JP3386057B2 - Liquid crystal device - Google Patents

Liquid crystal device

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JP3386057B2
JP3386057B2 JP2001314465A JP2001314465A JP3386057B2 JP 3386057 B2 JP3386057 B2 JP 3386057B2 JP 2001314465 A JP2001314465 A JP 2001314465A JP 2001314465 A JP2001314465 A JP 2001314465A JP 3386057 B2 JP3386057 B2 JP 3386057B2
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liquid crystal
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尊史 中澤
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
を用いたアクティブマトリックス方式の液晶表示装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の薄膜トランジスタを用いたアクテ
ィブマトリックス方式の液晶表示装置を図2に示す。
(a)は上視図、(b)はAA′における断面図であ
る。ガラス、石英等の第1の絶縁基板201上に、ドナ
ーあるいはアクセプタとなる不純物を添加したシリコン
薄膜から成るソース領域203、ドレイン領域204、
不純物を含まないシリコン薄膜から成るチャネル領域2
02が形成する。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows a conventional active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors.
(A) is a top view, (b) is sectional drawing in AA '. On a first insulating substrate 201 such as glass or quartz, a source region 203 and a drain region 204, which are made of a silicon thin film to which impurities serving as donors or acceptors are added,
Channel region 2 made of silicon thin film containing no impurities
02 form.

【0003】これらを覆う様にゲート絶縁膜205を積
層し、チャネル領域202の上部にゲート電極を兼ねた
走査線206を形成し更にこれらを被覆する様に、走査
線206と信号線209を絶縁する層間絶縁膜207を
形成する。更に、コンタクトホール213、214を開
口し、信号線209とドレイン領域204、画素電極2
08とソース領域203を接続する。第1の絶縁基板2
01と対向して、共通電極211を設けた第2の絶縁基
板212を配置し、第1の絶縁基板201と第2の絶縁
基板212の間に液晶層210を設ける。
A gate insulating film 205 is laminated so as to cover them, a scanning line 206 also serving as a gate electrode is formed on the channel region 202, and the scanning line 206 and the signal line 209 are insulated so as to cover them. An interlayer insulating film 207 is formed. Further, the contact holes 213 and 214 are opened, and the signal line 209, the drain region 204, and the pixel electrode 2 are formed.
08 and the source region 203 are connected. First insulating substrate 2
The second insulating substrate 212 provided with the common electrode 211 is arranged to face 01, and the liquid crystal layer 210 is provided between the first insulating substrate 201 and the second insulating substrate 212.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の液晶表
示装置は次のような課題を有していた。図3に液晶表示
装置を駆動する一般的な時分割駆動の信号波形を示す。
gは走査線206へ印加する信号波形であり、選択期
間T1と非選択期間T2に分けられる。選択期間T 1にお
いて薄膜トランジスタのゲート電極に15〜20V程度
印加し、薄膜トランジスタをオン状態とし、信号線20
9に印加されている表示信号vsigを画素電極208を
通して液晶層210へ印加し、電荷を書き込む。次に非
選択期間T 2において薄膜トランジスタをオフ状態と
し、液晶層210へ書き込まれた電荷を保持する。表示
信号Vsigは液晶層210を交流駆動するために60〜
80Hz程度の交流波形であり、液晶層210に正確に
交流が印加される様に共通電極211の電位Vcomが決
定される。液晶層210としてツイストネマチック型液
晶を用いると表示信号Vsigの振幅は±4〜6V程度必
要となる。一方選択期間T1は非選択期間T2に比べて短
かく、走査線の数をn本とすればT1は一般的に T1=(T1+T2)/n となり、ほとんどの時間、走査線206を共通電極21
1の間には直流電圧V2が印加される。このV1が層間絶
縁膜207と液晶層210で分割され液晶層210へ、
直流電圧が印加され、液晶層210を劣化させてしま
い、液晶表示装置のコントラスト比の低下等の重大な表
示品質劣化を招いてしまっていた。表示信号Vsigの振
幅を±4〜6Vとすれば通常V1はこれより大きく7〜
8Vとなり、液晶層210へ印加される直流電圧は3〜
5V程度となる。
However, the conventional liquid crystal display
The display device had the following problems. LCD display in Figure 3
3 shows a signal waveform of a general time division drive for driving the device.
VgIs a signal waveform applied to the scanning line 206,
Interval T1And non-selection period T2It is divided into Selection period T 1To
About 15 to 20V for the gate electrode of the thin film transistor
The voltage is applied to turn on the thin film transistor, and the signal line 20
Display signal v applied to 9sigThe pixel electrode 208
Then, a charge is applied to the liquid crystal layer 210 to write an electric charge. Next non
Selection period T 2And turn off the thin film transistor at
Then, the charge written in the liquid crystal layer 210 is retained. display
Signal VsigIs 60 to drive the liquid crystal layer 210 with alternating current.
AC waveform of about 80 Hz, which is accurate for the liquid crystal layer 210
The potential V of the common electrode 211 so that an alternating current is appliedcomIs decided
Is determined. Twisted nematic liquid as the liquid crystal layer 210
Display signal VsigMust have an amplitude of ± 4 to 6V.
It will be important. Meanwhile, the selection period T1Is the non-selection period T2Short compared to
Thus, if the number of scanning lines is n, then T1Is generally T1= (T1+ T2) / N Therefore, most of the time, the scan line 206 is connected to the common electrode 21.
DC voltage V between 12Is applied. This V1There is a break
The liquid crystal layer 210 is divided by the edge film 207 and the liquid crystal layer 210,
A direct current voltage is applied and deteriorates the liquid crystal layer 210.
The LCD display device has a serious
The display quality was deteriorated. Display signal VsigShaking
If the width is ± 4 to 6V, it is usually V1Is larger than this
8V, and the DC voltage applied to the liquid crystal layer 210 is 3 to
It will be about 5V.

