JPH07325323A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH07325323A JPH07325323A JP12092794A JP12092794A JPH07325323A JP H07325323 A JPH07325323 A JP H07325323A JP 12092794 A JP12092794 A JP 12092794A JP 12092794 A JP12092794 A JP 12092794A JP H07325323 A JPH07325323 A JP H07325323A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 TFT基板の作製プロセスを複雑にすること
なく、また画素の開口率および有効領域の低下を伴うこ
となく、表示品位が高く視野角の広い液晶表示装置を提
供する。 【構成】 TFT基板の画素電極を、小画素電極Aと、
小画素電極Aと絶縁層を介して互いにその一部に重なり
部分を有する小画素電極Bとで構成し、小画素電極Bは
薄膜トランジスタの構成の一部である半導体層11と同
一の透光性材料からなり、小画素電極Bと半導体層11
とを同時に多結晶シリコン薄膜により形成できるため、
画素電極を2層に分割しても、作製プロセスが増加する
ことなく、また、画素の有効領域および開口率の低下を
伴うことなく、液晶表示装置の視野角の拡大化と表示品
位の向上を実現できる。
なく、また画素の開口率および有効領域の低下を伴うこ
となく、表示品位が高く視野角の広い液晶表示装置を提
供する。 【構成】 TFT基板の画素電極を、小画素電極Aと、
小画素電極Aと絶縁層を介して互いにその一部に重なり
部分を有する小画素電極Bとで構成し、小画素電極Bは
薄膜トランジスタの構成の一部である半導体層11と同
一の透光性材料からなり、小画素電極Bと半導体層11
とを同時に多結晶シリコン薄膜により形成できるため、
画素電極を2層に分割しても、作製プロセスが増加する
ことなく、また、画素の有効領域および開口率の低下を
伴うことなく、液晶表示装置の視野角の拡大化と表示品
位の向上を実現できる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は液晶表示装置に関する
ものであり、特に表示品位が高く、視野角の広い液晶表
示装置に関するものである。
ものであり、特に表示品位が高く、視野角の広い液晶表
示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置は、近年薄型カラー表示装
置として急速に性能が向上し、いくつかの応用分野でブ
ラウン管を用いた表示装置に取って替わりつつある。特
に、ガラス基板上に薄膜トランジスタ(以下、「TF
T」という)を形成し、これを用いて液晶を駆動する薄
膜トランジスタ型液晶表示装置(以下、「TFT−LC
D」という)は諧調表示に適しており、テレビ等への応
用が進められている。しかし、一般に用いられている動
作モードがTN型の液晶表示装置は、視野角が狭く、視
角方向によってコントラストや色調が大きく変化すると
いう問題があり、視野角の拡大化が重要課題となってい
る。
置として急速に性能が向上し、いくつかの応用分野でブ
ラウン管を用いた表示装置に取って替わりつつある。特
に、ガラス基板上に薄膜トランジスタ(以下、「TF
T」という)を形成し、これを用いて液晶を駆動する薄
膜トランジスタ型液晶表示装置(以下、「TFT−LC
D」という)は諧調表示に適しており、テレビ等への応
用が進められている。しかし、一般に用いられている動
作モードがTN型の液晶表示装置は、視野角が狭く、視
角方向によってコントラストや色調が大きく変化すると
いう問題があり、視野角の拡大化が重要課題となってい
る。
【0003】従来、視野角を拡大する方法の一つとして
以下の技術が用いられてきた。図12(a)は従来のT
FT−LCDにおけるTFT基板上の一画素の構成を示
す断面図であり、図12(b)はその平面図である。図
12において、50はTFT、51、52、53は小画
素電極、54はガラス基板、55、57は絶縁膜、56
は半導体層、58はゲート電極である。図12に示すよ
うに、一画素は、TFT50と3つの小画素電極51、
52、53で構成されており、小画素電極52、53に
は直列容量が接続されている。また、3つの小画素電極
51、52、53には、2層の透光性のITO電極が用
いられている。この方法は、画素電極を絶縁層を介して
3つの小画素電極に分割して2層構造とし、第1層目の
ITO電極と第2層目のITO電極の重なり部分で容量
を形成して、3つの小画素電極を容量で電気的に接続す
る方法である。このような1つの画素電極を複数個に分
割することで視野角の拡大化を図る方法については、例
えば、インターナショナル・ディスプレイ・リサーチ・
コンフェレンス(1991年)第255 頁から第257 頁(IDRC
(1991)p.255-257 )および特開平5−107556号公
報に示されている。上述の構成を、以下、画素電極2層
構造と呼ぶことにする。
以下の技術が用いられてきた。図12(a)は従来のT
FT−LCDにおけるTFT基板上の一画素の構成を示
す断面図であり、図12(b)はその平面図である。図
12において、50はTFT、51、52、53は小画
素電極、54はガラス基板、55、57は絶縁膜、56
は半導体層、58はゲート電極である。図12に示すよ
うに、一画素は、TFT50と3つの小画素電極51、
52、53で構成されており、小画素電極52、53に
は直列容量が接続されている。また、3つの小画素電極
51、52、53には、2層の透光性のITO電極が用
いられている。この方法は、画素電極を絶縁層を介して
3つの小画素電極に分割して2層構造とし、第1層目の
ITO電極と第2層目のITO電極の重なり部分で容量
を形成して、3つの小画素電極を容量で電気的に接続す
る方法である。このような1つの画素電極を複数個に分
割することで視野角の拡大化を図る方法については、例
えば、インターナショナル・ディスプレイ・リサーチ・
