JP2004062145A - In-plane switching mode active matrix type liquid crystal display and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置、特に、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶表示装置としては、配向した液晶分子の分子軸の方向(「ディレクタ」と呼ばれる)を基板に対して直交する面内において回転させ、表示を行う形式のものと、基板に対して平行な面内において回転させ、表示を行う形式のものがある。
【0003】
前者の代表例がTN(Twisted Nematic:ねじれネマティック)モードの液晶表示装置であり、後者はIPS(In−Plane Switching)モード(横電界方式)の液晶表示装置と呼ばれる。
【0004】
IPSモードの液晶表示装置は、基本的には、視点を動かしても液晶分子の短軸方向のみを見ていることになるため、液晶分子の「立ち方」の視野角に対する依存性がなく、TNモードの液晶表示装置よりも広い視野角を達成することができる。
【0005】
このため、近年では、TNモードの液晶表示装置よりもIPSモードの液晶表示装置の方が多用される傾向にある。
【0006】
IPSモードの液晶表示装置としては、例えば、特許第3125872号公報(特開2000−89240公報)及び特開2000−81637号公報に記載されたものがある。
【0007】
従来のIPSモードの液晶表示装置の代表例として、特許第3125872号公報(特開2000−89240公報)に記載されている液晶表示装置を図40及び図41に示す。図40は、同公報に記載されている液晶表示装置の平面図であり、図41は図40のX−X線における断面図である。
【0008】
図40及び図41に示すように、走査線101及びデータ線102は共通電極103で覆われている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
図40及び図41に示した従来の液晶表示装置においては、共通電極配線105及び共通電極103が走査線101及びデータ線102をそれぞれシールドしているが、共通電極103は層間絶縁膜104(図41参照)上のみに配線されているため、図40及び図41に示した液晶表示装置には次のような問題が生じていた。
【0010】
共通電極配線105が透明導電膜で形成されている場合、配線抵抗が大きくなるため、共通電極配線105に遅延が生じ、表示パターンによっては、走査線101の方向にクロストークが発生する。
【0011】
また、共通電極配線105が不透明金属膜で形成されている場合、液晶が配向膜を介して不透明金属と接触するため、直流電圧が印加されると、電気化学反応により、不透明金属が液晶中に溶出し、これに起因した表示シミが表示画面上に発生しやすくなる。
【0012】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、低抵抗の共通電極配線を表示に対して安定な層間絶縁膜の下に配置し、さらに、開口率を大きくすることを可能にする横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明は、能動素子基板と、対向基板と、前記能動素子基板と前記対向基板との間に挟まれた状態で保持されている液晶層、とからなる液晶表示装置であって、前記能動素子基板は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有する薄膜トランジスタと、表示すべき画素に対応した画素電極と、基準電位が与えられる共通電極と、データ線と、走査線と、共通電極配線とを備え、前記ゲート電極は前記走査線に、前記ドレイン電極は前記データ線に、前記ソース電極は前記画素電極に、前記共通電極は前記共通電極配線に、それぞれ電気的に接続されており、前記画素電極と前記共通電極との間に印加される、前記能動素子基板の表面に略平行な電界により、前記液晶層の分子軸を前記能動素子基板に平行な面内において回転させることにより表示を行う横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、前記走査線及び前記共通電極配線は同層に、かつ、相互に平行に形成されており、前記データ線及び前記走査線は層間絶縁膜を介して前記共通電極に覆われており、前記共通電極配線は前記走査線の片側に一本のみ形成されており、前記共通電極は、前記層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して、前記共通電極配線と電気的に接続されており、前記共通電極は前記走査線と前記共通電極配線との間のギャップをシールドするように形成されていることを特徴とする横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供する。
【0014】
本発明に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、走査線及びデータ線は層間絶縁膜を介して共通電極に覆われる。このため、共通電極が走査線及びデータ線からの漏れ電界をシールドし、その結果、画素電極及び共通電極により制御することができる有効な表示領域を拡大することができる。これに伴って、共通電極配線の面積を低減することができる。具体的には、従来のIPSモード液晶表示装置においては、走査線からの漏れ電界をシールドするため、走査線の両側にそれぞれ共通電極配線を設けていたが、本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、共通電極が走査線からの漏れ電界をシールドする機能を有しているため、走査線からの漏れ電界をシールドするための共通電極配線を1個に減らすことが可能である。
【0015】
また、本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素電極と共通電極とは異なる層に形成されているため、両電極間におけるショートを完全に防止することができる。
【0016】
前記共通電極は、前記層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して、前記共通電極配線と電気的に接続されている。これにより、共通電極の低抵抗化を図ることができ、ひいては、信号の遅延に起因するクロストークなどの表示不良を低減することができる。
【0017】
前記共通電極は前記走査線と前記共通電極配線との間のギャップをシールドするように形成されるため、走査線と共通電極配線との間に発生する横電界を完全にシールドすることができる。
【0018】
本発明を上述のシングルドメイン型の液晶表示装置に適用する場合には、前記コンタクトホールは、各画素の平面図において、ラビング方向が与えられたときに、データ線の延長方向に対して、ラビング方向と同じ方向に鋭角回転して得られる対角線を与える2つの隅の近傍の何れか一方に形成することが好ましい。
【0019】
このような位置にコンタクトホールを設けることによって、画素端部に逆回転防止構造を設け、配向を安定させようとする場合に、コンタクトホールの位置に共通電極の逆回転防止電極を形成することになるので、効率よくコンタクトホールと共通電極逆回転防止構造とを配置することができ、開口率を高めることができる。
【0020】
前記アクティブマトリクス型液晶表示装置は、例えば、前記画素電極と前記共通電極の間において、前記能動素子基板の表面に略平行な第1及び第2の方向の電界が印加され、前記第1の方向の電界が印加され、前記液晶層の分子軸が前記能動素子基板の表面に平行な面内において、第1の回転方向に回転される第1のサブ画素領域と、前記第2の方向の電界が印加され、前記液晶層の分子軸が前記能動素子基板の表面に平行な面内において、前記第1の回転方向とは異なる第2の回転方向に回転される第2のサブ画素領域と、を有するものとして形成することも可能である。
【0021】
すなわち、本発明はいわゆるシングルドメイン型の液晶表示装置のみならず、マルチドメイン型の液晶表示装置にも適用することが可能である。
【0022】
また、本発明を上述のマルチドメイン型の液晶表示装置に適用する場合には、前記コンタクトホールは、画素の平面図において、前記共通電極配線が当該画素の内側に向けて延長する方向と、前記共通電極が前記共通電極配線から当該画素の中央に向けて延長する方向とのなす角度が90度以上になるような隅の位置の何れか一箇所に設けることが好ましい。
【0023】
このような位置にコンタクトホールを設けることにより、開口率を高めることができる。
【0024】
前記共通電極はその幅方向において前記データ線から少なくとも3μm以上張り出していることが好ましい。
【0025】
さらに、前記共通電極はその幅方向において前記走査線から少なくとも1μm以上張り出していることが好ましい。
【0026】
前記共通電極は前記画素電極よりも前記液晶層に近い層に形成されており、前記共通電極と前記画素電極とは層間絶縁膜により相互に電気的に絶縁されていることが好ましい。
【0027】
前記画素電極と前記データ線とは同層に形成されていることが好ましい。
【0028】
画素電極とデータ線とを同層に形成することにより、双方を共通のパターンで形成することができ、製造工程数の増加を防止することができる。
【0029】
前記画素電極は、複数の第1部分と、前記第1部分の端部において前記複数の第1部分を相互に結合している第2部分と、から構成することができ、この場合、前記第2部分は前記共通電極配線上に配置させることが好ましい。このように前記第2部分を配置することにより、前記第2部分は前記共通電極配線とともに蓄積容量を形成することができる。
【0030】
前記画素電極の前記第2部分は次段の走査線から3μm以上離れていることが好ましい。
【0031】
前記共通電極は前記画素電極よりも前記液晶層に近い層に形成することができる。この場合、前記画素電極は前記共通電極とともにそれらの間に蓄積容量を形成することができる。
【0032】
前記共通電極及び前記画素電極は透明の導電性材料、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)で形成することが好ましい。
【0033】
これにより、開口率を向上させることができる。
【0034】
前記層間絶縁膜としては、有機材料からなる膜、透明の無機材料からなる膜、または、有機材料からなる膜と透明の無機材料からなる膜の2層構造からなる膜の何れかを選択することが可能である。
【0035】
前記層間絶縁膜は有機膜と無機膜との積層からなり、前記有機膜からなる前記層間絶縁膜は前記走査線及び前記データ線及び前記共通電極配線上に、及び、前記走査線及び前記データ線及び前記共通電極配線の近傍に形成されていることが好ましい。
【0036】
あるいは、前記層間絶縁膜は有機膜と無機膜との積層からなり、前記有機膜からなる前記層間絶縁膜は前記走査線及び前記データ線上に、及び、前記走査線及び前記データ線の近傍に形成されていることが好ましい。
【0037】
あるいは、前記層間絶縁膜は有機膜と無機膜との積層からなり、前記有機膜からなる前記層間絶縁膜は前記データ線及び前記薄膜トランジスタ上に、及び、前記データ線及び前記薄膜トランジスタの近傍に形成されていることが好ましい。
【0038】
あるいは、前記層間絶縁膜は有機膜と無機膜との積層からなり、前記有機膜からなる前記層間絶縁膜は前記データ線上に、及び、前記データ線の近傍に形成されていることが好ましい。
【0039】
また、前記有機膜からなる前記層間絶縁膜は前記共通電極のパターンの内側にのみ形成されていることが好ましい。
【0040】
これにより、横電界の強度が有機膜により下げられることなく配線間の容量を低減し、表示品質を向上させることができる。
【0041】
前記有機膜からなる層間絶縁膜は感光性の樹脂材料から形成することも可能である。
【0042】
前記薄膜トランジスタは前記走査線と前記データ線との交点に形成されており、前記薄膜トランジスタの前記ドレイン電極は前記データ線により直接的に形成されていることが好ましい。
【0043】
これにより、従来のIPSモード液晶表示装置において形成されていたドレイン引き出し電極の形成が不要となり、画素内における薄膜トランジスタの占有面積を最小にすることができる。加えて、不要になったドレイン引き出し電極の面積に対応する分だけ開口率を向上させることができる。
【0044】
ブラックマトリクス層は、例えば、マトリクス状に形成することができる。また、ブラックマトリクス層は前記薄膜トランジスタを覆って前記薄膜トランジスタ上にのみ孤立パターンとして形成することが好ましい。
【0045】
このようにブラックマトリクス層を最低限の面積において形成することにより、より開口率を向上させることができる。
【0046】
前記ブラックマトリクス層は1×1010Ω・cm以上の比抵抗を有する材料から形成することが好ましい。
【0047】
カラーフィルターを構成する色層は前記データ線と平行なエッジを有していることが好ましい。
【0048】
このように、色層のエッジをデータ線と平行に形成することにより、不要な遮光領域が増加することを防止することができ、開口率をより向上させることができる。
【0049】
また、カラーフィルターを構成する各色層は隣接する色層との間に隙間なく、あるいは、隣接する色層と相互に重なり合って形成されていることが好ましい。
【0050】
隣接する色層の間に隙間があると、単色を表示した場合、所定の色に白色が混ざるため、表示できる色の範囲(色度域)が狭くなってしまうという問題が発生する。さらには、液晶パネルを斜めから観察した場合、画素を通った光が隣の画素から抜けて来るように観察されるため、斜め視野において、表示色がシフトしてしまうおそれがある。このため、各色層は隣接する色層との間に隙間なく、あるいは、隣接する色層と相互に重なり合って形成することにより、これらの問題の発生を防止することができる。
【0051】
前記走査線と前記共通電極配線との間の任意の場所に配置されるように、前記能動素子基板と前記対向基板との間のギャップを確保するための柱状パターンを備えることができる。
【0052】
スペーサの直径を均一にすることよりも柱状パターンの高さを均一にすることの方が容易であるので、柱状パターンを用いることにより、能動素子基板と対向基板との間のギャップを均一にすることがより容易になる。
【0053】
この柱状パターンは能動素子基板または対向基板の何れに形成してもよい。
【0054】
前記液晶層を構成する液晶材はΔεが9以上であることが好ましい。
【0055】
前記液晶層を構成する液晶材はΔεが11以上であることがさらに好ましい。
【0056】
また、前記液晶層を構成する液晶材はN/I点が摂氏80度以上であることが好ましい。
【0057】
前記共通電極には前記薄膜トランジスタのチャネル上において開口部が形成されており、前記開口部の端部は前記チャネルの端部から所定の距離だけ離れていることが好ましい。
【0058】
このような開口部を設けることにより、薄膜トランジスタは共通電極に覆われなくなるため、共通電極の電位の変動が薄膜トランジスタに影響を及ぼし、これに起因して、薄膜トランジスタの特性がシフトすることを防止することができる。特に、液晶表示装置をゲートライン反転駆動する場合には、共通電極の電位が大きく変動するため、共通電極に上記のような開口部を形成することは有効である。
【0059】
本液晶表示装置は、液晶分子の回転方向が同じとなるサブ画素領域において、液晶が逆方向に回転することを防止する逆回転防止構造をさらに備えることができる。この逆回転防止構造は、ラビング軸と前記サブ画素領域内で発生する電界の向きとの関係が、サブ画素領域内のすべての領域において、ラビング軸から同一方向への鋭角の回転により電界の向きと重なるように、前記画素電極及び前記共通電極の少なくとも何れか一方と等電位を与えられる補助電極を備える。
【0060】
この逆回転防止構造を用いて液晶の逆方向への回転を防止することにより、すなわち、液晶のツイスト方向を一方向に固定することにより、表示の信頼性を向上させることができる。
【0061】
前記データ線は、画面周辺部において、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記走査線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続されており、かつ、前記走査線は画面周辺部において、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記データ線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続されていることが好ましい。
【0062】
また、前記データ線は、画面周辺部において、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して上層に形成された導電パターンにより、前記走査線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続されており、かつ、前記走査線は画面周辺部において、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して上層に形成された導電パターンによって、前記データ線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続されていることが好ましい。
【0063】
上述の本発明に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置は電子機器に搭載して使用することができる。
【0064】
本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置を用いて液晶パネルを作成することにより、表示部における開口率を改善することができ、表示部の輝度を向上させることができる。
【0065】
さらに、本発明は、能動素子基板と、対向基板と、前記能動素子基板と前記対向基板との間に挟まれた状態で保持されている液晶層、とからなる液晶表示装置であって、前記能動素子基板は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有する薄膜トランジスタと、表示すべき画素に対応した画素電極と、基準電位が与えられる共通電極と、データ線と、走査線と、共通電極配線とを備え、前記ゲート電極は前記走査線に、前記ドレイン電極は前記データ線に、前記ソース電極は前記画素電極に、前記共通電極は前記共通電極配線に、それぞれ電気的に接続されており、前記画素電極と前記共通電極との間に印加される、前記能動素子基板の表面に略平行な電界により、前記液晶層の分子軸を前記能動素子基板に平行な面内において回転させることにより表示を行う横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、前記走査線及び前記共通電極配線を相互に平行に同層に、かつ、前記共通電極配線を前記走査線の片側に一本のみ形成する過程と、前記データ線及び前記走査線上に層間絶縁膜を形成する過程と、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する過程と、前記層間絶縁膜上に、前記コンタクトホールを介して前記共通電極配線と電気的に接続するように、かつ、前記走査線と前記共通電極配線との間のギャップをシールドするように前記共通電極を形成する過程と、を備えることを特徴とする横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法を提供する。