【0005】本発明はこの様な課題を解決するものであ
り、その目的は、液晶層に直流電圧が印化されるのを防
ぎ、高表示品質で信頼性の高いアクティブマトリックス
方式の液晶表示装置を提供することにある。
The present invention is intended to solve such a problem, and an object thereof is to prevent a direct current voltage from being imprinted on a liquid crystal layer, and to provide a liquid crystal display device of an active matrix system having high display quality and high reliability. To provide.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、基板に走査線
と、信号線と、前記走査線及び信号線に対応して設けら
れたトランジスタと、前記トランジスタに対応して設け
られた画素電極とを備えた液晶装置であって、前記トラ
ンジスタのドレイン領域に形成され、前記走査線の配線
方向に沿って延在する保持容量の一方の電極と、前記走
査線上に設けられ、前記走査線、前記保持容量の一方の
電極及び前記走査線を挟んで隣接する画素電極の領域に
重なる前記保持容量の他方の電極とを備え、前記保持容
量の他方の電極に対する互いに隣接する画素電極の重な
りは、前記ドレイン領域に形成された前記保持容量の一
方の電極と重なる一方の画素電極の方がこれに隣接する
他方の画素電極よりも前記保持容量の他方の電極と重な
る領域を広くしてなり前記保持容量の他方の電極は、
前記保持容量の一方の電極と重なる画素電極と前記トラ
ンジスタのドレイン領域とを接続するための切り欠きを
有することを特徴とする。
According to the present invention, a scanning line, a signal line, a transistor provided corresponding to the scanning line and the signal line, and a pixel electrode provided corresponding to the transistor are provided on a substrate. A liquid crystal device comprising:
Wiring in the drain region of the transistor
One electrode of the storage capacitor extending along the direction and one of the scan line and the storage capacitor provided on the scanning line .
And a second electrode of the storage capacitor overlaps the region of the adjacent pixel electrodes sandwiching the electrodes and the scanning lines, the holding capacity
The overlap of the pixel electrodes adjacent to each other with respect to the other of the two electrodes is one of the storage capacitors formed in the drain region.
One of the pixel electrodes that overlaps with the other electrode is adjacent to this
The other electrode of the storage capacitor is overlapped with the other pixel electrode.
Area of the storage capacitor is widened, and the other electrode of the storage capacitor is
The pixel electrode that overlaps with one electrode of the storage capacitor and the transistor
It has a notch for connecting with the drain region of the transistor .

【0007】[0007]

【実施例】(実施例1)以下実施例に基づいて本発明を
詳しく説明する。図1に本発明による液晶表示装置の一
例を示す。(a)は上視図であり、(b)はAA′にお
ける断面図、(c)はBB′における断面図である。ガ
ラス、石英等の第1の絶縁基板101上に薄膜トランジ
スタのチャネル領域102、ドレイン領域103、ソー
ス領域104を成す半導体層を減圧CVD法により60
0℃の雰囲気中でモノシランガスを熱分解して多結晶シ
リコンを25〜50nmの厚さに形成する。半導体層
は、多結晶シリコンに限定されるものではなくスパッタ
リング法、プラズマCVD法により非品質シリコンを用
いてもよく、更に非品質シリコンを550〜600℃、
5〜40h程度の熱処理をするかあるいはアルゴンレー
ザー、エキシマレーザー等を照射して多結晶化してもよ
い。
EXAMPLES Example 1 The present invention will be described in detail based on the following examples. FIG. 1 shows an example of a liquid crystal display device according to the present invention. (A) is a top view, (b) is sectional drawing in AA ', (c) is sectional drawing in BB'. A semiconductor layer forming a channel region 102, a drain region 103, and a source region 104 of a thin film transistor is formed on a first insulating substrate 101 such as glass or quartz by a low pressure CVD method by a low pressure CVD method.
The monosilane gas is thermally decomposed in an atmosphere of 0 ° C. to form polycrystalline silicon with a thickness of 25 to 50 nm. The semiconductor layer is not limited to polycrystalline silicon, and non-quality silicon may be used by a sputtering method or a plasma CVD method.
It may be heat-treated for about 5 to 40 hours or may be irradiated with an argon laser, an excimer laser or the like to be polycrystallized.