コンフェレンス(1991年)第255 頁から第257 頁(IDRC
(1991)p.255-257 )および特開平5−107556号公
報に示されている。上述の構成を、以下、画素電極2層
構造と呼ぶことにする。
【0004】図13は図12に示したTFT基板を用い
たTFT−LCDの一画素の等価回路を示したものであ
り、61、62、63はそれぞれ小画素電極51、5
2、53によって駆動される液晶層の容量、64、65
はそれぞれ小画素電極52、53とTFT50との間に
接続された容量を表している。小画素電極51、52、
53よりそれぞれ液晶層に印加される電圧V1 、V2 、
V3 が互いに異なるので、一画素内で液晶層に印加され
る電界強度が互いに異なる領域が形成される。したがっ
て、分割された小画素電極毎に異なる電圧−透過率特性
を持たせることができ、視野角の拡大化が実現される。
たTFT−LCDの一画素の等価回路を示したものであ
り、61、62、63はそれぞれ小画素電極51、5
2、53によって駆動される液晶層の容量、64、65
はそれぞれ小画素電極52、53とTFT50との間に
接続された容量を表している。小画素電極51、52、
53よりそれぞれ液晶層に印加される電圧V1 、V2 、
V3 が互いに異なるので、一画素内で液晶層に印加され
る電界強度が互いに異なる領域が形成される。したがっ
て、分割された小画素電極毎に異なる電圧−透過率特性
を持たせることができ、視野角の拡大化が実現される。
【0005】上記の画素電極2層構造の他に、1層のI
TOから成る画素電極を2つに分割する方法も用いられ
ている。この場合、分割した2つの小画素電極の電気的
接続にはゲート電極材料を用い、ゲート電極材料から成
る電極と2つの小画素電極との重なり部分で容量を形成
して、2つの小画素電極を容量で電気的に接続するもの
である。この構成を、以下、画素電極1層構造と呼ぶこ
とにする。
TOから成る画素電極を2つに分割する方法も用いられ
ている。この場合、分割した2つの小画素電極の電気的
接続にはゲート電極材料を用い、ゲート電極材料から成
る電極と2つの小画素電極との重なり部分で容量を形成
して、2つの小画素電極を容量で電気的に接続するもの
である。この構成を、以下、画素電極1層構造と呼ぶこ
とにする。
【0006】上記2つの方法は、いずれも画素電極を容
量を介して複数個に分割する方法である。
量を介して複数個に分割する方法である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の画
素電極2層構造では、小画素電極用の透光性のITOの
形成が2回必要となるため、TFT基板の作製プロセス
が複雑になり、製造コストが増加するという課題を有し
ている。また、画素電極1層構造では、ゲート電極材料
が非透光性であるため、画素の開口率が低下するという
課題を有している。さらに、分割した小画素電極の間に
隙間が形成されるため、画素の有効領域が低下するとい
う課題もある。
素電極2層構造では、小画素電極用の透光性のITOの
形成が2回必要となるため、TFT基板の作製プロセス
が複雑になり、製造コストが増加するという課題を有し
ている。また、画素電極1層構造では、ゲート電極材料
が非透光性であるため、画素の開口率が低下するという
課題を有している。さらに、分割した小画素電極の間に
隙間が形成されるため、画素の有効領域が低下するとい
う課題もある。
【0008】この発明は上記従来の課題を解決するもの
で、TFT基板の作製プロセスを複雑にすることなく、
また画素の開口率および有効領域の低下を伴うことな
く、表示品位が高く視野角の広い液晶表示装置を提供す
ることを目的としている。
で、TFT基板の作製プロセスを複雑にすることなく、
また画素の開口率および有効領域の低下を伴うことな
く、表示品位が高く視野角の広い液晶表示装置を提供す
ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1記載の液晶表示
装置は、画素電極およびこの画素電極のスイッチング素
子として薄膜トランジスタを有するTFT基板と、この
TFT基板と液晶層を介して対向配置した対向基板とを
備えてあり、画素電極が絶縁層を介して互いにその一部
に重なり部分を有する第1および第2の小画素電極から
なり、第1および第2の小画素電極のうちどちらか一方
と、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域を含む半
導体層とを同一の透光性材料で形成したことを特徴とす
る。
装置は、画素電極およびこの画素電極のスイッチング素
子として薄膜トランジスタを有するTFT基板と、この
TFT基板と液晶層を介して対向配置した対向基板とを
備えてあり、画素電極が絶縁層を介して互いにその一部
に重なり部分を有する第1および第2の小画素電極から
なり、第1および第2の小画素電極のうちどちらか一方
と、薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域を含む半
導体層とを同一の透光性材料で形成したことを特徴とす
る。
【0010】請求項2記載の液晶表示装置は、画素電極
およびこの画素電極のスイッチング素子として薄膜トラ
ンジスタを有するTFT基板と、このTFT基板と液晶
層を介して対向配置した対向基板とを備えてあり、画素
電極が絶縁層を介して互いにその一部に重なり部分を有
する第1および第2の小画素電極からなり、第1および
第2の小画素電極のうちどちらか一方と、薄膜トランジ
スタのゲート電極とを同一の透光性材料で形成したこと
を特徴とする。
およびこの画素電極のスイッチング素子として薄膜トラ
ンジスタを有するTFT基板と、このTFT基板と液晶
層を介して対向配置した対向基板とを備えてあり、画素
電極が絶縁層を介して互いにその一部に重なり部分を有
する第1および第2の小画素電極からなり、第1および
第2の小画素電極のうちどちらか一方と、薄膜トランジ
スタのゲート電極とを同一の透光性材料で形成したこと
を特徴とする。
【0011】請求項3記載の液晶表示装置は、請求項1
または2記載の液晶表示装置において、第1および第2
の小画素電極のうち少なくともどちらか一方が複数個か
