JP2006350162A - Reflection type liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像を表示する反射型液晶表示装置に係り、特に信号線からのクロストークや基板に形成されたMOSトランジスタに読み出し光の一部が画像表示特性に悪影響を及ぼす問題を解消させるための改良に関する。 The present invention relates to a reflective liquid crystal display device for displaying an image, and in particular, to solve the problem that a part of readout light adversely affects image display characteristics in crosstalk from signal lines and a MOS transistor formed on a substrate. Regarding improvements.
屋外公衆用や管制業務用のディスプレイまたハイビジョン等の高精細映像の表示用ディスプレイ等のように映像を大画面に表示するための投射型表示装置の要望が高まっている。投射型表示装置には、液晶を用いた透過型画像表示装置と反射型画像表示装置がある。反射型画像表示装置は、反射電極層の下にトランジスタや配線を形成できるため、開口率を低下させることなく画素数を増大させることができるので、透過型画像表示装置よりも高輝度、高解像度が画像表示を行うことができる。
この反射型液晶表示装置は、特許文献1に記載されている。
There is a growing demand for projection display devices for displaying images on a large screen, such as displays for outdoor public use and control operations, and displays for displaying high-definition images such as high-definition images. Projection type display devices include a transmission type image display device using liquid crystal and a reflection type image display device. Since the reflective image display device can form transistors and wirings under the reflective electrode layer, the number of pixels can be increased without lowering the aperture ratio. Therefore, the reflective image display device has higher brightness and higher resolution than the transmissive image display device. Can display images.
This reflection type liquid crystal display device is described in
特許文献1に記載されている反射型液晶表示装置について、図6乃至図9を用いて説明する。
図6は、従来の反射型液晶表示装置を示す斜視図である。
図7は、従来の反射型液晶表示装置の1画素単位を示し、反射画素電極側から基板を見た平面図である。図8は、図7のMM断面図、図9は、図7のNN断面図である。
A reflective liquid crystal display device described in
FIG. 6 is a perspective view showing a conventional reflective liquid crystal display device.
FIG. 7 is a plan view showing a pixel unit of a conventional reflective liquid crystal display device as seen from the reflective pixel electrode side. 8 is a cross-sectional view taken along line MM in FIG. 7, and FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line NN in FIG.
図6乃至図9に示すように、従来の反射型液晶表示装置22は、Si基板2上に複数の信号線10と、この複数の信号線10に直交する方向に複数の走査線12が形成され、複数の信号線10と走査線12との交差部に反射画素電極6、MOSトランジスタ3及び補助容量部4がマトリクス状に形成されている。そして、補助容量部4には保持容量共通電極23が接続され、保持容量共通電極23には、第1外部接続線が接続されている。
更に、Si基板2に対向する面側のガラス基板21には共通電極20が形成されている。そして、共通電極20とSi基板2との間の間隙に液晶19が封入されている。共通電極20には、第2外部接続線が接続されている。
As shown in FIGS. 6 to 9, in the conventional reflective liquid
Further, a
更に、従来の反射型液晶表示装置22の1画素は以下の構成を有している。
図7乃至図9に示すように、Si基板2上には、MOSトランジスタ3と補助容量部4が形成され、これらの上には、絶縁層5、複数の反射画素電極6が順次積層されている。
Further, one pixel of the conventional reflective liquid
As shown in FIGS. 7 to 9, a
絶縁層5中には、MOSトランジスタ3のソース領域3Aが反射画素電極6に接続された第1接続線8及び複数の反射画素電極6間から侵入する読み出し光がゲート領域に到達しないように、ソース領域3Aからゲート電極3Bまでを覆うソース金属配線9が形成され、一方向に形成された信号線10とドレイン領域3Cとを接続するドレイン金属配線11が形成されている。7は、酸化分離層である。
In the
更に、補助容量部4の容量個別電極4Aには、ソース領域3Aと接続する第2接続線13が形成されている。ここで、補助容量部4は、容量個別電極4Aと、Si基板2と、容量個別電極4AとSi基板2との間に狭持された絶縁層5と、により形成されている。更にまた、MOSトランジスタ3のソース領域3A及び補助容量部4の容量個別電極4Aの外側には、信号線10に並行した容量共通配線14が形成されている。容量共通配線14は、補助容量部4の保持容量共通電極23を一纏めにした配線であると共に、p型ウェル2Aの電位を外部から供給するものである。
Furthermore, a
次に、動作について説明する。
外部より画像信号を信号線10を介してMOSトランジスタ3のドレイン領域3Cに供給した状態で、走査線12に走査信号をMOSトランジスタ3のゲート電極3Bに供給することにより、MOSトランジスタ3をオンさせて、反射画素電極6、補助容量部4及び液晶19に印加する。共通電極20と各画素の反射画素電極6との間の電位差が書き込まれた画像信号に対して変化させ、読み出し光を画素単位で変調した反射光で画面に画像表示させることができる。
With the image signal supplied from the outside to the
ところが、反射型画素電極6と信号線10との間には、浮遊容量Cdeが、ソース金属配線9と信号線との間には、浮遊容量Cdsが、信号線10と補助容量部4の容量個別電極4Aとの間には、浮遊容量Cdcが発生し、これらの浮遊容量は、信号線10の電位変動を反射画素電極6に伝達させる。このため、クロストークが発生するといった問題を生じていた。
例えば、白地に黒の矩形パターンを表示する場合、図10に示すように矩形パターンの上下にクロストークによる類似パターンが発生する。
However, the floating capacitance Cde is between the
For example, when a black rectangular pattern is displayed on a white background, a similar pattern due to crosstalk occurs above and below the rectangular pattern as shown in FIG.
