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JP2001209069A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

Info

Publication number
JP2001209069A
JP2001209069A JP2000017906A JP2000017906A JP2001209069A JP 2001209069 A JP2001209069 A JP 2001209069A JP 2000017906 A JP2000017906 A JP 2000017906A JP 2000017906 A JP2000017906 A JP 2000017906A JP 2001209069 A JP2001209069 A JP 2001209069A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
gate
insulating layer
thin film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000017906A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihiro Sato
敏浩 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000017906A priority Critical patent/JP2001209069A/en
Publication of JP2001209069A publication Critical patent/JP2001209069A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To significantly improve the opening ratio in a pixel region and to obtain a display of high luminance. SOLUTION: The semiconductor layer P-SI which constitutes a thin film transistor has such a structure that the gate line GL and the drain line DL are separately formed as upper and lower layers. The contact holes CTH-1 to-4 of the thin film transistor are arranged on or under the drain line DL. Thus, the contact holes are not formed in the pixel region, which improves the opening ratio.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に、開口率を大きくして輝度を向上した液晶表示
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, and more particularly, to a liquid crystal display device having an increased aperture ratio and improved luminance.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報処理端末のディスプレイモニターや
テレビ受像機の映像表示デバイス、あるいは投射型ディ
スプレイ用のライトバルブとして液晶表示装置が広く用
いられている。この液晶表示装置は、基本的には少なく
とも一方が透明な一対の絶縁基板(以下、単に基板とも
言う)の間に液晶を封入し、この液晶を構成する液晶分
子の配向方向を変化させることで画像や映像を表示する
ものである。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is widely used as a display monitor of an information processing terminal, a video display device of a television receiver, or a light valve for a projection display. This liquid crystal display device basically encloses a liquid crystal between a pair of insulating substrates (hereinafter, also simply referred to as a substrate) at least one of which is transparent, and changes the orientation direction of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal. It displays images and videos.

【0003】液晶表示装置は液晶パネルと、前記液晶パ
ネルを駆動する駆動回路を備え、その液晶パネルの画素
形成方式の違いにより、種々の形式が知られている。そ
の中でも、液晶パネルを構成する一方の絶縁基板の内面
に画素毎にスイッチング素子(能動素子)を形成し、こ
のスイッチング素子を選択することで画素を形成するア
クティブマトリクス方式は広く採用されている。
A liquid crystal display device includes a liquid crystal panel and a driving circuit for driving the liquid crystal panel, and various types are known depending on the difference in the pixel formation method of the liquid crystal panel. Among them, an active matrix system in which a switching element (active element) is formed for each pixel on the inner surface of one insulating substrate that forms a liquid crystal panel and a pixel is formed by selecting the switching element is widely used.

【0004】アクティブマトリクス方式の液晶表示装置
として最もポピュラーなものが、上記スイッチング素子
に薄膜トランジスタ(TFT)を用いた薄膜トランジス
タ型液晶表示装置である。
The most popular active matrix type liquid crystal display device is a thin film transistor type liquid crystal display device using a thin film transistor (TFT) as the switching element.

【0005】この薄膜トランジスタ型液晶表示装置を構
成する薄膜トランジスタ、駆動回路、等の回路素子の構
成材料である半導体層として、最近は、多結晶シリコン
半導体(所謂、ポリシリコン半導体)を用いたものが実
用化されている。特に、投射型の液晶表示装置では、高
輝度の照明光が照射されることによる半導体層の特性変
化を阻止するために、半導体層部分を覆う遮光膜を備え
る必要がある。
Recently, a semiconductor layer using a polycrystalline silicon semiconductor (a so-called polysilicon semiconductor) has been put to practical use as a semiconductor layer which is a constituent material of circuit elements such as a thin film transistor, a driving circuit, etc. which constitute the thin film transistor type liquid crystal display device. Has been In particular, in a projection-type liquid crystal display device, it is necessary to provide a light-shielding film for covering a semiconductor layer portion in order to prevent a change in characteristics of the semiconductor layer due to irradiation with high-luminance illumination light.

【0006】図15は従来の多結晶シリコン半導体を用
いた液晶表示装置の液晶パネルの要部構造の一例を説明
する模式断面図である。この液晶パネルは投射型ディス
プレイにおけるライトバルブとしての液晶パネルであ
り、図は薄膜トランジスタTFT部分と容量Cstg部
分を示したものである。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view for explaining an example of the structure of a main part of a liquid crystal panel of a conventional liquid crystal display device using a polycrystalline silicon semiconductor. This liquid crystal panel is a liquid crystal panel as a light valve in a projection type display, and the figure shows a thin film transistor TFT portion and a capacitance Cstg portion.

【0007】図中、SUB1は一方の基板(薄膜トラン
ジスタ基板)、SUB2は他方の基板(対向基板)であ
る。この投射型ディスプレイのライトバルブとしての液
晶パネルでは、薄膜トランジスタ基板SUB1には石英
基板が用いられ、その内面には高融点金属(W、WSi
等)の遮光膜BSを形成してある。この遮光膜BSは後
述する半導体層への光入射を遮断するものである。
In the figure, SUB1 is one substrate (thin film transistor substrate), and SUB2 is the other substrate (counter substrate). In the liquid crystal panel as a light valve of the projection display, a quartz substrate is used for the thin film transistor substrate SUB1, and a refractory metal (W, WSi
Etc.) are formed. The light-shielding film BS blocks light from entering a semiconductor layer described later.

【0008】遮光膜BSは第1の絶縁層PAS−1で被
覆され、その上にポリシリコン半導体層P−SIが形成
されている。このポリシリコン半導体層P−SI(以
下、単に半導体層と言う)は不純物の打ち込みで所謂チ
ャネルが形成されている。
The light-shielding film BS is covered with a first insulating layer PAS-1, and a polysilicon semiconductor layer P-SI is formed thereon. In the polysilicon semiconductor layer P-SI (hereinafter simply referred to as a semiconductor layer), a so-called channel is formed by implanting impurities.

【0009】半導体層P−SIの上にゲート絶縁層GI
を介してゲート線GL(ゲート電極GT)がパターニン
グされている。ゲート線GL(ゲート電極GT)は第2
の絶縁層PAS−2で被覆されている。
A gate insulating layer GI is formed on the semiconductor layer P-SI.
, The gate line GL (gate electrode GT) is patterned. The gate line GL (gate electrode GT) is
With an insulating layer PAS-2.

【0010】この第2の絶縁層PAS−2に上層には、
第2の絶縁層PAS−2とゲート絶縁膜GIを貫通する
第1のコンタクトホールCTH1および第3のコンタク
トホールCTH−3を介してそれぞれドレイン電極SD
2と接続するドレイン線DLとソース電極SD1を構成
する導体層が半導体層P−SIのチャネルの両端に接続
するように成膜されている。このドレイン線DLは薄膜
トランジスタTFTの半導体層のチャネル部分を遮光す
るように配置されている。
[0010] On the second insulating layer PAS-2,
The drain electrode SD is provided via a first contact hole CTH1 and a third contact hole CTH-3 penetrating the second insulating layer PAS-2 and the gate insulating film GI, respectively.
The conductor layer forming the drain line DL and the source electrode SD1 connected to the semiconductor layer P2 is formed so as to be connected to both ends of the channel of the semiconductor layer P-SI. The drain line DL is disposed so as to shield the channel portion of the semiconductor layer of the thin film transistor TFT from light.

