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JPS6370832A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

Info

Publication number
JPS6370832A
JPS6370832A JP61215418A JP21541886A JPS6370832A JP S6370832 A JPS6370832 A JP S6370832A JP 61215418 A JP61215418 A JP 61215418A JP 21541886 A JP21541886 A JP 21541886A JP S6370832 A JPS6370832 A JP S6370832A
Authority
JP
Japan
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pixel electrode
active matrix
matrix panel
liquid crystal
conductive film
Prior art date
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Granted
Application number
JP61215418A
Other languages
English (en)
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JPH0823640B2 (ja
Inventor
Yojiro Matsueda
洋二郎 松枝
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPS6370832A publication Critical patent/JPS6370832A/ja
Publication of JPH0823640B2 publication Critical patent/JPH0823640B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Power Engineering (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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はアクティブマトリクスパネルの構造に関する。
〔従来の技術〕
従来アクティブマ) +1クスパネルの構造は“日経エ
レクトロニクス 1984年9月10日号腐351P、
211〜2401に示されるようなものであつ几。
第2図はアクティブマトリクスパネルの画素部分の平面
図の例である。22けポリシリコンまたはアモルファス
シリコンの薄膜でTFTのチャネル部及びソース・ドレ
イン電極を形成している。
24けポリシリコンや金属からなる薄膜でTFTのゲ1
−ト電極及び走査線を形成している。26は画素Kl!
、27けデータ線である。
〔発明bz解決しようとする問題点〕
しかじ両速の従来技術では以下に述べるような問題点を
生じる。まず第1K、液晶に印加される電圧は液晶自身
の時定数に依存するため、温[/l’−変化すると液晶
の時定数が変化して表示状態も変化するという問題点で
ある。特に高温においては液晶の抵抗が小さくなり時定
数も短くなるためコントラスト比が減少する。第2の問
題点け、液晶は支流駆動する必要があるため通常はビデ
オ信号を交流反転して用いるが、この信号の極性の違い
によりTFTの書き込み及び保持の状態も異なるため、
液晶に印加される電圧b;非対称な改分を持ち、フリッ
カ−を生じるというものである。
本発明けこれらの問題を解決するものであり、その目的
とするところは、高温でもコントラスト比hi減少する
ことなく、かつフリッカ−の少ないアクティブマトリク
スパネルの構造を与えるところにある。
C問題点を解決する念めの手段〕 本発明のアクティブマトリクスパネルは、前段の走査線
の上部ま几は下部にTFTのチャネル部と同じ導電膜を
、ゲート絶縁膜を介して配置し、前記導電膜が画素電極
く接続されていろことを特徴とする。
〔作用〕
本発明の上記の構造によれば、液晶の容量と並列にゲー
ト絶縁膜の容量が付加されることとなり液晶の時定数h
;長くなるためコントラスト比が大きくなる。また、温
度が上昇して液晶の時定数が小さくなってもゲート絶縁
膜の容量は変化しないため、コントラスト比の減少を抑
えることができる。さらにビデオ信号の極性の違いによ
り生ずるTlPTの書き込み及び保持における非対称な
動作の影響を受けに〈〈なりフリッカ−が減少する。
〔・実施例1〕 第1回顧は本発明の一実施倒を示すアクティブマド、リ
クスパネルの平面図であり、同図(b)及び(C)はそ
れぞれ同図6)のA−B及び(!−,D&でおける断面
図である。この図を用いて製造工aK従い説明する。ま
ず絶縁基板1上にポリシリコンま几はアモルファスシリ
コンの薄膜2をデポジットし図のようにパターニングす
る。この薄膜は’rlFTのチャネル部及びソース・ド
レイン電極、そして容量を作り込む几めの電極となる0
次にゲート絶縁膜3を形成し、その上にゲート電量も兼
ねる走査線4を形成する。その材料としてはポリシリコ
ンT?Tの場合にはポリシリコンや高融点金属が、アモ
ルファスシリコンTIFTの場合には通常の金属や透明
導電寝等bt用いられている。この上に層間絶縁嘆5を
デポジットし、コンタクトホールな開口し1画素電極6
及びデータ線7を形成し友ものがアクティブマトリクス
基板である。この基板と数μmの空間を介して、共通電
榎を有するもう一つの基板を対向させ、この空間に液晶
を封入し次ものbzアクティブマトリクスパネルマある
第3図は、N型のMO8千ヤパシタのゲート電圧依存性