例えば、図11に示すように、信号線10とソース金属配線9との間の間隔を広げて、浮遊容量Cdsによるクロストークを抑えようとした場合には、ソース金属配線9がゲート電極3B上を覆えなくなり、読み出し光がゲート領域に侵入してしまうため、Si基板2内での光キャリア発生によるちらつき、輝度、コントラストの低下といった問題を生じてしまう。
For example, as shown in FIG. 11, when the interval between the
これを解決する対策として、信号線10とソース金属配線9との間にシールド用の金属配線を設けることが考えられる。しかし、高解像度及び高精細な画像を得るために反射画素電極6が密に形成されるため、シールド用の金属配線を設けるスペースを得ることができない。
As a countermeasure to solve this, it is conceivable to provide a shield metal wiring between the
そこで、本発明は、前述の課題に鑑みて提案されるものであって、遮光性を保持しつつ、浮遊容量の発生によるクロストークを防止できる反射型液晶表示装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a reflective liquid crystal display device that can prevent crosstalk due to generation of stray capacitance while maintaining light shielding properties. .
本発明の第1の発明は、半導体基板表面には複数のMOSトランジスタ及び補助容量部がマトリクス状に形成され、前記MOSトランジスタ及び前記補助容量部上に反射画素電極と、液晶と、透明電極を有する透明基板と、が順次積層され、かつ信号線と走査線が互いに直交し、前記信号線に並行になるように、前記複数の補助容量部の一方の電極となる前記半導体基板に接続された容量共通配線が配置され、前記MOSトランジスタのドレイン領域に接続されたドレイン金属配線が前記信号線に、ソース領域に接続された接続線が前記補助容量部の個別容量電極及び前記反射画素電極に、ゲート電極が前記走査線に接続され、前記反射画素電極と前記MOSトランジスタ及び前記補助容量部との間にあって、前記ソース領域全体を覆いかつ前記前記ゲート電極の一部を覆うソース金属配線を備えた反射型液晶表示装置において、前記ドレイン金属配線と前記ゲート電極との間の距離をXd、前記接続線と前記ゲート電極との間の距離をXsとするとき、Xd>Xsであり、かつ前記容量個別電極、前記ゲート電極及び前記ソース領域を取り囲み、かつ前記容量共通配線に接続するシールド用金属配線が形成されていることを特徴とする反射型液晶表示装置を提供する。
第2の発明は、前記反射型画素電極の下部にあって、かつ前記信号線、前記ソース配線層及び前記ゲート電極上部には、前記シールド用金属配線と異なる他のシールド用金属配線が形成されていることを特徴とする請求項1記載の反射型液晶表示装置を提供する。
According to a first aspect of the present invention, a plurality of MOS transistors and an auxiliary capacitance portion are formed in a matrix on the surface of a semiconductor substrate, and a reflective pixel electrode, a liquid crystal, and a transparent electrode are provided on the MOS transistor and the auxiliary capacitance portion. And a transparent substrate having a plurality of auxiliary capacitance portions connected to the semiconductor substrate so that the signal lines and the scanning lines are orthogonal to each other and parallel to the signal lines. Capacitor common wiring is arranged, drain metal wiring connected to the drain region of the MOS transistor is connected to the signal line, connection line connected to the source region is connected to the individual capacitor electrode and the reflective pixel electrode of the auxiliary capacitor part, A gate electrode connected to the scanning line, between the reflective pixel electrode and the MOS transistor and the auxiliary capacitance unit, covering the entire source region; In the reflective liquid crystal display device having a source metal line covering a part of the gate electrode, the distance between the drain metal line and the gate electrode is Xd, and the distance between the connection line and the gate electrode Xd> Xs, and a shield metal wiring is formed surrounding the capacitor individual electrode, the gate electrode, and the source region and connected to the capacitor common wiring. A reflective liquid crystal display device is provided.