らなることを特徴とする。請求項4記載の液晶表示装置
は、請求項1,2または3記載の液晶表示装置におい
て、同一の透光性材料が多結晶シリコンであることを特
徴とする。
または2記載の液晶表示装置において、第1および第2
の小画素電極のうち少なくともどちらか一方が複数個か
らなることを特徴とする。請求項4記載の液晶表示装置
は、請求項1,2または3記載の液晶表示装置におい
て、同一の透光性材料が多結晶シリコンであることを特
徴とする。
【0012】請求項5記載の液晶表示装置は、請求項
1,2,3または4記載の液晶表示装置において、第1
および第2の小画素電極のうち少なくともどちらか一方
の小画素電極の、他方の小画素電極との重なり部分に、
1箇所以上の開口部を形成したことを特徴とする。請求
項6記載の液晶表示装置は、請求項1,2,3,4また
は5記載の液晶表示装置において、第1および第2の小
画素電極の重なり部分の1箇所以上をコンタクトホール
を介して接続したことを特徴とする。
1,2,3または4記載の液晶表示装置において、第1
および第2の小画素電極のうち少なくともどちらか一方
の小画素電極の、他方の小画素電極との重なり部分に、
1箇所以上の開口部を形成したことを特徴とする。請求
項6記載の液晶表示装置は、請求項1,2,3,4また
は5記載の液晶表示装置において、第1および第2の小
画素電極の重なり部分の1箇所以上をコンタクトホール
を介して接続したことを特徴とする。
【0013】請求項7記載の液晶表示装置は、請求項
1,2,3,4,5または6記載の液晶表示装置におい
て、液晶層としてTN型液晶を用いたことを特徴とす
る。
1,2,3,4,5または6記載の液晶表示装置におい
て、液晶層としてTN型液晶を用いたことを特徴とす
る。
【0014】
【作用】この発明によれば、画素電極を第1および第2
の小画素電極として複数個に分割することにより、液晶
層に印可される電圧を多段階に異ならせることができる
ため、視角範囲をより広くすることが可能となり、表示
品位の高い液晶表示装置を得ることができる。また、第
1および第2の小画素電極のうちどちらか一方と薄膜ト
ランジスタの構成の一部である半導体層とが同一の透光
性材料からなるため、同時に形成でき、画素電極を2層
構造にしても、半導体層のパターンの変更のみでプロセ
スの変更は不要となる。また、第1および第2の小画素
電極のうちどちらか一方と薄膜トランジスタのゲート電
極とが同一の透光性材料からなるため、同時に形成で
き、画素電極を2層構造にしても、ゲート電極のパター
ンの変更のみでプロセスの変更は不要となる。したがっ
て、従来の画素電極2層構造と比べて、スループットが
向上し、製造コストの低減が可能となる。また、従来の
画素電極1層構造と比べて、容量の形成にゲート電極材
料を用いた場合の画素の開口率および有効領域の低下を
伴うことなく、画素電極を複数個に分割することが可能
となる。さらに、1つの容量が短絡して欠陥画素が発生
したとしても、他の画素電極が機能すれば全体としては
欠陥が目立たなくなるため、画素に冗長性を持たせるこ
とも可能となる。
の小画素電極として複数個に分割することにより、液晶
層に印可される電圧を多段階に異ならせることができる
ため、視角範囲をより広くすることが可能となり、表示
品位の高い液晶表示装置を得ることができる。また、第
1および第2の小画素電極のうちどちらか一方と薄膜ト
ランジスタの構成の一部である半導体層とが同一の透光
性材料からなるため、同時に形成でき、画素電極を2層
構造にしても、半導体層のパターンの変更のみでプロセ
スの変更は不要となる。また、第1および第2の小画素
電極のうちどちらか一方と薄膜トランジスタのゲート電
極とが同一の透光性材料からなるため、同時に形成で
き、画素電極を2層構造にしても、ゲート電極のパター
ンの変更のみでプロセスの変更は不要となる。したがっ
て、従来の画素電極2層構造と比べて、スループットが
向上し、製造コストの低減が可能となる。また、従来の
画素電極1層構造と比べて、容量の形成にゲート電極材
料を用いた場合の画素の開口率および有効領域の低下を
伴うことなく、画素電極を複数個に分割することが可能
となる。さらに、1つの容量が短絡して欠陥画素が発生
したとしても、他の画素電極が機能すれば全体としては
欠陥が目立たなくなるため、画素に冗長性を持たせるこ
とも可能となる。
【0015】
【実施例】以下、この発明の実施例について図面を参照
しながら説明する。なお、この実施例の液晶表示装置
は、画素電極およびこの画素電極のスイッチング素子と
して薄膜トランジスタを有するTFT基板と、このTF
T基板と液晶層を介して対向配置した対向基板とを備え
た液晶表示装置であり、その特徴は、TFT基板にある
ため、主としてTFT基板について詳しく説明する。
しながら説明する。なお、この実施例の液晶表示装置
は、画素電極およびこの画素電極のスイッチング素子と
して薄膜トランジスタを有するTFT基板と、このTF
T基板と液晶層を介して対向配置した対向基板とを備え
た液晶表示装置であり、その特徴は、TFT基板にある
ため、主としてTFT基板について詳しく説明する。
【0016】〔第1の実施例〕図1(a)は、この発明
の第1の実施例における液晶表示装置のTFT基板上の
薄膜パターンの構成を示す断面図であり、図1(b)は
その平面図である。この図1を用いて第1の実施例の液
晶表示装置のTFT基板の薄膜パターンの構成を説明す
る。
の第1の実施例における液晶表示装置のTFT基板上の
薄膜パターンの構成を示す断面図であり、図1(b)は
その平面図である。この図1を用いて第1の実施例の液
晶表示装置のTFT基板の薄膜パターンの構成を説明す
る。
【0017】まず、ガラス基板10上には透光性半導体
薄膜として例えば多結晶シリコン薄膜が形成されてい
る。この多結晶シリコン薄膜は半導体層11と小画素電
極Bにパターン化され、その上にゲート絶縁膜12と例
えばTa等の金属から成るゲート電極13が形成されて
いる。また、多結晶シリコン薄膜には、ゲート電極13
をマスクとしてリンイオンがイオン注入されており、T
FTのソース・ドレイン領域および小画素電極Bが形成
されている。さらに層間絶縁膜14が形成され、コンタ
