックス状に配置されているので、蓄積コンデンサ母線
には、走査線方向の画素数と同数の蓄積コンデンサが分
布定数的に接続されることになる。前述したように液晶
の内部抵抗の放電による保持電圧の低下を防ぐためには
できるだけ大きな容量の蓄積コンデンサを形成する必要
がある。したがって、大きな容量の蓄積コンデンサを形
成した場合には蓄積コンデンサ母線には大きな容量が接
続されることになる。特に大型ディスプレイでは長配線
による高配線抵抗により本来一定であるべき蓄積コンデ
ンサ用下部電極の電圧に歪が発生したり、供給された電
圧に伝搬遅延が発生したりすることにより、輝度ムラ、
クロストークなどの表示上の悪影響が発生する。蓄積コ
ンデンサ母線は走査線と同一の不透明金属から構成され
るので、配線幅を広くすると表示電極部の光の利用効率
(開口率)が減少するので、なるべく狭い方が望まし
い。
【0008】本発明は、大型液晶表示素子アレイの蓄積
コンデンサ母線で問題となる電圧の歪や伝搬遅延を除去
した大型液晶表示素子アレイを提供することを目的とし
ている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、2枚の基板間
に液晶材が充填され、その一方の基板の内面に走査線と
信号線とスイッチ素子が形成され、各々の前記スイッチ
素子には表示電極が接続され、前記表示電極下に絶縁膜
を介して下部電極を配置し前記表示電極と前記下部電極
とで電荷蓄積コンデンサを形成し、前記下部電極は前記
走査線と前記信号線のうちで下層に形成された配線に平
行に配置された電荷蓄積コンデンサ母線に接続されたア
クティブマトリックス型液晶表示素子アレイにおいて、
各々の前記下部電極両側に前記電荷蓄積コンデンサ母線
の配置方向と垂直に前記電荷蓄積コンデンサ母線から枝
状のパターンを伸ばして配置したことを特徴としてい
る。
【0010】
【作用】下部電極は透明金属であるITOから構成され
るが、一般にITOは蓄積コンデンサ母線に使用するク
ロムに比べ約1桁抵抗率が大きい。従来構造では下部電
極は蓄積コンデンサ母線としては機能していなかった
が、本発明によれば各々の下部電極の両端部に下部電極
に比べ低抵抗の蓄積コンデンサ配線母線から垂直に伸ば
した枝状のパターンを配置して、下部電極部を蓄積コン
デンサ配線の一部として利用することにより蓄積コンデ
ンサ母線の見かけ上の配線抵抗を低下させる。
【0011】
【実施例】図1は、本発明アクティブマトリックス型液
晶表示素子アレイの第1の実施例のパターン平面図であ
って、蓄積コンデンサ母線を走査線と平行に配置し、ス
イッチング素子として薄膜電界効果型トランジスタを用
いている。図1において、1は走査線、2は信号線、3
は表示電極、4は薄膜電界効果型トランジスタ、5は蓄
積コンデンサ下部電極、6は蓄積コンデンサ母線、9は
蓄積コンデンサ母線から伸ばした枝である。図1のA−
A′における断面図を図5に示す。図5において、7は
ガラス基板、8はアモルファス窒化シリコンからなるゲ
ート絶縁膜である。本実施例においては、薄膜電界効果
型トランジスタは下層にゲート電極を配置した逆スタガ
ー型で、半導体層として水素化アモルファスシリコンを
使用している。
【0012】図1を用いて本実施例のアクティブマトリ
ックス型液晶表示素子アレイの構造を説明する。走査線
1、蓄積コンデンサ母線6及び枝9は同一プロセスで形
成され、0.2ミクロン厚のクロムからなる。表示電極
3及び蓄積コンデンサ下部電極5は0.05ミクロン厚
のITOから形成される。信号線2は0.2ミクロン厚
のクロムから構成される。薄膜電界効果型トランジスタ
4は逆スタガー型で水素化アモルファスシリコンからな
る。図5の断面図に示すように、表示電極3と蓄積コン
デンサ下部電極5とでゲート絶縁膜8を挾むことにより
蓄積コンデンサを形成している。
【0013】さて、本実施例においては、図1に示すよ
うに蓄積コンデンサ下部電極5の両側で蓄積コンデンサ
母線6の配置方向と垂直に枝9のパターンを伸ばしてい
る。クロムからなるこの枝9のパターンはITOからな
る蓄積コンデンサ下部電極5に比べ低抵抗なので、蓄積
コンデンサ母線6を流れる電流は枝9のパターンを通っ
て蓄積コンデンサ下部電極5全体を流れる。したがっ
て、枝9のパターンがなく電流のほとんどが蓄積コンデ
ンサ母線6のみを流れる場合に比べ、電流は流れやすく
なり、蓄積コンデンサ母線6の配線抵抗は減少する。
