JPH07270823A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH07270823A
JPH07270823A JP6105394A JP6105394A JPH07270823A JP H07270823 A JPH07270823 A JP H07270823A JP 6105394 A JP6105394 A JP 6105394A JP 6105394 A JP6105394 A JP 6105394A JP H07270823 A JPH07270823 A JP H07270823A
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JP
Japan
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electrode
capacitance
auxiliary capacitance
gate
liquid crystal
Prior art date
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Pending
Application number
JP6105394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryuji Nishikawa
龍司 西川
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH07270823A publication Critical patent/JPH07270823A/en
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the limit of a scanning direction and to realize high yield by improving the structure of an auxiliary capacitance in an additional capacitance type liquid crystal display device using positive stagger type TFTs. CONSTITUTION:This device has a costricture in which an auxiliary capacitance electode 12 is arranged with integration to a display electrode 14P and a gate line 17L in common and is of the consitution of a CsonGate system in which two capacitances SC1, SC1 are connected in series at this integrating part by making the auxiliary capacitance electrode 12 a common and this resultant capacitance is made to be the auxiliary capacitance. Thus, since the display electrode 14P is insulated from a drain line 14L. the scanning in the up-and-down direction is made possible and an adverse influence is not exerted on a display even though a defect is generated in an insulation film and auxiliary capacitances SC1, SC2 are short-circuited.

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、マスク枚数の削減プロ
セスを可能にした液晶表示装置に関し、特に、補助容量
の一方の電極をゲートラインに接続する方式(一般に、
Cs onGate方式と呼ばれる)の付加容量型の液
晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device capable of reducing the number of masks, and more particularly to a method of connecting one electrode of an auxiliary capacitor to a gate line (generally,
The present invention relates to an additional capacitance type liquid crystal display device (referred to as Cs on Gate system).

【0002】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は小型、薄型、低消費電力
などの利点があり、OA機器、AV機器などの分野で実
用化が進んでいる。特に、スイッチング素子として、薄
膜トランジスタ(以下、TFTと略す)を用いたアクテ
ィブマトリクス型は、原理的にデューティ比100%の
スタティック駆動をマルチプレクス的に行うことがで
き、大画面、高精細な動画ディスプレイに使用されてい
る。
2. Description of the Related Art Liquid crystal display devices have advantages such as small size, thin shape, and low power consumption, and are being put to practical use in fields such as OA equipment and AV equipment. In particular, the active matrix type using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a switching element can perform static driving with a duty ratio of 100% in a multiplexed manner in principle, and has a large screen and a high-definition moving image display. Is used for.

【0003】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
マトリクス配置された表示電極にTFTを接続した基板
(TFT基板)と、共通電極を有する基板(対向基板)
が貼り合わされて、隙間に液晶が封入された構造を有す
る。TFTは表示電極へのデータ信号入力を選択するス
イッチング素子であり、ゲート電極、ドレイン電極、ソ
ース電極、及び、非単結晶半導体層より構成される。そ
れぞれの電極はゲートライン、ドレインライン及び表示
電極に接続され、また、非単結晶半導体層はアモルファ
スシリコン(a−Si)やポリシリコン(p−Si)で
あり、チャンネル層として機能する。ゲートライン群は
線順次に走査選択されて1走査線上の全てのTFTをO
Nとし、これと同期したデータ信号が各ドレインライン
を介してそれぞれの表示電極に入力される。共通電極は
走査信号に同期して電圧が設定されて、対向する各表示
電極との間の電圧により間隙の液晶を駆動し、光の透過
率が表示画素ごとに調整されて各表示画素の階調表示の
合成が表示画像として視認される。また、OFF期間中
の液晶の駆動状態は両電極間で構成される表示画素容量
の印加電圧により1フィールド期間保持されるが、これ
と並列に補助容量を付加することにより、保持特性を向
上することができる。また、補助容量はTFTの動作時
に生じる表示電極電圧のシフトを抑制する作用がある。
即ち、製造工程の制約上余儀なくされるソース・ゲート
間の重畳部において、TFTのON/OFFに従って寄
生容量の変化が生じる。そのため、補助容量を液晶容量
に並列に付加して全容量を増大させることにより、寄生
容量による直流成分の、表示電極電位への影響を緩和し
ている。補助容量には、他の電極から独立した電極を表
示電極に重畳して配置し、その電極に共通の電圧を与え
る方式(一般的にCSon Common方式と呼ばれ
る)の蓄積容量型と、ゲートラインの一部を延在形成し
て表示電極に重畳配置した、CS on Gate方式の
付加容量型がある。付加容量型は蓄積容量型に比べて配
線交差部が少なくショートが減少することや、光を遮光
する電極の総面積が小さく開口率が向上すること、更に
は補助容量のショート時、ゲート信号が表示電極に印加
されるため、ノーマリ・ホワイト・モードにおいて点欠
陥が黒点となるため表示品位への悪影響が少ないこと、
などの利点がある。
The active matrix type liquid crystal display device is
A substrate in which TFTs are connected to display electrodes arranged in a matrix (TFT substrate) and a substrate having a common electrode (counter substrate)
Are bonded together and liquid crystal is sealed in the gap. The TFT is a switching element that selects a data signal input to the display electrode, and includes a gate electrode, a drain electrode, a source electrode, and a non-single-crystal semiconductor layer. Each electrode is connected to a gate line, a drain line, and a display electrode, and the non-single crystal semiconductor layer is amorphous silicon (a-Si) or polysilicon (p-Si) and functions as a channel layer. The gate line group is line-sequentially scanned and selected to turn on all the TFTs on one scanning line.
N, and a data signal synchronized with this is input to each display electrode via each drain line. The voltage of the common electrode is set in synchronization with the scanning signal, the liquid crystal in the gap is driven by the voltage between the display electrodes facing each other, and the light transmittance is adjusted for each display pixel. The composite of the key display is visually recognized as a display image. Further, the driving state of the liquid crystal during the OFF period is held for one field period by the applied voltage of the display pixel capacitance formed between both electrodes. By adding an auxiliary capacitance in parallel with this, the holding characteristic is improved. be able to. Further, the auxiliary capacitance has an action of suppressing the shift of the display electrode voltage which occurs when the TFT operates.
That is, in the overlapping portion between the source and the gate, which is unavoidable due to the limitation of the manufacturing process, the parasitic capacitance changes according to ON / OFF of the TFT. Therefore, the auxiliary capacitance is added in parallel to the liquid crystal capacitance to increase the total capacitance, thereby alleviating the influence of the DC component due to the parasitic capacitance on the display electrode potential. The auxiliary capacitor, the storage capacitor type arranged to overlap the separate electrodes from other electrodes in the display electrodes, providing a common voltage to the electrode system (commonly referred to as C S on Common mode), the gate superimposed disposed on the display electrode part of the line extending form to, there is an additional displacement of the C S on Gate scheme. Compared to the storage capacitance type, the additional capacitance type has fewer wiring crossovers and thus short circuits are reduced, the total area of the electrodes that shield light is small, and the aperture ratio is improved. Since it is applied to the display electrode, the point defect becomes a black dot in the normally white mode, so that the display quality is not adversely affected.
There are advantages such as.

