JPH0561057A - Active matrix type liquid crystal display - Google Patents

Active matrix type liquid crystal display

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Publication number
JPH0561057A
JPH0561057A JP24416891A JP24416891A JPH0561057A JP H0561057 A JPH0561057 A JP H0561057A JP 24416891 A JP24416891 A JP 24416891A JP 24416891 A JP24416891 A JP 24416891A JP H0561057 A JPH0561057 A JP H0561057A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
active matrix
matrix type
crystal display
Prior art date
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Pending
Application number
JP24416891A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeru Yamamoto
滋 山本
Taketo Hikiji
丈人 曳地
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Fujifilm Business Innovation Corp
Original Assignee
Fuji Xerox Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Xerox Co Ltd filed Critical Fuji Xerox Co Ltd
Priority to JP24416891A priority Critical patent/JPH0561057A/en
Publication of JPH0561057A publication Critical patent/JPH0561057A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To an active matrix type liquid crystal display having a bright screen by making an area opposed to a transference electrode small and also making capacity large, and securing the substantial area for receiving light of the transference electrode as much as possible when additional capacity is formed between the transference electrode constituting a liquid crystal element and an electrode opposed to this transference electrode. CONSTITUTION:The additional capacity Cs is constituted by arranging the transference electrode 17 constituting the liquid crystal element 1, a grand line electrode 6 whose one part is opposed to the transference electrode 17, and a TaOx layer 16 between the two electrodes 6 and 17, and the grand line electrode 6 is constituted of a tantalic member and is grounded.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は薄膜トランジスタをスイ
ッチング素子として液晶素子と同一基板に一体に形成し
た、いわゆるアクティブマトリクス型液晶ディスプレイ
に係り、特に、液晶素子を駆動するための電荷を蓄積す
る付加容量を設けたものに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a so-called active matrix type liquid crystal display in which a thin film transistor as a switching element is integrally formed with a liquid crystal element on the same substrate, and more particularly to an additional capacitor for accumulating charges for driving the liquid crystal element. Related to those provided.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のマトリクス型の液晶ディスプレイ
におけるクロスト−ク等の問題を解決するため、近年、
XYマトリックス電極構造の交点に、スイッチング素子
として、例えば、薄膜トランジスタを設けた、いわゆる
アクティブマトリクス型液晶ディスプレイが種々提案さ
れている。図6乃至図8には、このようなアクティブマ
トリクス型液晶ディスプレイの一例が示されており、以
下同図を参照しつつその概略構成を説明する。尚、ここ
で、図6は従来のアクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイの平面図、図7は図6のB−B線断面図、図8は従
来のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの等価回
路図である。同図においてアクティブマトリクス型液晶
ディスプレイは、薄膜トランジスタ(以下「TFT」と
言う。)20と、液晶素子21と、をガラス等からなる
絶縁基板22に一体形成してなるものである。TFT2
0は、いわゆるプレ−ナ構造を有するもので、絶縁基板
22上に、例えば500オングストロ−ム程度にポリシ
リコン層23、ゲ−ト絶縁層24を、それぞれ順に積層
して形成すると共に、ゲ−ト絶縁層24の上部でかつ上
記ポリシリコン層23に対向する部位にはゲ−ト電極2
5が形成されている。そして、ゲ−ト電極25の上に層
間絶縁膜26を形成する前に、ゲ−ト電極25をマスク
として、イオン注入法によりポリシリコン層23に不純
物を注入することにより、ポリシリコン層23の一部に
不純物拡散層23a,23bを形成している。そして、
この後、層間絶縁膜26、アルミ配線27を順に形成し
て、アルミ配線27の一端は、ゲ−ト絶縁層24に形成
されたコンタクト孔を介して不純物拡散層23a,23
bに接続される。さらに、層間絶縁層26及びアルミ配
線27の上に、保護膜28を形成している。液晶素子2
1は、先のTFT20の一部を構成するゲ−ト絶縁層2
4と層間絶縁層26との間にゲ−トライン電極29を形
成し、さらに、層間絶縁層26の上に透明電極30を形
成してなるものである。尚、透明電極30には、上述し
たアルミ配線27の他端が接続されている。また、図示
されていないが、保護層28の上には液晶、透明電極が
順次積層されて、液晶素子21が形成されている。さら
に、上述のゲ−トライン電極29は、平行して複数設け
られるもので、同じく平行して複数設けられるデ−タラ
イン電極31と互いに直交するように配設されて、いわ
ゆるXYマトリックスを構成しているものである(図8
参照)。このような構成において、ゲ−トライン電極2
9と透明電極30とは、互いにその一部が対向するよう
に設けられており、これら電極29,30の間に位置す
る層間絶縁層26の一部と共に付加容量Csを構成し
て、デ−タライン電極31から印加された電圧に応じた
電荷を蓄積するようになっている(図8参照)。このよ
うに付加容量Csを設けるのは、液晶セルの容量CLsの
みでは、十分な蓄積容量を得ることができず、TFT2
0のリ−ク電流により蓄積電荷が減少してしまい、液晶
素子21が十分な駆動状態に維持されなくなり、ディス
プレイ全体としての画面の明るさが低下するのを防ぐた
めである。
2. Description of the Related Art Recently, in order to solve problems such as crosstalk in a conventional matrix type liquid crystal display,
Various so-called active matrix type liquid crystal displays in which, for example, thin film transistors are provided as switching elements at the intersections of the XY matrix electrode structure have been proposed. 6 to 8 show an example of such an active matrix type liquid crystal display, and a schematic configuration thereof will be described below with reference to the same drawings. 6 is a plan view of a conventional active matrix type liquid crystal display, FIG. 7 is a sectional view taken along the line BB of FIG. 6, and FIG. 8 is an equivalent circuit diagram of the conventional active matrix type liquid crystal display. In the figure, the active matrix type liquid crystal display is one in which a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) 20 and a liquid crystal element 21 are integrally formed on an insulating substrate 22 made of glass or the like. TFT2
Reference numeral 0 denotes a so-called planar structure, in which, for example, a polysilicon layer 23 and a gate insulating layer 24 are formed in this order on the insulating substrate 22 to have a thickness of about 500 angstroms, respectively. The gate electrode 2 is provided on the gate insulating layer 24 and on the portion facing the polysilicon layer 23.
5 is formed. Then, before forming the interlayer insulating film 26 on the gate electrode 25, impurities are implanted into the polysilicon layer 23 by an ion implantation method using the gate electrode 25 as a mask. Impurity diffusion layers 23a and 23b are partially formed. And
After that, an interlayer insulating film 26 and an aluminum wiring 27 are sequentially formed, and one end of the aluminum wiring 27 has impurity diffusion layers 23 a, 23 via contact holes formed in the gate insulating layer 24.