According to a second aspect of the present invention, another shielding metal wiring different from the shielding metal wiring is formed below the reflective pixel electrode and above the signal line, the source wiring layer, and the gate electrode. A reflective liquid crystal display device according to
本発明によれば、前記ドレイン金属配線と前記ゲート電極との間の距離をXd、前記接続線と前記ゲート電極との間の距離をXsとするとき、Xd>Xsであり、かつ前記容量個別電極、前記ゲート電極及び前記ソース領域を取り囲み、かつ前記容量共通配線に接続するシールド用金属配線が形成されているので、遮光性を保持しつつ、浮遊容量の発生によるクロストークを防止できる。 According to the present invention, when the distance between the drain metal wiring and the gate electrode is Xd, and the distance between the connection line and the gate electrode is Xs, Xd> Xs and the capacitance individual Since the shielding metal wiring that surrounds the electrode, the gate electrode, and the source region and is connected to the capacitor common wiring is formed, crosstalk due to generation of stray capacitance can be prevented while maintaining light shielding properties.
以下、本発明に係る反射型液晶表示装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施の形態における1画素単位を示し、(A)は反射画素電極側から基板を見た平面図、(B)は(A)のMM断面図、(C)は(A)のNN断面図である。
図2は、本発明の実施の形態の第1変形例を示す平面図である。図3は、本発明の実施の形態の第2変形例を示す平面図である。
従来例と同一構成には同一符号を付す。
Hereinafter, embodiments of a reflective liquid crystal display device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
1A and 1B show a pixel unit in an embodiment of the present invention, where FIG. 1A is a plan view of a substrate viewed from a reflective pixel electrode side, FIG. 1B is a cross-sectional view of MM in FIG. It is NN sectional drawing of A).
FIG. 2 is a plan view showing a first modification of the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing a second modification of the embodiment of the present invention.
The same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals.
本発明の実施の形態は、従来の反射型液晶表示装置22において、容量個別電極4A、ゲート電極3B及びソース領域3Aを取り囲み、かつ容量共通配線13に接続するシールド用金属配線15が形成され、第1接続線8とゲート電極3Bとの間の距離をXs、第2接続線11とゲート電極3Bとの間の距離をXdとするとき、Xd>Xsの関係を有していることが異なり、それ以外は同様である。
図1(A)〜(C)に示すように、本発明に係る反射型液晶表示装置1は、n型Si基板2のp型ウェル2A内にn型MOSトランジスタ3と補助容量部4が形成され、これらの上には、絶縁層5、所定の間隔を有した複数の反射画素電極6が順次積層されている。n型MOSトランジスタ3のソース領域3A及びドレイン領域3Cは、n型拡散層により形成されている。7は、酸化分離層である。
In the embodiment of the present invention, in the conventional reflective liquid
As shown in FIGS. 1A to 1C, in a reflective liquid
絶縁層5中には、以下のような配線が形成されている。
MOSトランジスタ3のソース領域3Aが第1接続線8を介して反射画素電極6に接続され、また複数の反射画素電極6間から侵入する読み出し光がゲート電極3Bに到達しないように、ソース領域3A全体及びゲート電極3Bの一部を覆うようにソース金属配線9が形成されている。信号線10は、ドレイン金属配線11を介してドレイン領域3Cに接続されている。更に、信号線10に直交するように走査線12が形成されている。
