JPH1096950A - Active matrix substrate and liquid crystal display device - Google Patents
Active matrix substrate and liquid crystal display deviceInfo
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- JPH1096950A JPH1096950A JP25009196A JP25009196A JPH1096950A JP H1096950 A JPH1096950 A JP H1096950A JP 25009196 A JP25009196 A JP 25009196A JP 25009196 A JP25009196 A JP 25009196A JP H1096950 A JPH1096950 A JP H1096950A
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子用の
アクティブマトリックス基板に係り、特に、画素電極・
対向電極間に概ね平行な電界を印加する横電界方式によ
り液晶を駆動させるに好適な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 substrate for a liquid crystal display device, and more particularly to an active matrix substrate for a liquid crystal display device.
The present invention relates to a liquid crystal display device suitable for driving liquid crystal by a lateral electric field method in which a substantially parallel electric field is applied between opposed electrodes.
【0002】[0002]
【従来の技術】アクティブ素子を用いたアクティブマト
リックス型液晶表示装置は、薄く、かつ軽量という特徴
を有し高画質が得られるという点から、表示端末として
広く採用されている。 アクティブマトリックス型液晶
表示装置は、 薄膜トランジスタ(TFT)などのアクテ
ィブマトリックス素子を有するアクティブマトリックス
基板と対向する基板の間に液晶を挟持して作製する。そ
して、液晶を画素電極・対向電極間に印加する電界によ
って制御し、基板に入射する光を変調、出射することに
より画像を形成する。2. Description of the Related Art An active matrix type liquid crystal display device using an active element is widely used as a display terminal because it is thin and lightweight and has high image quality. An active matrix liquid crystal display device is manufactured by sandwiching liquid crystal between an active matrix substrate having an active matrix element such as a thin film transistor (TFT) and a substrate facing the active matrix substrate. The liquid crystal is controlled by an electric field applied between the pixel electrode and the counter electrode, and an image is formed by modulating and emitting light incident on the substrate.
【0003】最近、液晶表示装置の視角を広げるため
に、画素電極・対向電極をアクティブマトリックス基板
上に形成し、基板と概平行に電界を印加する横電界方式
の液晶表示装置が発表されていて、特開平7−3605
8号公報や文献 「Proceedingsof the 15th Interna
tional Display Research Conference P.707 1995
年」に開示された技術では、液晶の方向を、視線方向か
ら見て縦の電界では無く横方向の電界で制御するため、
視角を広くとることが可能になるとある。すなわち、開
示技術によれば、対向電極はコモン電位に接続されるた
め、基板上にゲート配線、ドレイン配線の他にコモン配
線を形成する必要が有り、基板上にゲート配線とコモン
配線とが並設され重なり合わない配置となっている。Recently, in order to widen the viewing angle of a liquid crystal display device, a lateral electric field type liquid crystal display device in which a pixel electrode and a counter electrode are formed on an active matrix substrate and an electric field is applied substantially parallel to the substrate has been announced. JP-A-7-3605
Publication No. 8 and references "Proceedings of the 15th Interna"
nation Display Research Conference P.707 1995
In the technology disclosed in `` Year '', the direction of the liquid crystal is controlled by a horizontal electric field instead of a vertical electric field when viewed from the line of sight,
It is said that it is possible to widen the viewing angle. That is, according to the disclosed technology, since the counter electrode is connected to the common potential, it is necessary to form a common wiring in addition to the gate wiring and the drain wiring on the substrate, and the gate wiring and the common wiring are arranged on the substrate in parallel. They are arranged so that they do not overlap.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術によるアクティブマトリックス基板構造では、ゲート
配線とコモン配線とが並設されていて、ゲート配線,コ
モン配線及びドレイン配線の占める領域が開口部として
利用できないため、開口率が小さくなってしまうという
欠点があった。このため、このアクティブマトリックス
基板を使用し液晶表示装置を作製した際、輝度が低くな
るという欠点があった。また、バックライトを明るく点
灯して輝度を向上する場合には、冷却機構を強力にする
必要があり表示装置の容積が大きくなってしまうという
欠点もあった。However, in the active matrix substrate structure according to the prior art, the gate wiring and the common wiring are arranged in parallel, and the area occupied by the gate wiring, the common wiring and the drain wiring cannot be used as an opening. Therefore, there is a disadvantage that the aperture ratio becomes small. For this reason, when a liquid crystal display device is manufactured using this active matrix substrate, there is a disadvantage that the luminance is reduced. Further, when the brightness is improved by brightly illuminating the backlight, there is a disadvantage that the cooling mechanism needs to be strong and the volume of the display device increases.
【0005】従って、本発明の目的は、開口率の高い横
電界駆動が可能なアクティブマトリックス基板を提供す
ることにある。そして、他の目的は、視角が広く輝度の
高い液晶表示装置を提供することにある。Accordingly, it is an object of the present invention to provide an active matrix substrate capable of driving a horizontal electric field with a high aperture ratio. Another object is to provide a liquid crystal display device having a wide viewing angle and high luminance.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するアク
ティブマトリックス基板の特徴は、透明基板上に、ゲー
ト配線とコモン配線とを含み形成した表示領域を有する
アクティブマトリックス基板において、前記表示領域に
て、前記ゲート配線と前記コモン配線とを電気的絶縁し
て重ね合わせることにある。A feature of an active matrix substrate that achieves the above object is that the active matrix substrate has a display area formed on a transparent substrate and includes a gate wiring and a common wiring. The gate wiring and the common wiring are electrically insulated and overlapped with each other.