【0014】画面サイズ9.8インチ、横640、縦4
00画素の本実施例の構造を持つアクティブマトリック
ス型液晶パネルを作成した。蓄積コンデンサ母線の全配
線抵抗は18キロオームで、従来構造の25キロオーム
に比べ約30%も配線抵抗が低下した。また画像表示に
おいて従来は横方向にクロストークが発生することがあ
ったが、本実施例の構造を持つ液晶パネルでは、クロス
トークは全く発生しなかった。
【0015】本発明による第2の実施例の平面図を図2
に示す。図2において、1は走査線、2は信号線、3は
表示電極、4は薄膜電界効果型トランジスタ、5は蓄積
コンデンサ下部電極、6は蓄積コンデンサ母線、9は蓄
積コンデンサ母線6から伸ばした枝である。本実施例に
おいては、蓄積コンデンサ母線6からは片側にだけ枝9
を伸ばしているが、蓄積コンデンサ下部電極5を配線の
一部として利用できるので、蓄積コンデンサ母線6の見
かけ上の配線抵抗は低下する。
【0016】図3は、本発明によるアクティブマトリッ
クス型液晶表示素子アレイの第3の実施例のパターン平
面図であって、蓄積コンデンサ母線を信号線と平行に配
置し、スイッチング素子としてゲート電極が上部に配置
される順スタガー型薄膜電界効果型トランジスタを用い
ている。本実施例においても枝9により蓄積コンデンサ
下部電極5を蓄積コンデンサ母線6の配線の一部として
利用できるので、配線抵抗を低下させることができる。
【0017】図1ないし図3にはスイッチ素子として薄
膜電界効果型トランジスタを使用した例を述べたが、薄
膜ダイオード等の他のスイッチング素子に置き換えても
同じ効果が得られる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように本発明のアクティブ
マトリックス型液晶表示素子アレイによれば、蓄積コン
デンサに電圧を供給する母線から蓄積コンデンサ下部電
極の両端に枝状のパターンを伸ばすことにより、蓄積コ
ンデンサ下部電極も配線の一部として利用できる。した
がって、液晶表示素子アレイを大型化した場合に、蓄積
コンデンサ母線の配線抵抗と蓄積コンデンサの容量とに
より引き起こされる電圧歪の発生や電圧の伝搬遅延の発
生を抑止できて、表示上のクロストーク、輝度むらを抑
えることができるので、実用上有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるアクティブマトリックス型液晶表
示素子アレイの第1の実施例の平面図である。
【図2】本発明によるアクティブマトリックス型液晶表
示素子アレイの第2の実施例の平面図である。
【図3】本発明によるアクティブマトリックス型液晶表
示素子アレイの第3の実施例の平面図である。
【図4】従来のアクティブマトリックス型液晶表示素子
アレイの平面図である。
【図5】アクティブマトリックス型液晶表示素子アレイ
の断面図である。
【図6】1表示セルの等価回路を示す図である。
【符号の説明】
1 走査線 2 信号線 3 表示電極 4 薄膜電界効果型トランジスタ 5 蓄積コンデンサ下部電極 6 蓄積コンデンサ母線 7 ガラス基板 8 ゲート絶縁膜 9 枝 11 液晶コンデンサ 12 液晶内部抵抗 13 蓄積コンデンサ 14 対向電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の基板間に液晶材が充填され、その
    一方の基板の内面に走査線と信号線とスイッチ素子が形
    成され、各々の前記スイッチ素子には表示電極が接続さ
    れ、前記表示電極下に絶縁膜を介して下部電極を配置し
    前記表示電極と前記下部電極とで電荷蓄積コンデンサを
    形成し、前記下部電極は前記走査線と前記信号線のうち
    で下層に形成された配線に平行に配置された電荷蓄積コ
    ンデンサ母線に接続されたアクティブマトリックス型液
    晶表示素子アレイにおいて、各々の前記下部電極両側に
    前記電荷蓄積コンデンサ母線の配置方向と垂直に前記電
    荷蓄積コンデンサ母線から枝状のパターンを伸ばして配
    置したことを特徴とするアクティブマトリックス型液晶
    表示素子アレイ。
JP19633891A 1991-08-06 1991-08-06 アクテイブマトリツクス型液晶表示素子アレイ Pending JPH0540271A (ja)

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