クトホールを開口した後、例えばITO(スズを含む酸
化インジウム)から成る小画素電極Aが形成されてい
る。このとき、小画素電極Aは小画素電極Bとゲート絶
縁膜12および層間絶縁膜14を介して互いにその一部
に重なり部分を有するように形成されている。最後に、
ソース・ドレイン電極15がパターン化され、液晶表示
装置のTFT基板が作製される。
薄膜として例えば多結晶シリコン薄膜が形成されてい
る。この多結晶シリコン薄膜は半導体層11と小画素電
極Bにパターン化され、その上にゲート絶縁膜12と例
えばTa等の金属から成るゲート電極13が形成されて
いる。また、多結晶シリコン薄膜には、ゲート電極13
をマスクとしてリンイオンがイオン注入されており、T
FTのソース・ドレイン領域および小画素電極Bが形成
されている。さらに層間絶縁膜14が形成され、コンタ
クトホールを開口した後、例えばITO(スズを含む酸
化インジウム)から成る小画素電極Aが形成されてい
る。このとき、小画素電極Aは小画素電極Bとゲート絶
縁膜12および層間絶縁膜14を介して互いにその一部
に重なり部分を有するように形成されている。最後に、
ソース・ドレイン電極15がパターン化され、液晶表示
装置のTFT基板が作製される。
【0018】上述の構成のTFT基板にTN型液晶を用
いて液晶表示装置を構成すれば、画素電極が2層の小画
素電極A、Bに分割されているので、一画素内で液晶層
に印加される電界強度が互いに異なる領域が形成され、
視野角の拡大化が実現される。さらに、小画素電極の一
方(この場合小画素電極B)をTFTの構成の一部であ
る半導体層11と同時に多結晶シリコン薄膜により形成
するので、多結晶シリコン薄膜のパターンの変更のみで
TFT基板の作製プロセスが増加することなく、画素電
極の分割が可能となる。また同時に、TFTの半導体層
11が透光性半導体薄膜である多結晶シリコン薄膜であ
るので、従来の画素電極1層構造のように、容量の形成
に非透光性のゲート電極材料を用いた場合に発生した画
素の開口率および有効領域の低下を回避することができ
る。
いて液晶表示装置を構成すれば、画素電極が2層の小画
素電極A、Bに分割されているので、一画素内で液晶層
に印加される電界強度が互いに異なる領域が形成され、
視野角の拡大化が実現される。さらに、小画素電極の一
方(この場合小画素電極B)をTFTの構成の一部であ
る半導体層11と同時に多結晶シリコン薄膜により形成
するので、多結晶シリコン薄膜のパターンの変更のみで
TFT基板の作製プロセスが増加することなく、画素電
極の分割が可能となる。また同時に、TFTの半導体層
11が透光性半導体薄膜である多結晶シリコン薄膜であ
るので、従来の画素電極1層構造のように、容量の形成
に非透光性のゲート電極材料を用いた場合に発生した画
素の開口率および有効領域の低下を回避することができ
る。
【0019】なお、上記実施例では、TFTと直接コン
タクトを取っているのがITOから成る小画素電極Aで
あるが、図2に示すように、小画素電極A,Bの平面的
な配置を変えて、多結晶シリコン薄膜から成る小画素電
極BによりTFTとコンタクトをとるようにしても、上
述の実施例と同様の効果が得られる。また、上記図1,
図2に示す実施例では、小画素電極AにITOを用いた
が、これを多結晶シリコン薄膜としても、同様の効果が
得られる。
タクトを取っているのがITOから成る小画素電極Aで
あるが、図2に示すように、小画素電極A,Bの平面的
な配置を変えて、多結晶シリコン薄膜から成る小画素電
極BによりTFTとコンタクトをとるようにしても、上
述の実施例と同様の効果が得られる。また、上記図1,
図2に示す実施例では、小画素電極AにITOを用いた
が、これを多結晶シリコン薄膜としても、同様の効果が
得られる。
【0020】〔第2の実施例〕図3(a)は、この発明
の第2の実施例における液晶表示装置のTFT基板上の
薄膜パターンの構成を示す断面図であり、図3(b)は
その平面図である。この図3を用いて、第2の実施例の
液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パターンの構成を説
明する。
の第2の実施例における液晶表示装置のTFT基板上の
薄膜パターンの構成を示す断面図であり、図3(b)は
その平面図である。この図3を用いて、第2の実施例の
液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パターンの構成を説
明する。
【0021】図3において、10〜15に関しては図1
に示す第1の実施例と同じであるので、説明は省略す
る。第2の実施例において、第1の実施例と異なるの
は、層間絶縁膜14上に形成した例えばITOから成る
小画素電極Aを2つの小画素電極A1、A2に分割し、
その隙間の下に例えば多結晶シリコン薄膜から成る小画
素電極B1を配置した点である。このとき、2つの小画
素電極A1、A2は、小画素電極B1とゲート絶縁膜1
2および層間絶縁膜14を介して互いにその一部に重な
り部分を有するように形成しているので、2つの小画素
電極A1、A2と小画素電極B1はTFTと直接または
容量を介して接続されていることになる。
に示す第1の実施例と同じであるので、説明は省略す
る。第2の実施例において、第1の実施例と異なるの
は、層間絶縁膜14上に形成した例えばITOから成る
小画素電極Aを2つの小画素電極A1、A2に分割し、
その隙間の下に例えば多結晶シリコン薄膜から成る小画
素電極B1を配置した点である。このとき、2つの小画
素電極A1、A2は、小画素電極B1とゲート絶縁膜1
2および層間絶縁膜14を介して互いにその一部に重な
り部分を有するように形成しているので、2つの小画素
電極A1、A2と小画素電極B1はTFTと直接または
容量を介して接続されていることになる。
【0022】上述の構成のTFT基板にTN型液晶を用
いて液晶表示装置を構成すれば、画素電極が2層の小画
素電極A1、B1、A2に分割されているので、一画素
内で液晶層に印加される電界強度が互いに異なる領域が
3箇所形成され、視野角の拡大化が実現される。さら
に、小画素電極A1、A2の隙間に配置された小画素電