【0008】この半導体層を被覆するようにゲート絶縁
膜105をECRプラズマCVD法により100〜20
0nmの厚さにSiO2を積層した。ECRプラズマC
VD法により形成したSiO2は緻密でトラップの少な
い良質のSiO2が100℃以下の低温で実現でき、ゲ
ート絶縁膜としては最適である。ゲート絶縁膜105は
チャネル領域102、ドレイン領域103、ソース領域
104を構成する半導体層を酸素を含む酸化雰囲気中で
熱酸化して得てもよい。
A gate insulating film 105 is formed by the ECR plasma CVD method so as to cover the semiconductor layer by 100 to 20.
SiO 2 was laminated to a thickness of 0 nm. ECR plasma C
The SiO 2 formed by the VD method is suitable as a gate insulating film because it can be dense and can form high-quality SiO 2 with few traps at a low temperature of 100 ° C. or lower. The gate insulating film 105 may be obtained by thermally oxidizing the semiconductor layers forming the channel region 102, the drain region 103, and the source region 104 in an oxidizing atmosphere containing oxygen.

【0009】更にゲート電極を兼ねた走査線106をス
パッタリング法により300〜500nmの厚さにタン
タルを積層し、走査線106をマスクとして、リンイオ
ンをイオン打込み法によりゲート絶縁膜105を通して
半導体層中の打込み、自己整合的にN型のソース領域1
04とドレイン領域103を設ける。更に、タンタルで
構成された走査線106の表面を陽極酸化法により酸化
し、250〜450nm厚のタンタル酸化物より成る第
1の絶縁体115を設けた後、打込まれたリンイオンを
エキシマレーザーにより得られるレーザー片を照射する
事により活性化し、ソース領域104、ドレイン領域1
03の半導体層を低抵抗化する。
Further, a scanning line 106 also serving as a gate electrode is formed by stacking tantalum in a thickness of 300 to 500 nm by a sputtering method, and phosphorus ions are ion-implanted through the gate insulating film 105 in the semiconductor layer by using the scanning line 106 as a mask. Implanting and self-aligning N type source region 1
04 and the drain region 103 are provided. Further, the surface of the scanning line 106 made of tantalum is oxidized by the anodic oxidation method to provide the first insulator 115 made of tantalum oxide having a thickness of 250 to 450 nm, and then the implanted phosphorus ions are excimer laser. The source region 104 and the drain region 1 are activated by irradiating the obtained laser piece.
The semiconductor layer No. 03 has a low resistance.

【0010】図4に更に詳しい薄膜トランジスタの構造
を示す。イオン打込み法によりソース領域403、ドレ
イン領域404形成後、陽極酸化法によりタンタルより
成る走査線406の表面を酸化し、第1の絶縁体407
を得る。この時、走査線406は表面が酸化されて線幅
が細り、ソース領域404と走査線406の間には△L
の間隔が生じる。薄膜トランジスタのスイッチング動作
の際、この△Lがソース端410にかかる電界を低減さ
せて、薄膜トランジスタのオフ時の電流を著しく低く抑
える事ができる。ドレイン端409においても全く同様
である。
FIG. 4 shows a more detailed structure of the thin film transistor. After forming the source region 403 and the drain region 404 by the ion implantation method, the surface of the scanning line 406 made of tantalum is oxidized by the anodic oxidation method, and the first insulator 407 is formed.
To get At this time, the surface of the scan line 406 is oxidized and the line width is narrowed, and ΔL is provided between the source region 404 and the scan line 406.
The interval of occurs. During the switching operation of the thin film transistor, this ΔL can reduce the electric field applied to the source end 410, and the current when the thin film transistor is off can be suppressed to a significantly low level. The same applies to the drain end 409.

【0011】一方タンタル酸化物より成る第1の絶縁体
407形成後、レーザー光408を照射し、ソース領域
403、ドレイン領域404に打込まれたリンイオンを
活性化する際、第1の絶縁体407及びゲート絶縁膜4
05はレーザー光408を透過するため、ドレイン端4
09、ソース端410にも十分なレーザー光が照射さ
れ、ドレイン端409ソース端410における構造欠陥
が減少し、ジャンクション特性が向上するとともに薄膜
トランジスタの寄生抵抗も小さくできる。
On the other hand, after the first insulator 407 made of tantalum oxide is formed, the first insulator 407 is irradiated with laser light 408 to activate phosphorus ions implanted in the source region 403 and the drain region 404. And gate insulating film 4
Since 05 transmits the laser beam 408, the drain end 4
09, the source end 410 is also irradiated with sufficient laser light, structural defects at the drain end 409 and the source end 410 are reduced, junction characteristics are improved, and the parasitic resistance of the thin film transistor can be reduced.