connected to b. Further, a protective film 28 is formed on the interlayer insulating layer 26 and the aluminum wiring 27. Liquid crystal element 2
1 is a gate insulating layer 2 which constitutes a part of the TFT 20.
The gate line electrode 29 is formed between the interlayer insulating layer 26 and the interlayer insulating layer 26, and the transparent electrode 30 is further formed on the interlayer insulating layer 26. The other end of the aluminum wiring 27 described above is connected to the transparent electrode 30. Although not shown, a liquid crystal and a transparent electrode are sequentially laminated on the protective layer 28 to form a liquid crystal element 21. Further, the plurality of gate line electrodes 29 described above are provided in parallel, and are arranged so as to be orthogonal to the data line electrodes 31 similarly provided in parallel to form a so-called XY matrix. (Fig. 8)
reference). In such a structure, the gate line electrode 2
9 and the transparent electrode 30 are provided so that a part thereof faces each other, and together with a part of the interlayer insulating layer 26 located between these electrodes 29 and 30, an additional capacitance Cs is formed, and The charge corresponding to the voltage applied from the tareline electrode 31 is accumulated (see FIG. 8). In this way, the additional capacitance Cs is not provided to obtain a sufficient storage capacitance only with the capacitance CLs of the liquid crystal cell, and the TFT 2
This is to prevent the accumulated charge from being reduced by the leak current of 0, the liquid crystal element 21 not being maintained in a sufficiently driven state, and the screen brightness of the entire display from being lowered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
構成においては、付加容量Csは、TFT20のドレイ
ンとゲ−トライン電極29との間に接続されることとな
る(図8参照)ので、ゲ−トライン電極29が長い、す
なわちX方向(図8において紙面左右方向)の素子数が
増大すると、それに伴い数多くの付加容量Csがゲ−ト
ライン電極29に接続されることとなる。このため、ゲ
−トライン電極29に印加するゲ−ト電圧に対して上述
の付加容量Csが負荷として作用するために、ゲ−ト電
圧を印加した点から離れたゲ−トライン電極29の末端
近傍の部位においては、ゲ−ト電圧が低下して、TFT
20を十分に駆動できなくなるという問題を生じてい
た。かかる問題を解決するために、例えば、これまで透
明電極30と一部が対向して設けられていたゲ−トライ
ン電極29に代わって、接地された線状電極を透明電極
30と対向するように設け、付加容量Csをゲ−トライ
ン電極に接続しないようにすることで、上述したような
ゲ−ト電圧の減衰という問題を回避することが考えられ
る。後者のような構造において、確かに前者の欠点であ
ったゲ−ト電圧の減衰という問題は解決するものの、前
者においても言えることであるが、付加容量Csを構成
するグランドラインは、液晶素子への光の入射側におい
て、液晶素子を構成する透明電極と対向して設けられる
ので、グランドラインとオバ−ラップする分だけ透明電
極の受光面積が減少し、液晶ディスプレイの画面全体が
暗くなるという問題があった。ことに、透明電極とグラ
ンドラインの間の誘電体となる層間絶縁層を形成する部
材としてよく用いられる酸化シリコン(SiO2 )は、
誘電率が比較的低い(約3.5程度)こともあり、十分
な容量を有する付加容量Csを得るためには、新たに設
けた線状電極と透明電極との対向面積をある程度必要と
するために、その分画面が暗くなることは避けられなか
った。本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、透明
電極の受光面積を確保して、明るい画面のアクティブマ
トリクス型液晶ディスプレイを提供することを目的とす
る。
However, in the above-mentioned structure, the additional capacitance Cs is connected between the drain of the TFT 20 and the gate line electrode 29 (see FIG. 8), so that the gate is connected. When the try line electrode 29 is long, that is, when the number of elements in the X direction (left and right direction of the paper surface in FIG. 8) increases, many additional capacitors Cs are connected to the gate line electrode 29. Therefore, since the above-mentioned additional capacitance Cs acts as a load with respect to the gate voltage applied to the gate line electrode 29, the vicinity of the end of the gate line electrode 29 distant from the point where the gate voltage is applied. In the area of, the gate voltage decreases and the TFT
There was a problem that 20 could not be driven sufficiently. In order to solve such a problem, for example, instead of the gate line electrode 29 which has been provided so as to partially face the transparent electrode 30, the grounded linear electrode is made to face the transparent electrode 30. It is conceivable that the problem of attenuation of the gate voltage as described above can be avoided by providing the additional capacitance Cs and not connecting the additional capacitance Cs to the gate line electrode. In the latter structure, although the problem of gate voltage attenuation, which is the drawback of the former, is solved, the former can also be said that the ground line forming the additional capacitance Cs is connected to the liquid crystal element. Since the light-incident side of the liquid crystal element is provided so as to face the transparent electrode that constitutes the liquid crystal element, the light receiving area of the transparent electrode is reduced by the amount of overlapping with the ground line, and the entire screen of the liquid crystal display becomes dark. was there. In particular, silicon oxide (SiO 2 ) that is often used as a member for forming an interlayer insulating layer that becomes a dielectric between the transparent electrode and the ground line is
Since the dielectric constant is relatively low (about 3.5), it is necessary to have a certain area to face the newly provided linear electrode and transparent electrode in order to obtain the additional capacitance Cs having a sufficient capacitance. Therefore, it was unavoidable that the screen became darker. The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an active matrix type liquid crystal display having a bright screen by securing a light receiving area of a transparent electrode.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明に係るアクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイは、タンタル部材からなる電極を、液晶素子を構成
する透明電極と対向するように設けて、この電極を接地
すると共に、透明電極との間には酸化タンタルを充填す
る構造としたものである。
In order to solve the above problems, an active matrix type liquid crystal display according to the present invention is provided with an electrode made of a tantalum member so as to face a transparent electrode forming a liquid crystal element, The electrode is grounded and tantalum oxide is filled between the electrode and the transparent electrode.

