有源矩阵型液晶显示装置制造方法及图纸

一种有源矩阵型液晶显示装置包括：具有形成矩阵形状的多个扫描电极和信号电极以及与各扫描电极和信号电极的交点相对应的多个具有增强型特性的半导体开关元件的第１基片；与第一基片相对设置的第２基片；以及在第１及第２基片间封入液晶组成物的液晶层；在由第１基片上的多个扫描电极和多个信号电极所包围的多个像素区域的各个上以梳形交替配置着与对应的半导体开关元件相连接的像素电极和与对应的扫描相连的对置电极。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及有源矩阵型液晶显示装置。采用以薄膜晶体管为代表的有源元件的有源矩阵型液晶显示装置，由于它厚度薄、重量轻的特征和与阴极射线管相媲美的高质量图像的优点，作为办公自动化设备等的显示终端正在开始广泛地普及应用。这种液晶显示装置的显示方式大致有以下两种。一种显示方式是借助透明电极所形成的两个基片夹住液晶、用加在透明电极上的电压使其工作，调制透过透明电极入射到液晶的光线进行显示，目前，正在普遍使用的产品全都是采用这种方式。另外一个显示方式是，通过在同一基片上形成的两个电极间的基片表面上大致并行的电场使液晶工作，调制来自两个电极的间隙的入射到液晶的光线进行显示，虽然还没有采用这一方式的产品，但它具有大视角、低负载量等的特征，因而对于有源矩阵型液晶显示装置是很有发展前景的技术。有关后一方式的特征被登载在专利申请公开平成5-505247号，专利公告昭和63-21907号上。但是，通过在基片表面大致并行的电场使液晶工作的显示方式存在以下问题。即由于将不透明电极构成梳形、可透射光线的开口面积小、显示画面暗淡，或者为解决这一问题需要使用耗电大的明亮的背光。因此，需要尽可能减少电极数目和连接电极的布线数量、扩大开口区域，即提高开口率。另外，若电位不同的其它电极接近控制液晶取向的两个电极时，就会使液晶取向变孔、产生取向差的区域。其结果，出现了减小有效开口区域、降低开口率的问题，因此必须减小取向差的区域、增大有效开口度。因为本专利技术是解决上述的课题的专利技术，所以本专利技术之目的在于，在采用了后一显示方式的有源矩阵型液晶显示装置中，提供高开口率的有源矩阵型液晶显示装置。本专利技术的其他目的在于，提供不产生取向差的区域的有源矩阵型液晶显示装置。根据本专利技术的有源矩阵型液晶显示装置，在基片上可形成多个扫描电极，在多个扫描电极上交叉成矩阵状的多个信号电极、对应于多个扫描电极和多个信号电极的各个交点所形成的多个半导体开关元件、分别连接多个开关元件的多个像素电极以及分别连接多个扫描电极的多个对置电极。每个多个像素电极和多个对置电极是配置在由多个扫描电极和多个信号电极所包围的各个区域内。在由各个多个开关元件所对应的像素电极上，以扫描电极上的非扫描电压为基准，实际上是外加正负对称的交流电压。半导体开关元件最好是具有增强型的特征的薄膜晶体管元件。为使液晶层的透光率为最大，就得使这样的薄膜晶体管元件的阈值VTH的绝对值超过加在这个液晶层的最大电压VON的绝对值，或者，为使上述液晶层的透光率达到最大和最小，若超过加在该液晶层的最大电压VON和最小电压VOFF之差的1/2就行。另外，根据本专利技术的有源矩阵型液晶显示装置的形态，形成半导体开关元件的基片具有为保护这些半导体开关元件的保护膜和在这个保护膜上对应于各个半导体开关元件所形成的背面电极。或者，形成多个半导体开关元件的基片具有在这些半导体开关元件下面通过介入绝缘膜所形成的背面电极。这个背面电极最好沿着扫描电极配置。根据本专利技术的有源矩阵型液晶显示装置的形态，多个半导体开关元件所形成的基片具有为保护这些半导体开关元件的保护膜，在该保护膜上面通过离子注入方式注入杂质。或者，形成多个半导体开关元件的基片在这些半导体开关元件下面具有绝缘膜，在该绝缘膜上面通过离子注入方式注入杂质。再者，根据本专利技术的有源矩阵型液晶显示装置的形态，在基片上具有半导体开关元件，该元件具有对应于被配置成矩阵形状的多个扫描电极和信号电极的交点所形成的多个增强型的特性，把连接到对应的半导体开关元件的象素电极和连接到对应的扫描线的对置电极以梳形方式交替地配置在由该基片上的多个扫描电极和多个信号电极围起来的多个象素区域中的每一个内。作为半导体开关元件最好是薄膜晶体管元件。根据薄膜晶体管元件的实施情况，半导体活性层被掺杂了受立或施主。或者，半导体活性层由非结晶硅薄膜组成。