極B1をTFTの構成の一部である半導体層11と同時
に形成するので、TFT基板の作製プロセスが増加する
ことなく、画素電極の分割が可能となる。また同時に、
TFTの半導体層11が透光性半導体薄膜である多結晶
シリコン薄膜であるので、従来の画素電極1層構造のよ
うに、容量の形成に非透光性のゲート電極材料を用いた
場合に発生した画素の開口率および有効領域の低下を回
避することができる。
いて液晶表示装置を構成すれば、画素電極が2層の小画
素電極A1、B1、A2に分割されているので、一画素
内で液晶層に印加される電界強度が互いに異なる領域が
3箇所形成され、視野角の拡大化が実現される。さら
に、小画素電極A1、A2の隙間に配置された小画素電
極B1をTFTの構成の一部である半導体層11と同時
に形成するので、TFT基板の作製プロセスが増加する
ことなく、画素電極の分割が可能となる。また同時に、
TFTの半導体層11が透光性半導体薄膜である多結晶
シリコン薄膜であるので、従来の画素電極1層構造のよ
うに、容量の形成に非透光性のゲート電極材料を用いた
場合に発生した画素の開口率および有効領域の低下を回
避することができる。
【0023】なお、この実施例では、1層目を1つの小
画素電極B1で構成し、2層目を2つの小画素電極A
1、A2で構成し、2層目の小画素電極A1をソース・
ドレイン電極15に接続しているが、図4に示すよう
に、1層目を多結晶シリコン薄膜からなる2つの小画素
電極A1a、A2aで構成し、2層目をITOからなる
1つの小画素電極B1aで構成し、1層目の小画素電極
A1aをソース・ドレイン電極15に接続していても、
上述の実施例と同様の効果が得られる。この場合は、2
つの小画素電極A1a、A2aの隙間の上に小画素電極
B1aを配置し、2つの小画素電極A1a、A2aと小
画素電極B1aとは、ゲート絶縁膜12および層間絶縁
膜14を介して互いにその一部に重なり部分を有するよ
うに形成している。
画素電極B1で構成し、2層目を2つの小画素電極A
1、A2で構成し、2層目の小画素電極A1をソース・
ドレイン電極15に接続しているが、図4に示すよう
に、1層目を多結晶シリコン薄膜からなる2つの小画素
電極A1a、A2aで構成し、2層目をITOからなる
1つの小画素電極B1aで構成し、1層目の小画素電極
A1aをソース・ドレイン電極15に接続していても、
上述の実施例と同様の効果が得られる。この場合は、2
つの小画素電極A1a、A2aの隙間の上に小画素電極
B1aを配置し、2つの小画素電極A1a、A2aと小
画素電極B1aとは、ゲート絶縁膜12および層間絶縁
膜14を介して互いにその一部に重なり部分を有するよ
うに形成している。
【0024】また、図5に示すように、小画素電極A
1、A2と小画素電極B1の重なり部分の一箇所にコン
タクトホール16を開口し、小画素電極A1と小画素電
極B1を接続しても、上述の実施例と同様の効果が得ら
れる。なお、小画素電極A1と小画素電極A2を所望の
容量値で接続したいときに、コンタクトホール16を開
口するかしないかで、容量値の設定範囲を広げることが
可能となる。
1、A2と小画素電極B1の重なり部分の一箇所にコン
タクトホール16を開口し、小画素電極A1と小画素電
極B1を接続しても、上述の実施例と同様の効果が得ら
れる。なお、小画素電極A1と小画素電極A2を所望の
容量値で接続したいときに、コンタクトホール16を開
口するかしないかで、容量値の設定範囲を広げることが
可能となる。
【0025】また、上記図3〜図5に示す実施例では、
2層目の小画素電極A1、A2、B1aにITOを用い
たが、これを多結晶シリコン薄膜としても、同様の効果
が得られる。 〔第3の実施例〕図6(a)は、この発明の第3の実施
例における液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パターン
の構成を示す断面図であり、図6(b)はその平面図で
ある。この図6を用いて、第3の実施例の液晶表示装置
のTFT基板上の薄膜パターンの構成を説明する。
2層目の小画素電極A1、A2、B1aにITOを用い
たが、これを多結晶シリコン薄膜としても、同様の効果
が得られる。 〔第3の実施例〕図6(a)は、この発明の第3の実施
例における液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パターン
の構成を示す断面図であり、図6(b)はその平面図で
ある。この図6を用いて、第3の実施例の液晶表示装置
のTFT基板上の薄膜パターンの構成を説明する。
【0026】図6において、10〜15に関しては図
1,図3に示す第1,第2の実施例と同じであるので、
説明は省略する。この第3の実施例において、図3に示
す第2の実施例と異なるのは、層間絶縁膜14上に形成
した例えばITOから成る2つの小画素電極A1、A2
(図3参照)をさらに分割して、複数個の小画素電極A
1〜Anで構成し、それらの隙間の下に例えば多結晶シ
リコン薄膜から成る複数個の小画素電極B1〜Bmを配
置した点である。このとき、複数個の小画素電極A1〜
Anは、複数個の小画素電極B1〜Bmとゲート絶縁膜
12および層間絶縁膜14を介して互いにその一部に重
なり部分を有するように形成しているので、全ての小画
素電極A1〜Anと小画素電極B1〜BmはTFTと直
接または容量を介して接続されていることになる。
1,図3に示す第1,第2の実施例と同じであるので、
説明は省略する。この第3の実施例において、図3に示
す第2の実施例と異なるのは、層間絶縁膜14上に形成
した例えばITOから成る2つの小画素電極A1、A2
(図3参照)をさらに分割して、複数個の小画素電極A
1〜Anで構成し、それらの隙間の下に例えば多結晶シ
リコン薄膜から成る複数個の小画素電極B1〜Bmを配
置した点である。このとき、複数個の小画素電極A1〜
Anは、複数個の小画素電極B1〜Bmとゲート絶縁膜
12および層間絶縁膜14を介して互いにその一部に重
なり部分を有するように形成しているので、全ての小画
素電極A1〜Anと小画素電極B1〜BmはTFTと直
接または容量を介して接続されていることになる。
【0027】図7は図6に示したTFT基板を用いたT
