JPH0534722A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に関し、特
に補助容量を小さな面積で従来のものと同等に構成でき
る液晶表示装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device in which an auxiliary capacitance can be constructed in the same area as a conventional one.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、液晶表示装置は、カラーＴＶを
中心に開発が活発に進められている。これらの中には、
例えば特開平３−１１４０２８号公報に示された構成
（図３）がある。これは、透明な絶縁性基板（５０）上
に、例えばゲート（５１）と補助容量電極（５２）が設
けられ、ゲート絶縁膜（５３）を介してＩＴＯより成る
表示電極（５４）が設けられている。更に全面には、第
２のゲート絶縁膜（５５）が設けられ、ＴＦＴが形成さ
れる第２のゲート絶縁膜（５５）上には、順次ａ−Ｓｉ
層（５６）、ＳｉＮXより成る半導体保護膜（５７）お
よびＮ+ａ−Ｓｉ層（５８）が積層されている。一方、
ソース領域に対応するＮ+ａ−Ｓｉ層（５８）から前記
表示電極（５４）表面が露出しているコンタクト孔まで
を延在しているソース電極（５９）と、ドレイン領域に
対応するＮ+ａ−Ｓｉ層（５８）表面から延在されるド
レイン電極（６０）およびドレインラインがある。2. Description of the Related Art Generally, liquid crystal display devices are being actively developed mainly for color TVs. Among these are:
For example, there is a configuration (FIG. 3) disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-114028. For example, a gate (51) and an auxiliary capacitance electrode (52) are provided on a transparent insulating substrate (50), and a display electrode (54) made of ITO is provided via a gate insulating film (53). ing. Further, a second gate insulating film (55) is provided on the entire surface, and a-Si is sequentially formed on the second gate insulating film (55) on which the TFT is formed.
A layer (56), a semiconductor protective film (57) made of SiN x and an N + a-Si layer (58) are laminated. on the other hand,
The source electrode (59) extending from the N + a-Si layer (58) corresponding to the source region to the contact hole where the surface of the display electrode (54) is exposed, and the N + corresponding to the drain region. There is a drain electrode (60) and a drain line extending from the surface of the a-Si layer (58).
【０００３】更には、図示していないが、全面にパシベ
ーション膜や配向膜が設けられる。一方、前述のＴＦＴ
基板と対向する位置には、対向基板が設けられ例えば遮
光膜が設けられ、絶縁層を介して対向電極が設けられ、
更に配向膜が設けられている。そしてこのＴＦＴ基板と
対向基板は一定の間隙でシールを用いて貼り合わされて
あり、中に液晶が注入されている。Further, although not shown, a passivation film and an alignment film are provided on the entire surface. On the other hand, the above-mentioned TFT
A counter substrate is provided at a position facing the substrate, for example, a light shielding film is provided, and a counter electrode is provided via an insulating layer,
Further, an alignment film is provided. The TFT substrate and the counter substrate are attached to each other with a fixed gap using a seal, and liquid crystal is injected therein.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】前述の構成に於いて、
補助容量電極（５２）と表示電極（５４）で成る補助容
量は、液晶比抵抗の影響を緩和し、液晶の駆動を安定化
させるために重要な役割を果す。しかし誘電体として本
装置を構成する中では比較的膜厚の有るゲート絶縁膜を
用いているので、その分補助容量電極（５２）の面積を
広く形成する必要があり、その分表示電極（５４）の開
口率を小さくしていた。In the above-mentioned structure,
The auxiliary capacitance composed of the auxiliary capacitance electrode (52) and the display electrode (54) plays an important role in alleviating the influence of the liquid crystal specific resistance and stabilizing the driving of the liquid crystal. However, since the gate insulating film having a relatively large film thickness is used as the dielectric in the present device, it is necessary to increase the area of the auxiliary capacitance electrode (52) by that amount, and the display electrode (54) is correspondingly formed. ) Was reduced.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、表示電極Ｈ上に形成された第１のゲート絶
縁膜（１３）よりも薄い第２のゲート絶縁膜（１４）を
補助容量の誘電体として使用することで解決するもので
ある。The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and a second gate insulating film (14) thinner than the first gate insulating film (13) formed on the display electrode H. Is solved by using as a dielectric of the auxiliary capacitance.