另外，根据薄膜晶体管元件的实施情况，栅极偏向源极或漏极。也可以在栅极上附加间隙。有源矩阵型液晶显示装置是通过这样的方式驱动的，即用加在液晶上的电压切换有源元件、对在分割、形成矩阵形状的像素电极上的电压进行充电并保持。在本专利技术中，首先第一，将对置电极接到扫描电极上。因此，就可以使扫描电极兼作对置电极布线的、从外部供给对置电极电压的作用可省略对置电极布线。其次第二，以扫描电压的非选择电压为基准将大致正负对称的交流电压加在像素电极上。这样就形成并使用作为能将交流电压外加在像素电极上的开关元件、具有增强型特性的晶体管。因此，对于在第二点中给像素电极充电的扫描电压的非选择电压能保持负极性电压。因此，就能够在像素电极上以扫描电压的非选择电压为基准将大致正负对称的交流电压进行充电并保持，给液晶外加交流电压。根据第1点，不要对置电极布线，就可以将其区域作为开口区域利用，就能大幅度提高开口率。但是，在以往的有源矩阵型液晶显示装置中，若使对置电极的电压(对置电压)与扫描电压的非选择电压一致，即使能直流驱动，由于下面所述的原因也不能进行交流驱动。这是因为液晶若以直流驱动，由于流经液晶层的稳定电流而使其恶化，从而明显地减少耐用时间。因此，根据第2点，即使将扫描电压的非选择电压作为对置电压使用(即使对置电压与非选择电压一致)，也能用交流电压驱动液晶，使耐用时间延长。此处，在本专利技术中，把扫描电压的非选择电压作为对置电压来使用能对液晶进行交流驱动的理由说明如下。作为用于以往有源矩阵型液晶显示装置有代表性的有源元件而使用的大部分晶体管元件具有在栅压为0V附近开始有漏电流流动的特性(参照图6中502曲线)，亦即，栅极阈值电压VTH接近0V。因此，如果将扫描电压的非选择电压作为对置电压使用时，对于对置电压(非选择电压)即使充电负极性电压也不能保持。原因是，因为扫描电压的非选择电压(VGL)比像素电压(VSL)处于更高的电位。(参照附图说明图10中的(c)(d))，即使在非选择期间，晶体管元件仍是为导通状态。因此，为对液晶进行交流驱动，必须另外设置对置电压，必须把对置电压设定得高于扫描电压的非选择电压。(在具有n型特性的情况下)。因此，如本专利技术那样，若使用具有栅极阈值电压VTH为足够大的增强型特性的晶体管，即使扫描电压的非选择电压在某种程度上比像素电压高，但由于晶体管处于非导通状态，也能在像素电极上保持负极性电压，故可对液晶进行交流驱动。由于以上原因，高开口率加上能用交流驱动液晶，因而能获得耐用时间长的有源矩阵型液晶显示装置。另外在第2点还有其他作用。若电位不同的其他电极接近控制液晶取向的两个电极，则液晶取向就会变乱，产生取向差的区域。根据第2点，对置电极和扫描电极的电位大部分期间保持一致，在对置电极和扫描电极之间的区域，因为对液晶没有外加不需要的电压，因而不产生取向差的区域。因此，不是减小有效开口率，而是提高了有效开口率。另外，根据这种情况，由于外加给信号电极和扫描电极间的区域的直流电压大幅度地下降，这期间的液晶的性能恶化也大为减少。根据上述原因，就可以获得不产生取向差的区域(范围)的有源矩阵型液晶显示装置，可提高有效开口率。本专利技术的这些以及其他目的、特点和优点将参照附图从下面详细说明中得到更清楚的理解。图1表示本专利技术实施例1的像素部分的剖面结构图(图2A-A’线)。图2表示实施例1的像素部分的平本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种有源矩阵型液晶显示装置，其特征在于：它具有一对至少有一块是透明的基片，以及在所述的一对基片间封入液晶组成物的液晶层；在所述的一对基片中的一块基片上，形成多个扫描电极、在所述的多个扫描电极上交叉成矩阵状的多个信号电极、对应于所述多 个扫描电极和多个信号电极的各个交点所形成的多个半导体开关元件、分别连接所述多个开关元件的多个像素电极以及分别与所述多个扫描电极相连的多个对置电极；所述的各个多个像素电极和多个对置电极配置在由所述多个扫描电极和多个信号线围成的各个区域内； 通过多个开关元件的每一个加到对应的象素电极的电压以上述扫描电极的非扫描电压为基准实质上正负对称的交流电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：太田益幸，安藤正彦，近藤克己，大江昌人，柳川和彦，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]