JPH09325367A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １画素内における電界の乱れを抑制し、また
開口率を高くした液晶表示装置を提供する。 【構成】 アクティブマトリクス型の液晶表示装置の画
素電極１０１の形状を６角形状とする。このすることに
より、画素電極１０１の外周部において生じる電界の不
均一性を抑制することができる。また、ソース線１０３
とゲイト線１０４とが上下に離間して平行に配置される
部分において、両配線間にシールド用の配線を配置す
る。こうすることにより、ソース線とゲイト線との間に
おけるクロストークの発生を抑制する。さらに、画素電
極１０１の縁１０２を配線と重なる位置に配置すること
により、配線をブラックマトリクスとして機能させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本明細書で開示する発明は、
アクティブマトリクス型の表示装置の構成に関する。特
にアクティブマトリクス型の表示装置の画素部分の構成
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来よりフラットパネルディスプレイと
して、液晶表示装置、ＥＬ素子を利用した表示装置、エ
レクトロクロミックス材料を用いた表示装置（例えば特
開昭５１−５９２９５号参照）が知られている。

【０００３】特にマトリクス状に配置された各画素に薄
膜トランジスタを配置したアクティブマトリクス型のも
の高速動作表示、微細表示を行う上で有用なことが知ら
れている。

【０００４】図６にアクティブマトリクス型の液晶表示
装置の１画素部分の拡大概略図を示す。図６に示す構成
において、５０１はソース線、５０２はゲイト線、５０
３は薄膜トランジスタの活性層、５０４は画素電極であ
る。

【０００５】図６に示すような構成においては、画素電
極の周辺部またはその近傍における液晶の応答性の低さ
を視覚的に遮るためにブラックマトリクス（ＢＭと略記
される）と呼ばれる遮光膜５０５が配置される。

【０００６】このブラックマトリクス（ＢＭ）は光学的
な絞りであり、所定の応答を行う液晶領域だけを光学変
調に利用し、他の領域を遮蔽するように機能する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図６に示すようなＢＭ
を配置した場合もやはり液晶の応答の不均一性が問題と
なる。この問題を抑制するには、ＢＭの開口部を小さく
し、画素の中心部だけをなるべく利用するようにすれば
よい。

【０００８】しかしこのようにすると、画素の開口率が
非常に低くなり、画面が暗くなってしまう。

【０００９】画面を明るくすることに対しては、高い要
求があり、極力開口率を高くすることが求められてい
る。

【００１０】本明細書で開示する発明は、１画素内にお
ける液晶の応答の不均一性を抑制し、また高い開口率を
得ることができる構成を提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本明細書で開示する発明
は、垂直配線と水平配線とで構成されたアクティブマト
リクス回路を有し、前記アクティブマトリクス回路には
６角形を有する画素電極が配置され、前記画素電極１辺
において前記垂直配線と水平配線とは上下に離間して平
行に配置され、前記上下に離間した垂直配線と水平配線
の間にシールド用の配線が配置されていることを特徴と
する。

【００１２】上記構成において、画素電極には薄膜トラ
ンジスタが配置されており、垂直配線には前記薄膜トラ
ンジスタのゲイトへの信号が供給され、水平配線には前
記薄膜トランジスタのソースへの信号が供給され、てい
ることを特徴とする。

【００１３】また、上記構成において、画素電極には薄
膜トランジスタが配置されており、垂直配線には前記薄
膜トランジスタのソースへの信号が供給され、水平配線
には前記薄膜トランジスタのゲイトへの信号が供給さ
れ、ていることを特徴とする。

【００１４】また上記構成において、垂直配線と水平配
線とは画素電極の外周部に重なって配置されており、該
領域において垂直配線と水平配線はブラックマトリクス
として機能することを特徴とする。

【００１５】また上記構成において、シールド用の配線
は画素電極と一部が重なるように配置されており、該重
なった領域がブラックマトリクスとして機能することを
特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】本明細書で開示する発明の実施形
態の一つは、図１に示されるように、垂直配線１０３
（この場合はソース線）と水平配線１０４（この場合は
ゲイト線）とで構成されたアクティブマトリクス回路を
有し、前記アクティブマトリクス回路には６角形を有す
る画素電極１０１が配置され、前記画素電極１辺におい
て前記垂直配線１０３と水平配線１０４とは上下に離間
して平行に配置され、前記上下に離間した垂直配線１０
３と水平配線１０４の間にシールド用の配線２０１が配
置されている（図４参照）ことを特徴とする。