【0005】[0005]

【作用】本発明によれば、透明電極と、この透明電極に
対向して設けられる電極との間に充填される酸化タンタ
ルは、誘電率が従来用いられていた窒化シリコン(Si
2 )等に比べて非常に高いため、透明電極と、この透
明電極に対向する電極との対向面積を小さくする一方
で、これら2つの電極間に容量値の大きな付加容量が形
成され、そのため、透明電極の受光面積をこれまでより
多く確保でき、従来より明るい画面のアクティブマトリ
クス型液晶ディスプレイが得られることとなるものであ
る。
According to the present invention, the tantalum oxide filled between the transparent electrode and the electrode provided so as to face the transparent electrode has a dielectric constant of silicon nitride (Si).
Since it is much higher than O 2 ) etc., the facing area between the transparent electrode and the electrode facing the transparent electrode is made small, while an additional capacitance having a large capacitance value is formed between these two electrodes. As a result, it is possible to secure a larger light receiving area of the transparent electrode and obtain an active matrix type liquid crystal display having a brighter screen than ever before.

【0006】[0006]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図1乃至図5を参
照しつつ説明する。ここで、図1は本発明に係るアクテ
ィブマトリクス型液晶ディスプレイの一画素相当の平面
図、図2は図1のA−A線断面図、図3は本実施例にお
けるアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの主要部
の製造プロセスを説明する説明図、図4は本実施例にお
けるゲ−トライン電極とグランドライン電極との配置を
示す平面図、図5は本実施例におけるアクティブマトリ
クス型液晶ディスプレイの等価回路図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Here, FIG. 1 is a plan view of one pixel corresponding to the active matrix liquid crystal display according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 3 is a main view of the active matrix liquid crystal display in the present embodiment. FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of the gate line electrodes and the ground line electrodes in this embodiment, and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the active matrix type liquid crystal display in this embodiment. is there.