【０００６】[0006]
【作用】ゲート絶縁膜は、ＴＦＴの特性を決定付ける上
で、ゲート（１１）とａ−Ｓｉ層（１５）の間に挿入さ
れるもので、現在では４〜５０００Å程度必要である。
しかし図１の如く、このゲート絶縁膜の一構成となる第
２のゲート絶縁膜（１４）は、ゲート（１１）とａ−Ｓ
ｉ層（１５）の間に設けられたゲート絶縁膜（第１のゲ
ート絶縁膜（１３）と第２のゲート絶縁膜（１４）を含
めた総称）よりも必ず薄く形成されるので、これを誘電
体として使用すれば容量値を大きくでき、その分補助容
量電極（２１）の面積を小さくできる。The gate insulating film is inserted between the gate (11) and the a-Si layer (15) in determining the characteristics of the TFT, and is currently required to be about 4 to 5000 Å.
However, as shown in FIG. 1, the second gate insulating film (14) which constitutes one of the gate insulating films includes the gate (11) and a-S.
Since it is always formed to be thinner than the gate insulating film provided between the i layers (15) (general term including the first gate insulating film (13) and the second gate insulating film (14)), When used as a dielectric, the capacitance value can be increased, and the area of the auxiliary capacitance electrode (21) can be reduced accordingly.
【０００７】[0007]
【実施例】以下に本発明の構成を図１および図２を参照
しながら説明する。尚、図１および図２とも殆ど同じで
あるので一緒に説明し、異なる所だけ付け加えてゆく。
まず、透明な絶縁性基板（１０）上に形成されたゲート
（１１）、およびこのゲート（１１）と一体で形成され
た複数本のゲートラインと、図２ではこのゲートライン
と離間して形成された補助容量電極（１２）、およびこ
の補助容量電極（１２）と一体で形成された補助容量ラ
インと、実質的に前記絶縁性基板（１０）の全面に形成
された絶縁層（１３）がある。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The structure of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 are almost the same, they will be described together and only different points will be added.
First, a gate (11) formed on a transparent insulating substrate (10) and a plurality of gate lines integrally formed with the gate (11), and in FIG. The auxiliary capacitance electrode (12) and the auxiliary capacitance line integrally formed with the auxiliary capacitance electrode (12), and the insulating layer (13) formed substantially on the entire surface of the insulating substrate (10). is there.
【０００８】透明な絶縁性基板（１０）は、例えばガラ
スより成る。このガラス基板（１０）上には、ゲート
（１１）、このゲート（１１）と一体のゲートラインが
形成されている。また図２では更に補助容量電極（１
２）およびこの電極（１２）と一体で成る補助容量ライ
ンが設けられ、後述する表示電極領域の下層に、Ｈの字
の形状に形成され、更には隣接する補助容量電極とを接
続するために、補助容量ラインが設けられている。また
両者は、例えばＣｒより成っているが、Ｔａ，ＴａＭｏ
およびＣｒ−Ｃｕ（Ｆｅが微量入ったもの）等でも良
い。ゲート端子および補助容量端子は、例えばＩＴＯ等
より成りガラス基板（１０）の周辺に設けられ、最終構
造として考えると、これらは夫々電気的に接続されてい
る。またゲート（１１）、ゲートライン、補助容量電極
（１２）および補助容量ラインを覆う第１のゲート絶縁
膜（１３）がある。この膜は、プラズマＣＶＤ法で形成
されたＳｉＮX膜である。ここでは、ＳｉＮX膜の代りに
ＳｉＯ2膜を使用しても良いし、この２つの膜を２層に
しても良い。またＳｉＮX膜やＳｉＯ2膜を単独で使う場
合、成膜工程を２工程に分け、２層構造としても良い。The transparent insulating substrate (10) is made of glass, for example. A gate (11) and a gate line integrated with the gate (11) are formed on the glass substrate (10). In FIG. 2, the auxiliary capacitance electrode (1
2) and an auxiliary capacitance line integrated with this electrode (12) are provided, and are formed in the shape of an H in the lower layer of the display electrode region described later, and for connecting to an adjacent auxiliary capacitance electrode. , Auxiliary capacitance lines are provided. Further, both are made of, for example, Cr, but Ta, TaMo
Alternatively, Cr-Cu (containing a small amount of Fe) or the like may be used. The gate terminal and the auxiliary capacitance terminal are made of, for example, ITO and are provided around the glass substrate (10), and when considered as a final structure, these are electrically connected to each other. There is also a gate (11), a gate line, an auxiliary capacitance electrode (12) and a first gate insulating film (13) covering the auxiliary capacitance line. This film is a SiN x film formed by the plasma CVD method. Here, a SiO 2 film may be used instead of the SiN x film, or these two films may be two layers. When the SiN x film or the SiO 2 film is used alone, the film forming process may be divided into two steps to form a two-layer structure.