FT−LCDの一画素の等価回路を示したものであり、
2A1〜2Anおよび2B1〜2Bmはそれぞれ小画素
電極A1〜AnおよびB1〜Bmによって駆動される液
晶層の容量、3A2〜3Anおよび3B1〜3Bmはそ
れぞれ小画素電極A2〜AnおよびB1〜BmとTFT
20間に接続された容量を表している。小画素電極A1
〜AnおよびB1〜Bmよりそれぞれ液晶層に印加され
る電圧4A1〜4Anおよび4B1〜4Bmが互いに異
なるので、一画素内で液晶層に印加される電界強度が互
いに異なる領域が多数形成される。したがって、分割さ
れた小画素電極毎に電圧−透過率特性を多段階に異なら
せることができ、第2の実施例よりもさらに視角範囲を
広くすることが可能になる。さらに、画素電極が従来よ
り多数の小画素電極で構成されるので、1つの容量が短
絡して欠陥画素が発生したとしても、他の画素電極が機
能すれば全体としては欠陥が目立たなくなるため、画素
に冗長性を持たせることも可能となる。
FT−LCDの一画素の等価回路を示したものであり、
2A1〜2Anおよび2B1〜2Bmはそれぞれ小画素
電極A1〜AnおよびB1〜Bmによって駆動される液
晶層の容量、3A2〜3Anおよび3B1〜3Bmはそ
れぞれ小画素電極A2〜AnおよびB1〜BmとTFT
20間に接続された容量を表している。小画素電極A1
〜AnおよびB1〜Bmよりそれぞれ液晶層に印加され
る電圧4A1〜4Anおよび4B1〜4Bmが互いに異
なるので、一画素内で液晶層に印加される電界強度が互
いに異なる領域が多数形成される。したがって、分割さ
れた小画素電極毎に電圧−透過率特性を多段階に異なら
せることができ、第2の実施例よりもさらに視角範囲を
広くすることが可能になる。さらに、画素電極が従来よ
り多数の小画素電極で構成されるので、1つの容量が短
絡して欠陥画素が発生したとしても、他の画素電極が機
能すれば全体としては欠陥が目立たなくなるため、画素
に冗長性を持たせることも可能となる。
【0028】なお、上記実施例では、1層目を小画素電
極B1〜Bmで構成し、2層目を小画素電極A1〜An
で構成し、2層目の小画素電極A1をソース・ドレイン
電極15に接続しているが、図8に示すように、1層目
を多結晶シリコン薄膜からなる小画素電極A1a〜An
aで構成し、2層目をITOからなる小画素電極B1a
〜Bmaで構成し、1層目の小画素電極A1aをソース
・ドレイン電極15に接続していても、上述の実施例と
同様の効果が得られる。
極B1〜Bmで構成し、2層目を小画素電極A1〜An
で構成し、2層目の小画素電極A1をソース・ドレイン
電極15に接続しているが、図8に示すように、1層目
を多結晶シリコン薄膜からなる小画素電極A1a〜An
aで構成し、2層目をITOからなる小画素電極B1a
〜Bmaで構成し、1層目の小画素電極A1aをソース
・ドレイン電極15に接続していても、上述の実施例と
同様の効果が得られる。
【0029】また、図9に示すように、2層目の小画素
電極A1〜Anと1層目の小画素電極B1〜Bmの重な
り部分の一箇所以上にコンタクトホール16を開口し、
2層目と1層目の小画素電極を接続しても、上述の実施
例と同様の効果が得られる。また、上記図6〜図9に示
す実施例では、2層目の小画素電極A1〜An,B1a
〜BmaにITOを用いたが、これを多結晶シリコン薄
膜としても、上述の実施例と同様の効果が得られる。
電極A1〜Anと1層目の小画素電極B1〜Bmの重な
り部分の一箇所以上にコンタクトホール16を開口し、
2層目と1層目の小画素電極を接続しても、上述の実施
例と同様の効果が得られる。また、上記図6〜図9に示
す実施例では、2層目の小画素電極A1〜An,B1a
〜BmaにITOを用いたが、これを多結晶シリコン薄
膜としても、上述の実施例と同様の効果が得られる。
【0030】〔第4の実施例〕図10(a)は、この発
明の第4の実施例における液晶表示装置のTFT基板上
の薄膜パターンの構成を示す断面図であり、図10
(b)はその平面図である。この図10を用いて、第4
の実施例の液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パターン
の構成を説明する。
明の第4の実施例における液晶表示装置のTFT基板上
の薄膜パターンの構成を示す断面図であり、図10
(b)はその平面図である。この図10を用いて、第4
の実施例の液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パターン
の構成を説明する。
【0031】この第4の実施例は、図3に示す第2の実
施例において、小画素電極B1の小画素電極A1、A2
と重なる部分に、1箇所以上の開口部17を形成してい
る。なお、図10において、10〜15に関しては第1
〜第3の実施例と同じであるので、説明は省略する。上
述の構成のTFT基板にTN型液晶を用いて液晶表示装
置を構成すれば、第3の実施例と同様に、一画素内で液
晶層に印加される電界強度が異なる領域が多数形成され
る。したがって、一画素内の電圧−透過率特性を多段階
に異ならせることができ、視角範囲をより広くすること
が可能となる。また、第3の実施例と同様に、画素電極
が従来よりも多数の小画素電極で構成されるので、画素
に冗長性を持たせることも可能となる。
施例において、小画素電極B1の小画素電極A1、A2
と重なる部分に、1箇所以上の開口部17を形成してい
る。なお、図10において、10〜15に関しては第1
〜第3の実施例と同じであるので、説明は省略する。上
述の構成のTFT基板にTN型液晶を用いて液晶表示装
置を構成すれば、第3の実施例と同様に、一画素内で液
晶層に印加される電界強度が異なる領域が多数形成され
る。したがって、一画素内の電圧−透過率特性を多段階
に異ならせることができ、視角範囲をより広くすること
が可能となる。また、第3の実施例と同様に、画素電極
が従来よりも多数の小画素電極で構成されるので、画素
に冗長性を持たせることも可能となる。
【0032】なお、上記実施例では、小画素電極B1に
1箇所以上の開口部17を形成したが、小画素電極A
1、A2の小画素電極B1と重なる部分に開口部を形成
しても、上述の実施例と同様の効果が得られる。また、