【0066】
また、本製造方法は、前記画素電極と前記データ線とを同層に形成する過程を備えることが好ましい。
【0067】
また、本製造方法は、前記画素電極を、複数の第1部分と、前記第1部分の端部において前記複数の第1部分を相互に結合している第2部分と、から形成する過程を備えることが好ましい。この場合、前記第2部分は前記共通電極配線上に位置し、前記共通電極配線とともに蓄積容量を形成する。
【0068】
前記層間絶縁膜としては、有機材料からなる膜、透明の無機材料からなる膜、または、有機材料からなる膜と透明の無機材料からなる膜の2層構造からなる膜の何れかから選択することが好ましい。
【0069】
また、本製造方法は、前記層間絶縁膜を有機材料と無機材料の積層から形成し、前記有機材料からなる前記層間絶縁膜を前記走査線、前記データ線及び前記共通電極配線上、及び、前記走査線、前記データ線及び前記共通電極配線の近傍に形成する過程を備えることが好ましい。
【0070】
あるいは、本製造方法は、前記層間絶縁膜を有機材料と無機材料の積層から形成し、前記有機材料からなる前記層間絶縁膜を前記走査線及び前記データ線上、及び、前記走査線及び前記データ線の近傍に形成する過程を備えることが好ましい。
【0071】
あるいは、本製造方法は、前記層間絶縁膜を有機材料と無機材料の積層から形成し、前記有機材料からなる前記層間絶縁膜を前記データ線及び前記薄膜トランジスタ上、及び、前記データ線及び前記薄膜トランジスタの近傍に形成する過程を備えることが好ましい。
【0072】
あるいは、本製造方法は、前記層間絶縁膜を有機材料と無機材料の積層から形成し、前記有機材料からなる前記層間絶縁膜を前記データ線上、及び、前記データ線の近傍に形成する過程を備えることが好ましい。
【0073】
また、本製造方法は、ブラックマトリクス層を、前記薄膜トランジスタを覆って前記薄膜トランジスタ上にのみ孤立パターンとして形成する過程を備えることが好ましい。
【0074】
また、本製造方法は、カラーフィルターを構成する色層を、前記データ線と平行なエッジを有するように形成する過程を備えることが好ましい。
【0075】
また、本製造方法は、カラーフィルターを構成する色層を、各色層が隣接する色層との間に隙間なく、あるいは、隣接する色層と相互に重なり合うように形成する過程を備えることが好ましい。
【0076】
また、本製造方法は、前記走査線と前記共通電極配線との間において、前記能動素子基板と前記対向基板との間のギャップを確保するための柱状パターンを前記能動素子基板または前記対向基板上に形成する過程を備えることが好ましい。
【0077】
また、本製造方法は、前記共通電極に、前記薄膜トランジスタのチャネル上において、開口部を形成する過程を備えることが好ましい。この場合、前記開口部の端部は前記チャネルの端部から所定の距離だけ離れているように形成される。
【0078】
また、本製造方法は、前記データ線を、画面周辺部において、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記走査線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続し、前記走査線を、画面周辺部において、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記データ線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続する過程を備えることが好ましい。
【0079】
また、本製造方法は、前記データ線を、画面周辺部において、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して上層に形成された導電パターンにより、前記走査線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続し、前記走査線を、画面周辺部において、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して形成された導電パターンによって、前記データ線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続する過程を備えることが好ましい。
【0080】
【発明の実施の形態】
(本発明の第1の実施形態)
図1、図2及び図3に本発明の第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を示す。図1は、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10の平面図、図2は図1のII−II線における断面図、図3は図1に示したアクティブマトリクス型液晶表示装置10の単位画素部分の回路図である。
【0081】
図2に示すように、液晶表示装置10は、能動素子基板11と、対向基板12と、能動素子基板11と対向基板12との間に挟まれた状態で保持されている液晶層13とからなる。
【0082】
対向基板12は、透明絶縁性基板16と、透明絶縁性基板16上に遮光膜としてマトリクス状に形成されているブラックマトリクス層17と、透明絶縁性基板16上にブラックマトリクス層17と部分的に重なり合うように形成されている色層18と、ブラックマトリクス層17と色層18とを覆って形成された透明なオーバーコート層19と、から形成されている。
【0083】
また、液晶表示パネル表面からの接触による帯電が、液晶層13に対して電気的な影響を与えることを防止するために、透明絶縁性基板16の裏面には、透明な導電層(図示せず)が形成されている。
【0084】
色層18は、赤(R)、緑(G)及び青(B)の染料または顔料を含む樹脂膜からなっている。
【0085】
能動素子基板11は、透明絶縁性基板22と、透明絶縁性基板22上に形成され、ゲート電極30a(図3参照)及び共通電極配線21を形成する第1の金属層40aと、第1の金属層40aを覆って透明絶縁性基板22上に形成されたゲート絶縁膜23と、ゲート絶縁膜23上に形成された島状非晶質シリコン膜30bと、データ線24、ソース電極30c及び画素電極25を形成する第2の金属層40bと、第2の金属層40b、すなわち、データ線24、ソース電極30c及び画素電極25を覆ってゲート絶縁膜23上に形成された層間絶縁膜26と、層間絶縁膜26の上に透明電極により形成された共通電極27と、を有する。
【0086】
島状非晶質シリコン膜30bとデータ線24とソース電極30bとが薄膜トランジスタ30(Thin Film Transistor:TFT)を構成している。
【0087】
なお、本明細書においては、能動素子基板11及び対向基板12において、液晶層13により近い層を上の層、液晶層13からより遠い層を下の層と呼ぶ。
【0088】
能動素子基板11と対向基板12とは、それぞれの上に配向膜(図示せず)を配し、画素電極25及び共通電極27の延伸方向から、10乃至30度程度の角度(この角度は液晶分子の初期配向方位と呼ばれる)を傾けた所定の方向Lに、液晶層13がホモジニアス配向するように、ラビング処理がなされた後に、相互に向かい合うように貼り合わされている。
【0089】
能動素子基板11の外側には偏光板(図示せず)が貼付されており、対向基板12の外側には導電層(図示せず)を介して偏光板(図示せず)が貼付されている。能動素子基板11側の偏光板は、偏光軸をラビング軸に垂直に、また、対向基板12側の偏光板は、偏光軸をラビング軸に平行に設定し、両偏光板の偏光軸は互いに直交するように設定されている。
【0090】
能動素子基板11と対向基板12との間には、液晶層13の厚みを保持するための多数のスペーサー28(図2では1個のみ図示)が配置されており、また、液晶層13の周囲には、液晶分子を外部に漏らさないためのシール(図示せず)が形成されている。
【0091】
能動素子基板11に形成されているデータ線24にはデータ信号が供給され、共通電極配線21及び共通電極27には基準電位が供給され、走査線20には走査用信号が供給される。
【0092】
薄膜トランジスタ30は、図1に示すように、走査線20とデータ線24との交点に各画素に対応して設けられている。すなわち、薄膜トランジスタ30はデータ線24に直接接続するように形成されている。
【0093】
より具体的には、図40に示した従来のIPSモード液晶表示装置においては、データ線154からドレイン引き出し電極154aを伸張させることによりドレイン電極を形成していたが、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、薄膜トランジスタ30はデータ線24に直接接続させることにより、データ線から伸張するドレイン引き出し電極154aの形成を不要にしている。
【0094】
ゲート電極30aは走査線20に、ドレイン電極はデータ線24に、ソース電極30cは画素電極25にそれぞれ電気的に接続されている。
【0095】
本実施形態に係る液晶表示装置10においては、データ線24及び走査線20を保護する保護回路を設けることができる。
【0096】
図34は保護回路の一例を示す平面図である。
【0097】
データ線24は、画面の周辺部において、データ線24と同層に形成された保護回路配線24A、ゲート絶縁膜23に形成されたコンタクトホール23a及び走査線20と同層に形成された保護回路配線20Aをこれらの順番に介して、保護回路41に接続されている。
【0098】
同様に、走査線20は、画面の周辺部において、走査線20と同層に形成された保護回路配線20B、ゲート絶縁膜23に形成されたコンタクトホール23c及びデータ線24と同層に形成された保護回路配線24Bをこれらの順番に介して、保護回路42に接続されている。
【0099】
図35は保護回路の他の例を示す平面図である。
【0100】
データ線24は、画面周辺部において、データ線24と同層に形成された保護回路配線24A、層間絶縁膜26に形成されたコンタクトホール26a、層間絶縁膜26上に形成された導電パターン43及び走査線20と同層に形成された保護回路配線20Aをこれらの順番に介して、保護回路41に電気的に接続されている。
【0101】
さらに、走査線20は、画面周辺部において、走査線20と同層に形成された保護回路配線20B、層間絶縁膜26に形成されたコンタクトホール26b、層間絶縁膜26上に形成された導電パターン43及びデータ線24と同層に形成された保護回路配線24Bをこれらの順番に介して、保護回路42に電気的に接続されている。
【0102】
保護回路41、42を設けることにより、走査線20またはデータ線24に異常な電位が印加された場合であっても、走査線20またはデータ線24の異常電位が保護回路41、42に逃がすことができるため、走査線20またはデータ線24の電位を安定化させることができる。
【0103】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、図1及び図2に示すように、走査線20及び共通電極配線21は何れも透明絶縁性基板22上に同層に形成されているとともに、相互に平行に形成されている。
【0104】
さらに、共通電極配線21は走査線20の片側に一本のみ形成されている。
【0105】
また、共通電極27は、ゲート絶縁膜23及び層間絶縁膜26を介して、データ線24及び走査線20を覆うように、さらに、走査線20と共通電極配線21との間のギャップをシールドするように形成されている。
【0106】
共通電極27は、薄膜トランジスタ30を全て覆うように形成することもできるが、図1に示すように、薄膜トランジスタ30のチャネル上において、同チャネルを露出させる開口部27a(破線で囲まれた領域)を形成することもできる。開口部27aの端部はチャネルの端部から所定の距離だけチャネルの内側に離れている。すなわち、開口部27aは薄膜トランジスタ30のチャネルと相似形をなしている。
【0107】
さらに、図1及び図2に示すように、共通電極27の開口部27aは、上方から見たときに、ブラックマトリクス層17によって覆われるように形成されている。
【0108】
また、図1に示すように、ブラックマトリクス層17(図1の破線で囲まれた領域)は薄膜トランジスタ30を覆う程度に薄膜トランジスタ30の上方においてのみ形成されている。すなわち、ブラックマトリクス層17は薄膜トランジスタ30への光の入射を防止するために必要な最小限のサイズとして形成されている。加えて、ブラックマトリクス層17は走査線20及びデータ線24上には形成されておらず、薄膜トランジスタ30上にのみ孤立パターンとして形成されている。
【0109】
さらに、ゲート絶縁膜23及び層間絶縁膜26を貫通してコンタクトホール29が形成されており、コンタクトホール29は導電性材料で充填されている。共通電極27は、コンタクトホール29に充填された導電性材料を介して、共通電極配線21と電気的に接続されている。
【0110】
また、各色層18は、そのエッジがデータ線24と平行になるように形成されている。
【0111】
なお、色層18のエッジがデータ線24と平行に配列されるのは、図36に示すようにデータ線24が直線状に形成されている場合と、図37に示すようにデータ線24が屈曲線状に形成されている場合の双方を含む。
【0112】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、共通電極27は透明導電性材料であるITO(Indium Tin Oxide)でつくられている。
【0113】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、走査線20を介して供給される走査用信号により選択され、かつ、データ線24を介して供給されるデータ信号が書き込まれた画素において、共通電極27と画素電極25との間で、透明絶縁性基板16、22に平行な電界が形成される。この電界に従って液晶分子の配向方向を透明絶縁性基板16、22と平行な平面内において回転させ、所定の表示が行われる。
【0114】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10によれば、以下のような効果を得ることができる。
【0115】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、走査線20及びデータ線24は層間絶縁膜26を介して共通電極27に覆われている。このため、共通電極27によって、走査線20及びデータ線24からの漏れ電界をシールドすることができ、画素電極25及び共通電極27により制御することができる有効な表示領域を拡大することができる。
【0116】
さらに、共通電極27はコンタクトホール29を介して共通電極配線21と接続されているため、共通電極27の低抵抗化を図ることができ、ひいては、信号の遅延に起因するクロストークなどの表示不良を低減することができる。
【0117】
さらに、共通電極27により走査線20及びデータ線24からの漏れ電界をシールドすることができることに伴い、共通電極配線21の面積を低減することができる。
【0118】
具体的には、従来のIPSモード液晶表示装置においては、走査線150からの漏れ電界をシールドするため、走査線150の両側にそれぞれ共通電極配線151を設ける必要があるが、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、共通電極27が走査線20からの漏れ電界をシールドする機能を有しているため、走査線20からの漏れ電界をシールドするための共通電極配線21を1個に減らすことが可能である。また、共通電極配線151と走査線150との間もシールドすることにより、この間に発生する余分な電界をも抑制することができ、この部分を対向基板側で遮光する必要がなくなり、開口率を有効に広げることができる。
【0119】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、画素電極25と共通電極27との間でショートを起こす可能性は極めて低い。このため、本液晶表示装置10の製造歩留まりを高く保つことができる。
【0120】
さらに、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、共通電極27は透明導電性材料であるITOで形成されているため、開口率を向上させることが可能である。
【0121】
また、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、薄膜トランジスタ30はデータ線24に直接接続するように形成されている。このため、図40に示した従来のIPSモード液晶表示装置において形成されていたドレイン引き出し電極154aの形成が不要となり、画素内における薄膜トランジスタ30の占有面積を最小にすることができる。加えて、ドレイン引き出し電極154aの面積に対応する分だけ開口率を向上させることができる。
【0122】
また、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、図2に示すように、ブラックマトリクス層17は薄膜トランジスタ30を覆う程度に薄膜トランジスタ30上においてのみ形成されている。このようにブラックマトリクス層17を最低限の面積において形成することにより、より開口率を向上させることができる。
【0123】
また、各色層は隣接する色層との間に隙間なく、あるいは、隣接する色層と相互に重なり合って形成されている。これにより、表示できる色の範囲(色度域)の減少を生じることがなくなり、表示品質が向上する。
【0124】
また、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、各色層18は、エッジがデータ線24と平行になるように形成されている。このように、色層18のエッジをデータ線24と平行に形成することにより、不要な遮光領域が増加することを防止することができ、開口率をより向上させることができる。
【0125】
また、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、共通電極27は薄膜トランジスタ30の上を覆うように形成されている。これにより、薄膜トランジスタ30からの不要な横電界の漏洩を防止することができる。また、共通電極27には、薄膜トランジスタ30のチャネルを露出させる開口部27aを形成することができる。このような構造により、薄膜トランジスタ30からの不要な横電界の漏洩を最小限に抑制し、かつ、共通電極27の電位の変動が薄膜トランジスタ30に影響を及ぼし、これによって、薄膜トランジスタ30の特性がシフトすることを防止することができる。特に、液晶表示装置10をゲートライン反転駆動する場合には、共通電極27の電位が大きく変動するため、共通電極27に開口部27aを形成することは有効である。
【0126】
なお、図1及び図2に示すように、共通電極27の開口部27aはブラックマトリクス層17によって覆われているため、開口部27aの形成は開口率には影響を与えない。
【0127】
また、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、ブラックマトリクス層17は薄膜トランジスタ30への光の入射を防止するために必要な最小限のサイズとして形成されているとともに、薄膜トランジスタ30上にのみ孤立パターンとして形成されている。このようにブラックマトリクス層17を形成することにより、開口率を上げることができる。