【０００９】次に、ＩＴＯより成る表示電極Ｈが設けら
れ、前記絶縁性基板（１０）全面に形成された第２のゲ
ート絶縁膜（１４）と、ゲート（１１）を一構成とする
ＴＦＴの活性領域に、順次積層された第１の非単結晶シ
リコン層、半導体保護膜（１６）、および第２の非単結
晶シリコン層（１７）と、このソース領域に対応する第
２の非単結晶シリコン膜（１７）と電気的に接続する導
電膜（１８）と、前記ドレイン領域に対応する第２の非
単結晶シリコン膜（１７）とドレインラインを接続する
導電膜（１９）とがある。Next, a TFT having a display electrode H made of ITO and a gate (11) and a second gate insulating film (14) formed on the entire surface of the insulating substrate (10) is formed. A first non-single-crystal silicon layer, a semiconductor protective film (16), and a second non-single-crystal silicon layer (17), which are sequentially stacked in the active region, and a second non-single-crystal film corresponding to the source region. There are a conductive film (18) electrically connected to the silicon film (17) and a conductive film (19) connecting the second non-single-crystal silicon film (17) corresponding to the drain region and the drain line.
【００１０】ＴＦＴに対応する第２のゲート絶縁膜（１
４）上には、アモルファス・シリコン活性層（ａ−Ｓｉ
層）（１５）およびアモルファス・シリコンコンタクト
層（Ｎ+ａ−Ｓｉ層）（１７）が積層され、チャンネル
に対応するａ−Ｓｉ層（１５）とＮ+ａ−Ｓｉ層（１
７）との間には、ＳｉＮXより成る半導体保護膜（１
６）が設けられている。ドレイン電極（１９）は、ドレ
インラインと一体で、ソース電極（１８）は、コンタク
ト（２０）を介して表示電極Ｈとコンタクトし、両者と
も同一材料で形成されている。ここでは例えば、Ｍｏ，
Ａｌが積層されている。A second gate insulating film (1
4) on top of the amorphous silicon active layer (a-Si
Layer) (15) and an amorphous silicon contact layer (N + a-Si layer) (17) are stacked to form an a-Si layer (15) and an N + a-Si layer (1) corresponding to the channel.
Between 7), a semiconductor protective film (1 made of SiN X
6) is provided. The drain electrode (19) is integral with the drain line, and the source electrode (18) is in contact with the display electrode H via the contact (20), both of which are made of the same material. Here, for example, Mo,
Al is laminated.
【００１１】更には、第２のゲート絶縁膜（１４）上に
は、表示電極Ｈと重畳する補助容量電極（２１）があ
る。この補助容量電極（２１）は、ソース電極（１８）
やドレイン電極（１９）と一緒に形成しても良いし、別
工程で改めて形成しても良い。本発明の特徴となる所
は、この補助容量電極（２１）にある。図１も図２も、
この補助容量電極（２１）、第２のゲート絶縁膜（１
４）および表示電極Ｈで容量を成している。この容量
は、第２のゲート絶縁膜（１４）が、第１のゲート絶縁
膜（１３）よりも薄く形成されているため、容量値を大
きくとれる。Further, on the second gate insulating film (14), there is an auxiliary capacitance electrode (21) overlapping the display electrode H. The auxiliary capacitance electrode (21) is the source electrode (18).
It may be formed together with the drain electrode (19) or may be formed again in another step. The feature of the present invention lies in the auxiliary capacitance electrode (21). 1 and 2
The auxiliary capacitance electrode (21) and the second gate insulating film (1
4) and the display electrode H form a capacitance. Since the second gate insulating film (14) is formed thinner than the first gate insulating film (13), this capacitor can have a large capacitance value.
