JP2008180928A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】単一の工程で複数のコンタクトホールを同時に形成することができる、平坦化膜
上に画素電極及び共通電極を配置したＦＦＳモードの液晶表示装置及びその製造方法を提
供すること。
【解決手段】平坦化膜１８の表面にサブ画素毎に画素電極１９ａを形成し、次いで表面全
体に亘って絶縁膜２０を形成し、この絶縁膜２０の表面からドレイン電極Ｄ、コモン配線
の接続部１６１及び画素電極１９ａが露出するように第１〜第３のコンタクトホール２１
ａ〜２１ｃを同時に形成し、次いで表面全体に亘って透明導電性材料からなる膜を形成し
た後、サブ画素毎に複数のスリットを有する共通電極２２ａを形成し、第１のコンタクト
ホール２１ａを介して共通電極２２と接続部１６１の間、第２コンタクトホール２１ｂ、
絶縁膜２０上及び第３コンタクトホール２１ｃを経る橋渡し構造の導電路２３を介して画
素電極１９ａとドレイン電極Ｄとをそれぞれ接続する工程を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、製造工数を増やすことなく製造し得る、平坦化膜上に画素電極及び共通電極
を配置した高開口率及び高表示画質を達成することができるＦＦＳモードの液晶表示装置
及びその製造方法に関する。
液晶表示装置は、表面に電極等が形成された一対の透明基板と、この一対の基板間に挟
持された液晶層とを有し、両基板上の電極に電圧を印加することによって液晶を再配列さ
せて種々の情報を表示する縦方向電界方式のものが多く使用されている。このような縦方
向電界方式の液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのものが一般的であるが
、視野角が狭いという問題点が存在するため、ＶＡ（Vertical Alignment）モードやＭＶ
Ａ（Multidomain Vertical Alignment）モード等、種々の改良された縦方向電界方式の液
晶表示装置が開発されている。
一方、上述の縦方向電界方式の液晶表示装置とは異なり、一方の基板にのみ画素電極及
び共通電極からなる一対の電極を備えたＩＰＳ（In-Plane Switching）モードないしＦＦ
Ｓ（Fringe Field Switching）モードの液晶表示装置も知られている。
このうちＩＰＳモードの液晶表示装置は、一対の電極を同一層に配置し、液晶に印加す
る電界の方向を基板にほぼ平行な方向として液晶分子を基板に平行な方向に再配列するも
のである。そのため、このＩＰＳモードの液晶表示装置は、横方向電界方式の液晶表示装
置ともいわれ、前述の縦方向電界方式の液晶表示装置と比すると非常に広視野角であると
いう利点を有している。しかしながら、ＩＰＳモードの液晶表示装置は、液晶に電界を印
加するため一対の電極が同一層に設けられているため、画素電極の上側に位置する液晶分
子は十分に駆動されず、透過率等の低下を招いてしまうといった問題点が存在している。
このようなＩＰＳモードの液晶表示装置の問題点を解決するために、いわゆる斜め電界
方式ともいうべきＦＦＳモードの液晶表示装置が開発されている（下記特許文献１及び２
参照）。このＦＦＳモードの液晶表示装置は液晶層に電界を印加するための画素電極と共
通電極をそれぞれ絶縁膜を介して異なる層に配置したものである。
このＦＦＳモードの液晶表示装置は、ＩＰＳモードの液晶表示装置よりも広視野角かつ
高コントラストであり、更に低電圧駆動ができると共により高透過率であるため明るい表
示が可能となるという特徴を備えている。加えて、ＦＦＳモードの液晶表示装置は、ＩＰ
Ｓモードの液晶表示装置よりも平面視で画素電極と共通電極との重複面積が大きいために
、より大きな保持容量が副次的に生じ、別途補助容量線を設ける必要がなくなるという長
所も存在している。
特開２００１−２３５７６３号公報 特開２００２−１８２２３０号公報
しかしながら、従来のＦＦＳモードの液晶表示装置は、スイッチング素子やコモン配線
と重なる画素電極の表面には段差が形成されているため、その段差の部分では液晶分子の
配向が乱れてしまう。そのため、従来のＦＦＳモードの液晶表示装置においては、段差の
部分は、実質的に表示に寄与しない領域となるので、カラーフィルタ基板においてブラッ
クマトリクスによって遮光する必要があるため、この段差の部分の分だけ開口率が低下し
てしまう。
このような段差をなくすためには、上述のＶＡ方式ないしＭＶＡ方式の液晶表示装置で
使用されているような平坦化膜を用い、この平坦化膜上に画素電極や共通電極を配置する
ことも考えられる。しかしながら、このような構成を採用すると、スイッチング素子及び