【0007】また、他の特徴は、透明基板上に、アクテ
ィブ素子とゲート配線とコモン配線とを含み、表示領域
ならびに周辺回路領域を形成するアクティブマトリック
ス基板において、前記コモン配線の電位が、ゲートON
時には前記ゲート配線のゲート電位と同電位になり、ゲ
ートOFF時にはコモン電位のままとする切り替え回路
を、前記周辺回路領域に設け、前記表示領域にて、前記
ゲート配線と前記コモン配線とを電気的絶縁して重ね合
わせることにある。Another feature is that, in an active matrix substrate that includes an active element, a gate wiring, and a common wiring on a transparent substrate and forms a display area and a peripheral circuit area, the potential of the common wiring is set to a gate ON level.
In some cases, a switching circuit that becomes the same potential as the gate potential of the gate wiring and keeps the common potential when the gate is turned off is provided in the peripheral circuit area, and the gate wiring and the common wiring are electrically connected in the display area. Insulate and overlap.
【0008】本発明によれば、コモン配線が占めていた
面積分だけ表示領域が増えるので、画素の開口率を高く
することができる。またさらに、ゲートON時にゲート
配線とコモン配線が同電位になり、両配線間の容量の影
響を無視できるので、ゲート駆動の負荷を増やさずに両
配線を重ねることができる。According to the present invention, the display area is increased by the area occupied by the common wiring, so that the aperture ratio of the pixel can be increased. Further, when the gate is turned on, the gate wiring and the common wiring have the same potential, and the influence of the capacitance between the two wirings can be ignored, so that the two wirings can be overlapped without increasing the load for gate driving.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、後述する実施例の図面(図1〜図3)を参照して説明
する。本発明の実施の形態は、以下のアクティブマトリ
ックス基板構成によって実施される。透明基板1上にT
FTの半導体層3を形成する。半導体層3としては、熱
CVD(Chemical Vapor Deposit
ion)法で作製した多結晶Si膜や、低圧CVD法や
プラズマCVD法で作製した非晶質Si膜をレーザアニ
ールや熱アニールして作製した多結晶Si膜などが挙げ
られる。ついで、ゲート絶縁層4を形成する。ゲート絶
縁層4としてはプラズマCVD法で作製したSiO2や
熱酸化膜などが挙げられる。さらに、ゲート電極5を多
結晶Si膜などで形成加工する。金属膜としてはCr,
Al,Ta,Moやそれらの金属を用いた合金などが挙
げられる。ついで、イオンドーピング、レーザアニール
などの方法により半導体層にリンあるいはボロンなどを
ドーピングしてn領域6及びp領域7を形成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings (FIGS. 1 to 3) of the embodiments described later. The embodiment of the present invention is implemented by the following active matrix substrate configuration. T on transparent substrate 1
An FT semiconductor layer 3 is formed. As the semiconductor layer 3, thermal CVD (Chemical Vapor Deposit) is used.
(ion) method, a polycrystalline Si film formed by laser annealing or thermal annealing of an amorphous Si film formed by a low-pressure CVD method or a plasma CVD method, and the like. Next, the gate insulating layer 4 is formed. Examples of the gate insulating layer 4 include SiO 2 and a thermal oxide film manufactured by a plasma CVD method. Further, the gate electrode 5 is formed and processed with a polycrystalline Si film or the like. Cr,
Examples include Al, Ta, Mo, and alloys using these metals. Next, the n-region 6 and the p-region 7 are formed by doping the semiconductor layer with phosphorus or boron by a method such as ion doping or laser annealing.
【0010】この上に絶縁層8としてSiO2膜などを
形成し、更に、コンタクトホール9を形成する。そし
て、ゲート配線10として金属膜を形成加工する。金属
膜としては、Cr,Al,Ta,Moやそれらの金属を
用いた合金などが挙げられる。尚、ゲート電極5を金属
で形成する場合は、同様にゲート配線10も形成加工で
きる。ゲート絶縁層4、絶縁層8,11にコンタクトホ
ール12を形成した後、ドレイン配線13、ドレイン電
極14、画素電極15、遮光膜16(あるいは図8の対
向電極21)、コモン電位線17などを金属膜で形成加
工する。金属膜としてはCr,Al,Ta,Moやそれ
らの金属を用いた合金などが挙げられる。On this, an SiO 2 film or the like is formed as an insulating layer 8, and further, a contact hole 9 is formed. Then, a metal film is formed and processed as the gate wiring 10. Examples of the metal film include Cr, Al, Ta, Mo, and alloys using these metals. When the gate electrode 5 is formed of metal, the gate wiring 10 can be formed and processed in the same manner. After forming the contact holes 12 in the gate insulating layer 4 and the insulating layers 8 and 11, the drain wiring 13, the drain electrode 14, the pixel electrode 15, the light shielding film 16 (or the counter electrode 21 in FIG. 8), the common potential line 17 and the like are formed. Forming with a metal film. Examples of the metal film include Cr, Al, Ta, Mo, and alloys using these metals.