【0128】
次いで、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10における具体的な数値例を以下に述べる。
【0129】
共通電極27は、上方から見たときに、その幅方向において、データ線24から少なくとも3μm以上張り出していることが好ましい。
【0130】
本発明者は、データ線24からの共通電極27の張り出し量(μm)とクロストークレベルとの関係を実験により求めた。その結果を示したグラフが図4である。
【0131】
看者がクロストークを視認することができるクロストークレベルは3である。
【0132】
図4に示すように、データ線24からの共通電極27の張り出し量が約2.5μmの場合に、クロストークレベルは3になり、張り出し量が約2.5μmを超えると、クロストークレベルは3以下になる。
【0133】
従って、データ線24からの共通電極27の張り出し量は約2.5μm以上であれば良く、3μm以上あれば、確実にクロストークレベルを視認レベル以下に抑えることができる。
【0134】
共通電極27は、上方から見たときに、その幅方向において、走査線20から少なくとも1μm以上張り出していることが好ましい。
【0135】
本発明者は、走査線20からの共通電極27の張り出し量(μm)とクロストークレベルとの関係を実験により求めた。その結果を示したグラフが図5である。
【0136】
図5に示すように、走査線20からの共通電極27の張り出し量が1.0μmの場合に、クロストークレベルは視認レベルである3になり、張り出し量が1.0μmを超えると、クロストークレベルは3以下になる。
【0137】
従って、走査線20からの共通電極27の張り出し量は1.0μm以上であれば良く、あるいは、例えば1.5μm以上あれば、確実にクロストークレベルを視認レベル以下に抑えることができる。
【0138】
また、走査線20からの共通電極27の張り出し量を1.0μm以上とすることで走査線20からの不要な電界の漏洩を抑制できるため、黒表示を行った際の走査線20近傍からの光漏れも抑制することができる。
【0139】
ブラックマトリクス層17は1×1010Ω・cm以上の比抵抗を有する材料からなるものであることが好ましい。
【0140】
本発明者は、ブラックマトリクス層17を構成する材料の比抵抗(Ω・cm)と周辺輝度の上昇レベルとの関係を実験により求めた。その結果を示したグラフが図6である。
【0141】
看者が周辺輝度の上昇を視認することができるレベルは1である。
【0142】
図6に示すように、ブラックマトリクス層17を構成する材料の比抵抗が1×109.5Ω・cmのときに、周辺輝度上昇レベルは視認レベルである1になり、比抵抗が1×109.5Ω・cmを超えると、周辺輝度上昇レベルは1以下になる。
【0143】
従って、ブラックマトリクス層17を構成する材料の比抵抗は1×109.5Ω・cm以上であれば良く、1×1010Ω・cm以上あれば、確実に周辺輝度上昇レベルを視認レベル以下に抑えることができる。
【0144】
比抵抗が1×109.5Ω・cm以上である材料としては、例えば、酸化チタンを黒顔料として、これに樹脂を分散させたものがある。
【0145】
また、液晶層13を構成する液晶材のΔεは9以上が好ましく、11以上であることがより好ましい。
【0146】
本発明者は、液晶材のΔεとV−Tピーク電圧との関係を実験により求めた。その結果を示したグラフが図7である。なお、V−Tピーク電圧とは、最大透過率を与える印加電圧を指す。
【0147】
液晶表示装置を適正な電圧(通常は、画素電極−共通電極間の実効電圧が5V)で駆動するためには、V−Tピーク電圧の値を6V以下にすることが望ましく、5.5V以下にすることがさらに望ましい。
【0148】
図7に示すように、液晶材のΔεが約8.4のときに、V−Tピーク電圧は6Vになり、液晶材のΔεが約10.6のときに、V−Tピーク電圧は5.5Vになる。
【0149】
従って、液晶層13を構成する液晶材のΔεは約8.4以上であれば良く、9以上であればV−Tピーク電圧を確実に6V以下にすることができる。さらには、Δεが11以上であれば、V−Tピーク電圧を確実に5.5V以下にすることができ、液晶表示装置の駆動を比較的容易に行うことができる。
【0150】
また、液晶層13を構成する液晶材のN/I点(クリアリングポイント)は摂氏80度以上であることが好ましく、摂氏90度以上であることがより好ましい。
【0151】
このようにすることにより、本液晶表示装置を携帯電話装置などの表示装置に適用することが可能になる。
【0152】
図8(A)は、上方から見た場合における画素電極27と走査線20と共通電極配線21との位置関係を示す平面図である。
【0153】
図8(A)に示すように、画素電極27は、相互に平行に延びる複数のライン状の第1部分27bと、第1部分27bと直交する方向に延び、各第1部分27bの端部においてこれら複数の第1部分27bを相互に結合している第2部分27cと、から構成することができる。
【0154】
この場合、第2部分27cは共通電極配線21と重なり合うように配置することが好ましい。第2部分27cは共通電極配線21と重なり合わせることにより、第2部分27cと共通電極配線21とがそれらの間に蓄積容量32(図3参照)を形成することが可能になる。
【0155】
さらに、画素電極27を図8(A)に示すように第1部分27bと第2部分27cとから形成する場合、第2部分27cと次段の走査線20との間の距離D(図8(A)参照)は3μm以上であることが好ましい。
【0156】
本発明者は、距離Dと走査線20の配線容量との関係を実験により求めた。その結果を示したグラフが図8(B)である。図8(B)に示したグラフの縦軸は、表示上問題がないレベルにおける配線容量を10とした場合の配線容量の相対値を示す。
【0157】
ここで、走査線20の配線容量が10以下であれば、表示上問題は生じない。また、走査線20の配線容量が6以下であれば、望ましい表示を行うことが可能である。
【0158】
図8(B)に示すように、距離Dが約0.6μmの場合に、配線容量は10となり、距離Dが約0.6μmを超えると、配線容量は10以下になる。また、距離Dが約2.4μmの場合に、配線容量は6となり、距離Dが約2.4μmを超えると、配線容量は6以下になる。
【0159】
従って、距離Dは0.6μm以上であれば良く、1.0μm以上であれば、確実に表示上の問題を抑えることができる。また、距離Dは2.4μm以上であることが特に好ましく、3μm以上であれば、望ましい表示を確実に行うことができる。
【0160】
画素電極25は、共通電極27の一部である第2部分27c、及び、共通電極配線21との間に蓄積容量32(図3参照)を形成している。
【0161】
また、各色層18は隣接する色層との間に隙間がないように配置されることが好ましい。隣接する色層18の間に隙間があると、単色を表示した場合、所定の色に白色が混ざるため、表示できる色の範囲(色度域)が狭くなってしまうという問題が発生する。さらには、液晶パネルを斜めから観察した場合、画素を通った光が隣の画素から抜けて来るように観察されるため、斜め視野において、表示色がシフトしてしまうおそれがある。
【0162】
隣接する色層18の間に隙間がないようにするためには、隣接する色層18を相互に重なり合って配置することも可能である。この場合、隣接する色層18が重なり合う領域の幅は、例えば、3μm以上に設定される。
【0163】
図9、図10及び図11は、本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10における能動素子基板11の製造方法の一例における各工程の断面図である。図9、図10及び図11は、左から順に、周辺部断面図、画素部断面図及び画素部平面図を含んでいる。
【0164】
以下、図9、図10及び図11を参照して、本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10の製造方法を説明する。
【0165】
先ず、図9(A)に示すように、透明絶縁性基板22上に第一の金属層40aを形成し、第一の金属層40aをパターニングし、ゲート電極30a、走査線20及び共通電極配線21を同時に形成する。
【0166】
次いで、図9(B)に示すように、ゲート電極30a、走査線20及び共通電極配線21を覆って透明絶縁性基板22上にゲート絶縁膜23を形成する。さらに、ゲート絶縁膜23上に、不純物をドーピングしていないi層35aとn型不純物をドーピングしたn層35bとを成膜する。
【0167】
次いで、図9(C)に示すように、i層35a及びn層35bをパターニングして、薄膜トランジスタ30用のアイランド36を形成する。
【0168】
次いで、図10(A)に示すように、クロムからなる第2の金属層40bをゲート絶縁膜23及びアイランド36上に成膜し、この第2の金属層40bをパターニングすることにより、データ線24及びソース電極30cを形成する。
【0169】
第2の金属層40bをパターニングすることにより、図示していないが、画素電極25も同時に形成される。
【0170】
次いで、図10(B)に示すように、ゲート絶縁膜23を覆って層間絶縁膜26を形成する。
【0171】
次いで、図10(C)に示すように、共通電極配線21に到達するコンタクトホール29と、データ線24に到達するコンタクトホール37とを同時に形成する。
【0172】
次いで、図11に示すように、コンタクトホール29、37がITOで充填されるようにITO膜を全体に成膜し、このITO膜をパターニングすることにより、共通電極27を形成する。
【0173】
以上の工程により、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10における能動素子基板11が形成される。
【0174】
なお、本実施形態に係る液晶表示装置10においては、図1(A)に示すように、ラビングによって規定された液晶配向方向L(ラビング方向)と、画素電極25と共通電極27(及びこれと等電位の共通電極配線21)の間に印加される電界の向きとの関係が液晶配向方向Lから時計回りに鋭角だけ回転させることにより電界の方向に重なるような関係となるように、共通電極27に補助電極としての斜めのエッジ27bが形成されている。
【0175】
仮に、液晶配向方向から電界方向への鋭角回転の向きが反時計回りとなる領域が存在すると、この領域は、画素電極25と共通電極27との間の電界印加により、目的とする液晶回転方向と逆方向の回転をするドメインを画素端に発生させてしまう結果となる。逆回転しているドメインがあり、正常回転しているドメインと逆回転しているドメインとの境界に生じるディスクリネーションが長時間固定して発生すると、これに伴って表示状態が変化し、初期と同じ状態が得られなくなることがあり、信頼性が低下する。
【0176】
共通電極27に逆回転防止構造としての斜めのエッジ27bを形成することにより、このような逆回転を防止することができる。すなわち、液晶のツイスト方向を一方向に固定することができる。
(本発明の第2の実施形態)
図12は本発明の第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置40の平面図である。
【0177】
上述の第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、共通電極27が透明導電性材料であるITOで形成されていたが、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置40においては、共通電極27のみならず、画素電極25もITOで形成されている。画素電極25がITOで形成されている点を除いて、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置40は第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10と同様の構成を有している。
【0178】
共通電極27のみならず、画素電極25も透明導電性材料であるITOで形成することにより、第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10よりもさらに開口率を向上させることができる。
【0179】
図13、図14及び図15は、本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置40における能動素子基板11の製造方法の一例における各工程の断面図である。図13、図14及び図15は、図9乃至図11と同様に、左から順に、周辺部断面図、画素部断面図及び画素部平面図を含んでいる。
【0180】
以下、図13、図14及び図15を参照して、本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置40の製造方法を説明する。
【0181】
先ず、図13(A)に示すように、透明絶縁性基板22上に第一の金属層40aを形成し、第一の金属層40aをパターニングし、ゲート電極30a、走査線20及び共通電極配線21を同時に形成する。
【0182】
次いで、図13(B)に示すように、ゲート電極30a、走査線20及び共通電極配線21を覆って透明絶縁性基板22上にゲート絶縁膜23を形成する。さらに、ゲート絶縁膜23上に、不純物をドーピングしていないi層35aとn型不純物をドーピングしたn層35bとを成膜する。
【0183】
次いで、図13(C)に示すように、i層35a及びn層35bをパターニングして、薄膜トランジスタ30用のアイランド36を形成する。
【0184】
次いで、図14(A)に示すように、画面周辺部においてゲート絶縁膜23にコンタクトホール37を形成する。コンタクトホール37はゲート電極30aに達している。
【0185】
次いで、図14(B)に示すように、クロムからなる第2の金属層40bを成膜し、この第2の金属層40bをフォトリソグラフィ及びエッチングすることにより、データ線24及びソース電極30cを形成する。
【0186】
同時に、コンタクトホール37を介して、クロムからなる第2の金属層40bにより、データ線24を、走査線20と同層に形成された保護回路配線(図示せず)に電気的に接続させる。さらに、走査線20を、画面周辺部において、ゲート絶縁膜23に形成されたコンタクトホール(図示せず)を介して、データ線24と同層に形成された保護回路配線(図示せず)に電気的に接続させる。
【0187】
この場合、図14(B)の周辺部断面図に示すように、データ線24と走査線20とは、走査線20の周辺部において接続するようにする。このように、この段階において、データ線24と走査線20とを接続するのは、データ線24と走査線20とを接続する前にデータ線24をエッチングにより形成すると、データ線24がエッチング中に溶出する可能性があるためである。
【0188】
次いで、図14(C)に示すように、ITO膜を前面に成膜し、このITO膜をパターニングすることにより、画素電極25を形成する。
【0189】
次いで、図15(A)に示すように、ゲート絶縁膜23を覆って層間絶縁膜26を形成する。
【0190】
次いで、図15(B)に示すように、共通電極配線21に到達するコンタクトホール29を形成する。
【0191】
次いで、図15(C)に示すように、コンタクトホール29がITOで充填されるようにITO膜を全体に成膜し、このITO膜をパターニングすることにより、共通電極27を形成する。
【0192】
以上の工程により、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置40における能動素子基板11が形成される。
(本発明の第3の実施形態)
図16は本発明の第3の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置50の断面図である。
【0193】
本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置50においては、第2の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置40と同様に、画素電極25は透明導電性材料であるITOで形成されており、さらに、データ線24を覆って保護層として透明電極25aが形成されている。透明電極25aが形成されている点を除いて、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置50は第2の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置40と同様の構成を有している。
【0194】
透明電極25aは画素電極25と同様にITOからなり、画素電極25と同時に形成される。透明電極25aは画素電極25の形成パターンを一部変更することにより形成することが可能であるので、第2の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置40と比較しても、工程数は増加しない。
【0195】
データ線24を透明電極25aで被覆することにより、画素電極25の形成時に実施するエッチングによってデータ線24の溶解を防止することができる。
(本発明の第4の実施形態)
図17は本発明の第4の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置60の断面図である。
【0196】
図2に示すように、第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、ブラックマトリクス層17は対向基板12の一構成要素として設けられていたが、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置60においては、ブラックマトリクス層17aは対向基板12ではなく、能動素子基板11に設けられている。
【0197】
具体的には、ブラックマトリクス層17aは、共通電極27の開口部27aを覆い、かつ、第1の実施形態におけるブラックマトリクス層17と同様に、薄膜トランジスタ30を覆う程度に薄膜トランジスタ30の上方においてのみ形成されている。すなわち、ブラックマトリクス層17aは薄膜トランジスタ30への光の入射を防止するために必要な最小限のサイズとして形成されている。加えて、ブラックマトリクス層17aは走査線20及びデータ線24上には形成されておらず、薄膜トランジスタ30上にのみ孤立パターンとして形成されている。
【0198】
ブラックマトリクス層17aが能動素子基板11に設けられている点を除いて、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置60は第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10と同様の構成を有している。
【0199】
このように、ブラックマトリクス層17aを能動素子基板11に形成しても、第1の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置10と同様の効果を得ることができる。
(本発明の第5の実施形態)
図18は本発明の第5の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置70の断面図である。
【0200】