【００１７】

【実施例】

〔実施例１〕図１に示すのは、１つの画素部分の上面概
略図である。図１において、１０１が画素電極であり、
その外周部（縁）が１０２で示されている。

【００１８】画素電極の周辺部の一部は、ソース線１０
３、１０５、さらにゲイト線１０４、１０６の一部が重
なるように配置されている。この画素電極と配線が重な
りあった領域では、配線の一部がブラックマトリクスと
して機能している。

【００１９】なお、図１において１０８は隣の画素に配
置された薄膜トランジスタの活性層であり、１０５はそ
の薄膜トランジスタに画像データ信号を供給するソース
線である。

【００２０】ソース線１０３とゲイト線１０４とは、６
角形状を有する画素電極の１辺において上下に離間して
配置された状態となっている。この部分においては、図
２の２０１で示されるような所定の電位に固定されたシ
ールド用の配線が両配線間に配置され、ソース線１０３
とゲイト線１０４との間でのクロストークの発生を抑制
している。

【００２１】図ではシールド線をソース線に沿って配置
する構成が示されている。しかし、ゲイト線に沿わせる
構成としてもよい。

【００２２】なお、図２における２０２は図１における
ゲイト線１０５に沿って配置された１本隣のシールド線
である。

【００２３】図３及び図４に図１に画素部分のＡ−Ａ’
で切った断面の作製工程を示す。この部分は、画素電極
１０１に接続された薄膜トランジスタの作製工程を示す
ものである。

【００２４】まずガラス基板（または石英基板）３０１
上に下地膜として図示しない酸化珪素膜を３０００Åの
厚さにスパッタ法によって成膜する。次に後に活性層を
構成するための出発膜となる非晶質珪素膜をプラスマＣ
ＶＤ法で成膜する。

【００２５】非晶質珪素膜の成膜方法は減圧熱ＣＶＤ法
でもってもよい。

【００２６】次にＫｒＦエキシマレーザー（波長２４８
ｎｍ）の照射を行うことにより、図示しない非晶質珪素
膜を結晶化させ、図示しない結晶性珪素膜を得る。そし
て、この結晶性珪素膜をパターニングすることにより、
３１〜３３で示される薄膜トランジスタの活性層を形成
する。（図３（Ａ））

【００２７】次にゲイト絶縁膜として機能する酸化珪素
膜３０３をプラズマＣＶＤ法でもって１０００Åの厚さ
に成膜する。

【００２８】さらにゲイト電極を構成するための図示し
ないアルミニウム膜を４０００Åの厚さにスパッタ法で
もって成膜する。

【００２９】このアルミニウム膜中にはスカンジウムを
0.18重量％含有させる。これは後の工程において、加熱
によりアルミニウムの異常成長が起こり、ヒロックやウ
ィスカーと呼ばれる針状あるいは刺状の突起物が形成さ
れてしまうことを抑制するためである。

【００３０】アルミニウム膜を成膜したら、それをパタ
ーニングし、ゲイト線１０４を形成する。図３におい
て、ゲイト線１０４の内のゲイト電極として機能する部
分の断面が示されている。

【００３１】ゲイト線１０４（ゲイト電極１０４といっ
てもよい）を形成したら、陽極酸化を行い、陽極酸化膜
３０４を１５００Åの厚さに成膜する。陽極酸化膜の代
わりに酸化性雰囲気中でのプラズマ処理により、プラズ
マ酸化膜を形成するのでもよい。

【００３２】こうして図３（Ａ）に示す状態を得る。図
３（Ａ）に示す状態を得た後、図３（Ｂ）に示すように
第１の層間絶縁膜３０６を成膜する。ここでは、層間絶
縁膜３０６としてプラズマＣＶＤ法で酸化珪素膜を５０
００Åの厚さに成膜する。なお、層間絶縁膜の材料とし
ては、窒化珪素膜や酸化珪素膜と窒化珪素膜との積層膜
を利用してもよい。

【００３３】次に第１の層間絶縁膜上に図２に示すよう
なパターンでもって２０１で示される配線パターンを形
成する。この配線パターン２０１は、ゲイト線１０４と
後に形成される上方のソース線とを電気的に分離するた
めのシールド線として機能する。この配線２０１は適当
な電位に固定することが好ましい。

【００３４】このようにして図３（Ｂ）に示す状態を得
る。次に樹脂膜でなる第２の層間絶縁膜３０９を成膜す
る。この樹脂膜はスピンコート法で５０００Åの厚さに
成膜する。こうして図３（Ｃ）に示す状態を得る。

【００３５】ここで樹脂膜を用いるのは、ゲイト線１０
４とその上方に形成されるソース線（図４（Ｂ）の１０
３）との間に形成される容量を小さくするためである。
樹脂材料は酸化珪素や窒化珪素に比較して低い比誘電率
を有しているので、容量を小さくするには有利となる。