【0004】以下、Cs on Gate方式の液晶表示
装置について従来例を説明する。図6はその等価回路図
である。ゲートライン(G1〜Gm)とドレインライン
(D1〜Dn)が互いに直交して配置され、これらの交
点にはゲート電極及びドレイン電極をそれぞれ各ゲート
ライン(G1〜Gm)及びドレインライン(D1〜D
n)に接続したTFT(T)が形成されている。各TF
T(T)のソースは、液晶容量(LC)及び補助容量
(SC)の一方の電極となっている。液晶容量(LC)
の他方の電極は不図示である対向基板側の共通電極であ
り、補助容量(SC)の他方の電極は前段のゲートライ
ン(G0〜Gm−1)である。
A conventional example of a Cs on Gate type liquid crystal display device will be described below. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram thereof. The gate lines (G1 to Gm) and the drain lines (D1 to Dn) are arranged at right angles to each other, and the gate electrodes and the drain electrodes are respectively arranged at the intersections of the gate lines (G1 to Gm) and the drain lines (D1 to Dn).
TFT (T) connected to n) is formed. Each TF
The source of T (T) is one electrode of the liquid crystal capacitance (LC) and the auxiliary capacitance (SC). Liquid crystal capacity (LC)
The other electrode of is a common electrode on the opposite substrate side (not shown), and the other electrode of the auxiliary capacitance (SC) is a gate line (G0 to Gm-1) of the previous stage.

【0005】図7は表示画素部の拡大平面図であり、ゲ
ートライン(17L)とドレインライン(14L)が直
交配置された交点にTFTが形成されており、両ライン
(14L,17L)に囲まれた領域には表示電極(14
P)が形成されている。TFTはチャンネル層を挟んで
上にゲート下にソース・ドレインが配置された正スタガ
ー型である。表示電極(14P)に対して前段のゲート
ライン(17L)からの延在部(17C)は、表示電極
(14P)に重畳配置されて補助容量を形成している。
FIG. 7 is an enlarged plan view of a display pixel portion. A TFT is formed at an intersection where a gate line (17L) and a drain line (14L) are arranged orthogonally and surrounded by both lines (14L, 17L). The display electrode (14
P) is formed. The TFT is a positive stagger type in which a source / drain is arranged above the gate with a channel layer interposed therebetween. The extending portion (17C) extending from the gate line (17L) in the preceding stage with respect to the display electrode (14P) is disposed so as to overlap the display electrode (14P) to form a storage capacitor.