【0011】ドレイン線DL(ドレイン電極SD2)と
ソース電極SD1を覆って第3の絶縁層PAS−3が形
成され、この第3の絶縁層PAS−3の上に当該第3の
絶縁層PAS−3を貫通する第2のコンタクトホールC
TH−2でソース電極SD−1と接続した導体層M−S
が成膜される。導体層M−Sも容量部分の半導体層を遮
光するように配置されている。
A third insulating layer PAS-3 is formed covering the drain line DL (drain electrode SD2) and the source electrode SD1, and the third insulating layer PAS- is formed on the third insulating layer PAS-3. Contact hole C penetrating through hole 3
Conductive layer MS connected to source electrode SD-1 at TH-2
Is formed. The conductor layer MS is also arranged so as to shield the semiconductor layer in the capacitance portion from light.

【0012】第3の絶縁層OAS−3と導体層M−Sは
平坦化膜(平滑層)OCの被覆で平坦面とされ、その上
に画素電極ITO−1が形成されている。この画素電極
ITO−1は第4のコンタクトホールCTH−4を通し
て導体層M−Sにつながるソース電極SD1に接続して
いる。そして、最上層には配向膜ORI−1が塗布され
ている。
The third insulating layer OAS-3 and the conductor layer MS are made flat by coating with a flattening film (smoothing layer) OC, and the pixel electrode ITO-1 is formed thereon. This pixel electrode ITO-1 is connected to the source electrode SD1 connected to the conductor layer MS through the fourth contact hole CTH-4. The uppermost layer is coated with an orientation film ORI-1.

【0013】一方、対向基板SUB2はガラス板からな
り、その内面には対向電極ITO−2と配向膜ORI−
2が成膜されている。
On the other hand, the opposing substrate SUB2 is made of a glass plate, and has an opposing electrode ITO-2 and an orientation film ORI- on its inner surface.
2 is formed.

【0014】上記のように形成した薄膜トランジスタ基
板SUB1と対向基板SUB2の各配向膜側を貼り合わ
せ、その貼り合わせ間隙に液晶LCを封入して液晶パネ
ルが構成される。
The thin film transistor substrate SUB1 and the counter substrate SUB2 formed as described above are bonded to each alignment film side, and a liquid crystal LC is sealed in the bonding gap to form a liquid crystal panel.

【0015】図16は図15に示した液晶パネルの要部
構造を説明する模式平面図であり、図14と同一部分に
は同一符号を付してある。図中、隣接する2本のドレイ
ン線DLと隣接する2本のゲート線GLで囲まれた内部
が単位領域(1画素)を構成し、この部分に画素電極が
形成される。(A)と(B)で示した部分は図15の対
(A)と(B)で示した部分に対応する。
FIG. 16 is a schematic plan view for explaining the main structure of the liquid crystal panel shown in FIG. 15, and the same parts as those in FIG. 14 are denoted by the same reference numerals. In the figure, the inside surrounded by two adjacent drain lines DL and two adjacent gate lines GL constitutes a unit region (one pixel), and a pixel electrode is formed in this portion. The parts shown in (A) and (B) correspond to the parts shown in pairs (A) and (B) in FIG.

【0016】図示したように、薄膜トランジスタTFT
の各コンタクトホールCTH−1〜CTH−4は画素領
域にはみ出しており、これが開口率向上の妨げとなって
いる。例えば、この液晶パネルが、所謂0.9形XGA
である場合は、画素領域を囲むゲート線間隔hとドレイ
ン線間隔wは共に18μmである。このサイズの画素領
域にコンタクトホール形成部分が(A)(B)に示した
ように存在することで、開口率は55%となっている。
このように、上記したコンタクトホール形成部分によっ
て開口率の向上が制限される。
As shown, a thin film transistor TFT
Each of the contact holes CTH-1 to CTH-4 protrudes into the pixel region, which hinders the improvement of the aperture ratio. For example, this liquid crystal panel is a so-called 0.9 type XGA
In this case, both the gate line interval h and the drain line interval w surrounding the pixel region are 18 μm. Since the contact hole forming portion exists in the pixel region of this size as shown in (A) and (B), the aperture ratio is 55%.
As described above, the improvement of the aperture ratio is limited by the above-described contact hole forming portion.

【0017】なお、この種の従来技術を開示したものと
して、特公平7−7827号公報やEID87−54
(P13〜17)がある。
It is to be noted that Japanese Patent Publication No. 7-7827 and EID87-54 disclose this kind of prior art.
(P13-17).

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公平
7−7827号公報に記載のものは、ドレイン線または
ゲート線を遮光層として最下層に設けたものであるが、
半導体層のチャネルから見ると、ドレイン線とゲート線
は同一の側に配置されており、コンタクトホール部分は
画素領域にはみ出している。
However, in Japanese Patent Publication No. 7-7827, the drain line or the gate line is provided as a light shielding layer in the lowermost layer.
When viewed from the channel of the semiconductor layer, the drain line and the gate line are arranged on the same side, and the contact hole portion protrudes into the pixel region.

【0019】また、EID87−54(P13〜17)
に記載のものでは、ドレイン線を最下層に設け、このド
レイン線とは別の遮光パターンを備えており、これが開
口率の向上を制限している。
EID87-54 (P13-17)
In the device described in (1), the drain line is provided in the lowermost layer, and a light-shielding pattern different from the drain line is provided, which limits the improvement of the aperture ratio.

【0020】光の利用効率を上げて高輝度化する他の手
段として、画素毎にマイクロレンズを設けたものや、開
口率向上のために保持容量部分を配線の下に作り込むよ
うにしたものも提案されている。しかし、前者のマイク
ロレンズを基板内に作り込むものでは、その製作コスト
が高くなってしまう。後者の構造では、保持容量部分の
コンタクトホールは配線下に置くことができるが、画素
電極との接続用のコンタクトホールはどうしても画素領
域内にはみ出してしまい、開口率向上には十分でない。
As other means for increasing the light use efficiency and increasing the luminance, a method in which a microlens is provided for each pixel, or a method in which a storage capacitor portion is formed below the wiring to improve the aperture ratio Has also been proposed. However, when the former microlens is formed in a substrate, the manufacturing cost increases. In the latter structure, the contact hole in the storage capacitor portion can be placed under the wiring, but the contact hole for connection with the pixel electrode inevitably protrudes into the pixel region, which is not enough to improve the aperture ratio.

【0021】本発明の目的は、上記従来技術における諸
問題を解消し、薄膜トランジスタを構成する半導体層と
ドレイン線(ドレイン電極)やソース電極間、ソース電
極と画素電極間、あるいは保持容量の構成するための導
電層間を接続するためのコンタクトホールを画素領域外
に位置させることで開口率を大幅に向上し、高輝度の表
示を可能とした液晶パネルを具備した液晶表示装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the prior art, and to form a semiconductor layer and a drain line (drain electrode) and a source electrode, a source electrode and a pixel electrode, or a storage capacitor constituting a thin film transistor. The present invention provides a liquid crystal display device having a liquid crystal panel capable of greatly improving an aperture ratio and providing high-luminance display by positioning a contact hole for connecting conductive layers outside the pixel region for the purpose of the invention. .