【0012】次に図1に示す様にコンタクトホール11
3を開口にした後、厚さが30〜200nmのITO膜
で画素電極108、シールド電極116を設ける。シー
ルド電極116は、走査線106を完全に覆っており、
走査線106とは第1の絶縁体115で絶縁されてい
る。第1の絶縁体115は0.01wt%のクエン酸水
溶液を化成液として陽極酸化法により酸化した緻密なタ
ンタル酸化物であり走査線106とシールド電極116
の短絡欠陥はほとんど発生しない。走査線106とシー
ルド電極116の絶縁をより完全なものとするため、第
1の絶縁体115を図5に示す様に、第1の絶縁体50
7と第3の絶縁体508の2層構造としてもよい。第3
の絶縁体508は、ゲート絶縁膜505と同一の材質と
するとコンタクトホール511を開口する際、同一のエ
ッチャントでコンタクトホール511が開口でき、合理
的であり、スパッタリング法、CVD法等によるSiO
2が好ましい。
Next, as shown in FIG. 1, the contact hole 11
After making 3 an opening, the pixel electrode 108 and the shield electrode 116 are provided with an ITO film having a thickness of 30 to 200 nm. The shield electrode 116 completely covers the scanning line 106,
The scan line 106 is insulated by the first insulator 115. The first insulator 115 is a dense tantalum oxide that is oxidized by an anodic oxidation method using a 0.01 wt% citric acid aqueous solution as a chemical conversion liquid, and is the scanning line 106 and the shield electrode 116.
Almost no short circuit defects occur. In order to make the insulation between the scanning line 106 and the shield electrode 116 more complete, the first insulator 115 is replaced with the first insulator 50 as shown in FIG.
A two-layer structure of 7 and the third insulator 508 may be used. Third
If the same material as that of the gate insulating film 505 is used for the insulator 508, it is rational because the contact hole 511 can be opened with the same etchant when the contact hole 511 is opened.
2 is preferred.

【0013】更に、図1に示す様に厚さが200〜50
0nmのSiO2より成る第2の絶縁体107を設け、
コンタクトホール114、画素開口窓117を開口した
後、厚さが500〜800nmのアルミニウムとシリコ
ンの合金より成る信号線109を設ける。
Further, as shown in FIG. 1, the thickness is 200 to 50.
A second insulator 107 made of 0 nm SiO 2 is provided,
After opening the contact hole 114 and the pixel opening window 117, a signal line 109 made of an alloy of aluminum and silicon and having a thickness of 500 to 800 nm is provided.

【0014】第1の絶縁基板101と対向して、ITO
膜、金属より成る共通電極111を設けた第2の絶縁基
板112を配置し、第1の絶縁基板101と第2の絶縁
基板112の間に液晶層110を設け液晶表示装置を構
成する。更に液晶表示装置の外部あるいは周辺部で、シ
ールド電極116と共通電極111を接続し、この2つ
の電極が常に同電位となる様にする。この結果、走査線
106は、液晶層110に対してシールド電極116に
より完全に静電シールドされた状態となり、図3に示す
駆動波形を用いて液晶表示装置を駆動しても、液晶層1
10に直流電圧が印加される事はなく、長期に渡り信頼
性が高く、良質の表示品質をもつ液晶表示装置が実現で
きる。
ITO facing the first insulating substrate 101,
A second insulating substrate 112 provided with a common electrode 111 made of a film and a metal is arranged, and a liquid crystal layer 110 is provided between the first insulating substrate 101 and the second insulating substrate 112 to form a liquid crystal display device. Further, the shield electrode 116 and the common electrode 111 are connected outside or in the peripheral portion of the liquid crystal display device so that these two electrodes are always at the same potential. As a result, the scanning line 106 is completely electrostatically shielded from the liquid crystal layer 110 by the shield electrode 116, and even if the liquid crystal display device is driven using the drive waveform shown in FIG.
No DC voltage is applied to the liquid crystal display device 10, so that a liquid crystal display device having high reliability and long-term display quality can be realized.

【0015】走査線106としてタンタルを適用した1
例について説明したが、走査線106はタンタルに限定
されるものではなく、陽極酸化法により表面に緻密で絶
縁性の良好な酸化物が形成できる材質であれば何でもよ
く、ニオブ、アルミニウム等を用いても全く同様に構成
できる。
1 using tantalum as the scanning line 106
Although the example has been described, the scanning line 106 is not limited to tantalum, and any material can be used as long as it can form a dense oxide having a good insulating property on the surface by the anodic oxidation method, such as niobium or aluminum. However, it can be configured in exactly the same way.

【0016】(実施例2)図6に本発明による液晶表示
装置の他の実施例を示し、(a)は上視図、(b)はA
A′における断面図、(c)はBB′における断面図で
ある。
(Embodiment 2) FIG. 6 shows another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, in which (a) is a top view and (b) is A.
Sectional drawing in A ', (c) is sectional drawing in BB'.