【0006】図8は図7のB−B線に沿った断面図であ
る。ガラスなどの透明基板(10)上には、TFTに対
応する領域にCrなどの遮光膜(11)が形成されてお
り、全面にはこれを覆ってSiNXが積層されて層間絶
縁膜(13)となっている。層間絶縁膜(13)上に
は、表示電極(14P)とソース電極(14S)、及
び、ドレイン電極(14D)とドレインライン(14
L)がITOにより形成されている。ソース及びドレイ
ン電極(14S,14D)上には、a−Si(15)、
ゲート絶縁膜(16)、ゲート電極(17G)が順次積
層されてTFTを構成している。ゲート絶縁膜(16)
はSiNXなどからなり、ゲート電極(17G)は、ゲ
ートライン(17L)と一体でAlなどからなる。表示
電極(14P)の一端上にはa−Si(15)とゲート
絶縁膜(16)を介して、ゲートライン(17L)から
延在部(17S)が重畳配置され補助容量を構成してい
る。a−Si(15)及びゲート絶縁膜(16)は、ゲ
ート配線(17)と同一のパターンに形成されている。
即ち、a−Si、SiNX、Alを連続で積層し、これ
らを同一のマスクでエッチングしている。
FIG. 8 is a sectional view taken along the line BB of FIG. On a transparent substrate such as a glass (10) is formed the light-shielding film such as Cr in a region corresponding to the TFT (11) is, on the entire surface is SiN X is laminated over this by interlayer insulating film (13 ). A display electrode (14P) and a source electrode (14S), and a drain electrode (14D) and a drain line (14) are formed on the interlayer insulating film (13).
L) is formed of ITO. On the source and drain electrodes (14S, 14D), a-Si (15),
The gate insulating film (16) and the gate electrode (17G) are sequentially stacked to form a TFT. Gate insulation film (16)
Is made of SiN x or the like, and the gate electrode (17G) is made of Al or the like integrally with the gate line (17L). An extension portion (17S) is superposed on the one end of the display electrode (14P) from the gate line (17L) via the a-Si (15) and the gate insulating film (16) to form an auxiliary capacitance. . The a-Si (15) and the gate insulating film (16) are formed in the same pattern as the gate wiring (17).
That is, by laminating a-Si, SiN X, the Al in a continuous, are etched these with the same mask.

【0007】尚、a−Si(15)と、ソース及びドレ
イン電極(14S,14D)とのオーミックコンタクト
は以下のように形成している。まず、ソース・ドレイン
の配線材料であるITOを成膜する際、ターゲットとし
て、ITOに燐などの5族元素を添加したものを用いて
スパッタリングを行う。このITO膜をパターニングし
たあと、プラズマCVDでa−Siを成長させることに
より、同時に、ITO中の燐がa−Si側へ拡散して、
界面でN+型のコンタクト層が形成される。
The ohmic contact between the a-Si (15) and the source and drain electrodes (14S, 14D) is formed as follows. First, when ITO, which is a wiring material for the source / drain, is formed into a film, sputtering is carried out using ITO to which a Group 5 element such as phosphorus is added as a target. After patterning this ITO film, by growing a-Si by plasma CVD, phosphorus in the ITO is simultaneously diffused to the a-Si side,
An N + type contact layer is formed at the interface.

【0008】以上の説明から、このTFT基板の製造に
要するマスク枚数は、遮光膜(11)となるCrのパタ
ーニング、ソース・ドレイン配線(14)となるITO
のパターニング、及び、ゲート配線(17)となるAl
のパターニングの3枚であり、コストが低い。
From the above description, the number of masks required for manufacturing this TFT substrate is the patterning of Cr which becomes the light shielding film (11) and the ITO which becomes the source / drain wiring (14).
Patterning and Al to be the gate wiring (17)
The patterning is 3 sheets and the cost is low.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】このように正スタガー
型TFTを用いたTFT基板はマスク数3枚のフォトエ
ッチ工程で製造が可能であるが、付加容量型の場合、a
−Si(15)がゲート配線(17L)に沿って残存し
ている。そのため補助容量部では、表示電極(14P)
とドレインライン(14L)がa−Si(15)によっ
て接続され、更にゲート絶縁膜(16)を介してゲート
ライン(17L)とその延在部(17C)が積層された
TFT構造となっている。通常、a−Siは高抵抗であ
るが、ゲート信号の立ち上がりにより移動度が上昇して
低抵抗化すると、表示電極(14P)とドレインライン
(14L)が導通し液晶容量の保持電圧が変化してしま
う。そのため、表示電極(14P)へ延在部(17C)
を提供するゲートライン(17L)は前段でなければな
らない。即ち、保持電圧の変化を保持期間の最後、つま
り、次フィールドでの書き換えの直前にすることにより
保持電圧の実効値の変化が抑制されるために、走査方向
は図4において上から下方向に限定される。
Although the TFT substrate using the positive stagger type TFT can be manufactured by the photoetching process with three masks as described above, in the case of the additional capacitance type,
-Si (15) remains along the gate wiring (17L). Therefore, in the auxiliary capacitance section, the display electrode (14P)
And a drain line (14L) are connected by an a-Si (15), and a gate line (17L) and its extended portion (17C) are laminated via a gate insulating film (16) to form a TFT structure. . Normally, a-Si has a high resistance, but when the mobility rises and the resistance becomes low due to the rise of the gate signal, the display electrode (14P) and the drain line (14L) become conductive and the holding voltage of the liquid crystal capacitance changes. Will end up. Therefore, the extended portion (17C) to the display electrode (14P)
The gate line (17L) that provides the signal must be in the previous stage. That is, by changing the holding voltage at the end of the holding period, that is, immediately before rewriting in the next field, the change in the effective value of the holding voltage is suppressed, so that the scanning direction changes from top to bottom in FIG. Limited.