【0007】本実施例におけるアクティブマトリクス型
液晶ディスプレイは、よく知られているn×m個の画素
数(ビット)を有するアクティブマトリックス構造の液
晶ディスプレイである点においては基本的に従来のもの
と変わらないが、後述するように付加容量Csの構造に
特徴を有するものである。先ず、本実施例のアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイの電気的等価回路につい
て、図5を参照しつつ説明する。一画素当りの構成は、
素子容量CLsで表される液晶素子1と、この液晶素子1
にドレインが接続される薄膜トランジスタ(以下、「T
FT」と言う)2と、後述する付加容量Csとからな
る。そして、このような構成を有するものがX方向(図
5において紙面左右方向)にn個(ビット)、Y方向
(図5において紙面上下方向)にm個(ビット)ずつ配
されてアクティブマトリクス型液晶ディスプレイが構成
されている。また、同一の行(図5において紙面左右方
向)に配されたTFT2のゲ−トは、X方向に設けられ
た同一のゲ−トライン電極4に接続され、この電極4を
介して同時にTFT2のゲ−トにゲ−ト信号が印加され
るようになっている。さらに、同一の列(図5において
紙面上下方向)に配されたTFT2のソ−スは、Y方向
に設けられたデ−タライン電極5に接続され、素子容量
CLsすなわち液晶素子1へ印加する電圧信号が、同一の
列にあるm個のTFT2のソ−ス側に同時に印加される
ようになっている。さらに、付加コンデンサCsは、T
FT2のドレインと、X方向に設けられかつ一端が接地
されているグランドライン電極6との間に接続されてい
る。
The active matrix type liquid crystal display in the present embodiment is basically different from the conventional one in that it is an active matrix type liquid crystal display having a well-known n × m pixel number (bit). Although not mentioned, it has a feature in the structure of the additional capacitance Cs as described later. First, an electrical equivalent circuit of the active matrix type liquid crystal display of this embodiment will be described with reference to FIG. The configuration per pixel is
Liquid crystal element 1 represented by element capacitance CLs, and this liquid crystal element 1
A thin film transistor whose drain is connected to (hereinafter referred to as "T
2) and an additional capacitance Cs described later. Then, an active matrix type device having such a configuration is arranged by n (bits) in the X direction (horizontal direction of the paper in FIG. 5) and m (bits) in the Y direction (vertical direction of the paper in FIG. 5). A liquid crystal display is configured. Further, the gates of the TFTs 2 arranged in the same row (left and right direction on the paper surface in FIG. 5) are connected to the same gate line electrode 4 provided in the X direction, and the TFTs 2 are simultaneously connected through the electrodes 4. A gate signal is applied to the gate. Further, the sources of the TFTs 2 arranged in the same column (vertical direction on the paper in FIG. 5) are connected to the data line electrodes 5 provided in the Y direction, and the device capacitance CLs, that is, the voltage applied to the liquid crystal device 1 is applied. The signals are simultaneously applied to the source side of the m TFTs 2 in the same column. Further, the additional capacitor Cs is T
It is connected between the drain of FT2 and the ground line electrode 6 which is provided in the X direction and has one end grounded.

【0008】そして、ゲ−トライン電極4にゲ−ト信号
が印加され、かつデ−タライン電極5に所定の電圧が印
加されると、ゲ−ト信号が印加されたゲ−トライン電極
4とデ−タライン電極5との交差点にあるTFT2が導
通状態になり、この間、デ−タライン電極5に印加され
た電圧が、液晶素子1としての素子容量CLs及び付加容
量Csに印加されることとなり、液晶素子1は駆動状態
となる。ここで、ゲ−ト信号は所定時間経過後に零とな
り、TFT2は、非導通状態となるが、液晶素子1は付
加容量Csに蓄積されている電荷により動作状態に保持
される。
When a gate signal is applied to the gate line electrode 4 and a predetermined voltage is applied to the data line electrode 5, the gate line electrode 4 to which the gate signal is applied and the data are applied. The TFT 2 at the intersection with the data line electrode 5 becomes conductive, and the voltage applied to the data line electrode 5 is applied to the device capacitance CLs and the additional capacitance Cs as the liquid crystal device 1 during this time, The element 1 is in a driving state. Here, the gate signal becomes zero after a lapse of a predetermined time, and the TFT 2 becomes non-conducting, but the liquid crystal element 1 is kept in the operating state by the electric charge accumulated in the additional capacitance Cs.