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、薄膜トランジスタを構成する半導体層に
関してゲート線(ゲート電極)、ドレイン線(ドレイン
電極)を上下異なる層に配置する構造とした。例えば、
半導体層の下側(基板側)にドレイン線を配置した場合
は、このドレイン線と直交するゲート線を半導体層の上
側に配置する。逆に、半導体層の下側(基板側)にゲー
ト線を配置した場合は、このゲート線と直交するドレイ
ン線を半導体層の上側に配置する。そして、薄膜トラン
ジスタのコンタクトホールのうちの少なくとも2つ、好
ましくは全部をドレイン線の上または下に配置する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a structure in which a gate line (gate electrode) and a drain line (drain electrode) are arranged on different layers in a semiconductor layer forming a thin film transistor. did. For example,
When a drain line is arranged below the semiconductor layer (substrate side), a gate line orthogonal to the drain line is arranged above the semiconductor layer. Conversely, when a gate line is arranged below the semiconductor layer (substrate side), a drain line orthogonal to the gate line is arranged above the semiconductor layer. Then, at least two, and preferably all, of the contact holes of the thin film transistor are arranged above or below the drain line.

【0023】このように、ドレイン線とゲート線が半導
体層(のチャネル)から見て上下に別れるため、これら
に対する2つのコンタクトホールを通した接続先は上と
下とに別れ、2つのコンタクトホールがドレイン線パタ
ーンに隠れて画素領域にはみ出ることがない。したがっ
て、開口率が大幅に向上し、高輝度(高透過率)の液晶
パネルを有する液晶表示装置を得ることができる。
As described above, since the drain line and the gate line are vertically separated when viewed from the semiconductor layer (channel), the connection destination through the two contact holes is separated into upper and lower portions, and the two contact holes are separated from the drain by the two contact holes. It does not protrude into the pixel area behind the line pattern. Therefore, the aperture ratio is significantly improved, and a liquid crystal display device having a liquid crystal panel with high luminance (high transmittance) can be obtained.

【0024】以下、本発明の代表的な構成を列挙すれ
ば、次のとおりである。すなわち、 (1)一対の基板の間に液晶を封入した液晶パネルと、
前記液晶パネルを駆動する駆動回路とを備えた液晶表示
装置であって、前記液晶パネルの一方の基板上に、薄膜
トランジスタのドレイン電極に接続するドレイン線と、
第1の絶縁層およびゲート絶縁膜を介して前記ドレイン
線と交叉して薄膜トランジスタのゲート電極となるごと
く形成したゲート線と、前記ドレイン線とゲート線の交
差部近傍に形成した前記薄膜トランジスタで駆動される
画素電極と、前記薄膜トランジスタを前記画素電極に接
続するソース電極とを有し、前記ドレイン電極を前記ド
レイン線に接続するコンタクトホール、前記ゲート電極
および前記ソース電極を前記画素電極に接続するコンタ
クトホールとを前記ドレイン線または前記ゲート線の上
方に形成したことを特徴とする。
Hereinafter, typical configurations of the present invention will be described as follows. That is, (1) a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates;
A liquid crystal display device comprising: a driving circuit for driving the liquid crystal panel; and a drain line connected to a drain electrode of a thin film transistor on one substrate of the liquid crystal panel;
The thin film transistor is driven by a gate line formed so as to intersect with the drain line via a first insulating layer and a gate insulating film so as to become a gate electrode of the thin film transistor, and the thin film transistor formed near an intersection of the drain line and the gate line. A contact electrode connecting the drain electrode to the drain line, a contact hole connecting the drain electrode to the drain line, and a contact hole connecting the gate electrode and the source electrode to the pixel electrode. Are formed above the drain line or the gate line.

【0025】このように構成したことにより、薄膜トラ
ンジスタ基板に必要とするコンタクトホールをドレイン
線あるいはゲート線で隠される位置に配置でき、画素領
域にはみ出ることがないため、開口率が大幅に向上され
る。
According to this structure, the contact hole required for the thin film transistor substrate can be arranged at a position hidden by the drain line or the gate line, and does not protrude into the pixel region, so that the aperture ratio is greatly improved. .

【0026】(2)一対の基板の間に液晶を封入した液
晶パネルと、前記液晶パネルを駆動する駆動回路とを備
えた液晶表示装置であって、前記液晶パネルの一方の基
板上に、薄膜トランジスタのドレイン電極に接続するド
レイン線と、第1の絶縁層およびゲート絶縁膜を介して
前記ドレイン線と交叉して薄膜トランジスタのゲート電
極となるごとく形成したゲート線と、前記ドレイン線と
ゲート線の交差部近傍に形成した前記薄膜トランジスタ
で駆動される画素電極とを有し、前記薄膜トランジスタ
は、半導体層と、前記半導体層で形成したチャネルの一
端に接続した前記ドレイン電極と、前記半導体層の上方
に前記ゲート絶縁膜と第2の絶縁層の層間に形成した前
記ゲート電極と、前記半導体層で形成したチャネルの他
端に接続したソース電極とからなり、前記ドレイン電極
は前記第2の絶縁層と前記ゲート絶縁膜および前記第1
の絶縁層に貫通する第1のコンタクトホールと前記第2
の絶縁層と前記ゲート絶縁膜に貫通する第2のコンタク
トホールとを介して前記チャネルの一端に接続すると共
に、前記第2の絶縁層の上層で前記ゲート線を被覆する
如く形成してなり、前記ソース電極は前記第2の絶縁層
と前記ゲート絶縁膜に貫通する第3のコンタクトホール
を通して前記チャネルの他端に接続すると共に、前記ソ
ース電極を覆って形成した第3の絶縁層およびこの第3
の絶縁層を覆って形成した平坦化層とに貫通する第4の
コンタクトホールを通して前記平坦化層を覆って形成し
た前記画素電極に接続すると共に、前記第2の絶縁層上
で前記ゲート線を被覆する如く形成してなり、前記第
1、第2、第3および第4のコンタクトホールの全てを
前記ドレイン線上に配置したことを特徴とする。
(2) A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates; and a driving circuit for driving the liquid crystal panel, wherein a thin film transistor is provided on one substrate of the liquid crystal panel. A drain line connected to the drain electrode of the thin film transistor; a gate line formed to intersect with the drain line via the first insulating layer and the gate insulating film so as to be a gate electrode of the thin film transistor; A pixel electrode driven by the thin film transistor formed near the portion, the thin film transistor has a semiconductor layer, the drain electrode connected to one end of a channel formed by the semiconductor layer, and the thin film transistor above the semiconductor layer. A gate electrode formed between a gate insulating film and a second insulating layer, and a saw connected to the other end of a channel formed by the semiconductor layer; Consists of a electrode, said drain electrode and said second insulating layer gate insulating film and the first
A first contact hole penetrating through the insulating layer and the second contact hole.
And connected to one end of the channel through a second contact hole penetrating the gate insulating film, and formed so as to cover the gate line with an upper layer of the second insulating layer, The source electrode is connected to the other end of the channel through a third contact hole penetrating the second insulating layer and the gate insulating film, and a third insulating layer formed so as to cover the source electrode and the third insulating layer. 3
A fourth contact hole that penetrates through the flattening layer formed over the insulating layer to connect to the pixel electrode formed over the flattening layer, and connects the gate line on the second insulating layer. The first, second, third, and fourth contact holes are all arranged on the drain line.

【0027】このように構成したことで、薄膜トランジ
スタ基板に必要とする第1、第2、第3および第4のコ
ンタクトホールの全てをドレイン線あるいはゲート線で
隠される位置に配置でき、画素領域にはみ出ることがな
いため、開口率が大幅に向上される。
With this configuration, all of the first, second, third, and fourth contact holes required for the thin film transistor substrate can be arranged at positions hidden by the drain line or the gate line. Since there is no protrusion, the aperture ratio is greatly improved.