【0010】また、光の入射によりa−Si(15)の
移動度が上昇しても同様に保持電圧の変化を招くため、
光源の強度が高いプロジェクターなどの投射型の用途に
は適さない。更に、補助容量部のショートによる点欠陥
は、ノーマリ・ブラック・モードでは黒点となり目立た
ないが、ノーマリ・ホワイト・モードでは白点で目立
ち、表示品位の悪化につながっていた。
Further, even if the mobility of the a-Si (15) is increased by the incidence of light, the holding voltage is similarly changed.
It is not suitable for projection type applications such as projectors where the intensity of the light source is high. Further, the point defect due to the short circuit of the auxiliary capacitance portion is not noticeable as a black spot in the normally black mode, but is noticeable as a white spot in the normally white mode, which leads to deterioration of display quality.

【0011】本発明の目的はこれらの問題を解決し、用
途が広く、歩留まりの高い液晶表示装置を提供するとこ
ろにある。
An object of the present invention is to solve these problems and to provide a liquid crystal display device having a wide range of uses and a high yield.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明はこの目的を達成
するために成されたもので、第1に、基板上に形成され
た第1のメタル膜をエッチングすることにより形成され
た補助容量電極と、該補助容量電極に被覆形成された第
1の絶縁膜と、該第1の絶縁膜上に形成された透明導電
膜をエッチングすることにより形成され、前記補助容量
電極への重畳部を有して第1の容量を構成する表示電極
と、前記透明導電膜をエッチングすることにより形成さ
れたドレインラインと、前記表示電極及びドレインライ
ンを被覆して順次積層された半導体膜、第2の絶縁膜及
び第2のメタル膜からなる積層体をエッチングすること
により形成され、前記ドレインラインと表示電極の近接
部への重畳部を有して薄膜トランジスタを構成するとと
もに、前記補助容量電極への重畳部を有して前記第1の
容量に直列に配置された第2の容量を構成するゲートラ
インとを有し、前記第1及び第2の容量の合成容量を補
助容量として備えた構成の液晶表示装置である。
The present invention has been made to achieve this object. First, an auxiliary capacitor formed by etching a first metal film formed on a substrate. An electrode, a first insulating film formed to cover the auxiliary capacitance electrode, and a transparent conductive film formed on the first insulating film are etched to form an overlapping portion on the auxiliary capacitance electrode. A display electrode having the first capacitance, a drain line formed by etching the transparent conductive film, a semiconductor film sequentially stacked to cover the display electrode and the drain line, The thin film transistor is formed by etching a laminated body including an insulating film and a second metal film, and has a portion where the drain line and the display electrode are close to each other to form a thin film transistor. A gate line forming a second capacitor arranged in series with the first capacitor, the gate capacitor having a superimposing part on the electrode, and a combined capacitor of the first and second capacitors as an auxiliary capacitor. It is a liquid crystal display device having a different configuration.

【0013】第2に、第1の構成において、前記補助容
量電極は前記ゲートラインに沿った真下の領域に設けら
れた構成である。第3に、第1の構成において、前記遮
光膜は前記補助容量電極に接続された構成である。
Secondly, in the first configuration, the auxiliary capacitance electrode is provided in a region directly below the gate line. Thirdly, in the first configuration, the light shielding film is connected to the auxiliary capacitance electrode.

【0014】[0014]

【作用】第1の構成で、フローティングの補助容量電極
を共通として、表示電極またはゲートラインとのそれぞ
れの重畳部で、互いに直列に配置された第1及び第2の
容量を形成したことにより、表示電極とゲートラインを
重畳させずに、両容量の合成容量を補助容量とするCs
on Gate方式の構成となる。そのため、表示電極
とゲートラインが平面的に離間された電極配置で補助容
量の形成が可能となり、表示電極とドレインラインの、
a−Siによる接続が断たれ、ゲート信号の立ち上がり
の表示電極への影響がなくなり、走査方向が一方向に限
定されず、上下両方向に走査ができる。
In the first configuration, the floating auxiliary capacitance electrode is shared, and the first and second capacitances arranged in series with each other are formed at the respective overlapping portions of the display electrode or the gate line. Cs using the combined capacitance of both capacitances as an auxiliary capacitance without overlapping the display electrode and the gate line
The configuration is an on Gate method. Therefore, it becomes possible to form an auxiliary capacitance with an electrode arrangement in which the display electrode and the gate line are separated from each other in a plane, and the display electrode and the drain line are
The connection by a-Si is cut off, the rise of the gate signal does not affect the display electrode, and the scanning direction is not limited to one direction, and scanning can be performed in both the upper and lower directions.

【0015】また、表示電極とドレインラインの絶縁に
より、光の入射による影響も抑制される。更に、絶縁膜
の欠陥により補助容量部にショートが生じても、補助容
量電極はフローティングであるため、表示へ悪影響を及
ぼすまでには至らない。第2の構成で、補助容量電極を
ゲートラインに沿った真下に設けたことにより、第2の
容量の容量値を増大させることにより、第1の容量と第
2の容量の直列合成接続による補助容量の容量値の低減
が防止される。
Further, the insulation between the display electrode and the drain line suppresses the influence of the incident light. Furthermore, even if a short circuit occurs in the auxiliary capacitance portion due to a defect in the insulating film, the auxiliary capacitance electrode is in a floating state, and thus does not adversely affect the display. In the second configuration, the auxiliary capacitance electrode is provided immediately below along the gate line to increase the capacitance value of the second capacitance, and thus the auxiliary capacitance is connected by the series combination of the first capacitance and the second capacitance. The reduction of the capacitance value of the capacitance is prevented.