【0009】図1及び図2には、本実施例のアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイを構成する一画素の構造
が、断面及び平面図によって示されており、以下同図を
参照しつつその構造を説明する。尚、図1は、絶縁基板
側すなわち光の入射方向から見た一画素当りの平面図を
示すものである。本実施例のアクティブマトリクス型液
晶ディスプレイは、液晶素子1と、この液晶素子1の駆
動を制御するTFT2とを、絶縁基板7上に一体に形成
してなるものである。TFT2は、図1に示すようにガ
ラス等の透光性絶縁部材からなる絶縁基板7の上に、一
部に不純物拡散領域8a,8bが形成された(不純物拡
散領域8a,8bの形成方法につていは後述)ポリシリ
コン層8となるポリシリコン膜と、ゲ−ト絶縁層9とし
ての窒化シリコン(SiNx)膜と、ゲ−ト電極10と
なるタンタル(Ta)層と、層間絶縁層11としての窒
化シリコン(SiNx)膜と、ソ−ス・ドレイン配線1
2a,12bとなるアルミニウム膜及び保護層13と
を、順次積層してなる、いわゆるプレ−ナ構造を有する
ものである。
FIGS. 1 and 2 show the structure of one pixel constituting the active matrix type liquid crystal display of this embodiment in cross section and plan view, and the structure will be described below with reference to the same drawing. To do. Note that FIG. 1 is a plan view of one pixel as viewed from the insulating substrate side, that is, from the light incident direction. The active matrix type liquid crystal display of the present embodiment is one in which a liquid crystal element 1 and a TFT 2 which controls the driving of the liquid crystal element 1 are integrally formed on an insulating substrate 7. As shown in FIG. 1, the TFT 2 has impurity diffusion regions 8a and 8b partially formed on an insulating substrate 7 made of a translucent insulating member such as glass (see the method for forming the impurity diffusion regions 8a and 8b). A polysilicon film to be a polysilicon layer 8, a silicon nitride (SiNx) film to be a gate insulating layer 9, a tantalum (Ta) layer to be a gate electrode 10, and an interlayer insulating layer 11 will be described later. Nitride (SiNx) film as a source and source / drain wiring 1
It has a so-called planar structure in which an aluminum film to be 2a and 12b and a protective layer 13 are sequentially laminated.

【0010】一方、本実施例の液晶素子1は、基本的に
は従来からこの種の液晶ディスプレイに用いられている
ものと基本的には同一のもので、絶縁基板7の上に絶縁
層14としての窒化シリコン膜と、付加容量Cs構成す
るグランドライン電極6となるタンタル(Ta)膜と、
付加容量Csの誘電体となるTaOx膜16と、透明電
極17となる酸化インジウム・スズ(ITO)膜と、層
間絶縁層11としての窒化シリコン(SiNx)膜と、
保護膜13とを、順次積層してなるものである。尚、上
述の絶縁層14は、先に述べたTFT2のゲ−ト絶縁層
9と共通層となっている。さらに、層間保護層11と保
護層13も、同様にTFT2と液晶素子1の双方に共通
する構成となっているものである。そして、上述のグラ
ンドライン電極6の一部と、TaOx層16と、透明電
極17の一部と、により付加容量Csが構成されるよう
になっている。なお、図2に示された液晶素子1は、主
要部のみを示すものであり、保護層13の上に順に積層
される液晶膜、透明電極等は、本発明の要旨と直接関係
しないので省略してある。
On the other hand, the liquid crystal element 1 of this embodiment is basically the same as that conventionally used for this type of liquid crystal display, and the insulating layer 14 is formed on the insulating substrate 7. And a tantalum (Ta) film serving as the ground line electrode 6 which constitutes the additional capacitance Cs,
A TaOx film 16 serving as a dielectric of the additional capacitance Cs, an indium tin oxide (ITO) film serving as a transparent electrode 17, and a silicon nitride (SiNx) film serving as an interlayer insulating layer 11.
The protective film 13 is sequentially laminated. The insulating layer 14 described above is a common layer with the gate insulating layer 9 of the TFT 2 described above. Further, the interlayer protective layer 11 and the protective layer 13 are also common to both the TFT 2 and the liquid crystal element 1. Then, the additional capacitance Cs is configured by a part of the ground line electrode 6, the TaOx layer 16 and a part of the transparent electrode 17 described above. Note that the liquid crystal element 1 shown in FIG. 2 shows only a main part, and a liquid crystal film, a transparent electrode, and the like sequentially stacked on the protective layer 13 are omitted because they are not directly related to the gist of the present invention. I am doing it.