【0017】図6に示す液晶表示装置を構成する薄膜ト
ランジスタ、第1の絶縁基板601、共通電極611を
設けた第2の絶縁基板612液晶層610は実施例1と
同様である。実施例1との相違点はタンタル酸化物より
成る第1の絶縁体615を設けた後100〜200nm
の厚さにクロム等の可視光を遮断する金属により走査線
606を覆う様にシールド電極616を構成し、更にこ
れらを被覆する様に膜厚が200〜500nmのSiO
2より成る第2の絶縁体607を積層し、コンタクトホ
ール613、614を通して信号線609と画素電極6
08がそれぞれソース領域604とドレイン領域603
と接続される様に構成した点である。画素電極608は
前段の走査線をシールドするシールド電極617及びシ
ールド電極616と第2の絶縁体607で絶縁を保ち重
なり合う様に構成されている。この結果走査線606と
画素電極608の隙間から光が透過することがなくな
り、信号線609と画素電極608の隙間から透過して
くる光のみを遮光すれば良く、第1の絶縁基板601と
第2の絶縁基板612を貼り合わせる際の精度が低くで
き、更に液晶表示装置の開口率を大きくできる。
The thin film transistor, the first insulating substrate 601, and the second insulating substrate 612 liquid crystal layer 610 provided with the common electrode 611 which compose the liquid crystal display device shown in FIG. 6 are the same as those in the first embodiment. The difference from the first embodiment is 100 to 200 nm after the first insulator 615 made of tantalum oxide is provided.
The shield electrode 616 is formed so as to cover the scanning line 606 with a metal such as chrome which blocks visible light, and further has a film thickness of 200 to 500 nm so as to cover these.
A second insulator 607 made of 2 is stacked, and the signal line 609 and the pixel electrode 6 are formed through the contact holes 613 and 614.
08 is a source region 604 and a drain region 603, respectively.
It is configured to be connected with. The pixel electrode 608 is configured such that the shield electrode 617 and the shield electrode 616 that shield the scanning line in the previous stage and the second insulator 607 are kept insulated and overlap each other. As a result, light does not pass through the gap between the scanning line 606 and the pixel electrode 608, and only light that passes through the gap between the signal line 609 and the pixel electrode 608 needs to be blocked. The accuracy in bonding the second insulating substrate 612 can be lowered, and the aperture ratio of the liquid crystal display device can be increased.

【0018】図7に第2の絶縁基板612に設けられる
光遮光層と画素電極608の位置関係を示す。図を簡単
とするため光遮光層と画素電極の位置関係のみを示し、
(a)は従来の液晶表示装置、(b)は本発明による液
晶表示装置である。
FIG. 7 shows the positional relationship between the light shielding layer provided on the second insulating substrate 612 and the pixel electrode 608. To simplify the drawing, only the positional relationship between the light shielding layer and the pixel electrode is shown.
(A) is a conventional liquid crystal display device, (b) is a liquid crystal display device according to the present invention.

【0019】図7(a)に示す従来の液晶表示装置は、
走査線と画素電極の容量結合により走査線の信号が画素
電極に書き込まれるのを防ぐ為、走査線と画素電極の間
に液晶層と同程度の厚さに相当する隙間を設け、更に走
査線の配線幅を考慮し、隣り合う画素電極702と70
3の間隔L1を15〜20μmとしていた。
The conventional liquid crystal display device shown in FIG.
In order to prevent the signal of the scanning line from being written in the pixel electrode due to capacitive coupling between the scanning line and the pixel electrode, a gap corresponding to the thickness of the liquid crystal layer is provided between the scanning line and the pixel electrode. Of the adjacent pixel electrodes 702 and 70
The interval L 1 of 3 was 15 to 20 μm.

【0020】更に第2の絶縁基板に設けられた光遮光層
701と第1の絶縁基板に設けられた画素電極702
は、両者の基板の貼り合わせ精度より、L2が10μm
必要とされていた。信号線の配線方向についても同様に
隣り合う画素電極704と705の間隔L3は15〜2
0μm、光遮光層701と画素電極704の貼り合わせ
精度L4は10μm必要とされていた。画素ピッチを
X、Yそれぞれ100μmピッチとして開口率を求める
と、42〜36%となる。これに対し、本発明による液
晶表示装置は図7(b)に示す様に、画素電極706と
707の間隔L6、画素電極707と光遮光層708の
貼り合わせ精度L7は従来と同様であるが、走査線の配
線方向の光遮光層は、第1の絶縁基板に設けられたクロ
ム等の金属より成るシールド電極が光遮光層を兼ねてお
り、L5は、走査線の配線幅を5〜10μmとすれば、
10〜15μmあれば十分である。
Further, the light shielding layer 701 provided on the second insulating substrate and the pixel electrode 702 provided on the first insulating substrate.
, From both of the bonded accuracy of the substrate, L 2 is 10μm
Was needed. Similarly in the wiring direction of the signal line, the interval L 3 between the adjacent pixel electrodes 704 and 705 is 15 to 2
The bonding precision L 4 of the light shielding layer 701 and the pixel electrode 704 was 0 μm, and 10 μm was required. The aperture ratio is 42 to 36% when the pixel pitch is set to 100 μm for each of X and Y. On the other hand, in the liquid crystal display device according to the present invention, as shown in FIG. 7B, the distance L 6 between the pixel electrodes 706 and 707 and the bonding precision L 7 between the pixel electrode 707 and the light shielding layer 708 are the same as those in the conventional case. However, in the light shielding layer in the scanning line wiring direction, the shield electrode made of metal such as chromium provided on the first insulating substrate also serves as the light shielding layer, and L 5 is the wiring width of the scanning line. If it is 5 to 10 μm,
10 to 15 μm is sufficient.