【0011】さらに、保護性絶縁膜18を形成する。保
護性絶縁膜18としてはプラズマCVD法で作製したS
iO2膜やSiN膜などが挙げられる。そして、保護性
絶縁膜18上にコンタクトホール19などを形成した
後、酸化物導電膜などでコモン配線20を形成する。こ
の時に、表示部分でゲート配線10と重なる配置でコモ
ン配線20を形成する。なお、この酸化物導電膜などで
端子部の被覆膜を形成することも可能である。上述の構
成の様に、ゲート配線10とコモン配線20を絶縁層1
1などを介して形成することにより、表示部分でゲート
配線10とコモン配線20とを互いに重ねる配置に形成
しても電気的に絶縁される。Further, a protective insulating film 18 is formed. The protective insulating film 18 was formed by plasma CVD.
An iO 2 film, a SiN film, or the like can be given. Then, after forming a contact hole 19 and the like on the protective insulating film 18, a common wiring 20 is formed using an oxide conductive film or the like. At this time, the common wiring 20 is formed so as to overlap the gate wiring 10 in the display portion. Note that a coating film for a terminal portion can be formed using the oxide conductive film or the like. As described above, the gate wiring 10 and the common wiring 20 are connected to the insulating layer 1.
1 and the like, the gate wiring 10 and the common wiring 20 are electrically insulated even when they are formed so as to overlap each other in the display portion.
【0012】すなわち、本発明のアクティブマトリック
ス基板の特徴は、ゲート配線とコモン配線を絶縁層を介
して重ねた構成になっているところにある。従来技術で
は、これらの配線が基板上で異なる平面上に並設形成
(隣接形成)されているため、これらの配線領域を開口部
として利用できなかった。これに対して、本発明による
アクティブマトリックス基板では、従来技術に比べて、
コモン配線の分だけ表示領域の開口部を大きくすること
ができる。具体的には、画素サイズが88μm×264
μmの場合であれば、約10%の開口率を向上すること
が可能になる。そして、本発明によるアクティブマトリ
ックス基板を用いれば、視角が広く輝度の高い液晶表示
装置が提供される。That is, the feature of the active matrix substrate of the present invention resides in that a gate wiring and a common wiring are stacked via an insulating layer. In the conventional technology, these wirings are formed side by side on different planes on the substrate.
(Adjacent formation), these wiring regions could not be used as openings. On the other hand, in the active matrix substrate according to the present invention, compared with the prior art,
The opening of the display area can be enlarged by the amount of the common wiring. Specifically, the pixel size is 88 μm × 264
In the case of μm, an aperture ratio of about 10% can be improved. The use of the active matrix substrate according to the present invention provides a liquid crystal display device having a wide viewing angle and high luminance.
【0013】しかしながら、ゲート配線とコモン配線と
を電気的絶縁して重ね合わせた場合は、輝度は向上する
が、ゲート配線ーコモン配線の両配線間の容量が大きく
なってゲート駆動の負荷が大きくなるという点があるこ
とが判明した。これによってゲート電圧波形の歪が大き
くなり、特にゲート端子から離れた画素のTFTを十分
にON状態にできず画素電極に所定の電位を書き込めな
くなる場合もある。このために、コモン配線の電位がゲ
ートON時にのみゲート電位になりゲートOFF時には
コモン電位になるように、切り替え回路を周辺回路領域
に形成すると良いことを見い出した。これにより、ゲー
トON時のゲート電位波形の歪を小さくすることが可能
になる。また、ゲートOFF時の瞬間には、ゲート配線
及びコモン配線とも電位が立ち下がるため歪が低減され
るものである。However, when the gate wiring and the common wiring are overlapped with each other while being electrically insulated, the luminance is improved, but the capacity between the gate wiring and the common wiring is increased and the load of gate driving is increased. It turned out that there was a point. As a result, the distortion of the gate voltage waveform becomes large, and in particular, the TFT of the pixel far from the gate terminal cannot be sufficiently turned on, and a predetermined potential may not be written to the pixel electrode. For this reason, it has been found that the switching circuit should be formed in the peripheral circuit region so that the potential of the common wiring becomes the gate potential only when the gate is ON and becomes the common potential when the gate is OFF. This makes it possible to reduce the distortion of the gate potential waveform when the gate is turned on. At the moment when the gate is turned off, the potential of both the gate wiring and the common wiring falls, so that distortion is reduced.
【0014】すなわち、本発明のアクティブマトリック
ス基板の他の特徴は、周辺回路領域にn型及びp型の電
界効果トランジスタを設け、ゲート選択時(ゲートON
時)にのみコモン配線をゲート電位にする機構(切り替え
回路)を設けるところにある。この機構により、ゲート
選択時にはゲート配線とコモン配線が同電位になり、両
配線間の容量を無視することができる。このため、重ね
合わせの構成においてもゲート波形の歪を小さくするこ
とが可能になる。That is, another feature of the active matrix substrate of the present invention is that n-type and p-type field-effect transistors are provided in the peripheral circuit region and the gate is selected (gate ON).
Only when a common line is set to a gate potential (switching circuit). With this mechanism, the gate wiring and the common wiring have the same potential when the gate is selected, and the capacitance between the two wirings can be ignored. Therefore, it is possible to reduce the distortion of the gate waveform even in the superimposed configuration.