The following wiring is formed in the insulating
The
ソース金属配線9は、読み出し光がソース領域3Aに到達することを防止するために形成されている。この際、第1接続線8とゲート電極3Bとの間の距離をXs、ドレイン金属配線11とゲート電極3Bとの間の距離をXdとするとき、Xd>Xsの関係を有している。即ち、従来の構成に比較し、ゲート電極3Bに対してドレイン金属配線11を後退させている。
The
ドレイン金属配線11は、ゲート電極3Bとは重ならず、かつドレイン領域3Cの一部を露出するように形成されている。
更に、補助容量部4の容量個別電極4Aは、第2接続線13によりソース領域3Aに接続されている。ここで、補助容量部4は、容量個別電極4Aと、p型ウェル2Aと、容量個別電極4AとSi基板2との間に狭持された絶縁層5と、により構成されている。更にまた、MOSトランジスタ3のソース領域3A及び補助容量部4の容量個別電極4Aの外側には、信号線10に並行した容量共通配線14が形成されている。この容量共通配線14は、p型ウェル2A内のp型ウェルコンタクト2Bを介して接続され、ている。
The
Furthermore, the capacitor
更にまた、シールド用金属配線15が、容量個別電極4A、ゲート電極3B及びソース領域3Aを取り囲み、かつ容量共通配線14に接続されている。言い換えると、シールド用金属配線15は、ガードリングを構成している。
Xd>Xsを有しているので、ドレイン金属配線11とゲート電極3Bとの間の空間が広げられているため、シールド用金属配線15を形成することができる。このシールド用金属配線15には一定の固定電位が供給され、信号線10とソース金属配線9との間の空間電界を遮蔽して、クロストークを防止する作用を果たしている。
この反射型液晶表示装置1の動作は、従来と同様であるので、その説明を省略する。
Furthermore, a
Since Xd> Xs, the space between the
Since the operation of the reflective liquid
ここで、図1(C)に示すように、信号線10と補助容量部4の容量個別電極4Aとの間の距離をL1、容量個別電極4Aの幅と距離L1を加えた距離をL2とするとき、距離L1に対する信号線10と容量個別電極4Aとの間の浮遊容量及び距離L2をパラメータとして、信号線10からのクロストーク量について調べた。
Here, as shown in FIG. 1C, the distance between the
その結果をそれぞれ図2及び図3に示す。
図2中、横軸は、信号線10と容量個別電極4Aとの間の距離L1、左縦軸は、信号線10と容量個別電極4Aとの間の浮遊容量、右縦軸は、信号線からのクロストーク量を示し、距離L2は、10μmである。図3中、横軸は、信号線10と容量個別電極4Aとの間の距離L1、左縦軸は、信号線10からのクロストーク量である。この際、図3中の距離L2のパラメータは、距離L1=0にして、6〜10μmの間で変化させた。
The results are shown in FIGS. 2 and 3, respectively.
In FIG. 2, the horizontal axis represents the distance L 1 between the
図2に示すように、距離L1が増加するにつれて、浮遊容量は、小さくなると共にクロストーク量も減少する傾向にある。浮遊容量及びクロストーク量は、距離L1が1.2μm以上では緩やかな減少傾向を示している。また、図3に示すように、距離L1が1.2μm以上であるときは、距離L2の値の変化に対するクロストーク量の割合も、ほとんど影響を受けないことがわかった。これらのことから、距離L1を1.2μm以上にすれば、クロストーク量を低減することができる。この距離L1の上限は、画素の形状で抑えられる。 As shown in FIG. 2, as the distance L 1 increases, the stray capacitance tends to decrease and the crosstalk amount also decreases. The stray capacitance and the amount of crosstalk show a gradual decrease tendency when the distance L 1 is 1.2 μm or more. In addition, as shown in FIG. 3, it was found that when the distance L 1 is 1.2 μm or more, the ratio of the crosstalk amount to the change in the value of the distance L 2 is hardly affected. From these facts, the crosstalk amount can be reduced by setting the distance L 1 to 1.2 μm or more. The upper limit of the distance L 1 is suppressed in the form of pixels.