コモン配線は平坦化膜の下部に形成されているため、画素電極とスイッチング素子との間
及び共通電極とコモン配線との間を電気的に接続するためにコンタクトホールを２箇所形
成する必要が生じる。この２箇所のコンタクトホールは、画素電極及び共通電極が異なる
層に配置されているため、通常は同時に形成することができず、それぞれ別個の工程で形
成する必要があるという問題点が存在する。
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、平坦化膜上に画素電極及び共通電極
を配置した際に、単一の工程で複数のコンタクトホールを形成することができ、高開口率
で表示画質が良好なＦＦＳモードの液晶表示装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置は、
液晶層を挟持した一対の透明基板を備え、前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶
層側には、
表示領域にマトリクス状に配置された複数の走査線及び信号線と、
複数の前記走査線及び信号線の交差点近傍に設けられたスイッチング素子と、
前記表示領域の周縁部に沿って形成されたコモン配線と、
少なくとも表示領域の全体に亘って形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜の表面に形成された第１電極と、
前記第１電極上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成され、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する位
置毎に複数のスリットを有する第２電極と、
が形成されており、
前記第２電極は前記絶縁膜及び平坦化膜に形成された第１のコンタクトホールを介して
前記コモン配線又はスイッチング素子に電気的に接続されており、
前記第１電極は、前記絶縁膜に形成された第２のコンタクトホール、前記絶縁膜の表面
、前記絶縁膜及び平坦化膜に形成された第３のコンタクトホールを経るように形成された
前記第２電極と同じ材料で形成された橋渡し構造の導電路を経て、第２電極とは異なる前
記スイッチング素子又はコモン配線に電気的に接続されていることを特徴とする。
本発明の液晶表示装置においては、絶縁膜の表面に設けられる第２電極は複数の走査線
及び信号線で区画された領域に対応する位置毎(以下、「サブ画素領域毎」という。)に複
数のスリットを有することが必要である。本発明の液晶表示装置は、このスリットを介し
てサブ画素領域毎に第１電極と第２電極との間に印加される電界によってフリンジフィー
ルド効果を発揮させることができる。
この複数のスリットは、互いに平行な方向に形成されている必要があるが、一つの画素
内で異なる複数の方向に形成されている群が存在していてもかまわない。このような構成
とすると、視角による画質の変化を低減することが可能となる。
また、本発明においては、第１電極及び第２電極として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）
又はＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等を使用することができる。この場合、第１電極と第
２電極とは同組成のものであっても異なる組成のものであっても良い。
また、本発明においては、スイッチング素子として、ｐ−Ｓｉ（ポリシリコン）型の薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ：Tin Film Transistor）素子、ａ−Ｓｉ（アモルファスシリコ
ン）型のＴＦＴ素子、低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ：Low Temperature Poly Silicon）型
のＴＦＴ素子などの三端子型素子、或いは薄膜ダイオード（ＴＦＤ：Thin Film Diode）
素子などに代表される二端子型非線形素子などを用いることができる。
また、本発明における平坦化膜は、少なくとも表面が平坦性を有する透明な絶縁膜であ
れば使用することができ、例えばアクリル樹脂やポリイミド等の透明樹脂を使用すること
ができる。更に、本発明における絶縁膜としては酸化硅素や窒化硅素等の無機絶縁膜を使
用することができる。
そして、本発明の液晶表示装置によれば、コンタクトホールは３箇所形成されているが
、これらのコンタクトホールは全て第１電極上の絶縁膜を貫通しているため、一度の工程