図2に示すように、第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、能動素子基板11と対向基板12との間のギャップを確保するために、スペーサ28が2つの基板11、12の間に挟まれている。
【0201】
これに対して、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置70においては、スペーサ28に代えて、柱状パターン38を用いて、能動素子基板11と対向基板12との間のギャップを確保している。スペーサ28に代えて、柱状パターン38を用いている点を除いて、本実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置70は第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10と同様の構成を有している。
【0202】
柱状パターン38は、例えば、感光性樹脂から形成することができる。その場合には、柱状パターン38は、感光性樹脂膜を能動素子基板11の全面に塗布した後、柱状パターン38を形成する領域(感光性樹脂の性質によっては、柱状パターン38を形成しない領域)のみ感光させ、エッチングにより、柱状パターン38を形成しない領域の感光性樹脂を除去することにより、形成することができる。
【0203】
スペーサ28の直径を均一にすることよりも柱状パターン38の高さを均一にすることの方が容易であるので、スペーサ28に代えて柱状パターン38を用いることにより、液晶表示装置の製造時間を短縮することができる。
【0204】
柱状パターン38は薄膜トランジスタ30の上方において、すなわち、ブラックマトリクス層17の下方において形成される。このため、柱状パターン38の透光性の有無にかかわらず、開口率が低下することはない。
【0205】
また、本実施形態においては、能動素子基板11上に柱状パターン38を形成したが、対向基板12上に柱状パターン38を形成することも可能である。
【0206】
また、スペーサ28に代えて柱状パターン38を用いる場合には、層間絶縁膜26を感光性の樹脂材料から形成することも可能である。層間絶縁膜26を感光性の樹脂材料から形成することにより、層間絶縁膜26を所定のパターンにパターニングすることにより、柱状パターン38を形成することが可能になる。
(本発明の第6の実施形態)
図19は、第6の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置80の断面図である。
【0207】
上述の第1乃至第5の実施形態においては、層間絶縁膜26は、有機材料からなる膜あるいは透明の無機材料からなる膜の何れかからなる単層膜として形成されている。
【0208】
これに対して、本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置80においては、層間絶縁膜26を単層膜で構成することに代えて、層間絶縁膜26を積層膜で構成している。
【0209】
具体的には、図19に示すように、層間絶縁膜26は、無機膜からなる第1の膜26aと、第1の膜26aを覆って形成され、有機膜からなる第2の膜26bとからなる積層膜構造を有している。
【0210】
有機膜からなる第2の膜26bは、たとえば感光性のアクリル樹脂から形成されている。
【0211】
有機膜の誘電率は無機膜の誘電率よりも低いため、層間絶縁膜26を無機膜単体で構成する場合と比較して、このような積層膜構造とすることにより、層間絶縁膜全体の誘電率を下げることができる。
【0212】
また、層間絶縁膜26を有機膜単体で構成すると、薄膜トランジスタ30の半導体層とこれを覆う有機膜との界面状態が不安定となり、高温で駆動させた場合に、薄膜トランジスタ30のリーク電流が増大して、表示ムラを引き起こす可能性がある。このため、薄膜トランジスタ30の半導体層に接する第1の膜26aとして、窒化シリコン膜のような無機膜を用い、この上に有機膜を積層することにより、無機膜と半導体層との間に安定な界面が形成され、上述のような不具合を抑止することができる。
(本発明の第7の実施形態)
図20は、第7の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置90の断面図である。
【0213】
例えば、第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10においては、層間絶縁膜26は単位画素領域の全面にわたって形成されているが、本実施形態においては、層間絶縁膜26は有機材料と無機材料とを積層した膜として構成されている。このうち、有機材料からなる層間絶縁膜26bは、走査線20、データ線24及び共通電極配線21及び前記薄膜トランジスタ30を覆い、画素電極25の表示に係る部分を覆わないように、走査線20、データ線24及び共通電極配線21及び前記薄膜トランジスタ30上、及び、走査線20、データ線24及び共通電極配線21及び前記薄膜トランジスタ30の近傍に形成されている。
【0214】
走査線21、データ線24及び共通電極配線21を覆う共通電極27は有機材料からなる層間絶縁膜26b上に形成される。
【0215】
有機材料からなる層間絶縁膜26bの誘電率は、例えば、感光性アクリル樹脂を用いた場合、3〜4程度である。無機材料として例えば窒化シリコンを用いた場合誘電率は6〜7程度であるので、約半分の膜厚でデータ線24と共通電極27の間の容量を同等レベルまで低減できる。無機材料のみで厚い膜を形成する場合、良質な膜質を得ようとすると、高価な成膜装置に高負荷がかかり、製造コストが大きくなる。これに対して、有機材料からなる層間膜は、材料を塗布することによって形成するため、低コストで実現できる。
【0216】
また、図20に示すように、画素電極25および共通電極27の間の層間膜が無機膜のみとなり、これを薄膜化することが可能となる。これにより、両電極間の電界を有効に液晶に印加できるため、駆動電圧を低減することが可能となる。
【0217】
例えば、有機材料からなる層間絶縁膜26bの膜厚は、5000Å以上10000Å以下とすることが好ましい。
【0218】
一例としては、無機材料からなる層間絶縁膜26aの膜厚を3000Å、有機材料からなる層間絶縁膜26bを6000Åとすることができる。
【0219】
無機材料からなる層間絶縁膜26aの膜厚が薄すぎると、画素電極25と共通電極27の間での絶縁破壊が生じることがあるので、無機材料からなる層間絶縁膜26aは2000A以上あることが望ましい。
【0220】
有機材料からなる層間絶縁膜26bの膜厚が厚すぎると、ラビング工程において有機材料からなる層間絶縁膜26bの段差部に異物が付着し、表示品質が劣化する。
【0221】
また、有機膜からなる層間絶縁膜26bの膜厚が薄すぎると、共通電極27とデータ線24との間の寄生容量が増加し、表示品質が劣化する。
【0222】
本実施形態によれば、画素電極25と共通電極27との間の表示に係る領域が低誘電率の有機膜で覆われていないため、両者の間の電位差から液晶に印可する横電界を効率よく生成することが可能であり、かつ、共通電極27とデータ線24との間の寄生容量の増加を防止することができる。
(本発明の第8の実施形態)
図21は、本発明の第8の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置91の平面図である。本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置91は、図20に示した第7の実施形態に係る液晶表示装置90の変形例に相当する。また、図22は、図21のa−a’の断面図である。また、図23は液晶表示装置91の別の断面図である。
【0223】
この実施形態においては、層間絶縁膜26は有機材料と無機材料とを積層した膜として構成され、このうち、有機材料からなる膜は、走査線20、データ線24及び共通電極配線21及び前記薄膜トランジスタ30を覆い、画素電極25の表示に係る部分を覆わないように、走査線20、データ線24及び共通電極配線21及び前記薄膜トランジスタ30上、及び、走査線20、データ線24及び共通電極配線21及び前記薄膜トランジスタ30の近傍に形成されている。
【0224】
本実施形態においては、共通電極27は有機材料からなる層間絶縁膜26bを覆うようにして形成される。
【0225】
すなわち、本実施形態においては走査線20、データ線24及び共通電極配線21を覆う共通電極27に対して、有機材料からなる層間絶縁膜26bが内側に形成されている。
【0226】
本実施形態によっても、画素電極25と共通電極27との間の表示に係る領域が低誘電率の有機膜で覆われていないため、両者の間の電位差から液晶に印可する横電界を効率よく生成することが可能であり、かつ、共通電極27とデータ線24との間の寄生容量の増加を防止することができる。
(本発明の第9の実施形態)
図24は、本発明の第9の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置92の平面図である。本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置92は、図21に示した第8の実施形態に係る液晶表示装置91の変形例に相当する。また、図25は、図24のb−b’の断面図である。
【0227】
この実施形態においては、層間絶縁膜26は有機材料と無機材料とを積層した膜として構成され、このうち、有機材料からなる膜は、走査線20及びデータ線24及び前記薄膜トランジスタ30を覆い、画素電極25の表示に係る部分を覆わないように、走査線20及びデータ線24及び前記薄膜トランジスタ30上、及び、走査線20及びデータ線24及び前記薄膜トランジスタ30の近傍に形成されている。
【0228】
本実施形態によれば、画素電極25と共通電極27との間隔を狭くすることが可能となるため、画素電極25と共通電極27との間に形成される蓄積容量32(図3参照)の容量を大きくすることが可能となる。この結果、表示品質を向上させることができる。
【0229】
以下に、第9の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置92における能動素子基板11の製造方法を説明する。
【0230】
図9および図10において説明した第1の実施の形態の製造方法に、図21から図23に構造を示すところの本実施の形態の有機材料からなる層間絶縁膜26bを追加する。
【0231】
具体的には、図10(A)のようにD−Crパターニング後、チャネル上のn層35bをエッチング除去し、しかる後に無機材料からなる層間絶縁膜26aを形成する。
【0232】
さらに、感光性アクリル樹脂を塗布し、これを露光・現像することにより、有機材料からなる層間絶縁膜26bを形成する。
【0233】
ここで、有機材料からなる層間絶縁膜26bは、走査線20、データ線24及び前記薄膜トランジスタ30上、及び、走査線20、データ線24及び前記薄膜トランジスタ30の近傍に形成する。
【0234】
次に、無機材料からなる層間絶縁膜26aおよびゲート絶縁膜23にコンタクトホール29を形成する。
【0235】
さらに、この上にITO膜を成膜し、これをパターニングすることで、共通電極27を形成する。
【0236】
この共通電極27は、コンタクトホール29を介して、共通電極配線21に接続される。
【0237】
以上の工程により、第9の実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置92における能動素子基板11が形成される。
【0238】
上記製造工程において、コンタクトホール29を形成した後に、例えば酸素プラズマ処理を行うことにより共通電極配線21の表面に吸着した不純物を取り除くことが好ましい。
【0239】
これによりコンタクトホール29における接触抵抗を低減し、表示品質が向上する。
【0240】
さらに上記製造工程において、有機材料からなる層間絶縁膜26bを形成した後コンタクトホール29を形成する前に、ヘリウムやアルゴンのプラズマを用いて有機材料からなる層間絶縁膜26bの表面を改質しておくことが好ましい。
【0241】
これにより有機材料からなる層間絶縁膜26bと共通電極27との密着性及び共通電極27のパターンニング精度が向上し、不良の発生を低減することが可能となる。
【0242】
コンタクトホールを形成した後にヘリウムやアルゴンのプラズマを用いて処理を行うことも可能ではあるが、共通電極配線21の表面に不純物が再付着し、コンタクトホール29における接触抵抗が増大してしまうので、好ましくない。
(本発明の第10の実施形態)
図26は、本発明の第10の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置93の平面図である。本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置93は、図24に示した第9の実施形態に係る液晶表示装置92の変形例に相当する。また、図27は、図26のc−c’の断面図である。
【0243】
この実施形態においては、層間絶縁膜26は有機材料と無機材料とを積層した膜として構成され、このうち、有機材料からなる膜は、データ線24及び薄膜トランジスタ30を覆い、画素電極25の表示に係る部分を覆わないように、データ線24及び薄膜トランジスタ30上、及び、データ線24及び薄膜トランジスタ30の近傍に形成されている。
【0244】
本実施形態によれば、走査線20上に有機材料からなる層間絶縁膜26bが形成されないため、ラビング軸L(図1参照)に対して直角に近い角度の段差を削減できる。これにより、ラビング工程で発生する段差部への異物付着現象を軽減することが可能であり、表示品質が向上する。
(本発明の第11の実施形態)
図28は、本発明の第11の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置94の平面図である。本実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置94は、図26に示した第10の実施形態に係る液晶表示装置93の変形例に相当する。また、図29は、図28のd−d’の断面図である。
【0245】
この実施形態においては、層間絶縁膜26は有機材料と無機材料とを積層した膜として構成され、このうち、有機材料からなる膜は、データ線24を覆い、画素電極25の表示に係る部分を覆わないように、データ線24上、及び、データ線24の近傍に形成されている。
【0246】
本実施形態によれば、走査線20及び薄膜トランジスタ30上に有機材料からなる層間絶縁膜26bが形成されないため、ラビング軸L(図1参照)に対して直角に近い角度の段差を削除できる。これにより、ラビング工程で発生する段差部への異物付着現象をさらに軽減することが可能であり、表示品質が向上する。
【0247】
なお、実施形態7乃至11に係る液晶表示装置90乃至94においては、層間絶縁膜26bを有機膜から形成する場合、有機膜の材料は透明または非透明の何れをも用いることができる。特に、層間絶縁膜26bの材料として黒色の有機材料を用いる場合には、層間絶縁膜26bがブラックマトリクス層17の機能を果たすので、ブラックマトリクス層17を形成することが不要になるという効果を奏する。
【0248】
また、層間膜26bの材料として、ノボラック系の樹脂を用いることもできる。この場合、材料が低コストであり、かつ、取り扱いについても、通常の薄膜トランジスタ(TFT)作製時のフォトリソグラフィー工程と装置の兼用が容易であるため、低コストで上述の構造を実現することができるというメリットを得られる。
(本発明の第12の実施形態)
上述の第1乃至第11の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置10、40、50、60、70、80、90、91、92、93、94は何れもいわゆるシングルドメイン型の液晶表示装置である。
【0249】
シングルドメイン型の液晶表示装置とは、能動素子基板11の表面に略平行な電界を画素電極25と共通電極27との間に印加することにより、液晶層13の分子軸を能動素子基板11に平行な面内において回転させ、表示を行う形式の液晶表示装置をいう。
【0250】
第1乃至第11の実施形態は何れもいわゆるマルチドメイン型の液晶表示装置に対しても適用することが可能である。
【0251】
マルチドメイン型の液晶表示装置とは、能動素子基板11の表面に略平行な2方向の電界(ここでは、第1及び第2の方向の電界と呼ぶ)を画素電極25と共通電極27との間において印加し、第1の方向の電界が印加される第1のサブ画素領域においては、液晶層の分子軸13を、能動素子基板11の表面に平行な面内において、第1の回転方向に回転させる一方、第2の方向の電界が印加される第2のサブ画素領域においては、液晶層13の分子軸を、能動素子基板11の表面に平行な面内において、第1の回転方向とは異なる第2の回転方向に回転させる形式の液晶表示装置をいう。
【0252】
すなわち、上述の第1乃至第11の実施形態はシングルドメイン型の液晶表示装置のみならず、マルチドメイン型の液晶表示装置に対しても成立する。
【0253】
第1乃至第11の実施形態に係る液晶表示装置をシングルドメイン型の液晶表示装置として構成する場合には、画素の平面図である図30(A)に示すように、ラビング方向Lが与えられたときに、データ線24の延長方向に対して、ラビング方向Lと同じ方向に鋭角回転して得られる対角線を与える2つの隅の近傍の何れか一方に、コンタクトホール29を形成することが好ましい。
【0254】
このような位置にコンタクトホール29を設けることによって、画素端部に逆回転防止構造を設け、配向を安定させようとする場合に、コンタクトホール29の位置に共通電極27の逆回転防止電極を形成することになるので、効率よくコンタクトホール29と共通電極27の逆回転防止構造とを配置することができ、開口率を高めることができる。
【0255】
これに対して、図30(B)に示すように、データ線24の延長方向に対して、ラビング方向Lとは逆の方向に回転して得られる対角線を与える2つの隅の近傍に、コンタクトホール29を形成した場合、逆回転防止構造の電極の角度の関係で、エッジの電極をより外側において形成する必要があり、開口率のロスを発生させてしまう。
【0256】
また、第1乃至第11の実施形態に係る液晶表示装置をマルチドメイン型の液晶表示装置として構成する場合には、図31に示すように、画素の平面図において、共通電極配線151が当該画素の内側に向けて延長する方向と、共通電極27が共通電極配線151から当該画素の中央に向けて延長する方向とのなす角度が90度以上になるような隅の位置の何れか一箇所にコンタクトホール29を形成することが好ましい。
【0257】
このように、共通電極27を各単位画素ごとにコンタクトホール29を介して共通電極配線21に接続することにより、共通電極27の配線全体の低抵抗化を図ることができる。
(本発明の第13の実施形態)
図32は、本発明の第13の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置100の断面図である。
【0258】
図32に示すように、第13の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置100においては、コンタクトホール29はゲート絶縁膜23及び層間絶縁膜26を一括してパターンニングすることで形成されており、共通電極配線21と共通電極27は直接接続されている。
【0259】