以上のように、本発明の実施の形態によれば、ソース領域3A全体及びゲート電極3Bの一部を覆うようにソース金属配線9が形成され、更に容量個別電極4A、ゲート電極3B及びソース3Aを取り囲み、かつ容量共通配線14に接続するシールド用金属配線15が形成されているので、信号線10とソース金属配線9との間の空間電界を遮蔽するため、遮光性を保持しつつ、浮遊容量の発生によるクロストークを防止できる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, the
また、p型ウェル2Aに一定電位を与えることにより、良好な表示特性を得ることができる。1画素中に、シールド用金属配線15、p型ウェル2A、容量共通配線14の3つを兼ねているので、基板表面面積の使用効率が良い。即ち、シールド用金属配線15のために新たな共通配線を必要としない。シールド用金属配線15は、ソース金属配線9、信号線10及びドレイン金属配線11と同一層に同じ金属材料で形成されているので、従来の工程におけるパターンを変更するだけで同様にして形成することができる。
Also, good display characteristics can be obtained by applying a constant potential to the p-
次に、本発明の実施の形態の第1変形例について図4を用いて説明する。
第1変形例における反射型液晶表示装置16は、実施の形態の反射型液晶表示装置1の反射型画素電極6の下部にあって、同層に形成されたソース金属配線9、信号線10及びシールド用金属配線15の上方にもう一つのシールド用金属配線17を形成したものであり、それ以外は同様である。
第1変形例によれば、信号線10と反射画素電極間との間の浮遊容量を削減してより効果的にクロストークを抑制することができる。
Next, a first modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The reflective liquid
According to the first modification, the crosstalk can be more effectively suppressed by reducing the stray capacitance between the
次に、本発明の実施の形態の第2変形例について図5を用いて説明する。
第2変形例の反射型液晶表示装置18は、実施の形態の反射型液晶表示装置1のドレイン領域3Cが信号線10に沿い、かつガードリング状のシールド用金属配線15の外側に形成され、信号線10とドレイン領域3Cとをドレイン金属配線11で接続するようにしたものであり、それ以外は同様である。
第2変形例によれば、第1変形例と同様にクロストークを抑制することができる。
Next, a second modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the reflective liquid crystal display device 18 of the second modified example, the
According to the second modification, it is possible to suppress crosstalk as in the first modification.
なお、上記のように、Si基板2としてはn型を用い、このn型領域の中にp型ウェル2Aを形成し、p型ウェル2A内にn型MOSトランジスタ3を形成したが、Si基板をp型にし、n型ウェルを形成し、このn型ウェル内にp型MOSトランジスタを形成しても良い。
As described above, the
1、16、18…反射型液晶表示装置、2…Si基板、2A…p型ウェル、2B…p型ウェルコンタクト、3…MOSトランジスタ、3A…ソース領域、3B…ゲート電極、3C…ドレイン領域、4…補助容量部、4A…容量個別電極、5…絶縁層、6…反射画素電極、7…酸化分離層、8…第1接続線、9…ソース金属配線、10…信号線、11…ドレイン金属配線、12…走査線、13…第2接続線、14…容量共通配線、15、17…シールド用金属配線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ドレイン金属配線と前記ゲート電極との間の距離をXd、前記接続線と前記ゲート電極との間の距離をXsとするとき、Xd>Xsであり、かつ前記容量個別電極、前記ゲート電極及び前記ソース領域を取り囲み、かつ前記容量共通配線に接続するシールド用金属配線が形成されていることを特徴とする反射型液晶表示装置。 A plurality of MOS transistors and auxiliary capacitance portions are formed in a matrix on the surface of the semiconductor substrate, and a reflective pixel electrode, a liquid crystal, and a transparent substrate having a transparent electrode are sequentially stacked on the MOS transistors and the auxiliary capacitance portions. And a capacitor common line connected to the semiconductor substrate serving as one electrode of the plurality of auxiliary capacitor portions is arranged so that the signal line and the scanning line are orthogonal to each other and parallel to the signal line, and the MOS A drain metal line connected to the drain region of the transistor is connected to the signal line, a connection line connected to the source region is connected to the individual capacitor electrode and the reflective pixel electrode of the auxiliary capacitor unit, and a gate electrode is connected to the scan line. And between the reflective pixel electrode, the MOS transistor and the auxiliary capacitance portion, covering the entire source region and one of the gate electrodes. In the reflection type liquid crystal display device having a source metal wiring covering,
When the distance between the drain metal wiring and the gate electrode is Xd, and the distance between the connection line and the gate electrode is Xs, Xd> Xs, and the capacitor individual electrode, the gate electrode, and A reflective liquid crystal display device, characterized in that a shielding metal wiring that surrounds the source region and is connected to the capacitor common wiring is formed.
Another shielding metal wiring different from the shielding metal wiring is formed below the reflective pixel electrode and above the signal line, the source wiring layer, and the gate electrode. The reflective liquid crystal display device according to claim 1.
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- 2005-06-20 JP JP2005178918A patent/JP2006350162A/en active Pending
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