【0028】(3)前記ドレイン線を遮光能力の高い高
融点金属で構成した。ドレイン線が遮光作用を有するた
め、遮光膜(遮光層)を別部材で構成する必要がなく、
製造プロセスも簡単化される。
(3) The drain line is made of a high melting point metal having a high light shielding ability. Since the drain line has a light blocking effect, it is not necessary to form the light blocking film (light blocking layer) with a separate member,
The manufacturing process is also simplified.

【0029】(4)前記ドレイン線、前記ドレイン電
極、および前記ソース電極を遮光能力の高い高融点金属
で構成した。この構成によっても、(3)と同様の効果
を得ることができる。
(4) The drain line, the drain electrode, and the source electrode are made of a high melting point metal having a high light shielding ability. With this configuration, the same effect as (3) can be obtained.

【0030】(5)前記半導体層を多結晶シリコン半導
体とした。特に、投射型の液晶表示装置では、照射光の
強度が大であり、本発明の構成を適用することで高開口
率の高輝度画像表示が可能となる。
(5) The semiconductor layer is a polycrystalline silicon semiconductor. In particular, in a projection-type liquid crystal display device, the intensity of irradiation light is high, and by applying the structure of the present invention, a high-brightness image with a high aperture ratio can be displayed.

【0031】なお、本発明は上記の構成および後述する
実施例の構成に限定されるものではなく、本発明の技術
思想を逸脱することなく、種々の変更が可能である。
The present invention is not limited to the above configuration and the configuration of the embodiment described later, and various modifications can be made without departing from the technical idea of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0033】図1は本発明による液晶表示装置の第1実
施例の薄膜トランジスタ基板に形成する構成層の相互関
係の概略を模式的に説明する要部斜視図である。また、
図2は本発明による液晶表示装置の第1実施例の薄膜ト
ランジスタ基板の構成を模式的に説明する要部平面図で
ある。図1と同一符号は同一機能部分に対応する。な
お、薄膜トランジスタ基板(SUB1)は図示を省略し
てある。
FIG. 1 is a perspective view of an essential part for schematically explaining the general relationship between constituent layers formed on the thin film transistor substrate of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. Also,
FIG. 2 is a plan view schematically showing a main part of a thin film transistor substrate of a first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. The same reference numerals as those in FIG. 1 correspond to the same functional parts. The illustration of the thin film transistor substrate (SUB1) is omitted.

【0034】この薄膜トランジスタ基板の内面には、先
ず複数の平行配列したドレイン線DLが形成してある。
ドレイン線DLは、タングステンWなどの高融点金属薄
膜をパターニングして形成される。したがって、このド
レイン線DLは遮光層としての機能も有する。
First, a plurality of drain lines DL arranged in parallel are formed on the inner surface of the thin film transistor substrate.
The drain line DL is formed by patterning a thin film of a refractory metal such as tungsten W. Therefore, this drain line DL also has a function as a light shielding layer.

【0035】この上に絶縁層を介して、図2に示した位
置に多結晶半導体層P−SIを形成する(以下、単に半
導体層、図1には図示していない)。この半導体層P−
SIの薄膜トランジスタ形成部分には不純物の打ち込み
で所謂チャネルが形成される。
On this, a polycrystalline semiconductor layer P-SI is formed at the position shown in FIG. 2 via an insulating layer (hereinafter, simply a semiconductor layer, not shown in FIG. 1). This semiconductor layer P-
A so-called channel is formed in the thin film transistor forming portion of the SI by implanting impurities.

【0036】この絶縁層にはドレイン線DL上にコンタ
クトホールCTH(図2ではCTH−1)を有し、この
コンタクトホールCTHを介して上記チャネル部分の一
端をドレイン電極でドレイン線DLに接続する。
The insulating layer has a contact hole CTH (CTH-1 in FIG. 2) on the drain line DL, and one end of the channel portion is connected to the drain line DL via a drain electrode via the contact hole CTH. .

【0037】半導体層P−SIの上にはゲート絶縁層を
介してゲート線GLが形成してある。このゲート線GL
はドレイン線DLと直交して並列配列され、隣接する2
本のドレイン線Lと隣接する2本のゲート線GLで囲ま
れる領域に画素領域を形成する。
A gate line GL is formed on the semiconductor layer P-SI via a gate insulating layer. This gate line GL
Are arranged in parallel at right angles to the drain line DL,
A pixel region is formed in a region surrounded by two gate lines GL adjacent to two drain lines L.

【0038】ゲート線GLは薄膜トランジスタのゲート
電極となり、この上にゲート絶縁層に形成したコンタク
トホールCTH−2(図2参照)を介して半導体層P−
SIと接続したドレイン電極に接続する遮光部分M−S
(メタルシールド)が形成してある。
The gate line GL serves as a gate electrode of the thin film transistor, and the semiconductor layer P- is formed thereon via a contact hole CTH-2 (see FIG. 2) formed in the gate insulating layer.
Light-shielding portion MS connected to the drain electrode connected to SI
(Metal shield) is formed.

【0039】一方、薄膜トランジスタのソース電極はコ
ンタクトホールCTH−2と同様のコンタクトホールC
TH−3で半導体層のチャネル部分の他端に接続される
と共に、その上に形成された絶縁層に設けたコンタクト
ホールCTH−4で画素電極ITO−1(図1参照)に
接続される。図1では画素電極ITO−1を積層した状
態を示し、上記コンタクトホールCTH−4に相当する
コンタクトホールCTHのみを示してある。なお、Cs
tgは保持容量部分を示す。
On the other hand, the source electrode of the thin film transistor has the same contact hole C as the contact hole CTH-2.
It is connected to the other end of the channel portion of the semiconductor layer at TH-3, and is connected to the pixel electrode ITO-1 (see FIG. 1) through a contact hole CTH-4 provided in an insulating layer formed thereon. FIG. 1 shows a state in which the pixel electrode ITO-1 is stacked, and shows only a contact hole CTH corresponding to the contact hole CTH-4. Note that Cs
tg indicates a storage capacity portion.

【0040】本実施例では、図2に示したように、薄膜
トランジスタの構成電極とドレイン線、ソース電極、画
素電極などの接続に必要とするコンタクトホールCTH
−1〜4は全てドレイン線DL上に存在する。これらの
コンタクトホールCTH−1〜4が画素領域にはみ出す
ことがないため、開口率が大幅に向上する。図2に示し
た前記図15と同様サイズの液晶パネルに適用した場
合、その開口率は単純掲載でも70%を越しているのが
確認された。
In this embodiment, as shown in FIG. 2, the contact holes CTH necessary for connection between the constituent electrodes of the thin film transistor and the drain line, source electrode, pixel electrode, etc.
All of -1 to 4 exist on the drain line DL. Since these contact holes CTH-1 to CTH-4 do not protrude into the pixel region, the aperture ratio is greatly improved. When applied to a liquid crystal panel having the same size as that of FIG. 15 shown in FIG. 2, it was confirmed that the aperture ratio exceeded 70% even in the simple description.

【0041】したがって、本実施例によれば、光透過率
が高く、高輝度の画像表示を可能とした液晶表示装置が
得られる。
Therefore, according to this embodiment, a liquid crystal display device having a high light transmittance and capable of displaying an image with high luminance can be obtained.

【0042】図3〜図8は本発明の第1実施例の構造を
さらに説明するための製造工程の説明図であり、要部平
面図で示してある。図3は図示しない薄膜トランジスタ
基板上に最初に形成したドレイン線DLを示してある。
このドレイン線DLの上に絶縁層を介して多結晶半導体
層P−SIを形成する(図4)。トランジスタの性能に
必要となる結晶化のための熱処理等を実施した後、ドレ
イン線DLと直交してゲート線GLを形成する(図
5)。
FIGS. 3 to 8 are explanatory views of a manufacturing process for further explaining the structure of the first embodiment of the present invention, and are shown in plan views of essential parts. FIG. 3 shows a drain line DL first formed on a thin film transistor substrate (not shown).
Polycrystalline semiconductor layer P-SI is formed on drain line DL via an insulating layer (FIG. 4). After heat treatment for crystallization necessary for the performance of the transistor is performed, a gate line GL is formed orthogonal to the drain line DL (FIG. 5).