【0016】第3の構成で、補助容量電極は第1の容量
の電界効果によりゲートラインの信号に従って電圧が設
定されるので、遮光膜を補助容量電極に接続させること
により、遮光膜の電圧がゲートラインの振舞に従って変
化する。そのため、薄膜トランジスタは、半導体層の上
下に、本来のゲート電極と、ゲート電圧に依存して電圧
が設定される遮光膜が配置された、ダブルゲート構造と
なり、トランジスタのスイッチング特性が向上する。
In the third configuration, since the voltage of the auxiliary capacitance electrode is set according to the signal of the gate line due to the electric field effect of the first capacitance, the voltage of the light shielding film is changed by connecting the light shielding film to the auxiliary capacitance electrode. It changes according to the behavior of the gate line. Therefore, the thin film transistor has a double gate structure in which an original gate electrode and a light shielding film whose voltage is set depending on the gate voltage are arranged above and below the semiconductor layer, and the switching characteristic of the transistor is improved.

【0017】[0017]

【実施例】続いて、本発明の実施例を図面を参照しなが
ら説明する。符号は従来例と同じものについては同じ符
号を用いている。図1は本発明の実施例の等価回路図で
ある。ゲートライン(G1〜Gm)とドレインライン
(D1〜Dn)が互いに直交して配置され、これらの交
点にはゲート電極及びドレイン電極をそれぞれ各ゲート
ライン(G1〜Gm)及びドレインライン(D1〜D
n)に接続したTFT(T)が形成されている。各TF
T(T)のソースは、液晶容量(LC)及び補助容量の
一方の電極となっており、液晶容量(LC)の他方の電
極は不図示である対向基板側の共通電極である。補助容
量は、フローティングの補助容量電極(SE)を共通と
して直列配置された2つの容量(SC1,SC2)の合
成容量であり、容量(SC1)の他方の電極はTFT
(T)のソースに接続され、容量(SC2)の他方の電
極は隣接するゲートライン(G0〜Gm−1)に接続さ
れている。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. The same reference numerals are used for the same reference numerals as in the conventional example. FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of an embodiment of the present invention. The gate lines (G1 to Gm) and the drain lines (D1 to Dn) are arranged at right angles to each other, and the gate electrodes and the drain electrodes are respectively arranged at the intersections of the gate lines (G1 to Gm) and the drain lines (D1 to Dn).
TFT (T) connected to n) is formed. Each TF
The source of T (T) is one electrode of the liquid crystal capacitance (LC) and the auxiliary capacitance, and the other electrode of the liquid crystal capacitance (LC) is a common electrode (not shown) on the counter substrate side. The auxiliary capacitance is a combined capacitance of two capacitors (SC1, SC2) arranged in series with a floating auxiliary capacitance electrode (SE) in common, and the other electrode of the capacitor (SC1) is a TFT.
It is connected to the source of (T) and the other electrode of the capacitor (SC2) is connected to the adjacent gate lines (G0 to Gm-1).

【0018】図2は表示画素部の拡大平面図であり、ゲ
ートライン(17L)とドレインライン(14L)が直
交配置された交点にTFTが形成されており、両ライン
(17L,14L)に囲まれた領域には表示電極(14
P)が形成されている。表示電極(14P)及びこれに
隣接するゲートライン(17L)に絶縁配置された補助
容量電極(12)は、表示電極(14P)とゲートライ
ン(17L)に共通に重畳して補助容量を形成してい
る。特に、補助容量電極(12)をゲートライン(17
L)の真下に配置し、ゲートライン(17L)との重畳
面積を大きくすることにより、容量値を増大させてい
る。
FIG. 2 is an enlarged plan view of the display pixel portion. A TFT is formed at an intersection where a gate line (17L) and a drain line (14L) are arranged orthogonally and surrounded by both lines (17L, 14L). The display electrode (14
P) is formed. The display electrode (14P) and the auxiliary capacitance electrode (12), which is insulated from the gate line (17L) adjacent to the display electrode (14P), are commonly overlapped with the display electrode (14P) and the gate line (17L) to form an auxiliary capacitance. ing. In particular, the auxiliary capacitance electrode (12) is connected to the gate line (17).
The capacitance value is increased by arranging just below L) and increasing the overlapping area with the gate line (17L).

【0019】以下、図2のA−A線部の断面を示した図
3も参照しながら詳細に説明する。ガラスなどの透明基
板(10)上には、例えば、Crのスパッタリングとフ
ォトエッチなどにより、遮光膜(11)と補助容量電極
(12)が形成されている。遮光膜(11)はTFTに
対応しており、補助容量電極(12)は表示電極(14
P)とゲートライン(17L)に共通に重畳する位置に
配置されている。
A detailed description will be given below with reference to FIG. 3 showing a cross section taken along the line AA of FIG. On a transparent substrate (10) such as glass, a light shielding film (11) and an auxiliary capacitance electrode (12) are formed by, for example, Cr sputtering and photoetching. The light-shielding film (11) corresponds to the TFT, and the auxiliary capacitance electrode (12) is the display electrode (14
P) and the gate line (17L) in common.