本実施形態によれば、コンタクトホール29はゲート絶縁膜23および層間絶縁膜26を一括してパターンニングするために、コンタクトホール29の開口部を大きく取ることが可能である。
(本発明の第14の実施形態)
図33は、本発明の第14の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置110の断面図である。
【0260】
図33に示すように、第14の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置110においては、コンタクトホール29はゲート絶縁膜23に形成されたコンタクトホール29aと、層間絶縁膜26に形成されたコンタクトホール29bからなり、共通電極配線21と共通電極27は、ゲート絶縁膜23と層間絶縁膜26の間に形成された電極29cを介して接続されている。
【0261】
本実施形態によれば、共通電極配線21と共通電極27が電極29cを介して接続されることで、ゲート絶縁膜23に形成されたコンタクトホール29aと、層間絶縁膜26に形成されたコンタクトホール29bは、パターンニング時にエッチングされる深さが浅くなり、共通電極配線21、電極29c及び共通電極27が各々接触した際の抵抗値を低減することが可能である。
(本発明の第15の実施形態)
上述の第1乃至第12の実施形態においては、ブラックマトリクス層17は薄膜トランジスタ30を覆って薄膜トランジスタ30上にのみ孤立パターンとして形成されている。
【0262】
ブラックマトリクス層17は上記のような形態に限定されるものではなく、以下のような形態を有するものとして形成することも可能である。
【0263】
例えば、ブラックマトリクス層17は、薄膜トランジスタ30を覆い、データ線24の延長方向と走査線20の延長方向とにそれぞれ延伸され、マトリクス状に形成することが可能である。
【0264】
ブラックマトリクス層17をマトリクス状に形成することにより、データ線24、走査線20および共通電極配線21からの光反射を防ぎ、画質を向上させることができる。
【0265】
また、例えば、ブラックマトリクス層17は、薄膜トランジスタ30を覆い、かつ走査線20と共通電極配線21との間のギャップを覆うように形成することが可能である。
【0266】
走査線20と共通電極配線21との間のギャップを覆うことにより、走査線20と共通電極配線21との間に生じる液晶層13の配向乱れを隠し、画質を向上させることができる。
【0267】
また、例えば、上方から見たときに、ブラックマトリクス層17の周囲の段差(エッジの部分)が走査線20の内側に位置するように、ブラックマトリクス層17を形成することが可能である。
【0268】
ブラックマトリクス層17の段差は表示ムラの原因となるため、ブラックマトリクス層17の段差を走査線20の内側に位置させることにより、不均一表示の部分を隠すことができ、画質を向上させることができる。
【0269】
なお、ブラックマトリクス層17の段差が走査線20の内側に位置するようにブラックマトリクス層17を形成することはブラックマトリクス層17のサイズが最小になることを意味する。
【0270】
本明細書においては、上記のようなブラックマトリクス層17を本発明の一実施形態として記載したが、上記のようなブラックマトリクス層17は本発明に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置のみならず、一般的な横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に対しても適用することが可能である。
【0271】
例えば、本明細書に従来技術として挙げた特許第3125872号公報(特開2000−89240公報)、特開2000−81637号公報に記載された液晶表示装置に対しても適用することが可能である。
【0272】
また、上述の第1乃至第14の実施形態においては、共通電極27には、薄膜トランジスタ30のチャネルを露出させる開口部27aが形成されている。このような開口部27aを形成することにより、共通電極27の電位が極性反転により変化しても、薄膜トランジスタ30に対する影響を回避させることができる。
【0273】
本明細書においては、上記のような共通電極27を本発明の一実施形態として記載したが、上記のような共通電極27は本発明に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置のみならず、一般的な横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に対しても適用することが可能である。
【0274】
例えば、本明細書に従来技術として挙げた特許第3125872号公報(特開2000−89240公報)、特開2000−81637号公報に記載された液晶表示装置、あるいは、図40に示した従来のIPSモードの液晶表示装置に対しても適用することが可能である。
【0275】
共通電極27を一般的な横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に対して適用する場合、共通電極27は透明材料または不透明材料の何れから構成してもよい。
(本発明の第16の実施形態)
上述の第1の実施形態に係る液晶表示装置10、第2の実施形態に係る液晶表示装置40、第3の実施形態に係る液晶表示装置50、第4の実施形態に係る液晶表示装置60、第5の実施形態に係る液晶表示装置70、第6の実施形態に係る液晶表示装置80、第7の実施形態に係る液晶表示装置90、第8の実施形態に係る液晶表示装置91、第9の実施形態に係る液晶表示装置92、第10の実施形態に係る液晶表示装置93、第11の実施形態に係る液晶表示装置94、第12の実施形態に係る液晶表示装置、第13の実施形態に係る液晶表示装置100、第14の実施形態に係る液晶表示装置110及び第15の実施形態に係る液晶表示装置は各種の電子機器に応用することが可能である。以下、その応用例を挙げる。
【0276】
図38は、第1乃至第15の実施形態に係る液晶表示装置のいずれか一つを応用した携帯型情報端末250のブロック図である。上記の実施形態に係る液晶表示装置は、本携帯型情報端末250においては、液晶パネル265の構成要素として用いられる。
【0277】
本携帯型情報端末250は、液晶パネル265、バックライト発生手段266及び映像信号を処理する映像信号処理部267からなる表示部268と、本携帯型情報端末250の各構成要素を制御する制御部269と、制御部269が実行するプログラムあるいは各種データを記憶する記憶部271と、データ通信を行うための通信部272と、キーボードまたはポインターからなる入力部273と、本携帯型情報端末250の各構成要素へ電力を供給する電源部274と、からなっている。
【0278】
上記の実施形態に係る液晶表示装置を用いた液晶パネル265を用いることにより、表示部268における開口率が改善され、表示部268の輝度を向上させることができる。
【0279】
また、上記の実施形態に係る液晶表示装置のいずれか一つを用いた液晶パネル265は、携帯型パーソナルコンピュータあるいはノート型パーソナルコンピュータあるいはデスクトップ型パーソナルコンピュータのモニタに適用することもできる。
【0280】
図39は、上記の実施形態に係る液晶表示装置のいずれか一つを応用した携帯電話機275のブロック図である。
【0281】
携帯電話機275は、液晶パネル265、バックライト発生手段266及び映像信号を処理する映像信号処理部267からなる表示部276と、本携帯電話機275の各構成要素を制御する制御部277と、制御部277が実行するプログラムあるいは各種データを記憶する記憶部278と、無線信号を受信するための受信部279と、無線信号を送信するための送信部281と、キーボードまたはポインターからなる入力部282と、本携帯電話機275の各構成要素へ電力を供給する電源部283と、からなっている。
【0282】
上記の実施形態に係る液晶表示装置を用いた液晶パネル265を用いることにより、表示部276における開口率が改善され、表示部276の輝度を向上させることができる。
【0283】
なお、上記の各実施形態の説明においては、本発明の特徴となる部分について主に説明し、本分野において通常の知識を有する者にとって既知の事項については特に詳述していないが、たとえ記載がなくてもこれらの事項は上記の者にとっては類推可能な事項に属する。
【0284】
【発明の効果】
本発明に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、走査線及び共通電極配線は同層に、かつ、相互に平行に形成されており、データ線及び走査線は層間絶縁膜を介して共通電極に覆われており、共通電極配線は走査線の片側に一本のみ形成されている。
【0285】
このように、走査線及びデータ線は層間絶縁膜を介して共通電極に覆われているため、共通電極によって、走査線及びデータ線からの漏れ電界をシールドすることができ、画素電極及び共通電極により制御することができる有効な表示領域を拡大することができる。
【0286】
この結果、共通電極配線の面積を低減することができる。具体的には、従来のIPSモード液晶表示装置においては、走査線からの漏れ電界をシールドするため、走査線の両側にそれぞれ共通電極配線を設けていたが、本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、共通電極が走査線からの漏れ電界をシールドする機能を有しているため、走査線からの漏れ電界をシールドするための共通電極配線を1個に減らすことが可能である。
【0287】
また、本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置においては、画素電極と共通電極とは異なる層に形成されているため、両電極の間でショートを起こす可能性は皆無である。このため、本発明に係る液晶表示装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【0288】
この場合、従来のIPSモード液晶表示装置のように画素電極と共通電極とを同層に形成する場合の工程数と比較しても、画素電極と共通電極とを異なる層に形成する場合の工程数は増大することはない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図である。
【図2】図1のII−II線における断面図である。
【図3】図1に示した横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の単位画素部分の回路図である。
【図4】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の特性を示すグラフである。
【図5】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の特性を示すグラフである。
【図6】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の特性を示すグラフである。
【図7】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の特性を示すグラフである。
【図8】(A)は第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の特性を説明するための概略的な平面図、(B)はその特性を示すグラフである。
【図9】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法における各工程を示す断面図である。
【図10】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法における各工程を示す断面図である。
【図11】第1の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法における各工程を示す断面図である。
【図12】本発明の第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図である。
【図13】第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法における各工程を示す断面図である。
【図14】第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法における各工程を示す断面図である。
【図15】第2の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法における各工程を示す断面図である。
【図16】第3の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図17】第4の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図18】第5の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図19】第6の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図20】第7の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図21】本発明の第8の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図である。
【図22】図21のa−a’線における断面図である。
【図23】第7の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の変形例の断面図である。
【図24】本発明の第9の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図である。
【図25】図24のb−b’線における断面図である。
【図26】本発明の第10の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図である。
【図27】図26のc−c’線における断面図である。
【図28】本発明の第11の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図である。
【図29】図28のd−d’線における断面図である。
【図30】コンタクトホールの配置位置の一例を示す概略的な平面図である。
【図31】コンタクトホールの配置位置の一例を示す概略的な平面図である。
【図32】本発明の第13の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図33】本発明の第14の実施形態に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の断面図である。
【図34】保護回路の一例を示す平面図である。
【図35】保護回路の他の例を示す平面図である。
【図36】データ線の形状の一例を示す平面図である。
【図37】データ線の形状の一例を示す平面図である。
【図38】本発明の第11の実施形態に係る電子機器のブロック図である。
【図39】本発明の第11の実施形態に係る電子機器のブロック図である。
【図40】従来のIPSモードの液晶表示装置の平面図である。
【図41】図40のX−X線における断面図である。
【符号の説明】
10 第1の実施形態に係る液晶表示装置
11 能動素子基板
12 対向基板
13 液晶層
16 透明絶縁性基板
17 ブラックマトリクス層
18 色層
19 オーバーコート層
20 走査線
20A、20B 保護回路配線
21 共通電極配線
22 透明絶縁性基板
23 ゲート絶縁膜
23a、23c コンタクトホール
24 データ線
24A、24B 保護回路配線
25 画素電極
25a 保護層としての透明電極
26 層間絶縁膜
26a 無機膜からなる層間絶縁膜
26b 有機膜からなる層間絶縁膜
27 共通電極
28 スペーサ
29 コンタクトホール
38 柱状パターン
40 第2の実施形態に係る液晶表示装置
41、42 保護回路
43 導電パターン
50 第3の実施形態に係る液晶表示装置
60 第4の実施形態に係る液晶表示装置
70 第5の実施形態に係る液晶表示装置
80 第6の実施形態に係る液晶表示装置
90 第7の実施形態に係る液晶表示装置
100 第9の実施形態に係る液晶表示装置
250 携帯型情報端末
275 携帯電話機[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a lateral electric field type active matrix liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Liquid crystal display devices are of a type in which the direction of the molecular axis of the aligned liquid crystal molecules (referred to as "director") is rotated in a plane perpendicular to the substrate to perform display, and a plane parallel to the substrate. There is a type in which the image is rotated and displayed.
[0003]
A typical example of the former is a TN (Twisted Nematic) mode liquid crystal display device, and the latter is called an IPS (In-Plane Switching) mode (transverse electric field type) liquid crystal display device.
[0004]
Since the IPS mode liquid crystal display device basically looks only in the short axis direction of the liquid crystal molecules even when the viewpoint is moved, there is no dependence of the “standing” of the liquid crystal molecules on the viewing angle. A wider viewing angle than a TN mode liquid crystal display device can be achieved.
[0005]
For this reason, in recent years, IPS mode liquid crystal display devices tend to be used more frequently than TN mode liquid crystal display devices.
[0006]
Examples of the IPS mode liquid crystal display device include those described in Japanese Patent No. 3125872 (JP-A-2000-89240) and JP-A-2000-81637.