【0043】図6に示したように、ドレイン線DL上の
絶縁層を貫通して設けたコンタクトホールCTH−1と
半導体層P−SI上に設けた絶縁層およびゲート絶縁層
を貫通して設けたコンタクトホールCTH−2を通して
ドレイン線と半導体層およびゲート線GL(ゲート電
極)の上方を覆うドレイン電極を形成すると共にコンタ
クトホールCTH−2と同様のコンタクトホールCTH
−3で半導体層に接続したソース電極が形成される。
As shown in FIG. 6, a contact hole CTH-1 provided through the insulating layer on the drain line DL and a insulating layer and a gate insulating layer provided on the semiconductor layer P-SI are provided. A drain electrode covering the drain line, the semiconductor layer, and the gate line GL (gate electrode) is formed through the contact hole CTH-2 and a contact hole CTH similar to the contact hole CTH-2 is formed.
At -3, a source electrode connected to the semiconductor layer is formed.

【0044】薄膜トランジスタのソース電極側には、そ
のソース電極を覆って形成した絶縁層を貫通するコンタ
クトホールCTH−4を通して画素電極ITO−1を当
該ソース電極に接続する(図7、図8)。
On the source electrode side of the thin film transistor, the pixel electrode ITO-1 is connected to the source electrode through a contact hole CTH-4 penetrating an insulating layer formed over the source electrode (FIGS. 7 and 8).

【0045】図9は本発明による液晶表示装置の第1実
施例の構造を模式的に説明する断面図であり、図8のC
−C線に沿った断面を示す。液晶パネルの一方の基板S
UB1は石英基板であり、その上に薄膜トランジスタT
FTのドレイン電極SD2に接続するドレイン線DLを
有している。そして、第1の絶縁層PAS−1およびゲ
ート絶縁膜GIを介してドレイン線DLと交叉して薄膜
トランジスタTFTのゲート電極GTとなるごとく形成
したゲート線GLと、ドレイン線DLとゲート線GLの
交差部近傍に形成した薄膜トランジスタTFTで駆動さ
れる画素電極ITO−1とを有している。
FIG. 9 is a sectional view schematically illustrating the structure of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
3 shows a cross section along the line C. One substrate S of the liquid crystal panel
UB1 is a quartz substrate on which a thin film transistor T
It has a drain line DL connected to the drain electrode SD2 of the FT. Then, the gate line GL formed so as to intersect with the drain line DL via the first insulating layer PAS-1 and the gate insulating film GI to become the gate electrode GT of the thin film transistor TFT, and the intersection of the drain line DL and the gate line GL. And a pixel electrode ITO-1 driven by a thin film transistor TFT formed near the portion.

【0046】薄膜トランジスタTFTは、半導体層P−
SIと、半導体層P−SIで形成したチャネルの一端に
接続したドレイン電極SD2と半導体層P−SIの上方
にゲート絶縁膜GIと第2の絶縁層PAS−2の層間に
形成したゲート電極GTと、半導体層P−SIで形成し
たチャネルの他端に接続したソース電極SD1とを有し
ている。
The thin film transistor TFT has a semiconductor layer P-
SI, a drain electrode SD2 connected to one end of a channel formed by the semiconductor layer P-SI, and a gate electrode GT formed between the gate insulating film GI and the second insulating layer PAS-2 above the semiconductor layer P-SI. And a source electrode SD1 connected to the other end of the channel formed by the semiconductor layer P-SI.

【0047】ドレイン電極SD2は第2の絶縁層PAS
−2とゲート絶縁膜GIおよび第1の絶縁層PAS−1
に貫通する第1のコンタクトホールCTH−1を有し、
また第2の絶縁層PAS−2とゲート絶縁膜GIに貫通
する第2のコンタクトホールCTH−2とでチャネルの
一端に接続する。このドレイン電極SD2は第2の絶縁
層PAS−2の上層でゲート線GLを被覆する如く形成
して遮蔽層M−Sとしての機能を有している。
The drain electrode SD2 is formed of the second insulating layer PAS
-2, gate insulating film GI and first insulating layer PAS-1
Has a first contact hole CTH-1 penetrating through the
The second insulating layer PAS-2 and the second contact hole CTH-2 penetrating through the gate insulating film GI are connected to one end of the channel. The drain electrode SD2 is formed so as to cover the gate line GL on the second insulating layer PAS-2 and has a function as a shielding layer MS.

【0048】ソース電極SD1は第2の絶縁層PAS−
2とゲート絶縁膜GIに貫通する第3のコンタクトホー
ルCTH−3を通して半導体層P−SIのチャネルの他
端に接続すると共に、ソース電極SD1を覆って形成し
た第3の絶縁層PAS−3およびこの第3の絶縁層PA
S−3を覆って形成した平坦化層(平滑層)OCとに貫
通する第4のコンタクトホールCTH−4を通して平坦
化層OCを覆って形成した画素電極ITO−1に接続す
ると共に、第2の絶縁層PAS−2上でゲート線GLを
被覆して形成されている。
The source electrode SD1 is connected to the second insulating layer PAS-
3 and a third insulating layer PAS-3 formed to cover the source electrode SD1 while being connected to the other end of the channel of the semiconductor layer P-SI through a third contact hole CTH-3 penetrating the gate insulating film GI. This third insulating layer PA
A fourth contact hole CTH-4 penetrating through the flattening layer (smoothing layer) OC formed over S-3 is connected to the pixel electrode ITO-1 formed over the flattening layer OC and the second contact hole CTH-4. On the insulating layer PAS-2.

【0049】そして、第1、第2、第3および第4のコ
ンタクトホールCTH−1〜4の全てはドレイン線DL
上に配置されている。
All of the first, second, third and fourth contact holes CTH-1 to CTH-4 are connected to the drain line DL.
Is placed on top.

【0050】薄膜トランジスタ基板SUB1側の遮光を
行うドレイン線DLとゲート線GL上に配置する遮光機
能を有するドレイン電極SD2部分M−Sを連続膜でな
く他のプロセスで形成した導電層で接続することもでき
る。
The drain line DL for light shielding on the thin film transistor substrate SUB1 side and the drain electrode SD2 portion MS disposed on the gate line GL and having a light shielding function are connected not by a continuous film but by a conductive layer formed by another process. Can also.

【0051】薄膜トランジスタTFTは液晶層LC側か
らはドレイン電極SD2に接続する遮蔽層M−Sで遮光
され、基板SUB1側からはドレイン線DLで遮光され
るため、薄膜トランジスタTFTの耐光性を向上でき
る。
The thin film transistor TFT is shielded from the liquid crystal layer LC side by the shielding layer MS connected to the drain electrode SD2, and shielded from the substrate SUB1 side by the drain line DL, so that the light resistance of the thin film transistor TFT can be improved.