【0021】従来例と同様にX、Yの画素ピッチをそれ
ぞれ100μmピッチとし開口率を求めると58〜51
%となり従来に比べ開口率が38〜42%以上向上し、
液晶表示装置の明るさを著しく向上できる。一方第1の
絶縁基板と第2の絶縁基板の貼り合わせ精度がX方向に
ついては従来と変わらないがY方向についてはアライメ
ントフリーとなり、貼り合わせの合理化、歩留りの向上
が図れる。実施例1と同様にシールド電極と共通電極を
同電位とすることにより、走査線はシールド電極により
静電シールドされ液晶層に直流電圧が印加される事はな
い。
Similar to the conventional example, when the pixel pitches of X and Y are set to 100 μm and the aperture ratio is calculated, it is 58 to 51.
%, The aperture ratio is improved by 38 to 42% or more compared with the conventional one,
The brightness of the liquid crystal display device can be significantly improved. On the other hand, the bonding accuracy of the first insulating substrate and the second insulating substrate is the same as the conventional one in the X direction, but it is alignment-free in the Y direction, so that the bonding can be rationalized and the yield can be improved. By setting the shield electrode and the common electrode to have the same potential as in the first embodiment, the scanning line is electrostatically shielded by the shield electrode and no DC voltage is applied to the liquid crystal layer.

【0022】(実施例3)図8に本発明による液晶表示
装置の他の実施例を示し、(a)は上視図、(b)はA
A′における断面図、(c)はBB′における断面図で
ある。
(Embodiment 3) FIG. 8 shows another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, (a) is a top view and (b) is A.
Sectional drawing in A ', (c) is sectional drawing in BB'.

【0023】図6に示した実施例2との相違点は、走査
線806と信号線809の交叉部に薄膜トランジスタを
設けた点と、保持容量部817をドレイン領域803、
ゲート絶縁膜805、シールド電極816、第2の絶縁
体807、画素電極808を積層する事により設けた点
である。
The difference from the second embodiment shown in FIG. 6 is that a thin film transistor is provided at the intersection of the scanning line 806 and the signal line 809, and the storage capacitor portion 817 is connected to the drain region 803.
This is a point provided by laminating the gate insulating film 805, the shield electrode 816, the second insulator 807, and the pixel electrode 808.

【0024】図8(b)に走査線806と信号線809
の交叉部の断面構造を示す。薄膜トランジスタの基本的
な構造は、実施例1、実施例2と同様であるが、ドレイ
ン領域803と信号線809が容量結合により信号線8
09の信号がドレイン領域803を通して画素電極80
8へ書き込まれるのを防ぐ為ドレイン電極803をシー
ルド電極816により静電シールドし、容量結合を無く
す。この結果、薄膜トランジスタは走査線806と信号
線809の下部に構成でき、液晶表示装置の開口率が向
上する。
A scanning line 806 and a signal line 809 are shown in FIG.
The cross-sectional structure of the crossing part of is shown. The basic structure of the thin film transistor is the same as that of the first and second embodiments, but the drain region 803 and the signal line 809 are capacitively coupled to each other to form the signal line 8.
09 signal passes through the drain region 803 and the pixel electrode 80.
The drain electrode 803 is electrostatically shielded by the shield electrode 816 in order to prevent the data from being written in 8 to eliminate capacitive coupling. As a result, the thin film transistor can be formed below the scanning line 806 and the signal line 809, and the aperture ratio of the liquid crystal display device is improved.

【0025】図8(c)に保持容量部の断面構造を示
す。保持容量部817は、不純物を添加したシリコンよ
り成るドレイン領域803、ゲート絶縁膜805、シー
ルド電極816、第2の絶縁体807、画素電極808
の積層構造となっており、ドレイン電極803と画素電
極808はコンタクトホール813を介して同電位とな
っている。この結果保持容量は、シールド電極816を
一方の電極として、ゲート絶縁膜805をドレイン領域
803で挟んだ容量と、第2の絶縁体807を画素電極
808で挟んだ容量が並列に構成されており、小さな専
有面積で十分な大きさの保持容量が実現でき開口率が向
上する。この様に構成されたシールド電極816は3つ
の役目を有する。第1に実施例1、実施例2同様、液晶
層810へ直流電圧が印加されるのを防ぐ静電シールド
としての役目、第2に実施例2同様、走査線806と画
素電極808、818の隙間より漏れる光の光遮光層と
しての役目、第3に、保持容量の一方の電極の電位を固
定する保持容量線の役目がある。
FIG. 8C shows a sectional structure of the storage capacitor portion. The storage capacitor portion 817 includes a drain region 803 made of doped silicon, a gate insulating film 805, a shield electrode 816, a second insulator 807, and a pixel electrode 808.
The drain electrode 803 and the pixel electrode 808 have the same potential through the contact hole 813. As a result, the storage capacitor includes a capacitor having the gate insulating film 805 sandwiched between the drain regions 803 and a capacitor having the second insulator 807 sandwiched between the pixel electrodes 808 in parallel with the shield electrode 816 as one electrode. , A sufficiently large storage capacitor can be realized with a small occupied area, and the aperture ratio is improved. The shield electrode 816 thus configured has three roles. First, as in the first and second embodiments, it functions as an electrostatic shield that prevents a DC voltage from being applied to the liquid crystal layer 810. Secondly, as in the second embodiment, the scanning lines 806 and the pixel electrodes 808 and 818 are formed. It serves as a light shielding layer for light leaking from the gap, and thirdly, it serves as a storage capacitor line that fixes the potential of one electrode of the storage capacitor.