【0015】この切り替え回路として、以下に述べるよ
うな構成が挙げられる。n型及びp型のトランジスタを
配置し、これらのトランジスタのゲート電極にゲート配
線、ソース電極にコモン配線を接続する。また、n型ト
ランジスタのドレイン電極にゲート配線を接続し、p型
トランジスタのドレイン電極にコモン電位線を接続す
る。そして、ゲートON時にはゲートに正電位が印加さ
れ、n型トランジスタがON、p型トランジスタがOF
Fになる。従って、コモン配線の電位はゲート電位にな
る。The switching circuit has the following configuration. N-type and p-type transistors are arranged, and a gate wiring is connected to a gate electrode of these transistors, and a common wiring is connected to a source electrode of these transistors. Further, a gate wiring is connected to the drain electrode of the n-type transistor, and a common potential line is connected to the drain electrode of the p-type transistor. When the gate is turned on, a positive potential is applied to the gate, the n-type transistor is turned on, and the p-type transistor is turned off.
It becomes F. Therefore, the potential of the common wiring becomes the gate potential.
【0016】一方、ゲートOFF時にはゲートに負電位
が印加され、n型電界効果トランジスタがOFF、p型
トランジスタがONになる。従って、コモン配線の電位
はコモン電位になる。以上の様に、コモン配線の電位を
ゲートON時にのみゲート電位になり、ゲートOFF時
にはコモン電位となるように動作させることが可能にな
る。このため、ゲートON時では、ゲート配線とコモン
配線が同電位になり、両配線間の容量の影響を無視で
き、両配線を重ねた構成にしても、ゲート駆動の負荷を
軽減することができる。On the other hand, when the gate is turned off, a negative potential is applied to the gate, so that the n-type field effect transistor is turned off and the p-type transistor is turned on. Therefore, the potential of the common wiring becomes the common potential. As described above, it is possible to operate so that the potential of the common wiring becomes the gate potential only when the gate is turned on, and becomes the common potential when the gate is turned off. Therefore, when the gate is ON, the gate wiring and the common wiring have the same potential, the influence of the capacitance between the two wirings can be ignored, and the gate driving load can be reduced even when the two wirings are stacked. .
【0017】このn型及びp型トランジスタとして、多
結晶Siを半導体層に用いた電界効果トランジスタを使
用するのが好ましい。これは、多結晶Si薄膜をガラス
や石英などの透明基板上に、シランやジシランなどを原
料ガスとして熱CVD法を用いたり、低圧CVDやプラ
ズマCVD法で作製した非晶質Si薄膜をレーザアニー
ルしたりして形成することができるためである。また、
SiO2等のゲート絶縁膜をプラズマCVD法や熱酸化
法などにより形成できる。さらに、n型及びp型のトラ
ンジスタをリンやボロン等のイオンドープ法に作製する
ことができ、電位の切り替え制御をするのに十分な駆動
速度を得ることができる。As the n-type and p-type transistors, it is preferable to use a field-effect transistor using polycrystalline Si for a semiconductor layer. This is a method in which a polycrystalline Si thin film is formed on a transparent substrate such as glass or quartz using a thermal CVD method using silane or disilane as a source gas, or an amorphous Si thin film formed by low-pressure CVD or plasma CVD is laser-annealed. This is because it is possible to form the film. Also,
A gate insulating film such as SiO 2 can be formed by a plasma CVD method, a thermal oxidation method, or the like. Further, n-type and p-type transistors can be manufactured by an ion doping method using phosphorus, boron, or the like, and a driving speed sufficient to control switching of potential can be obtained.
【0018】以上のように本発明によるアクティブマト
リックス基板では、ゲート配線とコモン配線が重なる配
置になるため、画素の開口率を高くすることが可能にな
り、明るい表示の液晶表示装置に結び付けることができ
る。そして、このアクティブマトリックス基板上に配向
膜を形成し、スペーサを介して対向基板と張り合わせて
液晶を封入することにより、輝度の高い液晶表示装置を
作製することが可能になる。換言すれば、従来技術と同
等の輝度で使用する場合であれば、バックライトの消費
電力を低くできる。そして、該消費電力の発熱が低減す
るので、冷却ファン等の表示装置の冷却機構を簡略化す
ることもできる。この結果、表示装置の容積を小さくす
ることができるので、ノートブック型の携帯用コンピュ
ータなどの表示装置としても適用が可能になる。As described above, in the active matrix substrate according to the present invention, since the gate wiring and the common wiring are arranged so as to overlap with each other, it is possible to increase the aperture ratio of the pixel, and it is possible to connect the active matrix substrate to a bright liquid crystal display device. it can. Then, an alignment film is formed on the active matrix substrate, and the liquid crystal is sealed by bonding to an opposing substrate via a spacer, whereby a liquid crystal display device with high luminance can be manufactured. In other words, the power consumption of the backlight can be reduced when used at the same luminance as the conventional technology. Since the heat generated by the power consumption is reduced, the cooling mechanism of the display device such as a cooling fan can be simplified. As a result, the volume of the display device can be reduced, so that the display device can be applied to a display device such as a notebook-type portable computer.
【0019】[0019]
【実施例】以下、本発明による実施例について図面を参
照して説明する。「 実施例1」 図1に本発明による一実施例のアクティブマトリックス
基板の画素部及び周辺回路(一部)の平面図、図2に画素
部の要部断面図(AーA断面)を示す。また、図3に周辺
回路(一部)の断面図(BーB断面)を示す。これらの図面
を用いて第1実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Embodiment 1 FIG. 1 is a plan view of a pixel portion and a peripheral circuit (part) of an active matrix substrate according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view (AA cross section) of a main portion of the pixel portion. . FIG. 3 is a sectional view (BB section) of a peripheral circuit (part). The first embodiment will be described with reference to these drawings.