【0052】また、ドレイン電極SD2のドレイン線D
Lと半導体層P−SIとの接続が上下の層として分離さ
れているため、両方のコンタクトホールCTH−1とC
TH−2を最下層のドレイン線DL上に形成することが
可能となり、画素領域の開口部に形成する画素電極とソ
ース電極SD1を接続するコンタクトホールCTH−
3、CTH−4を画素領域にはみ出させることなく形成
することが可能となる。また、基板SUB1上の狭い面
積での容量の値を確保するために半導体層P−SIとゲ
ート線GLおよび遮光層M−Sの積層部分を利用でき
る。なお、この容量は保持容量Cstgでも、あるいは
付加容量Caddの何れでもよい。
The drain line D of the drain electrode SD2
Since the connection between L and the semiconductor layer P-SI is separated as upper and lower layers, both contact holes CTH-1 and C
TH-2 can be formed on the lowermost drain line DL, and the contact hole CTH- connecting the pixel electrode formed in the opening of the pixel region and the source electrode SD1 can be formed.
3. CTH-4 can be formed without protruding into the pixel area. In addition, a laminated portion of the semiconductor layer P-SI, the gate line GL, and the light shielding layer MS can be used to secure a capacitance value in a small area on the substrate SUB1. This capacity may be either the storage capacity Cstg or the additional capacity Cadd.

【0053】一方、対向基板SUB2の内面には、対向
電極ITO−2と配向膜ORI−2が成膜され、薄膜ト
ランジスタ基板SUB1の最上層に成膜された配向膜O
RI−1と対向してその間隙に液晶LCを封入して液晶
パネルを構成する。
On the other hand, on the inner surface of the counter substrate SUB2, a counter electrode ITO-2 and an alignment film ORI-2 are formed, and an alignment film O formed on the uppermost layer of the thin film transistor substrate SUB1.
A liquid crystal LC is sealed in the gap facing RI-1 to form a liquid crystal panel.

【0054】このように、本実施例によれば、薄膜トラ
ンジスタ基板SUB1に必要とするコンタクトホールC
TH−1〜4をドレイン線DLあるいはゲート線GLで
隠される位置に配置され、画素領域にはみ出ないため、
開口率が大幅に向上し、高輝度の画像表示が可能とな
る。
As described above, according to this embodiment, the contact holes C required for the thin film transistor substrate SUB1 are formed.
Since TH-1 to TH-4 are arranged at positions hidden by the drain line DL or the gate line GL and do not protrude into the pixel region,
The aperture ratio is greatly improved, and an image with high luminance can be displayed.

【0055】図10は本発明による液晶表示装置の第2
実施例の構造を模式的に説明する断面図である。本実施
例では、ドレイン線DLとドレイン電極SD2をゲート
線GLの下層に設け、ドレイン電極SD2としてゲート
線GLの下層にある半導体層P−SIをコンタクトホー
ルCTH−1で直接接続し、ゲート線GLの上方に遮光
膜AL−Sを単独で形成したものである。また、遮光膜
M−Sは第3の絶縁層PAS−3の上層に形成してあ
り、この遮光膜M−Sをゲート絶縁膜GIと第2の絶縁
層PAS−2および第3の絶縁層PAS−3に貫通して
設けたコンタクトホールCTH−3を通して半導体層P
−SIに接続している。その他の構成は図9と略同様と
なっている。
FIG. 10 shows a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
It is sectional drawing which illustrates typically the structure of an Example. In this embodiment, the drain line DL and the drain electrode SD2 are provided below the gate line GL, and the semiconductor layer P-SI below the gate line GL is directly connected as the drain electrode SD2 through the contact hole CTH-1. The light shielding film AL-S is formed alone above the GL. The light-shielding film MS is formed on the third insulating layer PAS-3, and the light-shielding film MS is formed of the gate insulating film GI, the second insulating layer PAS-2, and the third insulating layer PAS-3. Semiconductor layer P through contact hole CTH-3 provided through PAS-3
-Connected to SI. Other configurations are substantially the same as those in FIG.

【0056】本実施例によれば、コンタクトホールの数
を少なくでき、第1実施例と同様に当該コンタクトホー
ルCTH−1、CTH−3およびCTH−4をドレイン
線DLあるいはゲート線GLで隠される位置に配置さ
れ、画素領域にはみ出ないため、開口率が大幅に向上
し、高輝度の画像表示が可能となる。
According to this embodiment, the number of contact holes can be reduced, and the contact holes CTH-1, CTH-3 and CTH-4 are hidden by the drain line DL or the gate line GL as in the first embodiment. Since they are arranged at positions and do not protrude into the pixel area, the aperture ratio is greatly improved, and high-luminance image display becomes possible.

【0057】図11は本発明による液晶表示装置の第3
実施例の構造を模式的に説明する断面図である。本実施
例では、ドレイン線DLとドレイン電極SD2をゲート
線GLの下層に設け、ドレイン電極SD2としてゲート
線GLの下層にある半導体層P−SIをコンタクトホー
ルCTH−1で直接接続し、コンタクトホールCTH−
3で半導体層P−SIに接続したソース電極SD1をゲ
ート線GLの上方に延長させてゲート線GLの上方に遮
光膜M−Sを形成したものである。他の構成は図10に
示した第2実施例と略同様である。
FIG. 11 shows a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
It is sectional drawing which illustrates typically the structure of an Example. In this embodiment, the drain line DL and the drain electrode SD2 are provided below the gate line GL, and the semiconductor layer P-SI below the gate line GL is directly connected as the drain electrode SD2 through the contact hole CTH-1. CTH-
3, the light-shielding film MS is formed above the gate line GL by extending the source electrode SD1 connected to the semiconductor layer P-SI above the gate line GL. Other configurations are substantially the same as those of the second embodiment shown in FIG.

【0058】本実施例によっても、第2実施例と同様
に、コンタクトホールの数を少なくでき、第1実施例と
同様に当該コンタクトホールCTH−1、CTH−3お
よびCTH−4をドレイン線DLあるいはゲート線GL
で隠される位置に配置され、画素領域にはみ出ないた
め、開口率が大幅に向上し、高輝度の画像表示が可能と
なる。
According to the present embodiment, as in the second embodiment, the number of contact holes can be reduced. Similarly to the first embodiment, the contact holes CTH-1, CTH-3 and CTH-4 are connected to the drain line DL. Alternatively, the gate line GL
Since it is arranged at a position hidden by and does not protrude into the pixel area, the aperture ratio is greatly improved, and high-luminance image display is possible.

【0059】図12は本発明による液晶表示装置の第4
実施例の構造を模式的に説明する断面図である。上記の
第1〜第3実施例は、薄膜トランジスタ基板SUB1と
対向基板SUB2の間に液晶の分子配向方向を制御する
電界を生成する、所謂縦電界方式(TN方式)の液晶表
示装置に本発明を適用したものであるが、本実施例は薄
膜トランジスタ基板SUB1に対向電極も形成して、当
該薄膜トランジスタ基板SUB1の面と略平行な方向に
液晶の分子配向方向を制御する電界を生成する、所謂横
電界方式(IPS方式)の液晶表示装置に本発明を適用
したものである。
FIG. 12 shows a fourth embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
It is sectional drawing which illustrates typically the structure of an Example. In the first to third embodiments, the present invention is applied to a so-called vertical electric field (TN) liquid crystal display device that generates an electric field for controlling the molecular orientation direction of liquid crystal between a thin film transistor substrate SUB1 and a counter substrate SUB2. In this embodiment, a so-called transverse electric field is used in which a counter electrode is also formed on the thin film transistor substrate SUB1 to generate an electric field for controlling the molecular orientation direction of the liquid crystal in a direction substantially parallel to the surface of the thin film transistor substrate SUB1. The present invention is applied to a liquid crystal display device of the IPS mode (IPS mode).