【0026】図9に、シールド電極916にタンタル、
第2の絶縁体907として、シールド電極916の表面
を陽極酸化法により酸化したタンタル酸化物で構成した
薄膜トランジスタの断面を示す。陽極酸化法により形成
したタンタル酸化物は、緻密でピンホール等の欠陥の少
ない絶縁膜が室温で得られ、更に膜厚の制御性、再現性
に優れている。この結果、信号線909とシールド電極
916の短絡欠陥を無くせる。タンタル酸化物は比誘電
率が25〜28と大きく、SiO2の6〜7倍有り、保
持容量の専有面積をSiO2を使用した場合の1/6〜
1/7にでき、上記の例に比べ更に開口率を大きくでき
る。一方保持容量の短絡欠陥も無くせるため、液晶表示
装置の画素欠陥も大幅に減少できる。実施例2において
もタンタルを用いれば低欠陥化が実現できる。
In FIG. 9, the shield electrode 916 has tantalum,
As a second insulator 907, a cross section of a thin film transistor in which the surface of the shield electrode 916 is made of tantalum oxide that is oxidized by anodization is shown. The tantalum oxide formed by the anodic oxidation method has an insulating film that is dense and has few defects such as pinholes at room temperature, and has excellent film thickness controllability and reproducibility. As a result, the short circuit defect between the signal line 909 and the shield electrode 916 can be eliminated. Tantalum oxide has a large relative permittivity of 25 to 28, is 6 to 7 times that of SiO 2 , and has a storage capacitor occupying area ⅙ to that in the case of using SiO 2 .
It can be reduced to 1/7, and the aperture ratio can be further increased as compared with the above example. On the other hand, the short circuit defect of the storage capacitor can be eliminated, so that the pixel defect of the liquid crystal display device can be greatly reduced. In the second embodiment as well, if tantalum is used, it is possible to reduce the number of defects.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明は、上記の構成要件を具備するこ
とにより、以下に述べるごとき顕著な効果を奏すること
ができる。 (1)走査線と画素電極との間に存在する保持容量の電
極により、走査線を静電シールドし、液晶層に直流電流
が印加されるのを防止することができる。また、走査線
と画素電極の容量結合を低減することができる。 (2)また、前記保持容量電極を遮光膜とすることで、
トランジスタに光の侵入による誤動作を発生するのを極
力防止することができる。
EFFECTS OF THE INVENTION By virtue of having the above-mentioned constitutional requirements, the present invention can exert remarkable effects as described below. (1) The storage capacitor existing between the scanning line and the pixel electrode is charged.
The poles can electrostatically shield the scanning lines and prevent a direct current from being applied to the liquid crystal layer. In addition, capacitive coupling between the scanning line and the pixel electrode can be reduced. (2) Further, by using the storage capacitor electrode as a light shielding film,
It is possible to prevent malfunction of the transistor due to entry of light as much as possible.

【0028】第1に走査線は、シールド電極により静電
シールドされており、液晶層に直流電圧が印加されるの
を防ぎ、長期に渡り信頼性が高く、良質の表示品質をも
った液晶表示装置が実現できる。
First, the scanning line is electrostatically shielded by a shield electrode, prevents application of a DC voltage to the liquid crystal layer, is highly reliable for a long period of time, and has a good display quality. The device can be realized.

【0029】第2に、第1の絶縁基板と第2の絶縁基板
の貼り合わせ精度が低くて済み、貼り合わせの合理化、
歩留りの向上が図れる。
Secondly, the bonding accuracy of the first insulating substrate and the second insulating substrate is low, and the rationalization of bonding is achieved.
Yield can be improved.

【0030】第3に、開口率が大きくでき、液晶表示装
置の明るさを著しく向上できる。
Thirdly, the aperture ratio can be increased and the brightness of the liquid crystal display device can be remarkably improved.

【0031】第4に、小さな専有面積で十分な大きさの
保持容量が構成でき、開口率を大きくすると同時に、液
晶表示装置の高精細化ができ、表示品質の向上が図れ
る。
Fourthly, it is possible to construct a storage capacitor of a sufficient size with a small occupied area, to increase the aperture ratio, and at the same time, to improve the definition of the liquid crystal display device and improve the display quality.

【0032】第5に、走査線としてタンタル、第1の絶
縁体として陽極酸化法により得たタンタル酸化物で構成
する事により走査線とシールド電極の短絡欠陥を無く
せ、欠陥のない液晶表示装置が実現できる。同様にシー
ルド電極をタンタルで構成する事によりシールド電極と
信号線の短絡欠陥もなくせる。
Fifth, by forming tantalum as the scanning line and tantalum oxide obtained by the anodic oxidation method as the first insulator, the short-circuit defect between the scanning line and the shield electrode can be eliminated, and a liquid crystal display device having no defect can be obtained. realizable. Similarly, if the shield electrode is made of tantalum, short-circuit defects between the shield electrode and the signal line can be eliminated.

【0033】以上の様に、本発明の液晶表示装置は、多
くの優れた効果を有するものであり、直視型の大型液晶
表示装置からプロジェクション用の小型高精細液晶表示
装置まで応用できる。
As described above, the liquid crystal display device of the present invention has many excellent effects and can be applied to a large-sized direct-view liquid crystal display device to a small high-definition liquid crystal display device for projection.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による液晶表示装置を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】従来の液晶表示装置を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a conventional liquid crystal display device.

【図3】液晶表示装置を駆動する一般的な時分割駆動の
信号波形を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a signal waveform of a general time division drive for driving a liquid crystal display device.