で３箇所のコンタクトホールを同時に形成できる。しかも、本発明の液晶表示装置によれ
ば、橋渡し構造の導電路は第２電極と同じ材料で形成されているため、第２電極の形成と
同時に各コンタクトホールを介して第１電極とスイッチング素子又はコモン配線との間、
第２電極とコモン配線又はスイッチング素子との間の電気的導通を達成できる。そのため
、本発明の液晶表示装置によれば、特に製造工数を増やすことなく製造し得る平坦化膜上
に第１電極及び第２電極が形成されたＦＦＳモードの液晶表示装置を提供することができ
る。
また、本発明の液晶表示装置によれば、第１電極と第２電極との間の絶縁膜は補助容量
を形成する誘電体膜として機能する。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、この絶
縁膜の厚さを調整することにより補助容量の大きさを容易に調整することができるように
なる。例えば各画素の面積を小さくして高精細化された液晶表示装置とする場合など、単
位面積当たりの補助容量を大きくする必要がある場合、誘電体として機能する絶縁膜の厚
さを薄くすることで十分な大きさの補助容量を得ることができる。
加えて、電界強度は第１電極と第２電極との間に印加される電圧が一定であれば電極間
距離に反比例して大きくなるから、絶縁膜の厚さを薄くすると第１電極と第２電極との間
の電界強度が強くなる。そのため、絶縁膜の厚さを薄くすると、第１電極と第２電極との
間に印加される電圧を低くしても液晶分子を駆動するための所定の電界強度を得ることが
できる。従って、本発明の液晶表示装置によれば、表示品質が向上すると共に、低電圧駆
動が可能となり、さらに低消費電力化を図ることができる液晶表示装置を提供することが
できる。
しかも、本発明の液晶表示装置によれば、スイッチング素子及びコモン配線の表面は平
坦化膜によって被覆されているため、第２電極には従来例のＦＦＳモードの液晶表示装置
のような段差が生じない。そのため、本発明の液晶表示装置によれば、他方の透明基板と
第２の電極との間の間隔、すなわちセルギャップが均一となり、更に、表示領域内におい
てブラックマトリクスで遮光しなければならない領域の面積が減少するために開口率が大
きくなる。従って、本発明の液晶表示装置によれば、明るく表示画質が良好な、小型化及
び高精細化された液晶表示装置として好適に用いることができるＦＦＳモードの液晶表示
装置が得られる。
また、上記発明の一態様によれば、前記第１電極は前記表示領域の平坦化膜の表面にお
いて前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する位置毎に形成されており、
それぞれの前記第１電極は複数の前記スイッチング素子のそれぞれに電気的に接続されて
おり、前記第２電極は前記絶縁膜の表示領域の表面全体に亘って形成されていると共に前
記コモン配線に接続されていることを特徴とする。
この態様の液晶表示装置によれば、絶縁膜の表面の第２電極を共通電極とすると共に、
絶縁膜の下面のサブ画素領域毎に形成された第１電極をスイッチング素子に接続された画
素電極とした、上記本発明の効果を奏するＦＦＳモードの液晶表示装置が得られる。
また、上記発明の他の態様によれば、前記橋渡し構造の導電路は前記サブ画素領域毎に
形成されていることを特徴とする。
この態様の液晶表示装置によれば、画素電極として機能するサブ画素領域毎の第１電極
を絶縁膜の表面において第２電極との間に絶縁状態を確保しつつスイッチング素子に電気
的に接続することができる。
また、上記発明の他の態様によれば、前記第２電極と前記コモン配線との接続箇所は複
数個形成されていることを特徴とする。
この態様の液晶表示装置によれば、第２電極とコモン配線間の接続抵抗を小さくするこ
とができるため、コモン配線を経て第２電極に印加される信号が配線抵抗によって劣化す
る度合いを小さくすることができるため、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。
また、上記発明の他の態様によれば、前記第１電極は前記表示領域の平坦化膜の表面全
体に亘って形成されていると共に前記コモン配線に接続されており、前記第２電極は前記
表示領域の絶縁膜の表面において前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応す
る位置毎に形成されており、それぞれの前記第２電極は複数の前記スイッチング素子のそ
れぞれに電気的に接続されていることを特徴とする。
この態様の液晶表示装置によれば、絶縁膜の表面のサブ画素領域毎に形成された第２電
極をスイッチング素子に接続された画素電極とすると共に、絶縁膜の下面の第１電極をコ