【0011】次に、本実施例のアクティブマトリクス型
液晶ディスプレイの製造プロセスについて、特に、付加
容量Csの製造プロセスを中心に図3を参照しつつ説明
する。先ず、ガラス等の透光性絶縁部材からなる絶縁基
板7上に、TFT2を構成するポリシリコン層8、TF
T2の一部を構成すると同時に液晶素子1の絶縁層14
であるゲ−ト絶縁層9を順に着膜形成する。この後、ゲ
−トライン電極4と、付加容量Csの一部を構成するグ
ランドライン電極6とを、それぞれ、予め定めてある位
置に形成する。尚、このゲ−トライン電極4の長手軸方
向から横へ突出形成された部位は、ゲ−ト電極10とな
るもので、ゲ−トライン電極4の長手軸方向において、
離散的に設けられているものである。また、本実施例の
ゲ−トライン電極4及びグランドライン電極6は、共
に、Ta合金を用いて形成しているものである。尚、ゲ
−トライン電極4は、他の部材、例えば、クロム(C
r)等であってもよいが、グランドライン電極6は、後
述するように、TaOx層16を陽極酸化法により形成
する際に、陽極として流用する都合上、Ta合金又はT
aそのものを用いて形成されたものであることが必要で
ある。尚、製造工程の単純化ができるとうい点から、ゲ
−トライン電極4及びグランドライン電極6共に同一材
料のTa合金を用いることが好ましい。さらに、ゲ−ト
ライン電極4及びグランドライン電極6は、図4に示さ
れるように、略同一の平面上複数設けられ、特に、グラ
ンドライン電極6は、絶縁基板7上に形成された基部電
極6a(図4参照)に接続されている。この基部電極6
aは、グランドライン電極6と同時に形成されるもの
で、本ディスプレイ使用時には、最終的にある一定電位
に固定されるものである。
Next, the manufacturing process of the active matrix type liquid crystal display of the present embodiment will be described with reference to FIG. 3 focusing on the manufacturing process of the additional capacitor Cs. First, on the insulating substrate 7 made of a translucent insulating member such as glass, the polysilicon layer 8 and the TF forming the TFT 2 are formed.
At the same time as forming a part of T2, the insulating layer 14 of the liquid crystal element 1 is formed.
The gate insulating layer 9 is formed in order. After that, the gate line electrode 4 and the ground line electrode 6 forming a part of the additional capacitance Cs are formed at predetermined positions. The portion of the gate line electrode 4 that projects laterally from the longitudinal axis direction becomes the gate electrode 10. In the longitudinal axis direction of the gate line electrode 4,
It is provided discretely. Further, both the gate line electrode 4 and the ground line electrode 6 of this embodiment are made of Ta alloy. The gate line electrode 4 is formed of another member such as chrome (C
r) or the like, the ground line electrode 6 may be a Ta alloy or a T alloy for convenience of use as an anode when the TaOx layer 16 is formed by an anodic oxidation method as described later.
It must be formed by using a itself. From the viewpoint that the manufacturing process can be simplified, it is preferable to use Ta alloy of the same material for both the gate line electrode 4 and the ground line electrode 6. Further, as shown in FIG. 4, a plurality of gate line electrodes 4 and ground line electrodes 6 are provided on substantially the same plane. In particular, the ground line electrodes 6 are base electrodes 6 a formed on the insulating substrate 7. (See FIG. 4). This base electrode 6
The symbol a is formed simultaneously with the ground line electrode 6, and is finally fixed to a certain potential when the display is used.

【0012】次に、上述のようにポリシリコン層8等が
形成された絶縁基板7全体を、0.1%の硝酸溶液に浸
し、この硝酸溶液中に配置してある対向電極(図示せ
ず)と、上述した基部電極6aとの間に、100Vの直
流電圧を印加する。これは、一般に陽極酸化法と称され
る酸化膜形成のための接続であり、これにより、グラン
ドライン電極6の表面(図3(b)において絶縁基板7
と接合していない側の面)には、TaOx層16が、約
1500オングストロ−ム程度の膜厚で形成される。
尚、上述した直流印加電圧、硝酸溶液の濃度は、あくま
で一例であり、上述の値に限定されるものではなく、一
般的に良く知られている陽極酸化法の範囲内で、かつ所
望の膜厚のTaOx層が得られる範囲内で任意に変え得
るものである。また、単にTaOx層を着膜する手段と
しては、陽極酸化法以外にもあるが、陽極酸化法による
場合には、ピンホ−ルの発生が他の方法に比して極端に
少なく、非常に均質なTaOx層が得られるという点に
おいて優れており、このため、本実施例のように陽極酸
化法によりTaOx層16を形成するのが最も望まし
い。
Next, the entire insulating substrate 7 on which the polysilicon layer 8 and the like are formed as described above is dipped in a 0.1% nitric acid solution, and a counter electrode (not shown) arranged in this nitric acid solution. ) And the base electrode 6a described above, a DC voltage of 100 V is applied. This is a connection for forming an oxide film, which is generally called an anodic oxidation method, whereby the surface of the ground line electrode 6 (the insulating substrate 7 in FIG. 3B) is formed.
The TaOx layer 16 is formed in a film thickness of about 1500 angstroms on the surface not bonded to.
The above-mentioned DC applied voltage and the concentration of the nitric acid solution are merely examples, and the values are not limited to the above-mentioned values. It can be arbitrarily changed within a range where a thick TaOx layer can be obtained. Further, as a means for simply depositing the TaOx layer, there are methods other than the anodic oxidation method. However, in the case of the anodic oxidation method, pinholes are generated extremely less than other methods, and the method is very uniform. Since it is excellent in that a TaOx layer is obtained, it is most desirable to form the TaOx layer 16 by the anodic oxidation method as in this embodiment.