【0020】これらを覆う全面には、例えばCVDなど
によりSiNXが積層されて、補助容量の誘電層も兼ね
た層間絶縁膜(13)となっている。層間絶縁膜(1
3)上には、ITOのスパッタリングとフォトエッチに
より、一部を補助容量電極(12)に重畳した表示電極
(14P)、これと一体のソース電極(14S)、及
び、ドレイン電極(14D)とドレインライン(14
L)が形成されている。
SiN x is laminated on the entire surface covering these by, for example, CVD to form an interlayer insulating film (13) which also serves as a dielectric layer of an auxiliary capacitance. Interlayer insulation film (1
3) A display electrode (14P), a part of which is superposed on the auxiliary capacitance electrode (12), a source electrode (14S) and a drain electrode (14D) which are integral with the display electrode (14P), are formed on the auxiliary electrode by sputtering and photoetching of ITO. Drain line (14
L) is formed.

【0021】ここで、ITOはスパッタリングで成膜し
ているが、ターゲットとして、ITOに燐などの5族元
素を添加したものを用いて行い、ソース・ドレイン配線
(14)中に燐を含有させている。ソース及びドレイン
電極(14S,14D)上には、a−Si(15)、ゲ
ート絶縁膜(16)、ゲート電極(17G)が順次積層
されてTFTとなっている。ゲート電極(17G)は、
ゲートライン(17L)と一体でAlなどにより形成さ
れ、ゲートライン(17L)は一部が補助容量電極(1
2)に重畳している。また、ゲート絶縁膜(16)は例
えばSiNXである。これらa−Si、SiNX、Alは
連続で成膜し、同一のマスクでパターニングを行ってい
る。
Here, although the ITO is formed by sputtering, it is carried out by using ITO in which a Group 5 element such as phosphorus is added as a target to make the source / drain wiring (14) contain phosphorus. ing. On the source and drain electrodes (14S, 14D), a-Si (15), a gate insulating film (16), and a gate electrode (17G) are sequentially stacked to form a TFT. The gate electrode (17G) is
The gate line (17L) is formed integrally with Al or the like, and the gate line (17L) is partially formed by the auxiliary capacitance electrode (1
It is superimposed on 2). The gate insulating film (16) is, for example, SiN x . These a-Si, SiN X, Al is deposited in a continuous, and by patterning the same mask.

【0022】a−SiはプラズマCVDで成膜するが、
この時、前述のITO中の燐が膜成長と同時に、a−S
i側へ拡散して、界面でN+型のコンタクト層が形成さ
れるので、TFTのオーミックコンタクトが得られる。
本発明ではこのように、補助容量電極(12)が表示電
極(14P)とゲートライン(17L)に共通に重畳配
置された構造で、それぞれの重畳部で構成された容量
(SC1,SC2)の直列合成容量を補助容量として機
能させている。即ち、補助容量電極(12)を介して、
表示電極(14P)とゲートライン(17L)間の各容
量(SC1,SC2)が直列に接続された合成容量がC
s onGate方式に駆動される構成である。
Although a-Si is formed by plasma CVD,
At this time, the phosphorus in the ITO described above grows simultaneously with the a-S
Since it diffuses to the i side and an N + type contact layer is formed at the interface, ohmic contact of the TFT can be obtained.
In the present invention, the storage capacitor electrode (12) is thus arranged so as to be commonly overlapped with the display electrode (14P) and the gate line (17L), and the capacitances (SC1, SC2) formed by the respective overlapping portions are arranged. The series combined capacitance functions as an auxiliary capacitance. That is, through the auxiliary capacitance electrode (12),
The combined capacitance in which the respective capacitances (SC1, SC2) between the display electrode (14P) and the gate line (17L) are connected in series is C.
The configuration is driven by the sonGate method.

【0023】これにより、図2に見られるように、表示
電極(14P)とゲートライン(17L)が、平面的に
離間された電極配置で、補助容量の形成が可能となるの
で、表示電極(14P)とこれに隣接するドレインライ
ン(14L)が、ゲートライン(17L)の下層に残存
するa−Si(15)によっても接続されない。そのた
め、寄生TFTのチャンネル層であるa−Si(15)
は、ドレインライン(14L)には接続するが、表示電
極(14P)には接続せず、TFT構造が解消される。
これにより、ゲート信号の立ち上がりの表示電極(14
P)への影響がなくなるので、走査方向が限定されず、
図1において上下両方向に設定することができる。
As a result, as shown in FIG. 2, the display electrode (14P) and the gate line (17L) can be formed with an electrode arrangement in which the display electrode (14P) and the gate line (17L) are separated from each other in a plane. 14P) and the drain line (14L) adjacent thereto are not connected even by the a-Si (15) remaining in the lower layer of the gate line (17L). Therefore, a-Si (15) which is the channel layer of the parasitic TFT
Is connected to the drain line (14L) but not to the display electrode (14P), and the TFT structure is eliminated.
As a result, the display electrode (14
Since there is no effect on P), the scanning direction is not limited,
It can be set in both upper and lower directions in FIG.