[0007]
As a typical example of the conventional IPS mode liquid crystal display device, FIGS. 40 and 41 show a liquid crystal display device described in Japanese Patent No. 3125872 (JP-A-2000-89240). FIG. 40 is a plan view of the liquid crystal display device described in the publication, and FIG. 41 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
[0008]
As shown in FIGS. 40 and 41, the
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional liquid crystal display device shown in FIGS. 40 and 41, the
[0010]
When the
[0011]
When the
[0012]
The present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to dispose a low-resistance common electrode wiring under an interlayer insulating film that is stable for display, and further increase the aperture ratio. It is an object of the present invention to provide a horizontal electric field type liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve this object, the present invention provides a liquid crystal display device comprising an active element substrate, a counter substrate, and a liquid crystal layer held between the active element substrate and the counter substrate. Wherein the active element substrate has a gate electrode, a drain electrode, a thin film transistor having a source electrode, a pixel electrode corresponding to a pixel to be displayed, a common electrode to which a reference potential is applied, a data line, and a scan line. , A common electrode line, the gate electrode is electrically connected to the scan line, the drain electrode is connected to the data line, the source electrode is connected to the pixel electrode, and the common electrode is connected to the common electrode line. And the electric field applied between the pixel electrode and the common electrode, the electric field substantially parallel to the surface of the active element substrate causes the molecular axis of the liquid crystal layer to be in a plane parallel to the active element substrate. In a lateral electric field type active matrix type liquid crystal display device which performs display by rotating the scanning line and the common electrode wiring, the scanning line and the common electrode wiring are formed in the same layer and parallel to each other, and the data line and the scanning The line is covered by the common electrode via an interlayer insulating film, the common electrode wiring is formed only on one side of the scanning line, and the common electrode is a contact provided on the interlayer insulating film. A horizontal electrode is electrically connected to the common electrode wiring via a hole, and the common electrode is formed so as to shield a gap between the scanning line and the common electrode wiring. An electric field type active matrix liquid crystal display device is provided.
[0014]
In the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the present invention, the scanning lines and the data lines are covered with the common electrode via the interlayer insulating film. For this reason, the common electrode shields the leakage electric field from the scanning line and the data line, and as a result, an effective display area that can be controlled by the pixel electrode and the common electrode can be enlarged. Accordingly, the area of the common electrode wiring can be reduced. Specifically, in the conventional IPS mode liquid crystal display device, common electrode wirings are provided on both sides of the scanning line in order to shield a leakage electric field from the scanning line. In the apparatus, since the common electrode has a function of shielding a leakage electric field from the scanning line, it is possible to reduce the number of common electrode wirings for shielding the leakage electric field from the scanning line to one.
[0015]
Further, in the active matrix liquid crystal display device according to the present invention, since the pixel electrode and the common electrode are formed in different layers, a short circuit between the two electrodes can be completely prevented.
[0016]
The common electrode is electrically connected to the common electrode wiring via a contact hole provided in the interlayer insulating film. Thereby, the resistance of the common electrode can be reduced, and display defects such as crosstalk due to signal delay can be reduced.
[0017]
Since the common electrode is formed to shield a gap between the scanning line and the common electrode line, a horizontal electric field generated between the scanning line and the common electrode line can be completely shielded.
[0018]
In a case where the present invention is applied to the above-described single-domain liquid crystal display device, the contact hole is provided with a rubbing direction with respect to a data line extending direction when a rubbing direction is given in a plan view of each pixel. Preferably, it is formed at any one of the vicinity of two corners giving a diagonal line obtained by rotating at an acute angle in the same direction as the direction.
[0019]
By providing a contact hole at such a position, a reverse rotation preventing structure is provided at the end of the pixel to stabilize the alignment. Therefore, the contact hole and the common electrode reverse rotation preventing structure can be efficiently arranged, and the aperture ratio can be increased.
[0020]
In the active matrix type liquid crystal display device, for example, electric fields in first and second directions substantially parallel to a surface of the active element substrate are applied between the pixel electrode and the common electrode, A first sub-pixel region rotated in a first rotation direction in a plane in which a molecular axis of the liquid crystal layer is parallel to a surface of the active element substrate, and an electric field in the second direction. Is applied, a second sub-pixel region rotated in a second rotation direction different from the first rotation direction in a plane in which a molecular axis of the liquid crystal layer is parallel to a surface of the active element substrate; It is also possible to form as what has.
[0021]
That is, the present invention can be applied not only to a so-called single-domain liquid crystal display device but also to a multi-domain liquid crystal display device.
[0022]
Further, when the present invention is applied to the above-described multi-domain liquid crystal display device, the contact hole is, in a plan view of a pixel, a direction in which the common electrode wiring extends toward the inside of the pixel, It is preferable that the common electrode is provided at any one of corner positions such that the angle between the common electrode wiring and the direction extending toward the center of the pixel is 90 degrees or more.
[0023]
By providing a contact hole at such a position, the aperture ratio can be increased.
[0024]
Preferably, the common electrode extends at least 3 μm or more from the data line in the width direction.
[0025]
Further, it is preferable that the common electrode protrudes at least 1 μm or more from the scanning line in the width direction.
[0026]
Preferably, the common electrode is formed in a layer closer to the liquid crystal layer than the pixel electrode, and the common electrode and the pixel electrode are preferably electrically insulated from each other by an interlayer insulating film.
[0027]
It is preferable that the pixel electrode and the data line are formed in the same layer.
[0028]
By forming the pixel electrode and the data line in the same layer, both can be formed in a common pattern, and an increase in the number of manufacturing steps can be prevented.
[0029]
The pixel electrode may include a plurality of first portions and a second portion that connects the plurality of first portions to each other at an end of the first portion. Preferably, the two portions are arranged on the common electrode wiring. By arranging the second portion in this way, the second portion can form a storage capacitor together with the common electrode wiring.
[0030]
It is preferable that the second portion of the pixel electrode is separated from the next scanning line by 3 μm or more.
[0031]
The common electrode may be formed in a layer closer to the liquid crystal layer than the pixel electrode. In this case, the pixel electrode and the common electrode can form a storage capacitor therebetween.
[0032]
The common electrode and the pixel electrode are preferably formed of a transparent conductive material, for example, ITO (Indium Tin Oxide).
[0033]
Thereby, the aperture ratio can be improved.
[0034]
As the interlayer insulating film, any one of a film made of an organic material, a film made of a transparent inorganic material, and a film having a two-layer structure of a film made of an organic material and a film made of a transparent inorganic material is selected. Is possible.
[0035]
The interlayer insulating film is formed by laminating an organic film and an inorganic film, and the interlayer insulating film made of the organic film is provided on the scanning line, the data line, and the common electrode line, and the scanning line and the data line. And it is preferably formed near the common electrode wiring.
[0036]
Alternatively, the interlayer insulating film is formed by laminating an organic film and an inorganic film, and the interlayer insulating film made of the organic film is formed on the scanning line and the data line and in the vicinity of the scanning line and the data line. It is preferred that
[0037]
Alternatively, the interlayer insulating film is formed by stacking an organic film and an inorganic film, and the interlayer insulating film made of the organic film is formed on the data line and the thin film transistor and in the vicinity of the data line and the thin film transistor. Is preferred.
[0038]
Alternatively, it is preferable that the interlayer insulating film is formed by laminating an organic film and an inorganic film, and the interlayer insulating film made of the organic film is formed on the data line and in the vicinity of the data line.
[0039]
Further, it is preferable that the interlayer insulating film made of the organic film is formed only inside the pattern of the common electrode.
[0040]
This makes it possible to reduce the capacitance between wirings without lowering the strength of the horizontal electric field due to the organic film, thereby improving display quality.
[0041]
The interlayer insulating film made of the organic film may be formed of a photosensitive resin material.
[0042]
Preferably, the thin film transistor is formed at an intersection of the scanning line and the data line, and the drain electrode of the thin film transistor is formed directly by the data line.
[0043]
This eliminates the necessity of forming the drain extraction electrode formed in the conventional IPS mode liquid crystal display device, and can minimize the area occupied by the thin film transistor in the pixel. In addition, the aperture ratio can be improved by an amount corresponding to the area of the drain extraction electrode that is no longer needed.
[0044]
The black matrix layer can be formed, for example, in a matrix. Preferably, the black matrix layer covers the thin film transistor and is formed as an isolated pattern only on the thin film transistor.
[0045]
By forming the black matrix layer in the minimum area as described above, the aperture ratio can be further improved.
[0046]
The black matrix layer is 1 × 10 10 It is preferable to form from a material having a specific resistance of Ω · cm or more.
[0047]
It is preferable that the color layer constituting the color filter has an edge parallel to the data line.
[0048]
As described above, by forming the edge of the color layer in parallel with the data line, it is possible to prevent an unnecessary light-shielding region from increasing, and to further improve the aperture ratio.
[0049]
Further, it is preferable that each color layer constituting the color filter is formed with no gap between the adjacent color layers or overlaps with the adjacent color layers.
[0050]
If there is a gap between adjacent color layers, when a single color is displayed, a predetermined color is mixed with white, which causes a problem that the range of displayable colors (chromaticity range) is narrowed. Furthermore, when observing the liquid crystal panel obliquely, light passing through the pixel is observed so as to escape from an adjacent pixel, so that the display color may be shifted in an oblique visual field. Therefore, these problems can be prevented by forming each color layer with no gap between adjacent color layers or overlapping each other with adjacent color layers.
[0051]
A columnar pattern for securing a gap between the active element substrate and the counter substrate may be provided so as to be arranged at an arbitrary position between the scanning line and the common electrode wiring.
[0052]
Since it is easier to make the height of the columnar pattern uniform than to make the spacer diameter uniform, the use of the columnar pattern makes the gap between the active element substrate and the counter substrate uniform. It becomes easier.
[0053]
This columnar pattern may be formed on either the active element substrate or the counter substrate.
[0054]
The liquid crystal material constituting the liquid crystal layer preferably has Δε of 9 or more.
[0055]
More preferably, the liquid crystal material constituting the liquid crystal layer has Δε of 11 or more.
[0056]
The liquid crystal material forming the liquid crystal layer preferably has an N / I point of 80 degrees Celsius or more.
[0057]
It is preferable that an opening is formed in the common electrode on a channel of the thin film transistor, and an end of the opening is separated from an end of the channel by a predetermined distance.
[0058]
By providing such an opening, the thin film transistor is not covered with the common electrode, so that a change in the potential of the common electrode affects the thin film transistor, which prevents the characteristics of the thin film transistor from shifting. Can be. In particular, when the liquid crystal display device is driven by the gate line inversion, since the potential of the common electrode greatly fluctuates, it is effective to form the above-described opening in the common electrode.
[0059]
The present liquid crystal display device may further include a reverse rotation prevention structure for preventing the liquid crystal from rotating in the opposite direction in the sub-pixel region where the liquid crystal molecules rotate in the same direction. In this reverse rotation prevention structure, the relationship between the rubbing axis and the direction of the electric field generated in the sub-pixel region is such that, in all the regions in the sub-pixel region, the direction of the electric field is changed by the acute angle rotation from the rubbing axis in the same direction. And an auxiliary electrode provided with an equal potential to at least one of the pixel electrode and the common electrode.
[0060]
By preventing the liquid crystal from rotating in the reverse direction using this reverse rotation prevention structure, that is, by fixing the twist direction of the liquid crystal in one direction, the reliability of display can be improved.
[0061]
The data line is electrically connected to a protection circuit wiring formed in the same layer as the scanning line through a contact hole formed in an insulating film in a peripheral portion of the screen, and the scanning line is connected to the screen. In the peripheral portion, it is preferable that the peripheral portion is electrically connected to a protection circuit wiring formed in the same layer as the data line through a contact hole formed in the insulating film.
[0062]
The data line is electrically connected to a protection circuit wiring formed in the same layer as the scanning line by a conductive pattern formed in an upper layer through a contact hole formed in the interlayer insulating film in a peripheral portion of a screen. The scanning line is connected to the data line and the protection line is formed in the same layer as the data line by a conductive pattern formed in an upper layer through a contact hole formed in the interlayer insulating film in a peripheral portion of the screen. Preferably, it is electrically connected to the circuit wiring.
[0063]
The above-described in-plane switching mode active matrix type liquid crystal display device according to the present invention can be mounted on an electronic device and used.
[0064]
By manufacturing a liquid crystal panel using the active matrix liquid crystal display device according to the present invention, an aperture ratio in a display portion can be improved and luminance of the display portion can be improved.
[0065]
Further, the present invention is a liquid crystal display device comprising an active element substrate, a counter substrate, and a liquid crystal layer held between the active element substrate and the counter substrate, The active element substrate includes a thin film transistor having a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode, a pixel electrode corresponding to a pixel to be displayed, a common electrode to which a reference potential is applied, a data line, a scanning line, and a common electrode wiring. Wherein the gate electrode is electrically connected to the scanning line, the drain electrode is connected to the data line, the source electrode is connected to the pixel electrode, and the common electrode is connected to the common electrode wiring, respectively. The molecular axis of the liquid crystal layer is rotated in a plane parallel to the active element substrate by an electric field applied between the pixel electrode and the common electrode and substantially parallel to the surface of the active element substrate. In the method of manufacturing an in-plane switching type active matrix liquid crystal display device for performing display according to the above, the scanning lines and the common electrode wiring are arranged on the same layer in parallel with each other, and the common electrode wiring is arranged on one side of the scanning line. A step of forming only one, a step of forming an interlayer insulating film on the data line and the scanning line, a step of forming a contact hole in the interlayer insulating film, and a step of forming a contact hole on the interlayer insulating film through the contact hole. Forming the common electrode so as to be electrically connected to the common electrode wiring and to shield a gap between the scanning line and the common electrode wiring. Provided is a method for manufacturing a lateral electric field type active matrix liquid crystal display device.
[0066]
Further, the present manufacturing method preferably includes a step of forming the pixel electrode and the data line in the same layer.
[0067]
The method may further include forming the pixel electrode from a plurality of first portions and a second portion interconnecting the plurality of first portions at an end of the first portion. Preferably, it is provided. In this case, the second portion is located on the common electrode line and forms a storage capacitor with the common electrode line.
[0068]
The interlayer insulating film is selected from any of a film made of an organic material, a film made of a transparent inorganic material, and a film having a two-layer structure of a film made of an organic material and a film made of a transparent inorganic material. Is preferred.
[0069]
Further, in the present manufacturing method, the interlayer insulating film is formed from a stack of an organic material and an inorganic material, and the interlayer insulating film made of the organic material is formed on the scanning lines, the data lines and the common electrode wiring, and It is preferable that the method further includes a step of forming the scanning line, the data line, and the common electrode wiring in the vicinity.
[0070]
Alternatively, in the manufacturing method, the interlayer insulating film is formed from a stack of an organic material and an inorganic material, and the interlayer insulating film made of the organic material is formed on the scanning line and the data line, and the scanning line and the data line. It is preferable to include a step of forming the film in the vicinity of.
[0071]
Alternatively, in the present manufacturing method, the interlayer insulating film is formed from a stack of an organic material and an inorganic material, and the interlayer insulating film made of the organic material is formed on the data line and the thin film transistor, and the data line and the thin film transistor. It is preferable to include a process of forming the vicinity.
[0072]
Alternatively, the present manufacturing method includes a step of forming the interlayer insulating film from a stack of an organic material and an inorganic material, and forming the interlayer insulating film made of the organic material on the data line and in the vicinity of the data line. Is preferred.
[0073]
Further, it is preferable that the present manufacturing method includes a step of forming the black matrix layer as an isolated pattern only on the thin film transistor so as to cover the thin film transistor.