【図4】薄膜トランジスタの構造を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film transistor.

【図5】薄膜トランジスタの構造を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of a thin film transistor.

【図6】本発明による液晶表示装置を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図7】第2の絶縁基板に設けられる光遮光層と画素電
極の位置関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a positional relationship between a light shielding layer provided on a second insulating substrate and a pixel electrode.

【図8】本発明による液晶表示装置を示す図。FIG. 8 is a diagram showing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図9】薄膜トランジスタの構造を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a structure of a thin film transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、201、401、501、601、801、9
01 第1の絶縁基板 102、202、402、502、602、802、9
02 チャネル領域 103、204、403、503、603、803、9
03 ドレイン領域 104、203、404、504、604、804、9
04 ソース領域 105、205、405、505、605、805、9
05 ゲート絶縁膜 106、206、406、506、606、806、9
06 走査線 107、607、807、907 第2の絶縁体 108、208、510、608、808、702、7
03、704、705、706、707、818 画素
電極 109、209、609、809、909 信号線 110、210、610、810 液晶層 111、211、611、811 共通電極 112、212、612、812 第2の絶縁基板 113、114、213、214、511、613、6
14、813、814コンタクトホール 115、407、507、615、815、915 第
1の絶縁体 116、509、616、617、816、916 シ
ールド電極 117 画素開口窓 207 層間絶縁膜 408 レーザー光 409 ドレイン端 410 ソース端 508 第3の絶縁体 701、708 光遮光層 817 保持容量部
101, 201, 401, 501, 601, 801, 9
01 First insulating substrate 102, 202, 402, 502, 602, 802, 9
02 channel regions 103, 204, 403, 503, 603, 803, 9
03 drain regions 104, 203, 404, 504, 604, 804, 9
04 source regions 105, 205, 405, 505, 605, 805, 9
05 gate insulating film 106, 206, 406, 506, 606, 806, 9
06 scan lines 107, 607, 807, 907 second insulators 108, 208, 510, 608, 808, 702, 7
03, 704, 705, 706, 707, 818 Pixel electrodes 109, 209, 609, 809, 909 Signal lines 110, 210, 610, 810 Liquid crystal layers 111, 211, 611, 811 Common electrode 112, 212, 612, 812 Two insulating substrates 113, 114, 213, 214, 511, 613, 6
14, 813, 814 Contact hole 115, 407, 507, 615, 815, 915 First insulator 116, 509, 616, 617, 816, 916 Shield electrode 117 Pixel opening window 207 Interlayer insulating film 408 Laser light 409 Drain end 410 source end 508 third insulator 701, 708 light shielding layer 817 storage capacitor portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/1368 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/1343 G02F 1/1368

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 基板に走査線と、信号線と、前記走査線
及び信号線に対応して設けられたトランジスタと、前記
トランジスタに対応して設けられた画素電極とを備えた
液晶装置であって、前記トランジスタのドレイン領域に形成され、前記走査
線の配線方向に沿って延在する保持容量の一方の電極
と、 前記走査線上に設けられ、前記走査線、前記保持容量の
一方の電極及び前記走査線を挟んで隣接する画素電極の
領域に重なる前記保持容量の他方の電極とを備え、前記保持容量の他方の電極 に対する互いに隣接する画素
電極の重なりは、前記ドレイン領域に形成された前記保
持容量の一方の電極と重なる一方の画素電極の方がこれ
に隣接する他方の画素電極よりも前記保持容量の他方の
電極と重なる領域を広くしてなり前記保持容量の他方の電極は、前記保持容量の一方の電
極と重なる画素電極と前記トランジスタのドレイン領域
とを接続するための切り欠きを有することを特徴とする
液晶装置。
1. A liquid crystal device comprising: a substrate; scan lines; signal lines; transistors provided corresponding to the scan lines and signal lines; and pixel electrodes provided corresponding to the transistors. Formed in the drain region of the transistor,
One electrode of the storage capacitor extending along the wiring direction of the line
And provided on the scanning line , the scanning line and the storage capacitor
One electrode and the other electrode of the storage capacitor that overlaps the region of the pixel electrode that is adjacent to the scan line, and the overlap of the pixel electrodes that are adjacent to the other electrode of the storage capacitor is in the drain region. Formed said protection
This is the one pixel electrode that overlaps with the one electrode of the holding capacity.
Of the other of the storage capacitors than the other of the pixel electrodes adjacent to
The area overlapping the electrode is widened, and the other electrode of the storage capacitor is connected to one electrode of the storage capacitor.
A liquid crystal device having a notch for connecting a pixel electrode overlapping a pole and a drain region of the transistor .
【請求項2】 前記画素電極は、前記信号線方向の辺の
長さが前記走査線方向の辺の長さより長いことを特徴と
する請求項1に記載の液晶装置。
2. The liquid crystal device according to claim 1, wherein the pixel electrode has a side length in the signal line direction longer than a side length in the scanning line direction.
【請求項3】 前記保持容量の他方の電極は、遮光膜で
なることを特徴とする請求項1または2に記載の液晶装
置。
3. The other electrode of the storage capacitor is a light-shielding film.
The liquid crystal device according to claim 1 or 2, wherein
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