JPS595228A - 画像表示装置 - 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】 本発明は、透明絶縁基板上に複数のＴＰＴ（薄膜トラン
ジスター）スイッチング素子が配置されてなるマトリッ
クス・アレイにおいて、ＴＰＴへ入射する光の遮蔽に関
するものである。

液晶を駆動する画像表示装置の構成は、横方向へ複数列
のゲート電極群を配列１−２、とり、と直交する縦方向
へは複数列のンース電極群を配列ｔ、＋トランジスタ・
アレイよりなり、さらに一画素の構成は、ＴＦＴ部、液
晶駆動用電極部、およびキャパシタ一部よりなる。

画像の表示は、必要な画素へ、ンース信号（ビデオ信号
）及びゲート信号を印加することにより液晶へ電気光学
的な変調を与え画像を表示する。駆動された液晶は、自
身の容量成分により電荷を蓄積する。Ｌ７かし、（１）
液晶の抵抗成分が電荷をリークすること、（２）　ＴＰ
ＴのＯＦ）ｉ’時に半導体層を流れるリーク電流なとの
原因により、画像の表示にムラが発生する。これらの対
策としては液晶へ並列に電荷蓄棺キャパシターを接恍す
ることによシ、該キャパシターに蓄積された電荷により
、液晶の駆動保持時間を長くすることが可能となる。

ところで、ＴＰＴを構成する半導体膜として、。

光に敏感な導電性を持つ、Ｃｄ５ｅ（カドミウムセレン
）、非晶質シリコン、多結晶シリコン。

単結晶シリコンなどを用いた場合、半導体層への光の入
射により、ＴＰＴのＯＦＦ時のリーク電流が増大する。

この結果、画像に表示ムラが発生するなど画像表示装置
に著しい悪影響を及ばず。

［７たがって画像を均一にムラなく表示するためには、
半導体層への光の込射を防き、ＴＰＴのＯＦＦ時のリー
ク電流を最小限にしなければならない。本発明は、半導
体層をほぼ完全に入射光より遮蔽することを目的として
なされたものである。本発明を明確に説明するために従
来より行なわれている方法を示吋−０第１図は、従来の
方法の等価回路を示し、第２図、第５図はその断面図で
ある。

なお、第１図以下の図面において、（１）はゲートライ
ン、（２）は信号ライン、（３）はＴＦ’Ｉ’のドレイ
ン電極、（４）はＴＰＴ、（５）は電荷蓄積キャパシタ
ー、（６）は液晶層、（７）は半導体層、（８）は５ｉ
Ｏｚ、Ｓｉ３　Ｎ４等のゲート絶縁膜、（９）は表側の
ガラス、プラスチック等の透明基板、（ＩＩは裏側のガ
ラス、プラスチック、セラミックス等の絶縁基板、０１
）はＩｎ２Ｏ３，５ｎ０２等の透明導電膜、（喝はｋｌ
、　Ｃｒ、Ｍｏ、　Ｎｉ　等の金属膜若し７〈は導電性
有機薄膜等の不透明導電膜、０１は５ｉ０２、Ｓｉ３Ｎ
４、ポリイミド等のｉ縁膜、０４はキャパシター用導電
膜、α印は表側からの入射光、（１ｓ’）は裏側からの
入射光を示す。

本発明では、この不透明導電Ｂ都は前シｊ＼の如くの高
反射性の金属膜、Ｉｔ１２０３．５ｒ１０２　　等の透
明導電膜上に高反射性膜着１、〈は高着合の遮光性月見
を形成した２層斡、着色ｌ、た導電性有機薄膜等の高反
射性又は高光吸収性の遮光性の高い導電膜であり、中で
も金属膜が形成が容易でかつ遮光性も高いた。め好捷し
い。

なお、キャパシター用の導電膜は本発明の装置を透過型
で使用する場合には透明導電膜とされるが、反射型で使
用する場合には透明であっても、不透明であっても良い
。

透明基板、絶縁基板も公知の上述のようなものが使用で
き、必要に応ｌ：て表面に５ＩＯ２、Δｔ２０３、Ｚｒ
０ｚ　等の絶縁性物質の層を形成１．て使用さノドる・
、 液晶層は、ネマチック液晶を１ｒｉじ、め種々の混合物
が使用でき、動的散乱モード、ねじれネマチックモード
、相転移モードをはじめ、２色性色素を添加してゲスト
ホストモードとしても良く、さらに液晶ノｆ４に２層形
成するようにしてより複雑な表示を行うこともできる。

これらの画像表示装置を透過型としで、イφ用（７た場
合、半導体層（７）へは、液晶層（６）を挾持し７た対
向ガラス基板（９）方向より入射する光０うと透明絶縁
基板（１０を透過１．、−Ｃ入射する光（１５’）　　
があシ、捷た反射型として使用（、、た場合は入射光０
υが存在１゛る。

［、たがって、本発明の詳細な説明は、画像表示装置を
透過型あるいは、反射型ｅ）いづれの場合に使用１．た
とし２ても、入射光０υあるいは、入射光（１５′）に
対する対策について述べるものである。