【0020】透明基板1上にSiO2からなる下地膜2
を形成する。SiO2膜は、Si(C2H5O)4とO2を原
料としたプラズマCVD法で作製した。この上に非晶質
Si膜を50nmの厚さに形成した。非晶質Si膜は基
板温度450℃でSi2H6を原料とした低圧CVDで作
製した。この膜にエキシマーレーザを照射し結晶化させ
て多結晶Si膜を作製した。この多結晶Si膜をホトリ
ソグラフィー工程により島状に加工し半導体層3を形成
した。この上に下地膜2と同様の方法でSiO2膜から
なるゲート絶縁層4を形成した。さらに低圧CVDによ
り非晶質Si膜を形成しエキシマーレーザを照射し多結
晶Si膜を作製した。ホトリソグラフィー工程によりゲ
ート電極5を加工し、さらにゲート絶縁膜を加工した。Underlayer 2 made of SiO 2 on transparent substrate 1
To form The SiO 2 film was formed by a plasma CVD method using Si (C 2 H 5 O) 4 and O 2 as raw materials. An amorphous Si film was formed thereon to a thickness of 50 nm. The amorphous Si film was formed at a substrate temperature of 450 ° C. by low-pressure CVD using Si 2 H 6 as a raw material. This film was irradiated with an excimer laser to be crystallized to produce a polycrystalline Si film. This polycrystalline Si film was processed into an island shape by a photolithography process to form a semiconductor layer 3. On this, a gate insulating layer 4 made of a SiO 2 film was formed in the same manner as the base film 2. Further, an amorphous Si film was formed by low-pressure CVD and irradiated with an excimer laser to form a polycrystalline Si film. The gate electrode 5 was processed by a photolithography process, and the gate insulating film was further processed.
【0021】ついで、ホトマスクを形成し、イオンドー
プにより多結晶Si膜にリンをドープし、n領域6を形
成した。ホトマスク除去後、再度ホトマスクを形成しイ
オンドープにより多結晶Si膜にボロンをドープし、p
領域7を形成した。さらに、エキシマーレーザを照射し
ドーパントを活性化した。ついで、絶縁層8としてSi
O2膜を下地膜と同様の方法で形成した。 更に、プラズ
マ水素により処理した。 コンタクトホール9を形成し
た後、 ゲート配線10としてAl膜をスパッタリンに
より作製し、ホトリソグラフィー工程で加工した。さら
に、絶縁層11としてSiO2膜を下地膜と同様の方法
で形成し、コンタクトホール12をホトリソグラフィー
工程で形成した。Next, a photomask was formed, and the polycrystalline Si film was doped with phosphorus by ion doping to form an n region 6. After removing the photomask, a photomask is formed again, and the polycrystalline Si film is doped with boron by ion doping.
Region 7 was formed. Further, the dopant was activated by irradiation with an excimer laser. Then, as the insulating layer 8, Si
An O 2 film was formed in the same manner as the base film. Further, the substrate was treated with plasma hydrogen. After the formation of the contact hole 9, an Al film was formed as the gate wiring 10 by sputtering, and was processed by a photolithography process. Further, a SiO 2 film was formed as the insulating layer 11 by the same method as the base film, and the contact hole 12 was formed by a photolithography process.
【0022】この上に、Cr膜をスパッタリング法で形
成し、ホトリソグラフィー工程でドレイン配線13、ド
レイン電極14、画素電極15、遮光膜16、コモン電
位線17を形成した。さらに、この上に保護性絶縁膜1
8を形成し、ホトリソグラフィー工程でコンタクトホー
ル19を形成した。ついで、コモン配線20、対向電極
21としてITO(Indium Tin Oxide)膜
をスパッタリング法により作製した後、ホトグラフィー
工程で加工した。このとき、絶縁層11などを介して、
コモン配線20は表示領域としての画素部分でゲート配
線10と重なる様に配置した。On this, a Cr film was formed by a sputtering method, and a drain wiring 13, a drain electrode 14, a pixel electrode 15, a light shielding film 16, and a common potential line 17 were formed by a photolithography process. Further, a protective insulating film 1 is formed thereon.
8 and a contact hole 19 was formed by a photolithography process. Next, an ITO (Indium Tin Oxide) film was formed as a common wiring 20 and a counter electrode 21 by a sputtering method, and then processed by a photolithography process. At this time, via the insulating layer 11 and the like,
The common wiring 20 is arranged so as to overlap with the gate wiring 10 in a pixel portion as a display area.
【0023】得られたマトリック基板の周辺回路の一部
の回路図を図4に示す。また、この回路の駆動波形につ
いて、ゲート配線の電位とコモン配線の電位を図5に示
す。この図から、ゲート配線の電位(Vg)がゲートON
電位(Vgon)の場合は、コモン配線の電位(Vc)も
(Vgon)になり、また、ゲート配線の電位(Vg)がO
FF電位(Vgoff)の場合は、コモン配線の電位(V
c)はコモン電位(Vcom)になることが判る。そし
て、ゲート電位の歪は、実用上問題のないことが確認で
きた。FIG. 4 shows a circuit diagram of a part of the peripheral circuit of the obtained matrix substrate. FIG. 5 shows the potential of the gate wiring and the potential of the common wiring with respect to the driving waveform of this circuit. From this figure, it can be seen that the potential (Vg) of the gate wiring is gate ON
In the case of the potential (Vgon), the potential (Vc) of the common wiring is also
(Vgon), and the potential (Vg) of the gate wiring becomes O
In the case of the FF potential (Vgoff), the potential (V
It can be seen that c) becomes the common potential (Vcom). And it was confirmed that the distortion of the gate potential had no practical problem.