を示し次ものである。ゲート電圧7Gがしきい値電圧v
thを超えると容量は増大しQ6となりしtい値電圧以
下では重なり容量a gso  の入となる。従ってv
O>vthの領埴でMO8容量を使うことが望ましいが
1本実施例にシいては第1図(6)の前段の走査線4の
下に作り込んだMOEi容量けTFlと同じ導電型であ
り1例えばN型の場合にはTFTが0FIP している
通常の状態でけla<VthであるためKOgllOの
入の容量となる。しかし、ゲート膜の厚さは液晶の封入
される空間に対して十分薄いため、単位直積あ几りの容
量bt大きくなり第1図b)K示すようなパターンの重
なり容量a gs。
の入でも1画素電9@6によって駆動される液晶の容量
の30〜50%糧度の容量となる。このMOB容量は液
晶の容量と並列に付加されるため、見かけ上液晶の時定
数が増大し、表示性能が大巾に向上する。これを第4図
を用いて説明する。この図はアクティブマトリクスパネ
ルの各部の電位を示す図であり、横軸に時刻、縦軸に電
位をとっである。周知のように、NTBCのビデオ信号
はインターレースされた2つのフィールド、すなわち奇
数フィールドと偶数フィールドによって17し−ムが構
成され1つの8面が完成される。液晶は交流駆動しなく
てはならない几め、データ線の信号は42のよ5に交流
反転させ几ものを用いる。
41け走査線の信号であり、NチャネルのTFTで駆動
する場合にはこのようなパルスが必要となる。44及び
45けそれぞれ従来例と本発明の実施例における画素電
極の電経であり、43け共通電極の電位である。この共
通電極と画素電極の間の電位差が液晶に印加される電圧
である。時刻t。
fJvららまでを奇数フィールド%t、からt6までを
偶数フィールドとすると、まず奇数フィール、ドにおい
て時刻t、においてT F T hZ ON L、画素
電極にデータ線の信号が書き込まれ1時刻t8において
TFTが0IFFするとある時定数で画素電極電位は共
通電極電位に向かって放電する。同様に偶数フィールド
においても1時刻t4においてTF’J’がONし1画
素電極にデータ線の信号b−書き込まれ、゛時刻t、に
おいてTIFTがOFFすると画素電極電位は共通電極
電位に向かって放電していく。斜線で示し1部分は本実
施において液晶に印加されろ電圧であり、従来例に比べ
て時定数が長くなう次ことにより、より大ぎな電圧を印
加することができることがわかる。この究めコントラス
ト比が増大する。まft1M0B容景とTFTのドレイ
ン電極との間の配線部は第1回顧のようにデータ線と画
素電極の間に配置することにより、このす針量からもれ
る光を遮断する働きもあるtめ、コントラスト比を増大
させるとともに1画像のきれがよくなる。さらに、温度
の変化に対して液晶の時定数が多少変動しても、付加し
7tMOE+容量は変化しないため第3図の斜線部の面
積はあまり変動しない。
すなわち、広い温度範囲で再現性のよい表示画面を得る
ことができる。その上、フリヴカーも従来例に対して3
〜5d′B下がることが出願人の実験で確かめられ比。
これけ奇数フィールドと偶数フィールドでのTIPTの
書き退入及び保持における非対称な動作の影響をうけに
くくなる次めである。
〔実施例2〕 第5図b)は本発明の第2の実施例におけるアクティブ
マトリクスパネルの平面図であり、同図φ)及び(6)
はそれぞれ同図ヒ)のに−B及びO−Dにおける断面図
である。このアクティブマトリクスパネルは第1の実施
例と全く同じ工場を月いて製造することができる。61
〜67けそれぞれ第1図の1〜7に対応してかり、61
は絶縁基板、62けポリシリコンマ九はアモルファスシ
リコンの薄膜、63けゲート絶縁膜、64け走査線、6
5は眉間絶縁膜、66け画素電極、67けデータ線であ
る。透過型の場合は、66の画素電極には透明導電膜を
用い、67のデータ線には画素電事と同じ透明導電膜ま
念は金属の薄膜を用いる。
本実施例においては第1の実施例と同じく、前段の走査
線64の下にTIFTと同じ導電型のMO8容量を作り
込んであるため、T F T hs 0FIP してい
る通常の状態では重なり容量のみhz有効である。
しかし1本実施例にきいては、走査線64が図4− r
a>のようにデータ線と平行につき出た形状となってお
り、この部分にもMO8容量を作り込むことb;できる
次め、第1の実施例の約2倍の容量を付加することがで
きる。したがってより広い温度範囲で、よりコントラス
ト比が大きくフリッカ−の少ない高品質な表示画面を得
ることf)iで鎗る。
しかも1図4−μ)のように画素電極とデータ線のすき
間を覆うようKMO8容量を作り込むことにより、この
すき間からもれる光を遮断することができ1.″:Iン
トラスト比の増大に寄与する。
〔実施例3〕 第6図Ca)は本発明の第3の実施例Kかける7クテイ
プマトリクスパネルの平面図であり、同図の)及び(c
)はそれぞれ同図上)のA−B及びO−Dにおける断面
図である。本実施例は第1および第2の実施例と異なり
、TIF’E’と異なる導電シのMO8容量を作り込む
。例えば、0M0a型のドライバーを内置し几アク≠イ
ブマトリクスパネルなどには有効である。
第5図を用いて本実施例のアクティブマトリクスパネル
の構造を説明する。まず絶縁基板81上にポリシリコン
またはアモルファスシリコン薄膜82及び88をデポジ
ットし図のようにパタ゛−二ングする。82けTFTの
チャネル部及びソースドレイン電極となり、88はMO
日容量を作り込む念めの電極となる。次にゲート絶縁膜
83を形成し、その上にゲート電極を兼ねる走査線84
を形成する。その後選択的にイオン注入を行ない、82
をNチャネルT’FTとし、88をPチャネルのMO8
#ヤパシタとする。以後の工程は実施例1と同じで、8
5け眉間絶縁膜、86け画素電監87けデータ線である
本実施例において#−1tT’FTとMotif容量の
導電m ht aなりている。PチャネルのMOBJ?