【００１２】図１は、補助容量電極（２１）が第２のゲ
ート絶縁膜（１４）上に設けられ、これと一体で補助容
量ラインが設けられている。前述した如く、従来のもの
より容量値を大きくとれるので、この補助容量電極（２
１）の面積を従来のものより小さくできるため、開口率
を向上させることができる。一方、図２は、コンタクト
孔（２２）が、図番（１２）で示した第１の補助容量電
極（１２）上に設けられ、このコンタクト孔（２２）を
介して図番（２１）で示した第２の補助容量電極が設け
られている。またコンタクト孔（２２）の左右に設けら
れた表示電極は電気的に接続されている。In FIG. 1, an auxiliary capacitance electrode (21) is provided on the second gate insulating film (14), and an auxiliary capacitance line is provided integrally therewith. As described above, since the capacitance value can be made larger than that of the conventional one, this auxiliary capacitance electrode (2
Since the area of 1) can be made smaller than the conventional one, the aperture ratio can be improved. On the other hand, in FIG. 2, the contact hole (22) is provided on the first auxiliary capacitance electrode (12) shown in the drawing number (12), and the contact hole (22) is used to make the drawing number (21). The illustrated second auxiliary capacitance electrode is provided. The display electrodes provided on the left and right of the contact hole (22) are electrically connected.
【００１３】またコンタクト孔（２２）は、図２におい
て第２のゲート絶縁膜（１３）が露出した時点でエッチ
ングを止めておいても良い。どちらの構成に於いても、
容量が並列接続されるため、容量の値に大小の差はある
が、従来の構造よりも大きくすることができる。従って
その分、補助容量電極の面積を小さくできるので、開口
率を向上させることができる。Further, the etching of the contact hole (22) may be stopped when the second gate insulating film (13) is exposed in FIG. In both configurations,
Since the capacitors are connected in parallel, there is a difference in the value of the capacitors, but it can be made larger than the conventional structure. Therefore, the area of the auxiliary capacitance electrode can be reduced accordingly, and the aperture ratio can be improved.
【００１４】以下は図示していないが上層には、例えば
ポリイミド等から成る配向膜が設けられている。一方、
ガラス基板（１０）と対をなす対向ガラス基板が設けら
れ、この対向ガラス基板には、ＴＦＴと対応する位置に
遮光膜が設けられ、対向電極が設けられる。更には、前
述の配向膜が設けられる。更には、この一対のガラス基
板間にスペーサが設けられ、周辺を封着材で封着し、注
入孔より液晶が注入されて本装置が得られる。Although not shown below, an alignment film made of, for example, polyimide is provided in the upper layer. on the other hand,
A counter glass substrate that is paired with the glass substrate (10) is provided, and a light shielding film is provided at a position corresponding to the TFT on the counter glass substrate, and a counter electrode is provided. Furthermore, the above-mentioned alignment film is provided. Further, a spacer is provided between the pair of glass substrates, the periphery is sealed with a sealing material, and liquid crystal is injected through the injection hole to obtain the present device.
【００１５】[0015]
【発明の効果】以上の説明からも明らかな通り、第１の
ゲート絶縁膜よりも薄い第２のゲート絶縁膜を補助容量
の誘電体として使用できるので、従来の補助容量の値よ
り大きい値を得ることができる。従って、従来の値を得
ようとすれば、その分補助容量電極の面積は小さくてす
み、開口率を向上できる。そのため画像を明るくでき
る。As is apparent from the above description, since the second gate insulating film thinner than the first gate insulating film can be used as the dielectric of the auxiliary capacitance, a value larger than the value of the conventional auxiliary capacitance is used. Obtainable. Therefore, in order to obtain the conventional value, the area of the auxiliary capacitance electrode can be reduced correspondingly, and the aperture ratio can be improved. Therefore, the image can be brightened.
【図１】本発明の液晶表示装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例を示した断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the present invention.
【図３】従来の液晶表示装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional liquid crystal display device.