【0024】同様に、光入射によってa−Siが低抵抗
化しても、表示電極(14P)とドレインライン(17
L)の絶縁が保たれるので、光源の強度の高いプロジェ
クターなど、投射型の用途にも対応できる。また、補助
容量電極(12)はフローティングであるため、層間絶
縁膜(13)の欠陥により表示電極(14P)とゲート
ライン(17L)のいずれかとショートしても、容量が
1つになるだけでCs on Gate方式の駆動に変化
はなく、表示へ影響は及ばない。
Similarly, even if the resistance of a-Si is lowered by the incidence of light, the display electrode (14P) and the drain line (17) are
Since the insulation of L) is maintained, it can be applied to projection type applications such as a projector having a high light source intensity. Further, since the auxiliary capacitance electrode (12) is in a floating state, even if either the display electrode (14P) or the gate line (17L) is short-circuited due to a defect in the interlayer insulating film (13), the capacitance becomes only one. There is no change in the driving of the Cs on Gate system, and the display is not affected.

【0025】更に、補助容量電極(12)は遮光膜(1
1)と同時に、Crのエッチングにより形成されるの
で、製造に要するマスク枚数は3枚で、従来例と同様に
低コストである。続いて本発明に係る別の実施例を説明
する。図4はその平面図である。前記実施例と異なるの
は、遮光膜(11)を、補助容量電極(12)に接続し
て第2のゲートに用いている点である。補助容量電極
(12)はゲートライン(17L)の真下に沿って重畳
配置されており、補助容量(SC2)の値は大きい。そ
のため、ゲートONレベルを十分に大きく設定すること
により、補助容量(SC1)や液晶容量(LC)のカッ
プリングの影響はあるものの、ゲート信号の立ち上がり
に伴って補助容量電極(12)の電圧が十分に上昇し、
従って遮光膜(11)の電圧をTFTの閾値レベルまで
上昇させることができる。
Further, the auxiliary capacitance electrode (12) is a light-shielding film (1
At the same time as 1), since it is formed by etching of Cr, the number of masks required for manufacturing is 3, and the cost is low as in the conventional example. Next, another embodiment according to the present invention will be described. FIG. 4 is a plan view thereof. The difference from the above-mentioned embodiment is that the light-shielding film (11) is connected to the auxiliary capacitance electrode (12) and used for the second gate. The auxiliary capacitance electrode (12) is arranged so as to overlap directly under the gate line (17L), and the value of the auxiliary capacitance (SC2) is large. Therefore, by setting the gate ON level sufficiently high, the voltage of the auxiliary capacitance electrode (12) is increased with the rise of the gate signal although the influence of the coupling of the auxiliary capacitance (SC1) and the liquid crystal capacitance (LC) is affected. Rising enough,
Therefore, the voltage of the light shielding film (11) can be raised to the threshold level of the TFT.

【0026】このような、ゲート信号に同期して遮光膜
(11)の電圧が設定される構成により、TFTのON
/OFF特性を向上することができる。即ち図5に示す
ように、遮光膜(11)を第2のゲートとしたことによ
り、a−Si(15)の上下にそれぞれ絶縁膜(13,
16)を挟んでゲート(17G,11)を配したダブル
ゲート構造となる。このため、ゲート信号の立ち上がり
により、a−Si(15)に、絶縁膜(13,16)と
のそれぞれ2つの界面でキャリアが誘起してチャンネル
層が形成され、ソース・ドレインはこの2つの径路
(a,b)で導通するため、ON抵抗が低下する。また
逆に、チャンネル層の消滅も2つのゲート(17G,1
1)の信号の立ち下がりにより行われるので、OFF抵
抗が上昇する。
With such a configuration in which the voltage of the light shielding film (11) is set in synchronization with the gate signal, the TFT is turned on.
The / OFF characteristic can be improved. That is, as shown in FIG. 5, by using the light shielding film (11) as the second gate, the insulating films (13, 13) are formed above and below the a-Si (15), respectively.
It becomes a double gate structure in which the gates (17G, 11) are arranged so as to sandwich 16). Therefore, due to the rising of the gate signal, carriers are induced in the a-Si (15) at each of the two interfaces with the insulating film (13, 16) to form a channel layer, and the source / drain have these two paths. Since conduction occurs at (a, b), the ON resistance decreases. On the contrary, the disappearance of the channel layer is caused by two gates (17G, 1
The OFF resistance increases because it is performed by the fall of the signal of 1).