上記実施例は、第2の実施例を応用したものであるが、
第1の実施例および第3の実施例を応用しても、上述の
実施例と同様の効果が得られる。
1箇所以上の開口部17を形成したが、小画素電極A
1、A2の小画素電極B1と重なる部分に開口部を形成
しても、上述の実施例と同様の効果が得られる。また、
上記実施例は、第2の実施例を応用したものであるが、
第1の実施例および第3の実施例を応用しても、上述の
実施例と同様の効果が得られる。
【0033】〔第5の実施例〕図11は、この発明の第
5の実施例における液晶表示装置のTFT基板上の薄膜
パターンの構成を示す断面図である。図11を用いて、
第5の実施例の液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パタ
ーンの構成を説明する。この第5の実施例は、図3に示
す第2の実施例と異なるのは、2層目の小画素電極A1
b、A2bをゲート絶縁膜12と層間絶縁膜14との間
に多結晶シリコン薄膜により形成し、さらに、ゲート電
極13bを多結晶シリコン薄膜で形成してあり、ゲート
絶縁膜12の形成後に、ゲート電極13bと小画素電極
A1b、A2bとを多結晶シリコン薄膜で同時に形成し
た点である。なお、図11において、10、11、1
2、14、15、B1に関しては、図3に示す第2の実
施例と同じであるので、説明は省略する。
5の実施例における液晶表示装置のTFT基板上の薄膜
パターンの構成を示す断面図である。図11を用いて、
第5の実施例の液晶表示装置のTFT基板上の薄膜パタ
ーンの構成を説明する。この第5の実施例は、図3に示
す第2の実施例と異なるのは、2層目の小画素電極A1
b、A2bをゲート絶縁膜12と層間絶縁膜14との間
に多結晶シリコン薄膜により形成し、さらに、ゲート電
極13bを多結晶シリコン薄膜で形成してあり、ゲート
絶縁膜12の形成後に、ゲート電極13bと小画素電極
A1b、A2bとを多結晶シリコン薄膜で同時に形成し
た点である。なお、図11において、10、11、1
2、14、15、B1に関しては、図3に示す第2の実
施例と同じであるので、説明は省略する。
【0034】上述の構成のTFT基板にTN型液晶を用
いて液晶表示装置を構成すれば、第2の実施例と同様
に、画素電極が2層の小画素電極A1b、B1、A2b
に分割されているので、一画素内で液晶層に印加される
電界強度が互いに異なる領域が3箇所形成され、視野角
の拡大化が実現される。また、小画素電極B1をTFT
の構成の一部である半導体層11と同時に形成し、さら
に、小画素電極A1b、A2bをTFTの構成の一部で
あるゲート電極13bと同時に形成するので、TFT基
板の製作プロセスを減らすことができる。また同時に、
TFTのゲート電極13bに透光性半導体薄膜である多
結晶シリコン薄膜を用いるので、従来の画素電極1層構
造のように、容量の形成に非透光性の金属ゲート電極材
料を用いた場合に発生した画素の開口率および有効領域
の低下を回避することもできる。
いて液晶表示装置を構成すれば、第2の実施例と同様
に、画素電極が2層の小画素電極A1b、B1、A2b
に分割されているので、一画素内で液晶層に印加される
電界強度が互いに異なる領域が3箇所形成され、視野角
の拡大化が実現される。また、小画素電極B1をTFT
の構成の一部である半導体層11と同時に形成し、さら
に、小画素電極A1b、A2bをTFTの構成の一部で
あるゲート電極13bと同時に形成するので、TFT基
板の製作プロセスを減らすことができる。また同時に、
TFTのゲート電極13bに透光性半導体薄膜である多
結晶シリコン薄膜を用いるので、従来の画素電極1層構
造のように、容量の形成に非透光性の金属ゲート電極材
料を用いた場合に発生した画素の開口率および有効領域
の低下を回避することもできる。
【0035】なお上記実施例は、第2の実施例を応用し
たものであるが、第1、第3および第4の実施例を応用
しても、上述の実施例と同様の効果が得られる。また、
上記第1〜第5の実施例は、トップゲート型TFTに適
用したものであるが、これらをボトムゲート型TFTに
適用しても上述の実施例と同様の効果が得られる。
たものであるが、第1、第3および第4の実施例を応用
しても、上述の実施例と同様の効果が得られる。また、
上記第1〜第5の実施例は、トップゲート型TFTに適
用したものであるが、これらをボトムゲート型TFTに
適用しても上述の実施例と同様の効果が得られる。
【0036】
【発明の効果】この発明によれば、画素電極を第1およ
び第2の小画素電極として複数個に分割することによ
り、液晶層に印可される電圧を多段階に異ならせること
ができるため、視角範囲をより広くすることが可能とな
り、表示品位の高い液晶表示装置を得ることができる。
また、第1および第2の小画素電極のうちどちらか一方
と薄膜トランジスタの構成の一部である半導体層とが同
一の透光性材料からなるため、同時に形成でき、画素電
極を2層構造にしても、半導体層のパターンの変更のみ
でプロセスの変更は不要となる。また、第1および第2
の小画素電極のうちどちらか一方と薄膜トランジスタの
ゲート電極とが同一の透光性材料からなるため、同時に
形成でき、画素電極を2層構造にしても、ゲート電極の
パターンの変更のみでプロセスの変更は不要となる。し
たがって、TFT基板の作製プロセスの増加がなくなっ
たため、スループットが向上され、製造コストが低減さ
れた。また同時に、画素の有効領域および開口率の低下
を伴うことなく、画素電極を複数個に分割することが可
能となった。
び第2の小画素電極として複数個に分割することによ
り、液晶層に印可される電圧を多段階に異ならせること
ができるため、視角範囲をより広くすることが可能とな
り、表示品位の高い液晶表示装置を得ることができる。
また、第1および第2の小画素電極のうちどちらか一方
と薄膜トランジスタの構成の一部である半導体層とが同
一の透光性材料からなるため、同時に形成でき、画素電
極を2層構造にしても、半導体層のパターンの変更のみ
でプロセスの変更は不要となる。また、第1および第2
の小画素電極のうちどちらか一方と薄膜トランジスタの
ゲート電極とが同一の透光性材料からなるため、同時に