[0074]
Further, the present manufacturing method preferably includes a step of forming a color layer constituting a color filter so as to have an edge parallel to the data line.
[0075]
In addition, the present manufacturing method preferably includes a step of forming the color layers constituting the color filter so that each color layer has no gap between adjacent color layers or overlaps with the adjacent color layers. .
[0076]
Further, in the present manufacturing method, between the scanning line and the common electrode wiring, a columnar pattern for securing a gap between the active element substrate and the counter substrate is formed on the active element substrate or the counter substrate. It is preferable to include a process of forming the first substrate.
[0077]
Further, the present manufacturing method preferably includes a step of forming an opening in the common electrode on a channel of the thin film transistor. In this case, the end of the opening is formed to be separated from the end of the channel by a predetermined distance.
[0078]
Further, in the present manufacturing method, the data line is electrically connected to a protection circuit wiring formed in the same layer as the scanning line through a contact hole formed in an insulating film in a peripheral portion of a screen, and the scanning is performed. It is preferable that the method further includes a step of electrically connecting the line to a protection circuit wiring formed in the same layer as the data line through a contact hole formed in the insulating film in a peripheral portion of the screen.
[0079]
Further, in the present manufacturing method, the data line is protected in a peripheral portion of a screen by a conductive pattern formed in an upper layer through a contact hole formed in the interlayer insulating film and formed in the same layer as the scanning line. The scanning line is electrically connected to circuit wiring, and the scanning line is formed in the same layer as the data line by a conductive pattern formed through a contact hole formed in the interlayer insulating film in a peripheral portion of a screen. It is preferable to include a step of electrically connecting to the circuit wiring.
[0080]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(First embodiment of the present invention)
1, 2, and 3 show an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view of an active matrix type liquid
[0081]
As shown in FIG. 2, the liquid
[0082]
The opposing
[0083]
Further, in order to prevent charging due to contact from the surface of the liquid crystal display panel from affecting the
[0084]
The
[0085]
The
[0086]
The island-shaped
[0087]
In the present specification, in the
[0088]
The
[0089]
A polarizing plate (not shown) is attached outside the
[0090]
A number of spacers 28 (only one is shown in FIG. 2) for maintaining the thickness of the
[0091]
A data signal is supplied to the
[0092]
As shown in FIG. 1, the
[0093]
More specifically, in the conventional IPS mode liquid crystal display device shown in FIG. 40, the drain electrode is formed by extending the drain extraction electrode 154a from the data line 154. In the liquid
[0094]
The
[0095]
In the liquid
[0096]
FIG. 34 is a plan view illustrating an example of the protection circuit.
[0097]
The data lines 24 are formed in the peripheral portion of the screen at a
[0098]
Similarly, the
[0099]
FIG. 35 is a plan view showing another example of the protection circuit.
[0100]
The
[0101]
Further, in the peripheral portion of the screen, the
[0102]
By providing the
[0103]
In the active matrix type liquid
[0104]
Further, only one
[0105]
The
[0106]
Although the
[0107]
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, the opening 27 a of the
[0108]
Further, as shown in FIG. 1, the black matrix layer 17 (the region surrounded by the broken line in FIG. 1) is formed only above the
[0109]
Further, a
[0110]
Each
[0111]
Note that the edges of the
[0112]
In the active matrix liquid
[0113]
In the active matrix type liquid
[0114]
According to the active matrix type liquid
[0115]
In the active matrix type liquid
[0116]
Furthermore, since the
[0117]
Further, since the
[0118]
Specifically, in the conventional IPS mode liquid crystal display device, it is necessary to provide the common electrode wirings 151 on both sides of the scanning line 150 in order to shield a leakage electric field from the scanning line 150. In the active matrix type liquid
[0119]
In the active matrix type liquid
[0120]
Further, in the active matrix type liquid
[0121]
Further, in the active matrix type liquid
[0122]
In the active matrix type liquid
[0123]
In addition, each color layer is formed with no gap between adjacent color layers or overlaps with adjacent color layers. As a result, the range of colors that can be displayed (chromaticity range) is not reduced, and the display quality is improved.
[0124]
Further, in the active matrix type liquid
[0125]
Further, in the active matrix type liquid
[0126]
Note that, as shown in FIGS. 1 and 2, the
[0127]
Further, in the active matrix type liquid
[0128]
Next, specific numerical examples of the active matrix liquid
[0129]
The
[0130]
The present inventor has experimentally determined the relationship between the amount of protrusion (μm) of the
[0131]
The crosstalk level at which the viewer can visually recognize the crosstalk is 3.
[0132]
As shown in FIG. 4, when the overhang of the
[0133]
Therefore, the amount of protrusion of the
[0134]
The
[0135]
The present inventor has experimentally determined the relationship between the protruding amount (μm) of the
[0136]
As shown in FIG. 5, when the overhang amount of the
[0137]
Therefore, the amount of protrusion of the
[0138]
In addition, by setting the amount of protrusion of the
[0139]
[0140]
The present inventor has experimentally determined the relationship between the specific resistance (Ω · cm) of the material constituting the
[0141]
The level at which the viewer can visually recognize the increase in the peripheral luminance is 1.
[0142]
As shown in FIG. 6, the specific resistance of the material constituting the
[0143]
Therefore, the specific resistance of the material constituting the
[0144]
Specific resistance is 1 × 10 9.5 As a material having a resistance of Ω · cm or more, for example, there is a material in which a resin is dispersed in titanium oxide as a black pigment.
[0145]
Further, Δε of the liquid crystal material constituting the
[0146]
The present inventor has experimentally determined the relationship between Δε of the liquid crystal material and the VT peak voltage. FIG. 7 is a graph showing the result. The VT peak voltage indicates an applied voltage that gives the maximum transmittance.
[0147]
In order to drive the liquid crystal display device at an appropriate voltage (usually, the effective voltage between the pixel electrode and the common electrode is 5 V), it is desirable that the value of the VT peak voltage be 6 V or less, and 5.5 V or less. It is more desirable that
[0148]
As shown in FIG. 7, when Δε of the liquid crystal material is about 8.4, the VT peak voltage becomes 6 V, and when Δε of the liquid crystal material is about 10.6, the VT peak voltage becomes 5 V. 0.5V.
[0149]
Therefore, Δε of the liquid crystal material constituting the
[0150]
Further, the N / I point (clearing point) of the liquid crystal material constituting the
[0151]
By doing so, it becomes possible to apply the present liquid crystal display device to a display device such as a mobile phone device.
[0152]
FIG. 8A is a plan view showing the positional relationship between the
[0153]
As shown in FIG. 8A, the
[0154]
In this case, it is preferable that the second portion 27c be disposed so as to overlap the
[0155]
Further, when the
[0156]
The inventor has obtained the relationship between the distance D and the wiring capacitance of the
[0157]
Here, if the wiring capacity of the
[0158]
As shown in FIG. 8B, when the distance D is about 0.6 μm, the wiring capacity becomes 10, and when the distance D exceeds about 0.6 μm, the wiring capacity becomes 10 or less. Further, when the distance D is about 2.4 μm, the wiring capacity becomes 6, and when the distance D exceeds about 2.4 μm, the wiring capacity becomes 6 or less.
[0159]
Therefore, the distance D may be 0.6 μm or more, and if it is 1.0 μm or more, display problems can be reliably suppressed. Further, the distance D is particularly preferably 2.4 μm or more, and if it is 3 μm or more, a desirable display can be reliably performed.
[0160]
The
[0161]
Further, it is preferable that each
[0162]
In order to ensure that there is no gap between the adjacent color layers 18, the adjacent color layers 18 can be arranged so as to overlap each other. In this case, the width of the region where the adjacent color layers 18 overlap is set to, for example, 3 μm or more.
[0163]
FIGS. 9, 10 and 11 are cross-sectional views of respective steps in an example of a method for manufacturing the
[0164]
Hereinafter, a method of manufacturing the in-plane switching mode active matrix liquid
[0165]
First, as shown in FIG. 9A, a
[0166]
Next, as shown in FIG. 9B, a
[0167]
Next, as shown in FIG. 9C, the i-layer 35a and the n-layer 35b are patterned to form an
[0168]
Next, as shown in FIG. 10A, a
[0169]
By patterning the
[0170]
Next, as shown in FIG. 10B, an
[0171]
Next, as shown in FIG. 10C, a
[0172]
Next, as shown in FIG. 11, an ITO film is entirely formed so that the contact holes 29 and 37 are filled with ITO, and the
[0173]
Through the above steps, the
[0174]
In the liquid
[0175]
If there is a region where the direction of the acute angle rotation from the liquid crystal alignment direction to the electric field direction is counterclockwise, this region is formed by applying an electric field between the
[0176]
By forming the
(Second embodiment of the present invention)
FIG. 12 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0177]
In the in-plane switching mode active matrix liquid
[0178]
By forming not only the
[0179]
FIGS. 13, 14 and 15 are cross-sectional views of respective steps in an example of a method for manufacturing the
[0180]
Hereinafter, a method for manufacturing the in-plane switching mode active matrix liquid
[0181]
First, as shown in FIG. 13A, a
[0182]
Next, as shown in FIG. 13B, a
[0183]
Next, as shown in FIG. 13C, the i-layer 35a and the n-layer 35b are patterned to form an
[0184]
Next, as shown in FIG. 14A, a contact hole 37 is formed in the
[0185]
Next, as shown in FIG. 14B, a
[0186]
At the same time, the
[0187]
In this case, the
[0188]
Next, as shown in FIG. 14C, an ITO film is formed on the front surface, and the
[0189]
Next, as shown in FIG. 15A, an
[0190]
Next, as shown in FIG. 15B, a
[0191]
Next, as shown in FIG. 15C, an ITO film is entirely formed so that the
[0192]
Through the above steps, the
(Third embodiment of the present invention)
FIG. 16 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0193]
In the active matrix liquid
[0194]
The
[0195]
By covering the
(Fourth embodiment of the present invention)
FIG. 17 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0196]
As shown in FIG. 2, in the in-plane switching mode active matrix liquid
[0197]
Specifically, the
[0198]
Except that the
[0199]
As described above, even when the
(Fifth Embodiment of the Present Invention)
FIG. 18 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0200]
As shown in FIG. 2, in the in-plane switching mode active matrix type liquid
[0201]
On the other hand, in the active matrix type liquid
[0202]
The
[0203]
Since it is easier to make the height of the
[0204]
The
[0205]
Further, in the present embodiment, the
[0206]
When a
(Sixth embodiment of the present invention)
FIG. 19 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0207]
In the first to fifth embodiments described above, the
[0208]
On the other hand, in the in-plane switching mode active matrix liquid
[0209]
Specifically, as shown in FIG. 19, the
[0210]
The
[0211]
Since the dielectric constant of the organic film is lower than the dielectric constant of the inorganic film, as compared with the case where the
[0212]
Further, when the
(Seventh embodiment of the present invention)
FIG. 20 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0213]
For example, in the in-plane switching mode active matrix liquid
[0214]
The
[0215]
The dielectric constant of the
[0216]
Further, as shown in FIG. 20, the interlayer film between the
[0219]
For example, it is preferable that the thickness of the
[0218]
As an example, the thickness of the
[0219]
If the thickness of the
[0220]
If the thickness of the
[0221]
If the thickness of the
[0222]
According to the present embodiment, since a region related to display between the
(Eighth embodiment of the present invention)
FIG. 21 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0223]
In this embodiment, the
[0224]
In the present embodiment, the
[0225]
That is, in the present embodiment, the
[0226]
Also in the present embodiment, since a region related to display between the
(Ninth embodiment of the present invention)
FIG. 24 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0227]
In this embodiment, the
[0228]
According to the present embodiment, since the distance between the
[0229]
Hereinafter, a method for manufacturing the
[0230]
An interlayer insulating
[0231]
Specifically, as shown in FIG. 10A, after D-Cr patterning, the n-layer 35b on the channel is removed by etching, and then an
[0232]
Further, a photosensitive acrylic resin is applied, and is exposed and developed to form an
[0233]
Here, the
[0234]
Next, a
[0235]
Further, an ITO film is formed thereon, and the
[0236]
The
[0237]
Through the above steps, the
[0238]
In the above manufacturing process, it is preferable to remove impurities adsorbed on the surface of the
[0239]
Thereby, the contact resistance in the
[0240]
Further, in the above manufacturing process, after forming the
[0241]
Thereby, the adhesion between the interlayer insulating
[0242]
Although it is possible to perform treatment using helium or argon plasma after forming the contact hole, impurities are re-adhered to the surface of the
(Tenth embodiment of the present invention)
FIG. 26 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0243]
In this embodiment, the
[0244]
According to the present embodiment, since the
(Eleventh embodiment of the present invention)
FIG. 28 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0245]
In this embodiment, the
[0246]
According to the present embodiment, since the
[0247]
In the liquid
[0248]
Further, as a material of the
(Twelfth embodiment of the present invention)
Each of the in-plane switching mode active matrix liquid
[0249]
The single-domain liquid crystal display device is configured such that an electric field substantially parallel to the surface of the
[0250]
Each of the first to eleventh embodiments can be applied to a so-called multi-domain type liquid crystal display device.
[0251]
The multi-domain type liquid crystal display device is configured such that an electric field in two directions substantially parallel to the surface of the active element substrate 11 (herein, electric fields in the first and second directions) is applied between the
[0252]
That is, the first to eleventh embodiments described above are applicable not only to a single-domain liquid crystal display device but also to a multi-domain liquid crystal display device.
[0253]
When the liquid crystal display device according to the first to eleventh embodiments is configured as a single domain type liquid crystal display device, a rubbing direction L is given as shown in FIG. 30A which is a plan view of a pixel. In this case, it is preferable that the
[0254]
By providing the
[0255]
On the other hand, as shown in FIG. 30B, contact points are formed near two corners that give diagonal lines obtained by rotating the
[0256]
In the case where the liquid crystal display device according to the first to eleventh embodiments is configured as a multi-domain liquid crystal display device, as shown in FIG. At the corner where the angle between the direction extending toward the inside of the pixel and the direction extending from the common electrode wiring 151 toward the center of the pixel from the common electrode wiring 151 is 90 degrees or more. Preferably, a
[0257]
In this manner, by connecting the
(Thirteenth embodiment of the present invention)
FIG. 32 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0258]
As shown in FIG. 32, in the in-plane switching mode active matrix liquid
[0259]
According to the present embodiment, the
(14th embodiment of the present invention)
FIG. 33 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid
[0260]
As shown in FIG. 33, in the in-plane switching mode active matrix liquid
[0261]
According to the present embodiment, by connecting the
(Fifteenth Embodiment of the Present Invention)
In the first to twelfth embodiments, the
[0262]
The
[0263]
For example, the
[0264]
By forming the
[0265]
Further, for example, the
[0266]
By covering the gap between the scanning
[0267]
Further, for example, the
[0268]
Since the step of the
[0269]
Forming the
[0270]
In the present specification, the above-described
[0271]
For example, the present invention can be applied to the liquid crystal display devices described in Japanese Patent No. 3125872 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-89240) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-81637, which are cited as the prior art in this specification. .