本発明による一画素の等価回路図を第４図。

平面図を第５図、平面図第５図中のＡ−Ａ’間の断面図
を第６図に示１゜また、第６図中の丸印で囲まれた部分
の拡大図を第７図に示す。

本装置によると、ま１゛入射光α→の遮光のために、ト
ランジスター上には絶縁膜α］を介１−て金属膜等の不
透明導電膜（１■がストライブ状に形成され、かつゲー
ト電極に平行に配置される。不透明導電膜０才の材質は
前述の如（Ａｔ、　Ｃｒ、　Ｍ。

など光に対して高遮光性膜でありさえすれば良く、膜厚
は数百穴から数千穴の膜厚であれば良い。入射光（１時
は該不透明導電膜０■、あるいは、ンース・ドレイン電
極用金属＆（２）、　（３）、により反射され、半導体
層（７）への入射は、はぼ完全に防ぐことが可能となる
。捷た不透明導電膜αつの幅がゲート電極（１）の幅に
等１〜いかあるいは、わずかに広くした方がその効果ｄ
、大きい。

次に入射光（１５′）の遮光に関し７ては、ゲート電極
（１）の幅に対し、て、半導体層（７）の幅、さらにゲ
ート絶縁膜（８）の膜厚について考慮する必要がある。

半導体層（７）とゲート電極（１）の幅が同一あるいは
、半導体層（７）がわ１゛かに大きい形状の方が高分解
能の画像表示性能上好ま１−２い。これは−画素中での
ゲート電極の面積比を小さくすることができるからであ
る。しか（２、これらの場合、入射光（１５′）に対し
て、ケート電極（１）の遮光効果は全く期待できない。

本発明は、部分拡大図第７図において明確な様に、入射
光（１ｓ’）の遮光のために、半導体層（７）の幅に対
（、ゲート電極（１）の幅をわずかに太きぐすることに
より、ゲート電極の遮光効果を用いている。ゲート′眠
極１ｒＪ’、　Ａ、ｔ、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｍｏ等の不
透明導電側で配置構成さ−ｈ、、その膜厚は、数百λか
ら数千Ｘである。

このゲート電極による遮光効果は、部分拡大図第７図に
おいて、半導体層（７）とケート電極（１）間の間隔、
Ｘ、並ひにゲート絶縁膜（８）の膜厚Ｙの関係において
、Ｘ＝Ｙの場合、ＴＦＴのＯＦＦ時のリーク電流は１ケ
タ程度改善される。〜方Ｘ：　Ｙ：５　：　１の場合こ
の遮光の効果はＸ＝Ｙに比してさらに顕著でありＴＰＴ
のＯＦＦ時のリーク電流はほと７（７ど増加１．ない。

これらの事によりｙ／ｘの値が１以下とすることが好ま
［２く、特に約Ｏ０２程度以１であれは、入射光（１ｓ
’）の半導体層（７）への遮光の効果は大きい。あるい
は別の表現として、半導体層の幅ａ≦ｂ−１ＤＣなる関
係があれは充分な遮光が達成できる。もちろん第６図に
おける九枠１＋を分はゲート電極の左側部分のみ第７図
で拡大Ｉ２ているが、ケート電極の右側部分も第７１シ
１と同様な形状ケな［，２ている。さて、一般に、’Ｊ
’ＦＴはＩＧＦＥＴ　（絶縁ケート型室１界効呆トラン
ジスター）の構造で形成される。このため静用、気によ
るり゛−ト絶縁膜の絶縁破壊による不良が発生しやりい
。殊に画像表示装置においではＩ（３ｆｉ’ＥＴ型のＴ
ＰＴが複数個、基板上に配置さＪｌて、画像を表示する
ためにとりわけＴＰＴのゲート絶縁膜の静電気破壊によ
る不良は画像表示非島内において、点欠陥、あるいは線
欠陥を増大上しｄ）画像表示性能を著し、く悪くする。

同時に静電気による給線膜破壊は直交するンースフイン
、ゲートライン間の云ゆるクロスオーバ一部においても
発生づる。この／とｋｉｄ、ＴＰＴのマトリックス・ア
レイの試作中においては基板の・・ノドリンク時は充分
な注意愉払うことが必要である（７、また、液晶の配向
処理であるラビンクケ行うことが不用能であった。

本発明は、かかる静電気対策とし一〇なさｉまたもので
あり、前記記載Ｑ）遮光膜である金属膜１１’Ｊの配置
構成に特徴を不するもの−（ある。

本発明による装置においで、基板σ）端部での平面図を
第８図に示し、さらに第９図には、第８図中のＢ　−Ｂ
’　　間の断面構造図４示１゜胱に説明１．た様に不透
明導電側膜（功は一画素中でに１１、ストライブ状に形
成さ）１．ておりさらに不透明導電膜（１のは、基板端
子部１ｃおいては、給８図、第９図に示す様に絶縁膜α
］あるいはゲート絶縁膜（８）を介ｊ７でケート電極（
１）上に引き出さノ１ている。画像表示装置の端子部分
を本構造に形成することによりケート電極、遮光膜とし
７ての不透明導電膜、ンース電極間を任意に短絡が可能
となる。短絡の方法と１．ては導電性テープ。