形成でき、画素電極を2層構造にしても、ゲート電極の
パターンの変更のみでプロセスの変更は不要となる。し
たがって、TFT基板の作製プロセスの増加がなくなっ
たため、スループットが向上され、製造コストが低減さ
れた。また同時に、画素の有効領域および開口率の低下
を伴うことなく、画素電極を複数個に分割することが可
能となった。
【図1】この発明の第1の実施例におけるTFT基板上
の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
【図2】この発明の第1の実施例の変形例のTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図である。
【図3】この発明の第2の実施例におけるTFT基板上
の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
【図4】この発明の第2の実施例の変形例のTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図である。
【図5】この発明の第2の実施例の変形例のTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図である。
【図6】この発明の第3の実施例におけるTFT基板上
の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
【図7】この発明の第3の実施例におけるTFT基板を
用いたTFT−LCDの一画素の等価回路図である。
用いたTFT−LCDの一画素の等価回路図である。
【図8】この発明の第3の実施例の変形例のTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図である。
【図9】この発明の第3の実施例の変形例のTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図である。
【図10】この発明の第4の実施例におけるTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図および平面図である。
【図11】この発明の第5の実施例におけるTFT基板
上の薄膜パターンを示す断面図である。
上の薄膜パターンを示す断面図である。
【図12】従来のTFT基板上の薄膜パターンを示す断
面図および平面図である。
面図および平面図である。
【図13】従来のTFT基板を用いたTFT−LCDの
一画素の等価回路図である。
一画素の等価回路図である。
11 半導体層(多結晶シリコン薄膜) 12 ゲート絶縁膜 13 ゲート電極 14 層間絶縁膜 16 コンタクトホール 17 開口部 20 TFT A 小画素電極(ITO) A1〜An 小画素電極(ITO) A1a〜Ana 小画素電極(多結晶シリコン薄膜) A1b,A2b 小画素電極(多結晶シリコン薄膜) B 小画素電極(多結晶シリコン薄膜) B1〜Bm 小画素電極(多結晶シリコン薄膜) B1a〜Bma 小画素電極(ITO) 3A2〜3An 小画素電極−TFT間容量 3B1〜3Bm 小画素電極−TFT間容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮田 豊 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (7)
- 【請求項1】 画素電極およびこの画素電極のスイッチ
ング素子として薄膜トランジスタを有するTFT基板
と、このTFT基板と液晶層を介して対向配置した対向
基板とを備えた液晶表示装置であって、 前記画素電極は絶縁層を介して互いにその一部に重なり
部分を有する第1および第2の小画素電極からなり、前
記第1および第2の小画素電極のうちどちらか一方と、
前記薄膜トランジスタのソース・ドレイン領域を含む半
導体層とを同一の透光性材料で形成したことを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項2】 画素電極およびこの画素電極のスイッチ
ング素子として薄膜トランジスタを有するTFT基板
と、このTFT基板と液晶層を介して対向配置した対向
基板とを備えた液晶表示装置であって、 前記画素電極は絶縁層を介して互いにその一部に重なり
部分を有する第1および第2の小画素電極からなり、前
記第1および第2の小画素電極のうちどちらか一方と、
前記薄膜トランジスタのゲート電極とを同一の透光性材
料で形成したことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項3】 第1および第2の小画素電極のうち少な
くともどちらか一方が複数個からなることを特徴とする
請求項1または2記載の液晶表示装置。 - 【請求項4】 同一の透光性材料が多結晶シリコンであ
ることを特徴とする請求項1,2または3記載の液晶表
示装置。 - 【請求項5】 第1および第2の小画素電極のうち少な
くともどちらか一方の小画素電極の、他方の小画素電極
との重なり部分に、1箇所以上の開口部を形成したこと
を特徴とする請求項1,2,3または4記載の液晶表示
装置。 - 【請求項6】 第1および第2の小画素電極の重なり部
分の1箇所以上をコンタクトホールを介して接続したこ
とを特徴とする請求項1,2,3,4または5記載の液
晶表示装置。 - 【請求項7】 液晶層としてTN型液晶を用いたことを
特徴とする請求項1,2,3,4,5または6記載の液
晶表示装置。
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| TW084105511A TW401525B (en) | 1994-06-02 | 1995-05-31 | Liquid crystal display apparatus |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07325323A true JPH07325323A (ja) | 1995-12-12 |
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