【００３６】図３（Ｃ）に示す状態を得たら、ソース領
域３３へのコンタクトホール３１０を形成する。こうし
て図４（Ａ）に示す状態を得る。

【００３７】図４（Ａ）に示す状態を得たら、ソース配
線１０３を形成する。こうして図４（Ｂ）に示す状態を
得る。図４（Ｂ）には、ソース配線１０３の一部がソー
ス領域３３にコンタクトする断面が示されている。

【００３８】この状態において明らかなように、ゲイト
線１０４とソース線１０３とが上下に離間して平行に配
置されている部分においては、その間にシールド線２０
１が配置され、相互の干渉を防止する構成となってい
る。

【００３９】図１に示すような配線パターンを採用した
場合、ゲイト線とソース線とが、画素の縁の１辺におい
て、上下に離間した状態で平行に配置されてしまう構成
となう。

【００４０】このような構成においては、両配線間に形
成される容量を介しての信号の飛び移りが問題となる。

【００４１】しかし、図４（Ｂ）に示すような構成とす
ることにより、両配線間における信号の飛び移りを抑制
することができる。

【００４２】図４（Ｂ）に示す状態を得たら、第３の層
間絶縁膜３１２としてプラズマＣＶＤ法により酸化珪素
膜を２０００Åの厚さに成膜する。そして、画素電極１
０１を構成するためのＩＴＯ膜をスパッタ法で成膜し、
それをパターニングすることにより、画素電極１０１を
形成する。こうして図４（Ｃ）に示す状態を得る。

【００４３】最後に３５０℃の水素雰囲気中において加
熱処理を施すことにより、工程が完了する。なお、液晶
表示装置として構成するには、さらにラビング膜の形
成、ラビング工程、対向基板との張り合わせ、液晶の注
入、といった工程が必要とされる。

【００４４】本実施例においては、１つの画素の構成に
ついて説明した。実際には、図５に示すような状態で数
百×数百といったマトリクス状に画素が配置され、アク
ティブマトリクスが構成される。

【００４５】〔実施例２〕本実施例は、薄膜トランジス
タの構造としてボトムゲイト型のものを採用した場合の
例である。この場合、実施例１の場合に比較して、活性
層、ゲイト絶縁膜、ゲイト電極の位置関係が異なるもの
となる。しかし、第１の層間絶縁膜から上の構成は同じ
ものとなる。

【００４６】図８に図１のＡ−Ａ’で切った断面に対応
する薄膜トランジスタの概略断面図を示す。

【００４７】図８において、８０１がガラス基板（また
は石英基板）であり、８０２がゲイト線（ゲイト電極）
であり、８０３がゲイト絶縁膜であり、８０４が活性層
のドレイン領域であり、８０５が活性層のソース領域で
あり、８０６が第１の層間絶縁膜（酸化珪素膜）であ
り、８０７がシールド用の配線であり、８０８が第２の
層間絶縁膜（樹脂膜）であり、８０９がソース線であ
り、８１０が第３の層間絶縁膜であり、８１１が画素電
極（ＩＴＯ膜でなる）である。

【００４８】この構成において、ゲイト線８０２は図１
の１０４に対応し、シールド線８０７は図２の２０１に
対応し、ソース８０９は図１の１０３に対応し、画素電
極８１１は図１の１０１に対応する。

【００４９】〔実施例３〕本明細書に開示する発明は、
周辺駆動回路を一体化したアクティブマトリクス型の液
晶表示装置やアクティブマトリクス型のＥＬ表示装置に
利用することができる。これらの表示装置は、フラット
パネルディスプレイと総称されている。

【００５０】これらの表示装置は、以下に示すような用
途に利用することができる。図７（Ａ）に示すのは、デ
ジタルスチールカメラや電子カメラ、または動画を扱う
ことができるビデオムービーと称される装置である。

【００５１】この装置は、カメラ部２００２に配置され
たＣＣＤカメラ（または適当な撮影手段）で撮影した画
像を電子的に保存する機能を有している。そして撮影し
た画像を本体２００１に配置された表示装置２００３に
表示する機能を有している。装置の操作は、操作ボタン
２００４によって行われる。

【００５２】図１に示すような本明細書に開示する発明
の構成は、図７（Ａ）に示す表示装置２００３の画素の
構成に利用することができる。特に本明細書に開示する
発明は、高開口率を有しているので、高い輝度を得るこ
とができる。また高い輝度を有しているが故に所定の輝
度を得るための消費電力を小さくできる。従って、図７
（Ａ）に示すような携帯型の装置の場合に有用なものと
なる。