るるいは導線０ηなどであっても良い。

基板の・・ノドリング中、あるいは、液晶Ｃ＝）配向処
理（ラヒング）に際［７ではゲート電極、不透明導電側
、ノースを極間を全て短絡ｊ、接地電位、あるいは任意
の電位に保つことにより静電気破壊を防ぐことができる
。例えはゲート絶縁膜（８）はゲート電極（１）と半導
体層（７）を弁じたノース電極（２）により挟持されて
いる。ラヒングにより不透明導電膜α２．あるいは配光
処理層であるポリマーＯＱに静電気が発生し７ても不透
明導電膜α→とノース電極（２）、ケート電極（１）が
外部に」′り短絡さｉｑ−ていれば全て等電位となり、
したがってこの間に挾持されるゲート絶縁膜の静電気破
壊を防止できる。

ゲート電極（１）とノース電椿（２）の直交交鎖部（ク
ロスオーバ一部）も同様の効果がある。

なお、本文中、説明を省いているが、他の実施例として
は、（１）絶縁膜α１の膜厚は、ゲート絶縁膜（８）の
膜厚と同程度の厚みとすることにより、云ゆるダブルゲ
ート構造とし２てＴＰＴの半導体層（７）の上、下部分
のキャリヤーを使うことができる。（Ｉｉ）一方、絶縁
膜（１→をゲート絶縁膜（８）よりも充分厚くすれば通
常のシングルケート構造となすものである。

また、本発明による遮光膜である不透明導電膜の端子部
の構成は第１０図の様に不透明導電膜Ｑ■の構成時に短
絡させても良い。

以−ヒ、説明した様に本発明によシ形成された画像表示
装置は入射光の遮光効果、さらに静電気による絶縁破壊
に対する保膿と１．て行なわわるものであり、高品質な
画１象表示装置を達成するのに有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の画像表示装置の等価回路図。 第２図は従来の画像表示装置の断面構造図。 第３図は従来の画像表示装置の断面構造図。 第４図は本発明を用いた画像表示装置の等価回路図。 第５図は本発明を用いた画像表示装置の平面図。 第６図は本発明を用いた画像表示装置の断面構造図。 第７図は第６図中の丸印部分を拡大した断面構造図。 第８図は本発明を用いた画像表示装置の端子部分の平面
図っ 第９図は本発明を用いた画像表示装置の断面構造図。 第１０図は本発明を用いた画像表示装置の断面構造図。 １、　ケートライン ２、信号ライン ３、　ドレイン電極 ４、　ＴＦＴ　（薄膜トランジスター）５、電荷蓄積キ
ャパシター ６、液晶層 ７、半導体層 ８、　ゲート絶縁膜 ９、透明基板 １０、絶縁基板 １１、透明導電膜 １２、不透明導電膜 １３、絶縁膜 １４、キャパシター用導電膜 １５、入射光 １５ｃ　　入　　射　　光 １６、配向処理膜（ポリマー） １７、導電性テープあるいは導線 ８４１３　　　　不８川 才２用 ７１０閲。 ］−全売−ｈ口ｊＪＥ“占： 昭和５７年　７月２７［］ １′４ｉ許庁長官　若（ユ和夫殿 １、事イ１１の表示 昭和５７年特許願第１１２７１８．３号２、発明の名称 画像表示装置 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号氏名　（
００４）旭硝子株式会比 ４、代理人 自発補正 ６、補正により増加する発明の数　　　なし７、浦ｉＥ
ｆ汐Ｊ象 ８、ｈｉｉｌ：の内容 （１）明細書第４頁第１行「信号ラインＪを［ソース１
４号ラインＪに訂正する。 （２）明細書第１頁第１８行「金属膜が」を「金属膜は
」に訂正する。 （３）明細書第４頁第２０行［信号う・ｒンＪを［ソー
ス信号ライン」に訂正する。 （７Ｉ）第６図を別紙の如く訂正する。 以上 ７．５′

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）透明絶縁基板上に形成された複数の薄膜トランジ
   スター・スイッチング素子により駆動される液晶による
   画像表示装置において、半導体層へ入射する光を遮蔽す
   る不透明導電膜を具備することを特徴とする画像表示装
   置。
2. （２）薄膜トランジスターの構造において、半導体層の
   幅をゲート電極の幅よりも狭くすることによ多、ゲート
   電極方向から入射する光を遮蔽することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の画像表示装置。
3. （３）　　薄膜トランジスター上に配置された遮光膜は
   、基板の端へストライプ状に引き出され、引き出し電極
   として形成され、かつ、絶縁膜を介して、ゲート電極−
   ヒヘ配置された構造を有することを特徴とする特許請求
   の範囲　第１項又は第２項記載の画像表示装置。