【0013】TaOx層16形成後は、硝酸溶液中から
絶縁基板7を取り出し、次述するようにしてポリシリコ
ン層8に不純物拡散領域を形成する。すなわち、ゲ−ト
電極10側から、イオン注入法により、例えば、燐
(P)は150KeV程度で、ほう素(B)は100K
eV程度で加速してポリシリコン層8へ打ち込むことに
より、不純物拡散層8a,8bを自己整合的に形成す
る。尚、このようなイオン注入法による不純物拡散層の
形成は、公知・周知の技術であるので、ここでの詳細な
説明は省略する。
After the TaOx layer 16 is formed, the insulating substrate 7 is taken out from the nitric acid solution and an impurity diffusion region is formed in the polysilicon layer 8 as described below. That is, from the gate electrode 10 side, by ion implantation, for example, phosphorus (P) is about 150 KeV and boron (B) is 100K.
The impurity diffusion layers 8a and 8b are formed in a self-aligned manner by accelerating at about eV and implanting into the polysilicon layer 8. Since the formation of the impurity diffusion layer by such an ion implantation method is a known and well-known technique, a detailed description thereof will be omitted here.

【0014】上述のように不純物拡散層8a,8b形成
後は、透明電極17となる酸化インジウム・スズ(IT
O)、層間絶縁膜11となる窒化シリコン(SiN
x)、ソ−ス・ドレイン配線12a,12bとなるアル
ミニウムを順に着膜する。尚、これら透明電極17等の
形成は、特に、本発明に特有のものではなく、この種の
デバイスにおいて公知・周知の技術であるのでここでの
詳細な説明は省略する。
As described above, after the impurity diffusion layers 8a and 8b are formed, indium tin oxide (IT) which becomes the transparent electrode 17 is formed.
O), silicon nitride (SiN
x) and aluminum to be the source / drain wirings 12a and 12b are sequentially deposited. The formation of the transparent electrodes 17 and the like is not particularly peculiar to the present invention, and is a known and well-known technique for this type of device, and therefore detailed description thereof will be omitted here.

【0015】最後に、図5を参照しつつ、上記構成にお
けるアクティブマトリクス型液晶ディスプレイの動作に
ついて、概略的に説明する。図5においては、アクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイの4画素分の等価回路
が示されているが、この内、例えば、同図においてn1
で示される画素について駆動する場合を例にとると、こ
のn1の液晶素子1に電圧を印加するには、先ず、同図
においてG1で示されるゲ−トライン電極4を選択し、
このゲ−トライン電極4に所定のパルスゲ−ト電圧を印
加する。パルスゲ−ト電圧の印加と同時に、D1で示さ
れるデ−タライン電極5を選択し、電圧を印加すると、
n1におけるTFT2は、先のゲ−ト電圧が印加されて
いる間、導通状態となり、液晶素子1の素子容量CLsと
付加容量Csにはデ−タライン電極5に印加された電圧
信号が印加されることとなり、液晶素子1は駆動状態と
なる。そして、各容量CLs及びCsには、印加電圧に応
じた電荷が蓄積されるが、この電荷は、ゲ−ト電圧が
零、すなわち、TFT2が非導通状態になった後におい
ても、略そのまま各容量CLs及びCsに保持され、液晶
素子1は駆動状態に維持されることとなる。
Finally, with reference to FIG. 5, the operation of the active matrix type liquid crystal display having the above structure will be briefly described. FIG. 5 shows an equivalent circuit for four pixels of the active matrix type liquid crystal display. Of these, for example, in FIG.
Taking the case of driving the pixel shown by as an example, in order to apply a voltage to the liquid crystal element 1 of n1, first, the gate line electrode 4 shown by G1 in the figure is selected,
A predetermined pulse gate voltage is applied to the gate line electrode 4. Simultaneously with the application of the pulse gate voltage, the data line electrode 5 indicated by D1 is selected and the voltage is applied,
The TFT 2 in n1 becomes conductive while the gate voltage is applied, and the voltage signal applied to the data line electrode 5 is applied to the element capacitance CLs and the additional capacitance Cs of the liquid crystal element 1. This means that the liquid crystal element 1 is in a driving state. Then, charges corresponding to the applied voltage are accumulated in each of the capacitors CLs and Cs, and the charges remain substantially unchanged even after the gate voltage is zero, that is, the TFT 2 is in a non-conducting state. The liquid crystal element 1 is maintained in the driven state by being held in the capacitors CLs and Cs.