【００５３】図７（Ｂ）に示すのは、携帯型のパーソナ
ルコンピュータである。この装置は、本体２１０１に装
着された開閉可能なカバー（蓋）２１０２に表示装置２
１０４が備えられ、キーボード２１０３から各種情報を
入力したり、各種演算操作を行うことができる。

【００５４】この図７（Ｂ）に示す構成においても、そ
の表示装置部２１０４の画素の構成に図１に示すような
本明細書で開示する発明の構成を利用することができ
る。

【００５５】図７（Ｃ）に示すのは、カーナビゲーショ
ンシステムにフラットパネルディスプレイを利用した場
合の例である。カーナビゲーションシステムは、アンテ
ナ部２３０４と表示装置２３０２を備えた本体から構成
されている。

【００５６】ナビゲーションに必要とされる各種情報の
切り換えは、操作ボタン２３０３によって行われる。一
般には図示しないリモートコントロール装置によって操
作が行われる。

【００５７】カーナビゲーションシステムは直射日光の
下で利用されることもあるので、図１に示すような構成
を採用し、高い輝度を得ることは有用なものとなる。

【００５８】図７（Ｄ）に示すのは、投射型の液晶表示
装置の例である。図において、光源２４０２から発せら
れた光は、液晶表示装置２４０３によって光学変調さ
れ、画像となる。画像は、ミラー２４０４、２４０５で
反射されてスクリーン２４０６に映し出される。

【００５９】

【発明の効果】本明細書で開示する発明を利用すること
により、１画素内における液晶の応答の不均一性を抑制
し、また高い開口率を得ることができる。そして、高輝
度を有し、鮮明な表示を行うことができる表示装置を得
ることができる。

【００６０】本明細書で開示する発明は、液晶表示装置
以外にＥＬ素子を用いたフラットパネルディスプレイや
エレクトロクロミックス材料を用いたフラットパネルデ
ィスプレイに利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明における画素の構成を示す図。

【図２】 シールド線の配置パターンを示す図。

【図３】 薄膜トランジスタ部の作製工程を示す図。

【図４】 薄膜トランジスタ部の作製工程を示す図。

【図５】 マトリクス回路の構成を示す図。

【図６】 従来におけるアクティブマトリクス回路の画
素の状態を示す図。

【図７】 フラットパネルディスプレイを利用した装置
を示す図。

【図８】 ボトムゲイト型の薄膜トランジスタ部の作製
工程を示す図。

【符号の説明】

１０１ 画素電極 １０２ 画素電極の外周部（縁） １０３ ソース線 １０４ ゲイト線 １０５ ソース線 １０６ ゲイト線 １０７、１０８ 薄膜トランジスタの活性層 ２０１、２０２ シールド線 ３０８ コンタクト用の開口 ３０１ ガラス基板 ３０３ ゲイト絶縁膜 １０４ ゲイト線（ゲイト電極） ３０４ 陽極酸化膜 ３０６ 第１の層間絶縁膜（酸化珪素膜） ３０８ コンタクト用の開口 ３０９ 第２の層間絶縁膜（樹脂膜） ３１０ コンタクト用の開口 ３１２ 第３の層間絶縁膜（酸化珪素膜）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】垂直配線と水平配線とで構成されたアクテ
   ィブマトリクス回路を有し、 前記アクティブマトリクス回路には６角形を有する画素
   電極が配置され、 前記画素電極１辺において前記垂直配線と水平配線とは
   上下に離間して平行に配置され、 前記上下に離間した垂直配線と水平配線の間にシールド
   用の配線が配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】請求項１において、 画素電極には薄膜トランジスタが配置されており、 垂直配線には前記薄膜トランジスタのゲイトへの信号が
   供給され、 水平配線には前記薄膜トランジスタのソースへの信号が
   供給され、 ていることを特徴とする表示装置。
3. 【請求項３】請求項１において、 画素電極には薄膜トランジスタが配置されており、 垂直配線には前記薄膜トランジスタのソースへの信号が
   供給され、 水平配線には前記薄膜トランジスタのゲイトへの信号が
   供給され、 ていることを特徴とする表示装置。
4. 【請求項４】請求項１において、垂直配線と水平配線と
   は画素電極の外周部に重なって配置されており、該領域
   において垂直配線と水平配線はブラックマトリクスとし
   て機能することを特徴とする表示装置。
5. 【請求項５】請求項１において、シールド用の配線は画
   素電極と一部が重なるように配置されており、該重なっ
   た領域がブラックマトリクスとして機能することを特徴
   とする表示装置。