【0060】図12に示したように、IPS方式の液晶
表示装置では、図1で説明したものと基本的に同様の層
関係でドレイン線DL、半導体層、ゲート線GL等を形
成してある。ゲート線DLの上層に絶縁層を介して対向
電極(共通電極)CLを形成してある。そして、隣接す
る2本のドレイン線DLとこのドレイン線DLと直交す
る隣接する2本のゲート線GLで囲まれる画素領域に薄
膜トランジスタTFTのソース電極(図示せず)に接続
する画素電極PXを形成してある。
As shown in FIG. 12, in the IPS type liquid crystal display device, the drain line DL, the semiconductor layer, the gate line GL, and the like are formed basically in the same layer relation as that described in FIG. . A counter electrode (common electrode) CL is formed above the gate line DL via an insulating layer. Then, a pixel electrode PX connected to a source electrode (not shown) of the thin film transistor TFT is formed in a pixel region surrounded by two adjacent drain lines DL and two adjacent gate lines GL orthogonal to the drain line DL. I have.

【0061】図13は図12に示したIPS方式の液晶
表示装置を構成する液晶パネルの一画素付近の電極構成
の一例を説明する模式平面図である。図中、例えば画素
領域に形成した画素電極PXに接続する薄膜トランジス
タTFTのソース電極SD1と半導体層P−SIを接続
するコンタクトホールやドレイン電極DLと半導体層P
−SIを接続するコンタクトホールCTH4はドレイン
線DL上に形成されている。
FIG. 13 is a schematic plan view illustrating an example of an electrode configuration near one pixel of a liquid crystal panel constituting the IPS type liquid crystal display device shown in FIG. In the drawing, for example, a contact hole or a drain electrode DL connecting the source electrode SD1 of the thin film transistor TFT connected to the pixel electrode PX formed in the pixel region and the semiconductor layer P-SI and the semiconductor layer P
The contact hole CTH4 connecting -SI is formed on the drain line DL.

【0062】本実施例によって、コンタクトホールCT
H1〜4はドレイン線DLで隠される位置に配置され、
画素領域にはみ出ないため、開口率が大幅に向上し、高
輝度の画像表示が可能となる。
According to the present embodiment, the contact hole CT
H1 to H4 are arranged at positions hidden by the drain line DL,
Since it does not protrude into the pixel area, the aperture ratio is greatly improved, and high-luminance image display becomes possible.

【0063】図14は本発明を適用した液晶表示装置の
一例としての投射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基
板の全体構成を説明する平面図である。この液晶表示装
置は前記本発明の第1〜第3実施例の液晶パネルすなわ
ちTN方式を採用したものである。
FIG. 14 is a plan view illustrating the overall structure of a thin film transistor substrate of a projection type liquid crystal display device as an example of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. This liquid crystal display device employs the liquid crystal panel of the first to third embodiments of the present invention, that is, the TN mode.

【0064】図中、ARは表示領域を示し、この表示領
域内にゲート線GL、ドレイン線DLに接続した薄膜ト
ランジスタTFTが画素毎に配置され、ゲート線GLは
垂直駆動回路V(ゲート線駆動回路、走査駆動回路)で
駆動され、ドレイン線DLは水平駆動回路H(ドレイン
線駆動回路、映像駆動回路)で駆動される。
In the figure, AR denotes a display area, in which a thin film transistor TFT connected to a gate line GL and a drain line DL is arranged for each pixel, and the gate line GL is connected to a vertical drive circuit V (gate line drive circuit). , Scanning drive circuit), and the drain line DL is driven by a horizontal drive circuit H (drain line drive circuit, video drive circuit).

【0065】これら垂直駆動回路Vと水平駆動回路Hへ
の外部からの信号は端子TMを介して行われる。なお、
PGはプリチャージ回路、COMは対向電極に形成した
対向電極(共通電極)に電圧を供給するための接続端子
を示す。の液晶表示装置を投射型液晶表示装置のライト
バルブとして用いることにより、高輝度の画像表示が可
能となる。
External signals to the vertical drive circuit V and the horizontal drive circuit H are transmitted via a terminal TM. In addition,
PG indicates a precharge circuit, and COM indicates a connection terminal for supplying a voltage to a counter electrode (common electrode) formed on the counter electrode. By using the liquid crystal display device as a light valve of a projection type liquid crystal display device, it is possible to display a high-luminance image.

【0066】また、本発明は、その半導体層を高温およ
び低温の多結晶シリコン半導体のみでなく、アモルファ
スシリコン半導体で構成することもでき、また、投射型
だけに限らず、直視型の液晶表示装置にも適用できる。
Further, the present invention is not limited to the projection type, but may be a direct-view type liquid crystal display device in which the semiconductor layer may be formed of not only a high-temperature and low-temperature polycrystalline silicon semiconductor but also an amorphous silicon semiconductor. Also applicable to

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
薄膜トランジスタを構成する半導体層とドレイン線(ド
レイン電極)やソース電極間、ソース電極と画素電極
間、あるいは保持容量の構成するための導電層間を接続
するためのコンタクトホールを画素領域外に位置させる
ことで開口率を大幅に向上し、高輝度の表示を可能とし
た液晶パネルを具備した液晶表示装置を提供することが
できる。
As described above, according to the present invention,
A contact hole for connecting a semiconductor layer forming a thin film transistor and a drain line (drain electrode) or a source electrode, a source electrode and a pixel electrode, or a conductive layer for forming a storage capacitor is located outside a pixel region. As a result, it is possible to provide a liquid crystal display device including a liquid crystal panel having a significantly improved aperture ratio and capable of performing high-luminance display.

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

【図1】本発明による液晶表示装置の第1実施例の薄膜
トランジスタ基板に形成する構成層の相互関係の概略を
模式的に説明する要部斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing a main part of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, schematically illustrating the relationship between constituent layers formed on a thin film transistor substrate.

【図2】本発明による液晶表示装置の第1実施例の薄膜
トランジスタ基板の構成を模式的に説明する要部平面図
である。
FIG. 2 is a main part plan view schematically illustrating the configuration of a thin film transistor substrate of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図3】本発明の第1実施例の構造をさらに説明するた
めの製造工程の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process for further explaining the structure of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施例の構造をさらに説明するた
めの図3に続く製造工程の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of the manufacturing process subsequent to FIG. 3 for further describing the structure of the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施例の構造をさらに説明するた
めの図4に続く製造工程の説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing process subsequent to FIG. 4 for further describing the structure of the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施例の構造をさらに説明するた
めの図5に続く製造工程の説明図である。
FIG. 6 is an explanatory view of the manufacturing process subsequent to FIG. 5 for further describing the structure of the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施例の構造をさらに説明するた
めの図6に続く製造工程の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory view of the manufacturing process subsequent to FIG. 6 for further explaining the structure of the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第1実施例の構造をさらに説明するた
めの図7に続く製造工程の説明図である。
FIG. 8 is an explanatory view of the manufacturing process subsequent to FIG. 7 for further describing the structure of the first embodiment of the present invention.

【図9】本発明による液晶表示装置の第1実施例の構造
を模式的に説明する断面図である。
FIG. 9 is a sectional view schematically illustrating the structure of a first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図10】本発明による液晶表示装置の第2実施例の構
造を模式的に説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図11】本発明による液晶表示装置の第3実施例の構
造を模式的に説明する断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically illustrating the structure of a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図12】本発明による液晶表示装置の第4実施例の構
造を模式的に説明する断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically illustrating a structure of a fourth embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図13】図12に示したIPS方式の液晶表示装置を
構成する液晶パネルの一画素付近の電極構成の一例を説
明する模式平面図である。
13 is a schematic plan view illustrating an example of an electrode configuration near one pixel of a liquid crystal panel included in the IPS mode liquid crystal display device illustrated in FIG.