【0024】作製したアクティブマトリックス基板上に
配向膜を形成し、スペーサを介して対向基板に張り合わ
せて液晶を封入した。得られた液晶表示装置は、図6に
示した従来構造のアクティブマトリックス基板の場合と
比較して、10%以上の輝度向上が認められた。また、
輝度を従来構造の場合と同等に設定した場合、バックラ
イトの消費電力を低減でき、冷却ファンなどの冷却機構
を特に設けなくても使用できることが判明した。An alignment film was formed on the manufactured active matrix substrate, and was adhered to a counter substrate via a spacer, and liquid crystal was sealed. In the obtained liquid crystal display device, an improvement in luminance of 10% or more was observed as compared with the case of the conventional active matrix substrate shown in FIG. Also,
It has been found that when the luminance is set to be equal to that of the conventional structure, the power consumption of the backlight can be reduced and the backlight can be used without particularly providing a cooling mechanism such as a cooling fan.
【0025】「実施例2」図7に他の実施例のアクティ
ブマトリックス基板の画素部及び周辺回路(一部)の平面
図、図8に画素部の要部断面図(A’ーA’断面)を示
す。これらの図面を用いて第2実施例について説明す
る。[Embodiment 2] FIG. 7 is a plan view of a pixel portion and a peripheral circuit (part) of an active matrix substrate of another embodiment, and FIG. ). The second embodiment will be described with reference to these drawings.
【0026】実施例1と同様の方法で透明基板1上に下
地膜2、半導体層3、ゲート絶縁層4、ゲート電極5、
n領域6、p領域7、絶縁層8、コンタクトホール9、
ゲート配線10、絶縁層11、コンタクトホール12を
形成した。この上に、Cr膜をスパッタリング法で形成
し、ホトリソグラフィー工程でドレイン配線13、ドレ
イン電極14、画素電極15、コモン電位線17、対向
電極21を形成した。更にこの上に保護性絶縁膜18を
形成し、ホトリソグラフィー工程でコンタクトホール1
9を形成した。ついで、コモン配線20としてITO膜
をスパッタリング法により作製した後、ホトグラフィー
工程で加工した。この際、コモン配線20は画素部分
(表示領域)でゲート配線10と絶縁層11などを介して
重なる様に配置した。またコンタクトホール19により
対向電極21と電気的に接続した。更に、周辺回路は実
施例1と同じ構成(図3のBーB断面と同じ構成)とし
た。In the same manner as in Example 1, a base film 2, a semiconductor layer 3, a gate insulating layer 4, a gate electrode 5,
n region 6, p region 7, insulating layer 8, contact hole 9,
Gate wiring 10, insulating layer 11, and contact hole 12 were formed. On this, a Cr film was formed by a sputtering method, and a drain wiring 13, a drain electrode 14, a pixel electrode 15, a common potential line 17, and a counter electrode 21 were formed by a photolithography process. Further, a protective insulating film 18 is formed thereon, and the contact hole 1 is formed by a photolithography process.
9 was formed. Next, an ITO film was formed as the common wiring 20 by a sputtering method and then processed in a photolithography process. At this time, the common wiring 20 is
(Display area) The gate wiring 10 and the insulating layer 11 were arranged so as to overlap with each other via the insulating layer 11 and the like. Further, it was electrically connected to the counter electrode 21 through the contact hole 19. Further, the peripheral circuit has the same configuration as that of the first embodiment (the same configuration as the BB section in FIG. 3).
【0027】作製したアクティブマトリックス基板上に
配向膜を形成し、スペーサを介して対向基板に張り合わ
せて液晶を封入した。得られた液晶表示装置は、図6に
示した従来構造のアクティブマトリックス基板の場合と
比較して、10%以上の輝度向上が認められた。また、
輝度を従来構造の場合と同等に設定した場合、バックラ
イトの消費電力を低減でき、冷却ファンなどの冷却機構
を特に設けなくても使用できることが判った。An alignment film was formed on the manufactured active matrix substrate, and was adhered to a counter substrate via a spacer to encapsulate liquid crystal. In the obtained liquid crystal display device, an improvement in luminance of 10% or more was observed as compared with the case of the conventional active matrix substrate shown in FIG. Also,
It has been found that when the luminance is set to be equal to that of the conventional structure, the power consumption of the backlight can be reduced and the backlight can be used without particularly providing a cooling mechanism such as a cooling fan.
【0028】「実施例3」 図9に別の実施例のアクティブマトリックス基板の画素
部及び周辺回路(一部)の平面図を示す。図10に画素部
の要部断面図(A”ーA”断面)、また、図11に周辺回
路(一部)の断面図(B”ーB”断面)を示す。これらの図
面を用いて第3実施例について説明する。Embodiment 3 FIG. 9 is a plan view of a pixel portion and a peripheral circuit (part) of an active matrix substrate according to another embodiment. FIG. 10 is a cross-sectional view (A "-A" cross section) of a main portion of the pixel portion, and FIG. 11 is a cross-sectional view (B "-B" cross section) of a peripheral circuit (part). The third embodiment will be described with reference to these drawings.