【0027】このように、遮光膜(11)を補助容量電
極(12)に接続して、TFTをダブルゲート構造とす
ることにより、ON電流が増大するとともにリークOF
F電流が減少し、ON/OFF比が上昇した。また、上
下2つのゲート(17G,11)によりa−Siへ電場
が印加されるので、電場の発生と消失の制御が改善され
てTFTのスイッチング特性が向上する。
As described above, by connecting the light shielding film (11) to the auxiliary capacitance electrode (12) and making the TFT a double gate structure, the ON current is increased and the leakage OF is caused.
The F current decreased and the ON / OFF ratio increased. Further, since the electric field is applied to the a-Si by the upper and lower gates (17G, 11), the control of the generation and disappearance of the electric field is improved, and the switching characteristics of the TFT are improved.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、本発明に
より正スタガーTFTを用いた付加容量型液晶表示装置
において、表示電極とドレインライン間のa−Siによ
る接続が断たれるため、上下両方向での走査が可能とな
ると共に、光源の強度の高いプロジェクターなどの投射
型にも用いられ、かつ、補助容量のショートによっても
表示への悪影響がでない、高歩留まりの液晶表示装置が
得られた。
As is apparent from the above description, in the additional capacitance type liquid crystal display device using the positive staggered TFT according to the present invention, the connection between the display electrode and the drain line by a-Si is cut off, so that the display electrode and the drain line are bidirectionally moved. Thus, a liquid crystal display device with a high yield is obtained, which is capable of being used for a projection type such as a projector having a high light source intensity and has no adverse effect on the display due to a short circuit of the auxiliary capacitance.

【0029】また、製造コストを増大させることなく、
TFTをダブルゲート構造に形成でき、スイッチング特
性が向上した。
Further, without increasing the manufacturing cost,
The TFT can be formed in a double gate structure, and the switching characteristics are improved.

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

【図1】本発明の実施例に係る液晶表示装置の等価回路
図である。
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例に係る液晶表示装置の拡大平面
図である。
FIG. 2 is an enlarged plan view of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2のA−A線に沿う断面図である。3 is a sectional view taken along the line AA of FIG.

【図4】本発明の別の実施例に係る液晶表示装置の拡大
平面図である。
FIG. 4 is an enlarged plan view of a liquid crystal display device according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の別の実施例の作用効果を示すTFTの
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a TFT showing the function and effect of another embodiment of the present invention.

【図6】従来の液晶表示装置の等価回路図である。FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a conventional liquid crystal display device.

【図7】従来の液晶表示装置の拡大平面図である。FIG. 7 is an enlarged plan view of a conventional liquid crystal display device.

【図8】図7のB−B線に沿う断面図である。8 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G1〜Gm ゲートライン D1〜Dn ドレインライン T TFT LC 液晶容量 SC 補助容量 SE 補助容量電極 10 透明基板 11 遮光膜 12 補助容量電極 13 層間絶縁膜 14 ソース・ドレイン配線 15 a−Si 16 ゲート絶縁膜 17 ゲート配線 G1 to Gm gate lines D1 to Dn drain lines T TFT LC liquid crystal capacitance SC auxiliary capacitance SE auxiliary capacitance electrode 10 transparent substrate 11 light shielding film 12 auxiliary capacitance electrode 13 interlayer insulating film 14 source / drain wiring 15 a-Si 16 gate insulating film 17 Gate wiring

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に積層された第1のメタル膜をエ
ッチングすることにより形成された補助容量電極及び遮
光膜と、 前記補助容量電極及び遮光膜を被覆して積層された第1
の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成された透明導電膜をエッチン
グすることにより形成され、前記補助容量電極へ一部重
畳して第1の容量を構成する表示電極と、 前記透明導電膜をエッチングすることにより形成され、
前記遮光膜上で前記表示電極への近接部を有するドレイ
ンラインと、 前記表示電極及びドレインラインを被覆して順次積層さ
れた半導体膜、第2の絶縁膜及び第2のメタル膜からな
る積層体をエッチングすることにより形成され、前記ド
レインラインと表示電極の近接部への重畳部を有して薄
膜トランジスタを構成するとともに、前記補助容量電極
への重畳部を有して前記第1の容量に直列に接続された
第2の容量を構成するゲートラインとが設けられ、前記
第1及び第2の容量の合成容量を補助容量として備えた
液晶表示装置。
1. A storage capacitor electrode and a light-shielding film formed by etching a first metal film stacked on a substrate, and a first stacking so as to cover the storage capacitor electrode and the light-shielding film.
An insulating film, a display electrode formed by etching a transparent conductive film formed on the first insulating film, and partially overlapping the auxiliary capacitance electrode to form a first capacitance; Formed by etching the conductive film,
A drain line having a portion close to the display electrode on the light-shielding film, and a stacked body including a semiconductor film, a second insulating film, and a second metal film that are sequentially stacked to cover the display electrode and the drain line. Is formed by etching, and a thin film transistor is formed by having a superimposing portion in the vicinity of the drain line and the display electrode, and has a superimposing portion in the auxiliary capacitance electrode in series with the first capacitance. And a gate line forming a second capacitor connected to the liquid crystal display device, the liquid crystal display device including a combined capacitor of the first and second capacitors as an auxiliary capacitor.
【請求項2】 前記補助容量電極は前記ゲートラインに
沿った真下の領域に設けられていることを特徴とする請
求項1記載の液晶表示装置。
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the auxiliary capacitance electrode is provided in a region directly below the gate line.
【請求項3】 前記遮光膜は前記補助容量電極に接続さ
れていることを特徴とする請求項1または請求項2記載
の液晶表示装置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light shielding film is connected to the auxiliary capacitance electrode.
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