【図14】本発明を適用した液晶表示装置の一例として
の投射型液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の全体構
成を説明する平面図である。
FIG. 14 is a plan view illustrating an overall configuration of a thin film transistor substrate of a projection type liquid crystal display device as an example of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図15】従来の多結晶シリコン半導体を用いた液晶表
示装置の液晶パネルの要部構造の一例を説明する模式断
面図である。
FIG. 15 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a main part structure of a liquid crystal panel of a conventional liquid crystal display device using a polycrystalline silicon semiconductor.

【図16】図15に示した液晶パネルの要部構造を説明
する模式平面図である。
FIG. 16 is a schematic plan view illustrating a main structure of the liquid crystal panel illustrated in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

SUB1 薄膜トランジスタ基板 SUB2 対向基板 P−S1 多結晶シリコン半導体層 GI ゲート絶縁層 GL ゲート線 DL ドレイン線 SD1 ソース電極 SD2 ドレイン電極 PAS−1〜PAS−4 絶縁層 ITO−1 画素電極 ITO−2 対向電極 ORI−1,ORI−2 配向膜 LC 液晶層 OC 平坦化層 CTH(CTH1〜4) コンタクトホール ITO−2 共通電極。 SUB1 Thin film transistor substrate SUB2 Counter substrate P-S1 Polycrystalline silicon semiconductor layer GI Gate insulating layer GL Gate line DL Drain line SD1 Source electrode SD2 Drain electrode PAS-1 to PAS-4 Insulating layer ITO-1 Pixel electrode ITO-2 Counter electrode ORI -1, ORI-2 alignment film LC liquid crystal layer OC planarization layer CTH (CTH1-4) Contact hole ITO-2 Common electrode.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の基板の間に液晶を封入した液晶パネ
ルと、前記液晶パネルを駆動する駆動回路とを備えた液
晶表示装置であって、 前記液晶パネルの一方の基板上に、薄膜トランジスタの
ドレイン電極に接続するドレイン線と、第1の絶縁層お
よびゲート絶縁膜を介して前記ドレイン線と交叉して薄
膜トランジスタのゲート電極となるごとく形成したゲー
ト線と、前記ドレイン線とゲート線の交差部近傍に形成
した前記薄膜トランジスタで駆動される画素電極と、前
記薄膜トランジスタを前記画素電極に接続するソース電
極とを有し、 前記ドレイン電極を前記ドレイン線に接続するコンタク
トホール、前記ゲート電極および前記ソース電極を前記
画素電極に接続するコンタクトホールとを前記ドレイン
線または前記ゲート線の上方に形成したことを特徴とす
る液晶表示装置。
1. A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates; and a driving circuit for driving the liquid crystal panel, wherein a thin film transistor is provided on one substrate of the liquid crystal panel. A drain line connected to the drain electrode; a gate line formed to intersect with the drain line via a first insulating layer and a gate insulating film so as to become a gate electrode of the thin film transistor; and an intersection of the drain line and the gate line. A pixel electrode driven by the thin film transistor formed in the vicinity, a source electrode connecting the thin film transistor to the pixel electrode, a contact hole connecting the drain electrode to the drain line, the gate electrode, and the source electrode Forming a contact hole connecting to the pixel electrode above the drain line or the gate line The liquid crystal display device, characterized in that the.
【請求項2】一対の基板の間に液晶を封入した液晶パネ
ルと、前記液晶パネルを駆動する駆動回路とを備えた液
晶表示装置であって、 前記液晶パネルの一方の基板上に、薄膜トランジスタの
ドレイン電極に接続するドレイン線と、第1の絶縁層お
よびゲート絶縁膜を介して前記ドレイン線と交叉して薄
膜トランジスタのゲート電極となるごとく形成したゲー
ト線と、前記ドレイン線とゲート線の交差部近傍に形成
した前記薄膜トランジスタで駆動される画素電極とを有
し、 前記薄膜トランジスタは、半導体層と、前記半導体層で
形成したチャネルの一端に接続した前記ドレイン電極
と、前記半導体層の上方に前記ゲート絶縁膜と第2の絶
縁層の層間に形成した前記ゲート電極と、前記半導体層
で形成したチャネルの他端に接続したソース電極とから
なり、 前記ドレイン電極は前記第2の絶縁層と前記ゲート絶縁
膜および前記第1の絶縁層に貫通する第1のコンタクト
ホールと前記第2の絶縁層と前記ゲート絶縁膜に貫通す
る第2のコンタクトホールとを介して前記チャネルの一
端に接続すると共に、前記第2の絶縁層の上層で前記ゲ
ート線を被覆する如く形成してなり、 前記ソース電極は前記第2の絶縁層と前記ゲート絶縁膜
に貫通する第3のコンタクトホールを通して前記チャネ
ルの他端に接続すると共に、前記ソース電極を覆って形
成した第3の絶縁層およびこの第3の絶縁層を覆って形
成した平坦化層とに貫通する第4のコンタクトホールを
通して前記平坦化層を覆って形成した前記画素電極に接
続すると共に、前記第2の絶縁層上で前記ゲート線を被
覆する如く形成してなり、 前記第1、第2、第3および第4のコンタクトホールの
全てを前記ドレイン線上に配置したことを特徴とする液
晶表示装置。
2. A liquid crystal display device comprising: a liquid crystal panel in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates; and a driving circuit for driving the liquid crystal panel, wherein a thin film transistor is provided on one substrate of the liquid crystal panel. A drain line connected to the drain electrode; a gate line formed to intersect with the drain line via a first insulating layer and a gate insulating film so as to become a gate electrode of the thin film transistor; and an intersection of the drain line and the gate line. A pixel electrode driven by the thin film transistor formed in the vicinity thereof, wherein the thin film transistor has a semiconductor layer, the drain electrode connected to one end of a channel formed by the semiconductor layer, and the gate above the semiconductor layer. A gate electrode formed between an insulating film and a second insulating layer; and a source electrode connected to the other end of a channel formed by the semiconductor layer. A first contact hole penetrating the second insulating layer, the gate insulating film, and the first insulating layer; and a drain contact penetrating the second insulating layer and the gate insulating film. And a second contact hole, and is formed so as to cover the gate line with an upper layer of the second insulating layer, and the source electrode is connected to the second insulating layer and the second insulating layer. A third insulating layer formed to cover the source electrode while being connected to the other end of the channel through a third contact hole penetrating the gate insulating film, and a planarizing layer formed to cover the third insulating layer And connected to the pixel electrode formed so as to cover the flattening layer through a fourth contact hole penetrating through the second insulating layer and to cover the gate line on the second insulating layer. Ri, said first, second, liquid crystal display device in which all of the third and fourth contact holes, characterized in that arranged on the drain line.
【請求項3】前記ドレイン線が遮光性の高融点金属であ
ることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示装
置。
3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the drain line is a light-shielding high-melting metal.
【請求項4】前記ドレイン線、前記ドレイン電極、およ
び前記ソース電極が遮光性の高融点金属であることを特
徴とする請求項1または2記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the drain line, the drain electrode, and the source electrode are made of a light-shielding refractory metal.
【請求項5】前記半導体層が多結晶シリコン半導体であ
ることを特徴とする請求項1、2、3または4記載の液
晶表示装置。
5. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said semiconductor layer is a polycrystalline silicon semiconductor.
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