【0029】実施例1と同様の方法で透明基板1上に下
地膜2、半導体層3、ゲート絶縁層4を形成した。この
上に、Taをスパッタリング法で形成し、ホトリソグラ
フィー工程によりゲート電極5、ゲート配線10に加工
した。ついで、ホトマスクを形成し、イオンドープによ
り多結晶Si膜にリンをドープし、n領域6を形成し
た。ホトマスク除去後、再度ホトマスクを形成しイオン
ドープにより多結晶Si膜にボロンをドープし、p領域
7を形成した。さらに、エキシマーレーザを照射しドー
パントを活性化した。さらに、プラズマ水素により処理
した。 ついで、絶縁層11としてSiO2膜を下地膜2
と同様の方法で形成し、コンタクトホール12をホトリ
ソグラフィー工程で形成した。A base film 2, a semiconductor layer 3, and a gate insulating layer 4 were formed on a transparent substrate 1 in the same manner as in Example 1. On this, Ta was formed by a sputtering method, and processed into a gate electrode 5 and a gate wiring 10 by a photolithography process. Next, a photomask was formed, and the polycrystalline Si film was doped with phosphorus by ion doping to form an n region 6. After removing the photomask, a photomask was formed again, and the polycrystalline Si film was doped with boron by ion doping to form a p region 7. Further, the dopant was activated by irradiation with an excimer laser. Further, the substrate was treated with plasma hydrogen. Next, a SiO 2 film is used as the insulating layer 11 for the base film 2.
The contact hole 12 was formed by a photolithography process.
【0030】この上に、Cr膜をスパッタリング法で形
成し、ホトリソグラフィー工程でドレイン配線13、ド
レイン電極14、画素電極15、コモン電位線17、対
向電極21、及び周辺回路のドレイン−ゲートコンタク
ト部22を形成した。さらに、この上に保護性絶縁膜1
8を形成し、ホトリソグラフィー工程でコンタクトホー
ル19を形成した。ついで、コモン配線20としてIT
O膜をスパッタリング法により作製した後、ホトグラフ
ィー工程で加工した。この際、コモン配線20は画素部
分(表示領域)でゲート配線10と絶縁層11などを介し
て重なる様に配置した。また、コンタクトホール19に
より対向電極21と電気的に接続した。On this, a Cr film is formed by a sputtering method, and a drain wiring 13, a drain electrode 14, a pixel electrode 15, a common potential line 17, a counter electrode 21, and a drain-gate contact portion of a peripheral circuit are formed by a photolithography process. No. 22 was formed. Further, a protective insulating film 1 is formed thereon.
8 and a contact hole 19 was formed by a photolithography process. Then, as the common wiring 20, IT
After the O film was formed by a sputtering method, it was processed in a photolithography process. At this time, the common wiring 20 was arranged so as to overlap with the gate wiring 10 via the insulating layer 11 in the pixel portion (display area). Further, it was electrically connected to the counter electrode 21 through the contact hole 19.
【0031】作製したアクティブマトリックス基板上に
配向膜を形成し、スペーサを介して対向基板に張り合わ
せて液晶を封入した。得られた液晶表示装置は、図6に
示した従来構造のアクティブマトリックス基板の場合と
比較して、10%以上の輝度向上が認められた。また、
輝度を従来構造の場合と同等に設定した場合、バックラ
イトの消費電力を低減でき、冷却ファンなどの冷却機構
を特に設けなくても使用できることが判明した。An alignment film was formed on the manufactured active matrix substrate, and was adhered to a counter substrate via a spacer, and liquid crystal was sealed. In the obtained liquid crystal display device, an improvement in luminance of 10% or more was observed as compared with the case of the conventional active matrix substrate shown in FIG. Also,
It has been found that when the luminance is set to be equal to that of the conventional structure, the power consumption of the backlight can be reduced and the backlight can be used without particularly providing a cooling mechanism such as a cooling fan.
【0032】[0032]
【発明の効果】上記発明によれば、画素の開口率を高く
することが可能になり、明るい表示の液晶表示装置に結
び付けることができる効果がある。特に横電界方式によ
り駆動する液晶表示装置において有効である。また、従
来技術と同等の輝度で使用する場合であれば、バックラ
イトの消費電力を低くできる効果もある。According to the present invention, it is possible to increase the aperture ratio of a pixel, and it is possible to obtain a bright liquid crystal display device. This is particularly effective in a liquid crystal display device driven by a horizontal electric field method. In addition, when used at the same luminance as the related art, there is an effect that the power consumption of the backlight can be reduced.
【図1】本発明による第1実施例のアクティブマトリッ
クス基板を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing an active matrix substrate according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の画素部を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a pixel unit of FIG.
【図3】図1の周辺回路を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a peripheral circuit of FIG. 1;
【図4】図3の周辺回路を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a peripheral circuit of FIG. 3;
【図5】図3の周辺回路の駆動波形を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing driving waveforms of the peripheral circuit of FIG. 3;
【図6】従来技術のアクティブマトリックス基板(画素
部)を説明する平面図である。FIG. 6 is a plan view illustrating a conventional active matrix substrate (pixel unit).
