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JPS63292114A - アクティブマトリックス型液晶表示装置 - Google Patents

アクティブマトリックス型液晶表示装置

Info

Publication number
JPS63292114A
JPS63292114A JP62127598A JP12759887A JPS63292114A JP S63292114 A JPS63292114 A JP S63292114A JP 62127598 A JP62127598 A JP 62127598A JP 12759887 A JP12759887 A JP 12759887A JP S63292114 A JPS63292114 A JP S63292114A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
substrate
liquid crystal
display pixel
display picture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP62127598A
Other languages
English (en)
Inventor
Shu Hiramatsu
周 平松
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.)
Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electronic Device Engineering Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP62127598A priority Critical patent/JPS63292114A/ja
Publication of JPS63292114A publication Critical patent/JPS63292114A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/1368Active matrix addressed cells in which the switching element is a three-electrode device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は、vii!lトランジスタ(以下、TPT)を
アクティブ素子として用いたアクティブマトリックス型
液晶表示装置に間する。
(従来の技術) 近年、液晶表示装置として、テレビ表示やグラフィック
ディスプレイ等を指向した大容量・高密度のアクティブ
マトリックス型液晶表示装置の開発、実用化が盛んであ
る。このような液晶表示装置では、クロストークのない
高いコントラストの表示が行えるように、各画素の駆動
、制御を行う手段としてアクティブ素子が用いられてい
る。
このアクティブ素子としては、単結晶Sl基板上に形成
されたMOSFETが用いられていたが、近年では、透
過型表示が可能であり、大面積化も容易である等の理由
から透明絶縁基板上にTPT、を形成したものが用いら
れている。
第7図は、このようなTPTのアレイを備えたアクディ
プマトリックス型液晶表示装置の構造を示す断面図で、
ガラスあるいはプラスチックからなる第1の基板1上に
は、ゲート線と一体のゲート電極2が形成され、これを
覆うように絶縁j!13が形成されている。そしてこの
絶縁!f13上の所定の位置には例えば水素化アモルフ
ァスシリコン等からなる半導体!4が形成され、この半
導体R4を挟むように信号線と一体のドレイン電極5や
、例えばI To (Indiun Tin 0xid
e)からなる表示画素電極6、該表示画素電極6と一体
のソース電極7が形成されている。また、この表示画素
電極6を除いた半導体Jl!4とドレイン電極5および
ソース電極7上には、例えばシリコン′窒化膜等の無機
保護膜8が形成されており、この無機保護膜8上には例
えばポリイミド等の有機保護膜9が形成されている。そ
して有機保護WA9上に光遮蔽電極10、有機保護1!
[11および液晶配向膜12が順次形成されている。
一方、第1の基板1と対向配置したガラスあるいはプラ
スチックからなる第2の基板13の内面には、カラーフ
ィルタ14、透明対向電極15および液晶配向膜16が
順に形成されている。
この第2の基板13と第1の基板1とは10μm程度の
間隔を保持して周囲部を封着されており、その間隙に液
晶17が封入されている。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、上述した従来の液晶表示装置では、T F 
1’が存在するため、表示画素1N!6の面積を大きく
するには限界があり、高透過率、高コントラスト比を得
ることが非常に困難であるという問題を有していた。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたも
ので、高透過率、高コントラスト比が得られ、しかもフ
リッカ−がないように表示画素電極の高性能化を図った
アクティブマトリックス型′液晶表示装置を提供するこ
とを目的とする。
[発明の構成コ (問題点を解決するための羊膜) 本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装置は、表
示画素電極と薄膜半導体素子を一組とする各画素の駆動
回路を主面上に格子状に配列形成するとともに、縦横に
配線され各、薄膜半導体素子を行と列単位に夫々接続す
るゲート電極およびソース電極あるいはドレイン電極と
を形成した第1の基板と、この第1の基板と対向配置さ
れ主面上に透明対向電極が形成された第2の基板と、上
記第1の基板と第2の基板間に挟持された液晶とを備え
たアクティブマトリックス型液晶表示装置において、上
記第1の基板に形成された表示画素電極上にこれに接続
される第2の表示画素電極を形成したことを特徴とする
ものである。
(作 用) 本発明は、絶縁基板上に設けられたゲート電極に対向し
て、ドレインおよびソース電極間に半導体層を有する薄
膜トランジスタと表示画素電極がマトリックス状に配列
形成された第1の基板に、信号線とゲート電極に重なり
合うように、第2表示画素電極を形成することにより、
表示画素面積を大幅に拡大でき、高透過率を得ることが
できる。
また光透過領域で未応答部分が存在しないために、高コ
ントラスト比を得ることができる。
さらに第1の基板と第2表示画素電極の間隙に、第2表
示画素電極と重なり合うように光遮蔽電極を形成するこ
とにより、寄生容量を実質的に小さくすることができ、
フリッカ−をなくすことができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例ついて図を参照にして説明する