（１１） ゲート （１３） 第１のゲート絶縁膜 （１４） 第２のゲート絶縁膜 （２１） 補助容量電極 （Ｈ） 表示電極 (11) Gate (13) First gate insulating film (14) Second gate insulating film (21) Auxiliary capacitance electrode (H) Display electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/784 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 29/784
Claims (2)
と、このゲートと一体に形成されたゲートラインと、 前記絶縁性基板全面に設けられた第１のゲート絶縁膜
と、 前記ゲートの近傍に設けられた表示電極と、 この表示電極および第１のゲート絶縁膜を覆い、この第
１のゲート絶縁膜よりも薄く形成された第２のゲート絶
縁膜と、 前記表示電極上に設けられた補助容量電極と、 前記ゲートに対応する第２のゲート絶縁膜上に形成され
たトランジスタと、 このトランジスタのソース領域と前記表示電極を接続し
たソース電極と、 前記トランジスタのドレイン領域と電気的に接続された
ドレイン電極およびこのドレイン電極と一体のドレイン
ラインとを有し、 前記補助容量電極、前記第２のゲート絶縁膜および前記
表示電極で構成される容量を少なくとも補助容量の一部
とした事を特徴とした液晶表示装置。1. A gate formed on a transparent insulating substrate, a gate line formed integrally with the gate, a first gate insulating film provided on the entire surface of the insulating substrate, and A display electrode provided in the vicinity, a second gate insulating film which covers the display electrode and the first gate insulating film and is formed to be thinner than the first gate insulating film, and a second electrode provided on the display electrode. And an auxiliary capacitance electrode, a transistor formed on the second gate insulating film corresponding to the gate, a source electrode connecting the source region of the transistor and the display electrode, and a drain region of the transistor electrically. A drain electrode connected to the drain electrode and a drain line integrated with the drain electrode, the capacitor including the auxiliary capacitance electrode, the second gate insulating film, and the display electrode. The liquid crystal display device characterized in that the at least a part of the auxiliary capacitance.
と、 このゲートと一体に形成されたゲートラインと、 このゲートラインと交差しないように設けられた第１の
補助容量電極と、 この第１の補助容量電極と一体に形成された補助容量ラ
インと、 前記絶縁性基板全面に設けられた第１のゲート絶縁膜
と、 前記補助容量電極を覆う様に設けられた表示電極と、 この表示電極および第１のゲート絶縁膜を覆い、この第
１のゲート絶縁膜よりも薄く形成された第２のゲート絶
縁膜と、 前記表示電極上に設けられた第２の補助容量電極と、 前記ゲートに対応する第２のゲート絶縁膜上に形成され
たトランジスタと、 このトランジスタのソース領域と前記表示電極を接続し
たソース電極と、 前記トランジスタのドレイン領域と電気的に接続された
ドレイン電極およびこのドレイン電極と一体のドレイン
ラインとを有し、 前記第１の補助容量電極、第１のゲート絶縁膜および表
示電極で形成された第１の補助容量と、 前記第２の補助容量電極、前記第２のゲート絶縁膜およ
び前記表示電極で形成された第２の補助容量で補助容量
を形成したことを特徴とした液晶表示装置。2. A gate formed on a transparent insulating substrate, a gate line formed integrally with the gate, a first auxiliary capacitance electrode provided so as not to cross the gate line, An auxiliary capacitance line formed integrally with the first auxiliary capacitance electrode, a first gate insulating film provided on the entire surface of the insulating substrate, and a display electrode provided so as to cover the auxiliary capacitance electrode, A second gate insulating film that covers the display electrode and the first gate insulating film and is formed thinner than the first gate insulating film; a second auxiliary capacitance electrode provided on the display electrode; A transistor formed on the second gate insulating film corresponding to the gate, a source electrode connecting the source region of the transistor and the display electrode, and a drain region electrically connected to the transistor. A drain electrode and a drain line integrated with the drain electrode, the first auxiliary capacitance formed by the first auxiliary capacitance electrode, the first gate insulating film, and the display electrode; and the second auxiliary capacitance. A liquid crystal display device, wherein an auxiliary capacitance is formed by a second auxiliary capacitance formed of an electrode, the second gate insulating film and the display electrode.
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-
1991
- 1991-07-29 JP JP18886091A patent/JP3059783B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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