[0272]
In the first to fourteenth embodiments, the
[0273]
In the present specification, the above-described
[0274]
For example, the liquid crystal display device described in Japanese Patent No. 3125872 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-89240) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-81637, which is cited as a conventional technology in the present specification, or the conventional IPS shown in FIG. The present invention can also be applied to a mode liquid crystal display device.
[0275]
When the
(Sixteenth embodiment of the present invention)
The liquid
[0276]
FIG. 38 is a block diagram of a portable information terminal 250 to which any one of the liquid crystal display devices according to the first to fifteenth embodiments is applied. The liquid crystal display device according to the above embodiment is used as a component of the liquid crystal panel 265 in the portable information terminal 250.
[0277]
The portable information terminal 250 includes a
[0278]
By using the liquid crystal panel 265 using the liquid crystal display device according to the above embodiment, the aperture ratio in the
[0279]
In addition, the liquid crystal panel 265 using any one of the liquid crystal display devices according to the above embodiments can be applied to a monitor of a portable personal computer, a notebook personal computer, or a desktop personal computer.
[0280]
FIG. 39 is a block diagram of a mobile phone 275 to which any one of the liquid crystal display devices according to the above embodiments is applied.
[0281]
The mobile phone 275 includes a display unit 276 including a liquid crystal panel 265, a
[0282]
By using the liquid crystal panel 265 using the liquid crystal display device according to the above embodiment, the aperture ratio of the display portion 276 can be improved, and the luminance of the display portion 276 can be improved.
[0283]
In the description of each of the above embodiments, features that are characteristic of the present invention are mainly described, and matters that are known to those having ordinary knowledge in this field are not particularly described in detail. Even without, these matters belong to the analogy of those mentioned above.
[0284]
【The invention's effect】
In the in-plane switching mode active matrix type liquid crystal display device according to the present invention, the scanning lines and the common electrode wiring are formed in the same layer and in parallel with each other, and the data lines and the scanning lines are formed via an interlayer insulating film. Thus, only one common electrode line is formed on one side of the scanning line.
[0285]
As described above, since the scanning line and the data line are covered with the common electrode with the interlayer insulating film interposed therebetween, the common electrode can shield an electric field leaking from the scanning line and the data line, and the pixel electrode and the common electrode can be shielded. Thus, the effective display area that can be controlled can be enlarged.
[0286]
As a result, the area of the common electrode wiring can be reduced. Specifically, in the conventional IPS mode liquid crystal display device, common electrode wirings are provided on both sides of the scanning line in order to shield a leakage electric field from the scanning line. In the apparatus, since the common electrode has a function of shielding a leakage electric field from the scanning line, it is possible to reduce the number of common electrode wirings for shielding the leakage electric field from the scanning line to one.
[0287]
Further, in the active matrix type liquid crystal display device according to the present invention, since the pixel electrode and the common electrode are formed in different layers, there is no possibility that a short circuit occurs between the two electrodes. Therefore, the production yield of the liquid crystal display device according to the present invention can be improved.
[0288]
In this case, even when compared with the number of steps in the case where the pixel electrode and the common electrode are formed in the same layer as in the conventional IPS mode liquid crystal display device, the steps in the case where the pixel electrode and the common electrode are formed in different layers are compared. The number does not increase.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG.
3 is a circuit diagram of a unit pixel portion of the lateral electric field type active matrix liquid crystal display device shown in FIG.
FIG. 4 is a graph showing characteristics of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a graph showing characteristics of the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 6 is a graph showing characteristics of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 7 is a graph showing characteristics of the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 8A is a schematic plan view for explaining characteristics of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 8B is a graph showing the characteristics.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing each step in the method for manufacturing the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing each step in the method of manufacturing the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing each step in the method for manufacturing the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment.
FIG. 12 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view showing each step in a method for manufacturing an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the second embodiment.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing each step in a method for manufacturing an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the second embodiment.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing each step in a method for manufacturing an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the second embodiment.
FIG. 16 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a third embodiment.
FIG. 17 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a fourth embodiment.
FIG. 18 is a cross-sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a fifth embodiment.
FIG. 19 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a sixth embodiment.
FIG. 20 is a cross-sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a seventh embodiment.
FIG. 21 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a sectional view taken along line aa ′ of FIG. 21;
FIG. 23 is a cross-sectional view of a modification of the in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to the seventh embodiment.
FIG. 24 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a ninth embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a sectional view taken along line bb ′ of FIG. 24;
FIG. 26 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional view taken along the line cc ′ of FIG. 26.
FIG. 28 is a plan view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a sectional view taken along line dd ′ of FIG. 28;
FIG. 30 is a schematic plan view showing an example of an arrangement position of a contact hole.
FIG. 31 is a schematic plan view showing an example of an arrangement position of a contact hole.
FIG. 32 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a sectional view of an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a plan view illustrating an example of a protection circuit.
FIG. 35 is a plan view showing another example of the protection circuit.
FIG. 36 is a plan view showing an example of the shape of a data line.
FIG. 37 is a plan view showing an example of the shape of a data line.
FIG. 38 is a block diagram of an electronic device according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 39 is a block diagram of an electronic device according to an eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 40 is a plan view of a conventional IPS mode liquid crystal display device.
41 is a sectional view taken along line XX of FIG. 40.
[Explanation of symbols]
10 Liquid crystal display device according to first embodiment
11 Active element substrate
12 Counter substrate
13 Liquid crystal layer
16 Transparent insulating substrate
17 Black matrix layer
18 color layers
19 Overcoat layer
20 scanning lines
20A, 20B Protection circuit wiring
21 Common electrode wiring
22 Transparent insulating substrate
23 Gate insulating film
23a, 23c Contact hole
24 data lines
24A, 24B Protection circuit wiring
25 Pixel electrode
25a Transparent electrode as protective layer
26 Interlayer insulation film
26a Interlayer insulating film made of inorganic film
26b Interlayer insulating film made of organic film
27 Common electrode
28 Spacer
29 Contact hole
38 Pillar pattern
40 Liquid crystal display device according to second embodiment
41, 42 protection circuit
43 conductive pattern
50 Liquid Crystal Display Device According to Third Embodiment
60 Liquid Crystal Display Device According to Fourth Embodiment
70 Liquid Crystal Display Device According to Fifth Embodiment
80 Liquid crystal display device according to sixth embodiment
90 Liquid Crystal Display Device According to Seventh Embodiment
100 Liquid crystal display device according to ninth embodiment
250 portable information terminal
275 mobile phone
Claims (50)
前記能動素子基板は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有する薄膜トランジスタと、表示すべき画素に対応した画素電極と、基準電位が与えられる共通電極と、データ線と、走査線と、共通電極配線とを備え、
前記ゲート電極は前記走査線に、前記ドレイン電極は前記データ線に、前記ソース電極は前記画素電極に、前記共通電極は前記共通電極配線に、それぞれ電気的に接続されており、
前記画素電極と前記共通電極との間に印加される、前記能動素子基板の表面に略平行な電界により、前記液晶層の分子軸を前記能動素子基板に平行な面内において回転させることにより表示を行う横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記走査線及び前記共通電極配線は同層に、かつ、相互に平行に形成されており、
前記データ線及び前記走査線は層間絶縁膜を介して前記共通電極に覆われており、
前記共通電極配線は前記走査線の片側に一本のみ形成されており、
前記共通電極は、前記層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して、前記共通電極配線と電気的に接続されており、
前記共通電極は前記走査線と前記共通電極配線との間のギャップをシールドするように形成されていることを特徴とする横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。A liquid crystal display device comprising: an active element substrate, a counter substrate, and a liquid crystal layer held between the active element substrate and the counter substrate,
The active element substrate includes a thin film transistor having a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode, a pixel electrode corresponding to a pixel to be displayed, a common electrode to which a reference potential is applied, a data line, a scanning line, and a common electrode wiring. With
The gate electrode is electrically connected to the scan line, the drain electrode is connected to the data line, the source electrode is connected to the pixel electrode, and the common electrode is connected to the common electrode wiring, respectively.
Display is performed by rotating the molecular axis of the liquid crystal layer in a plane parallel to the active element substrate by an electric field applied between the pixel electrode and the common electrode and substantially parallel to the surface of the active element substrate. In an in-plane switching type active matrix liquid crystal display device,
The scanning line and the common electrode wiring are formed in the same layer and in parallel with each other,
The data line and the scanning line are covered by the common electrode via an interlayer insulating film,
Only one common electrode wiring is formed on one side of the scanning line,
The common electrode is electrically connected to the common electrode wiring via a contact hole provided in the interlayer insulating film,
The active matrix type liquid crystal display device of a horizontal electric field type, wherein the common electrode is formed so as to shield a gap between the scanning line and the common electrode wiring.
前記画素電極と前記共通電極の間において、前記能動素子基板の表面に略平行な第1及び第2の方向の電界が印加され、
前記第1の方向の電界が印加され、前記液晶層の分子軸が前記能動素子基板の表面に平行な面内において、第1の回転方向に回転される第1のサブ画素領域と、前記第2の方向の電界が印加され、前記液晶層の分子軸が前記能動素子基板の表面に平行な面内において、前記第1の回転方向とは異なる第2の回転方向に回転される第2のサブ画素領域と、を有することを特徴とする請求項1に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。The active matrix liquid crystal display device,
Electric fields in first and second directions substantially parallel to the surface of the active element substrate are applied between the pixel electrode and the common electrode,
An electric field in the first direction is applied, and a first sub-pixel region rotated in a first rotation direction in a plane in which a molecular axis of the liquid crystal layer is parallel to a surface of the active element substrate; An electric field in a second direction is applied, and a second axis rotated in a second rotation direction different from the first rotation direction in a plane in which a molecular axis of the liquid crystal layer is parallel to a surface of the active element substrate. The active matrix type liquid crystal display device of the horizontal electric field system according to claim 1, further comprising: a sub-pixel region.
前記第2部分は前記共通電極配線上に位置し、前記共通電極配線とともに蓄積容量を形成することを特徴とする請求項1乃至8の何れか一項に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。The pixel electrode includes: a plurality of first portions; and a second portion interconnecting the plurality of first portions at an end of the first portion.
9. The active-matrix liquid crystal according to claim 1, wherein the second portion is located on the common electrode line and forms a storage capacitor together with the common electrode line. Display device.
前記逆回転防止構造は、ラビング軸と前記サブ画素領域内で発生する電界の向きとの関係が、サブ画素領域内のすべての領域において、ラビング軸から同一方向への鋭角の回転により電界の向きと重なるように、前記画素電極及び前記共通電極の少なくとも何れか一方と等電位を与えられる補助電極を備えることを特徴とする請求項1乃至請求項31の何れか一項に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置。In the sub-pixel region where the rotation direction of the liquid crystal molecules is the same, the liquid crystal display device further includes a reverse rotation prevention structure that prevents the liquid crystal from rotating in the opposite direction,
In the reverse rotation prevention structure, the relationship between the rubbing axis and the direction of the electric field generated in the sub-pixel region is such that, in all regions in the sub-pixel region, the direction of the electric field is changed by an acute angle rotation in the same direction from the rubbing axis. 32. An in-plane switching method according to claim 1, further comprising an auxiliary electrode provided with an equal potential to at least one of the pixel electrode and the common electrode so as to overlap. Active matrix type liquid crystal display device.
前記能動素子基板は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有する薄膜トランジスタと、表示すべき画素に対応した画素電極と、基準電位が与えられる共通電極と、データ線と、走査線と、共通電極配線とを備え、
前記ゲート電極は前記走査線に、前記ドレイン電極は前記データ線に、前記ソース電極は前記画素電極に、前記共通電極は前記共通電極配線に、それぞれ電気的に接続されており、
前記画素電極と前記共通電極との間に印加される、前記能動素子基板の表面に略平行な電界により、前記液晶層の分子軸を前記能動素子基板に平行な面内において回転させることにより表示を行う横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法において、
前記走査線及び前記共通電極配線を相互に平行に同層に、かつ、前記共通電極配線を前記走査線の片側に一本のみ形成する過程と、
前記データ線及び前記走査線上に層間絶縁膜を形成する過程と、
前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する過程と、
前記層間絶縁膜上に、前記コンタクトホールを介して前記共通電極配線と電気的に接続するように、かつ、前記走査線と前記共通電極配線との間のギャップをシールドするように前記共通電極を形成する過程と、
を備えることを特徴とする横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。A liquid crystal display device comprising: an active element substrate, a counter substrate, and a liquid crystal layer held between the active element substrate and the counter substrate,
The active element substrate includes a thin film transistor having a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode, a pixel electrode corresponding to a pixel to be displayed, a common electrode to which a reference potential is applied, a data line, a scanning line, and a common electrode wiring. With
The gate electrode is electrically connected to the scan line, the drain electrode is connected to the data line, the source electrode is connected to the pixel electrode, and the common electrode is connected to the common electrode wiring, respectively.
Display is performed by rotating the molecular axis of the liquid crystal layer in a plane parallel to the active element substrate by an electric field applied between the pixel electrode and the common electrode and substantially parallel to the surface of the active element substrate. In a method of manufacturing an in-plane switching type active matrix liquid crystal display device,
Forming the scanning line and the common electrode wiring in the same layer in parallel with each other, and forming only one common electrode wiring on one side of the scanning line;
Forming an interlayer insulating film on the data lines and the scanning lines;
Forming a contact hole in the interlayer insulating film;
The common electrode is formed on the interlayer insulating film so as to be electrically connected to the common electrode wiring via the contact hole, and to shield a gap between the scanning line and the common electrode wiring. The process of forming,
A method for manufacturing a lateral electric field type active matrix type liquid crystal display device, comprising:
前記第2部分は前記共通電極配線上に位置し、前記共通電極配線とともに蓄積容量を形成することを特徴とする請求項36または37に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。Forming the pixel electrode from a plurality of first portions and a second portion interconnecting the plurality of first portions at an end of the first portion,
38. The method according to claim 36, wherein the second portion is located on the common electrode line, and forms a storage capacitor together with the common electrode line. .
前記走査線を、画面周辺部において、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記データ線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続する過程を備えることを特徴とする請求項36乃至48の何れか一項に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。The data line is electrically connected to a protection circuit wiring formed in the same layer as the scanning line through a contact hole formed in an insulating film in a peripheral portion of a screen,
A step of electrically connecting the scanning line to a protection circuit wiring formed in the same layer as the data line through a contact hole formed in the insulating film in a peripheral portion of a screen. 49. The method of manufacturing an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to any one of items 36 to 48.
前記走査線を、画面周辺部において、前記層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して形成された導電パターンによって、前記データ線と同層に形成された保護回路配線に電気的に接続する過程を備えることを特徴とする請求項36乃至48の何れか一項に記載の横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の製造方法。The data line is electrically connected to a protection circuit wiring formed in the same layer as the scanning line by a conductive pattern formed in an upper layer through a contact hole formed in the interlayer insulating film in a peripheral portion of a screen. And
Electrically connecting the scanning line to a protection circuit wiring formed in the same layer as the data line by a conductive pattern formed through a contact hole formed in the interlayer insulating film in a peripheral portion of a screen. The method of manufacturing an in-plane switching mode active matrix liquid crystal display device according to any one of claims 36 to 48, comprising:
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