第1図は実施例のアクティブマトリックス型液晶表示装
置の等価回路を示しており、複数のゲー)11YJ (
J=1,2,3. ・・−n>と信号線X1(i=1.
2.3.・・・m)の各交点位置に、薄膜トランジスタ
21が形成されている6図中の22は、各薄膜トランジ
スタ21のソースに接続された表示画素電極であり、こ
の表示画素電極22と透明対向電極23との間に液晶2
4が挟持されている。
第2図は、実施例のさらに詳細構造を示した図である。
なおりラーフィルタおよびカラーフィルタ上の透明対向
電極を有する第2の基板および液晶については図示を省
略した。
即ち、ガラスあるいはプラスチックからなる第2の基板
31上には、ゲート電極32が形成されおり、このゲー
ト電極32上には例えばシリコン窒化膜等の絶縁層33
が堆積形成され、さらに例えば水素化アモルファスシリ
コン等が堆積形成されて半導体層34が形成されている
この半導体屑34に、高濃度不純物添加層例えばリンあ
るいはヒ素を不純物として添加したa −3iからなる
n” 135が形成され、エツチングによってソース電
極側とドレイン電極側で分離され、Nチャンネル形トラ
ンジスタが形成される。
この半導体R34、n中層35を含む絶縁層33上には
、例えばITO36およびモリブデン37が順に堆積形
成されており、これらを所定の形状にエツチングして表
示画素電極38が形成されている。そして、表示画素電
極38、半導体R34を含む絶縁R33上には、例えば
アルミニウムを堆積し、さらにエツチングして上記半導
体層34を挟んで信号線YJと一体のドレイン電!@3
9および表示画素電極38と一体のソース電極4゜が形
成されている。
さらに、ドレイン電tf439および表示画素電極38
およびソース電極40上には、例えばシリコン窒化膜等
の無機保護膜41およびポリイミド等の有機保護膜42
が順に堆積形成されている0表示画素電極38上の無機
保護膜41はエツチングにより除去されている。
また、有機保護141上には、光遮蔽電極43が半導体
屑34およびn中層35に対向して形成されており、さ
らに有機保護膜42および光遮蔽電極43上に有機保護
膜44が形成され、この有機保護膜44および表示画素
電極38上に第2表示画素電極45が形成され、この第
2表示画素電極45上および有機保護膜44上には液晶
配向膜46が形成されている。
このように液晶配向膜46が形成された第1の基板31
には、図示を省略した透明対向電極の形成された第2の
基板が所定の間隙を保持して周囲部を封着して対向配置
されており、その間隙部に液晶・47が封入されている
このように構成されたアクティブマトリックス型液晶表
示装置においては、第3図および第4図に示すように、
第2表示画素電極45と光遮蔽電極43が重なり合うよ
うに形成する。
さて、このアクティブマトリックス型液晶表示装置にお
ける駆動動作について第5図および第6図を参照にして
説明する。
第5図(a)はゲートパルスのタイミング波形を、第5
図(b)は信号パルスタイミング波形を、第5図(c)
は光遮蔽電極波形を、第5図(d)は透明対向電極波形
を示している。
そしてゲート電圧のオン時間(t =63.5μsec
 >に信号電圧が書込まれるが、ゲート電極と表示画素
電極38との間に寄生容量が存在するためにゲート電圧
のオフ後、表示画素電極38の電位は変化する。これが
第6図に示したΔv1である。また任意の信号電圧に対
して、それに対応する液晶47のキャパシタンスが異な
るために、表示画素電極38の電位変化は信号電圧によ
って異なっていた。
その結果、従来例では第6図(C)、第6図(d)、(
Δ■1≠ΔV2)に示す通り、任意の信号電圧に対して
正サイクル、負サイクルにおける表示画素電位のセンタ
ー値は、一定の電圧に定まらなかった。
これに対し、本例における正サイクル、負サイクルの表
示画素電位は第6図(a>および(b)に示されるよう
に、表示画素電極38の電位変化が小さくなり、(Δv
1ΦΔVl)表示画素電位のセンター値は一定の電位に
定まる。そのためフリッカ−を完全になくすことができ
る。
[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
液晶表示装置によれば、従来装置に比べ開口率が大きく
なるため、高透過率となり、また光遮蔽電極と第2表示
画素電極を重なり合せることで、高コントラスト比、フ
リッカ−のない画面とすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による一実施例のアクティブマトリッ
クス型液晶表示装置の等価回路を示す図、第2図は実施
例の構造を示す部分断面図、第3国は実施例における第
1画素電極および第2表示画素電極を示す構成図、第4
図は実施例の部分断面図、第5図は実施例におけるゲー
ト電圧パルス波形、信号電圧はパルス波形、光遮蔽電圧
波形対向電極電圧波形図、第6図は従来の表示画素電位
と実施例の構造による表示画素電位を示す図、第7図は
従来のアクティブマトリックス型液晶表示装置を示す断
面図である。 21・・・・・・・・・薄膜トランジスタ22・・・・
・・・・・表示画素電極 23・・・・・・・・・透明対向電極 24・・・・・・・・・液晶 31・・・・・・・・・第1の基板 32・・・・・・・・・ゲート電極 33・・・・・・・・・絶縁層 34・・・・・・・・・半導体層 35・・・・・・・・・n中層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表示画素電極と薄膜半導体素子を一組とする各画
    素の駆動回路を主面上に格子状に配列形成するとともに
    、縦横に配線され各薄膜半導体素子を行と列単位に夫々
    接続するゲート電極およびソース電極あるいはドレイン
    電極とを形成した第1の基板と、前記第1の基板と対向
    配置され主面上に透明対向電極が形成された第2の基板
    と、上記第1の基板と第2の基板間に挟持された液晶と
    を備えたアクティブマトリックス型液晶表示装置におい
    て、 前記第1の基板に形成された表示画素電極上にこれに接
    続される第2の表示画素電極を形成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装置。
  2. (2)第2の表示画素電極は、半導体層と対応して配置
    された光遮蔽電極上の少なくとも一部を覆うように形成
    されていることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    のアクティブマトリックス型液晶表示装置。
JP62127598A 1987-05-25 1987-05-25 アクティブマトリックス型液晶表示装置 Pending JPS63292114A (ja)

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