【0016】ここで、本発明に係る付加容量Csの誘電
体であるTaOxは、従来からよく用いられていた例え
ば酸化シリコン(SiO2 )の誘電率が3.5と低かっ
たのに対して、25という高誘電率を有するものであ
る。このため、付加容量Csは、当然のことながら、従
来の付加容量に比し大きな容量値を有するものとなり、
TFT2が非導通となっても、液晶素子1を十分に駆動
状態に維持できることとなる。また、TaOxの誘電率
が十分に高いので、透明電極17とグランドライン電極
6との対向面積積は、従来に比して少なくて済み、しか
も、従来より少ない対向面積であっても、容量値として
は、従来より大であるので、上述のようにTFT2が非
導通状態になった後も、付加容量Csは、液晶素子1を
駆動状態に維持するに十分な電荷を保持することとな
る。また、同時に、透明電極17とグランドライン電極
6との対向面積の減少は、透明電極17の受光面積の増
加となり、その結果、アクティブマトリクス型液晶ディ
スプレイ全体として明るい画面となる。
Here, TaOx, which is a dielectric material of the additional capacitance Cs according to the present invention, has a low dielectric constant of 3.5, which is conventionally used, for example, silicon oxide (SiO 2 ). It has a high dielectric constant of 25. Therefore, the additional capacitance Cs naturally has a larger capacitance value than the conventional additional capacitance,
Even if the TFT 2 becomes non-conductive, the liquid crystal element 1 can be maintained in a sufficiently driven state. Moreover, since the dielectric constant of TaOx is sufficiently high, the area product of the facing area of the transparent electrode 17 and the ground line electrode 6 is smaller than that of the conventional one, and even if the facing area is smaller than that of the conventional one, the capacitance value is small. Since it is larger than the conventional one, the additional capacitor Cs retains sufficient electric charge to maintain the liquid crystal element 1 in the driven state even after the TFT 2 is turned off as described above. At the same time, the decrease in the facing area between the transparent electrode 17 and the ground line electrode 6 increases the light receiving area of the transparent electrode 17, resulting in a bright screen for the active matrix liquid crystal display as a whole.

【0017】[0017]

【発明の効果】本発明によれば、付加容量を構成する電
極の一方をタンタルから形成すると共に、この電極の表
面に高誘電率のタンタルの酸化膜を形成して透明電極と
の間の誘電体として、付加容量を構成するようにしたこ
とにより、透明電極と、この透明電極と対向するグラン
ドライン電極との対向面積が極めて小さくて済み、透明
電極の受光面積を確保することができるので、明るい画
面のアクティブマトリクス型液晶ディスプレイを提供す
ることができるという効果を奏するものである。
According to the present invention, one of the electrodes forming the additional capacitance is made of tantalum, and a tantalum oxide film having a high dielectric constant is formed on the surface of the electrode to form a dielectric between the electrode and the transparent electrode. As the body, by configuring the additional capacitance, the facing area between the transparent electrode and the ground line electrode facing the transparent electrode can be extremely small, and the light receiving area of the transparent electrode can be secured. It is possible to provide an active matrix type liquid crystal display having a bright screen.

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

【図1】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶デ
ィスプレイの一画素に相当する部分の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a portion corresponding to one pixel of an active matrix type liquid crystal display according to the present invention.

【図2】 図1のA−A線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.

【図3】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶デ
ィスプレイの主要部の製造プロセスを説明するための説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a manufacturing process of main parts of the active matrix type liquid crystal display according to the present invention.

【図4】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶デ
ィスプレイを構成するゲ−トライン電極及びグランドラ
イン電極の配置を示す平面図
FIG. 4 is a plan view showing the arrangement of gate line electrodes and ground line electrodes that constitute the active matrix type liquid crystal display according to the present invention.

【図5】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶デ
ィスプレイの等価回路図である。
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of an active matrix type liquid crystal display according to the present invention.

【図6】 従来のアクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイの一画素あたりの平面図である。
FIG. 6 is a plan view of one pixel of a conventional active matrix type liquid crystal display.

【図7】 図6のB−B線断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【図8】 図6及び図7に示された従来のアクティブマ
トリクス型液晶ディスプレイの等価回路図である。
8 is an equivalent circuit diagram of the conventional active matrix type liquid crystal display shown in FIGS. 6 and 7. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…液晶素子、 2…薄膜トランジスタ、 4…ゲ−ト
ライン電極、 5…デ−タライン電極、 6…グランド
ライン電極、 6a…基部電極、 7…絶縁基板、 1
6…TaOx層、 17…透明電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Liquid crystal element, 2 ... Thin film transistor, 4 ... Gate line electrode, 5 ... Data line electrode, 6 ... Ground line electrode, 6a ... Base electrode, 7 ... Insulating substrate, 1.
6 ... TaOx layer, 17 ... Transparent electrode

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも、液晶素子と、この液晶素子
に電気的に接続され該液晶素子の駆動を制御する薄膜ト
ランジスタと、前記薄膜トランジスタと外部回路とを接
続する配線群と、を基板上に一体形成してなるアクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイにおいて、酸化タンタ
ル層を介して前記液晶素子を構成する透明電極と対向す
るタンタル部材からなる電極を設けると共に、前記電極
を接地したことを特徴とするアクティブマトリクス型液
晶ディスプレイ。
1. A liquid crystal element, a thin film transistor electrically connected to the liquid crystal element to control driving of the liquid crystal element, and a wiring group connecting the thin film transistor to an external circuit are integrally formed on a substrate. In the active matrix type liquid crystal display, the active matrix type liquid crystal is characterized in that an electrode made of a tantalum member facing the transparent electrode constituting the liquid crystal element is provided via a tantalum oxide layer and the electrode is grounded. display.
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