+パシタのゲート電圧依存性は第3図のNチャネルの場
合と対称で、yo (V tんでCo 、 Wa ) 
V tんでa gso  となる。従りてTFTのOF
Fする通常の状態では、vo<VtPL−t’あるから
、電極88と走査@84の重なっ比面積がすべて容量の
電極として働き、°本来のMO日容fcoが付加される
ことになる。この容1の犬弾さけ、画素電極86によっ
て駆動される液晶の容量の100〜200チ程度となり
、第1や第2の実施例に比べてけるかに大きい。従りて
その効果も大きくなる。ま九、前段の走査線が選択され
る期間は、MO日容量はOFF して重なり容量0g5
oの入となる友め、走査線の波形をなまらせることもな
く、容量を付加したことくよって駆動状態は変化しない
〔発明の効果〕
以上述べ比ようK、本発明によるアクティブマトリクス
パネルは工程を増やすことなく、画素に容量を作り込む
ことができる。容量を付加することkより、コントラス
ト比が増大し、フリッカ−は減少し、広い温習範囲で再
現性のよい画面を得ることができる。ま几、データ線と
画素電極の容置結合によるクロストークや1画面内での
絵素のバッツ千をおさえる効果もあり、総合的に画質は
向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図(α)け7クテイプマトリクスパネルの構造を示
す平面図、第1図の)、(c)はそのか方図。 第2図は従来の7クテイプマトリクスパネルの構造を示
す平面図。 第3図はNチャネルのMO8容量のゲート電圧依存性を
示す図。 第4図は7クテイプマトリクスパネルの各部の電位を示
す図。 第5 図b)、第6図社)はアクティブマトリクスパネ
ルの構造を示す平百図、第5図(6)、 (c)、第6
図のL(c)はその断面図。 2.62.82・・・・・・・・ポリシリコーンまたは
アモルファスシリコン薄膜 3.63.85・・・・・・・・ゲート絶縁膜4.64
.84・・・・・・・・走査線取  上 出頓人 セイコーエプソン株式会社 (b) 第1図 茅2図 ツ―卜を五− 第3図 第4図 (a)(す (b) 第5図 (び) (c) dノ 第6図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁基板上に設けられた、走査線群、データ線群
    、及び前記走査線とデータ線の支点に設けられた薄膜ト
    ランジスタ(以下、TFTと略記)アレイによって画素
    電極を駆動し、前記画素電極と対向電極との間の電界で
    液晶を駆動して成るアクティブマトリクスパネルにおい
    て、前記画素電極の前段の走査線の上部または下部にT
    FTのチャネル部と同じ導電膜をゲート絶縁膜を介して
    配置し、前記導電膜が前記画素電極に接続されていろこ
    とを特徴とするアクティブマトリクスパネル。
  2. (2)前記導電膜の導電型が前記TFTと同じであるこ
    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
    マトリクスパネル。
  3. (3)前記データ線と前記画素電極の間のすき間の一部
    を前記導電膜または走査線の一部を用いて覆うような配
    置としたことを特徴とする特許請求の範囲第2項記載の
    アクティブマトリクスパネル。
  4. (4)前記導電膜の導電型が前記TFTと異なることを
    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
    リクスパネル。
JP61215418A 1986-09-12 1986-09-12 液晶表示装置 Expired - Lifetime JPH0823640B2 (ja)

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