【図7】本発明による第2実施例のアクティブマトリッ
クス基板を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view illustrating an active matrix substrate according to a second embodiment of the present invention.
【図8】図7の画素部を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the pixel unit of FIG. 7;
【図9】本発明による第3実施例のアクティブマトリッ
クス基板を示す平面図である。FIG. 9 is a plan view showing an active matrix substrate according to a third embodiment of the present invention.
【図10】図9の画素部を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the pixel unit of FIG. 9;
【図11】図9の周辺回路を示す断面図である。FIG. 11 is a sectional view showing the peripheral circuit of FIG. 9;
1…透明基板、2…下地膜、3…半導体層、4…ゲート
絶縁層、5…ゲート電極、6…n領域、7…p領域、8
…絶縁層、9…コンタクトホール、10…ゲート配線、
11…絶縁層、12…コンタクトホール、13…ドレイ
ン配線、14…ドレイン電極、15…画素電極、16…
遮光膜、17…コモン電位線、18…保護性絶縁膜、1
9…コンタクトホール、20…コモン配線、21…対向
電極、22…周辺回路のドレイン−ゲートコンタクト部DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate, 2 ... Base film, 3 ... Semiconductor layer, 4 ... Gate insulating layer, 5 ... Gate electrode, 6 ... n region, 7 ... p region, 8
... insulating layer, 9 ... contact hole, 10 ... gate wiring,
11 ... insulating layer, 12 ... contact hole, 13 ... drain wiring, 14 ... drain electrode, 15 ... pixel electrode, 16 ...
Light shielding film, 17: common potential line, 18: protective insulating film, 1
9 contact hole, 20 common wiring, 21 counter electrode, 22 drain-gate contact part of peripheral circuit
フロントページの続き (72)発明者 三村 秋男 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内Continued on the front page (72) Inventor Akio Mimura 7-1-1, Omika-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Within Hitachi Research Laboratory, Hitachi, Ltd.
Claims (5)
を含み形成した表示領域を有するアクティブマトリック
ス基板において、 前記表示領域にて、前記ゲート配線と前記コモン配線と
を電気的絶縁して重ね合わせたことを特徴とするアクテ
ィブマトリックス基板。1. An active matrix substrate having a display region formed on a transparent substrate and including a gate line and a common line, wherein the gate line and the common line are electrically insulated and overlapped in the display region. An active matrix substrate characterized by being combined.
線とコモン配線とを含み、表示領域ならびに周辺回路領
域を形成するアクティブマトリックス基板において、 前記コモン配線の電位が、ゲートON時には前記ゲート
配線のゲート電位と同電位になり、ゲートOFF時には
コモン電位のままとする切り替え回路を、前記周辺回路
領域に設け、 前記表示領域にて、前記ゲート配線と前記コモン配線と
を電気的絶縁して重ね合わせたことを特徴とするアクテ
ィブマトリックス基板。2. An active matrix substrate including an active element, a gate line, and a common line on a transparent substrate and forming a display region and a peripheral circuit region. A switching circuit which has the same potential as the gate potential and maintains the common potential when the gate is turned off is provided in the peripheral circuit area, and the gate wiring and the common wiring are superposed and electrically insulated in the display area. An active matrix substrate, characterized in that:
透明基板上に形成されたn型及びp型トランジスタであ
って、 該n型及びp型トランジスタのゲート電極は前記ゲート
配線に、ソース電極は前記コモン配線に接続され、 該n型トランジスタのドレイン電極は前記ゲート配線
に、該p型トランジスタのドレイン電極はコモン電位線
に接続されていることを特徴とするアクティブマトリッ
クス基板。3. The switching circuit according to claim 2, wherein
An n-type and p-type transistor formed on a transparent substrate, wherein a gate electrode of the n-type and p-type transistors is connected to the gate wiring, a source electrode is connected to the common wiring, and a drain electrode of the n-type transistor Wherein an active matrix substrate is connected to the gate wiring, and a drain electrode of the p-type transistor is connected to a common potential line.
ンジスタは、多結晶Siを用いて作製した電界効果トラ
ンジスタであることを特徴とするアクティブマトリック
ス基板。4. The active matrix substrate according to claim 3, wherein said n-type and p-type transistors are field-effect transistors manufactured using polycrystalline Si.
載のアクティブマトリックス基板を用いて、液晶に横電
界をかけて駆動することを特徴とする液晶表示装置。5. A liquid crystal display device, wherein a liquid crystal is driven by applying a horizontal electric field to the liquid crystal using the active matrix substrate according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25009196A JPH1096950A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Active matrix substrate and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25009196A JPH1096950A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Active matrix substrate and liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1096950A true JPH1096950A (en) | 1998-04-14 |
Family
ID=17202688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25009196A Pending JPH1096950A (en) | 1996-09-20 | 1996-09-20 | Active matrix substrate and liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1096950A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2003050405A (en) * | 2000-11-15 | 2003-02-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film transistor array, its manufacturing method and display panel using the same array |
JP2012128449A (en) * | 1999-09-07 | 2012-07-05 | Japan Display East Co Ltd | Liquid crystal display device |
-
1996
- 1996-09-20 JP JP25009196A patent/JPH1096950A/en active Pending
Cited By (10)
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