モン配線に接続された共通電極とした、上記本発明の効果を奏するＦＦＳモードの液晶表
示装置が得られる。
また、上記発明の他の態様によれば、前記橋渡し構造の導電路は前記コモン配線と前記
表示領域との境界部に形成されていることを特徴とする。
この態様の液晶表示装置によれば、画素電極として機能する第２電極は表示領域のみに
形成されるから、共通電極として機能する第１電極を絶縁膜の表面において第２電極との
間に絶縁状態を確保しつつコモン配線に電気的に接続することができる。
また、上記発明の他の態様によれば、前記橋渡し構造の導電路は複数個形成されている
ことを特徴とする。
この態様の液晶表示装置によれば、第１電極とコモン配線間の接続抵抗を小さくするこ
とができるため、コモン配線を経て第１電極に印加される信号が配線抵抗によって劣化す
る度合いを小さくすることができるため、表示画質が良好な液晶表示装置が得られる。
更に、上記目的を達成するため、本発明の液晶表示装置の製造方法は、以下の（１）〜
（７）の工程を有することを特徴とする。
以下の（１）〜（７）の工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
（１）表示領域にマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査
線及び信号線の交差点近傍に設けられたスイッチング素子と、前記表示領域の周縁部に沿
って形成されたコモン配線と、を備える第１の透明基板を用意する工程、
（２）前記第1の透明基板の表示領域全体に亘って平坦化膜を形成する工程、
（３）前記平坦化膜の表面に第１電極を形成する工程、
（４）前記（３）の工程を経た第１の透明基板の表面全体に亘って絶縁膜を形成する工程
、
（５）前記絶縁膜及び平坦化膜に前記スイッチング素子及びコモン配線が露出するように
第１及び第３のコンタクトホールを形成すると共に、前記絶縁膜に前記第１電極が露出す
るように第２コンタクトホールを形成する工程、
（６）前記（５）の工程で得られた透明基板の表面全体に亘って導電性材料からなる膜を
形成した後、エッチングすることによって、前記複数の走査線及び信号線で区画された領
域に対応する位置毎に複数のスリットを有する第２電極を形成すると共に、前記第１のコ
ンタクトホールを介して前記第２電極と前記スイッチング素子又はコモン配線とを電気的
に接続し、前記第２コンタクトホール、前記絶縁膜上及び前記第３コンタクトホールを経
るように形成された橋渡し構造の導電路を経て前記第１電極と前記コモン配線又はスイッ
チング素子とを電気的に接続する工程、
（７）前記（６）の工程で得られた第１の透明基板の表面に第２の透明基板を所定距離隔
てて対向配置させ、前記第１及び第２の透明基板間に液晶を封入する工程。
本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、第１〜第３コンタクトホールを同一の工程
で製造することができるため、特に製造工数を増やすことなく上記発明の効果を奏する液
晶表示装置を製造することができる。
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を実施例より説明する。但し、以下に示
す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置としてＦＦＳモードの液
晶表示装置を例示するものであって、本発明をこのＦＦＳモードの液晶表示装置に特定す
ることを意図するものではなく、特許請求の範囲に含まれるその他の実施形態のものにも
等しく適応し得るものである。
実施例１のＦＦＳモードの液晶表示装置として、平坦化膜を有し、上電極を共通電極と
してコモン配線に接続したＦＦＳモード液晶表示装置の例を製造工程順に図１〜図５を用
いて説明する。なお、図１は実施例１の液晶表示装置１０Ａのアレイ基板の２画素分の模
式平面図である。図２は実施例１の液晶表示装置のコモン配線と共通電極との接続位置Ｘ
を示す図である。図３は実施例１の液晶表示装置１０ＡのＸ部分におけるアレイ基板の拡
大平面図である。図４（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図、図４（ｂ）は図１の
Ｂ−Ｂ線に沿った模式断面図、図４（ｃ）は図３のＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。
また、図５は実施例１の液晶表示装置の変形例におけるＸ部分のアレイ基板の拡大平面図
である。
この実施例１のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ａにおけるアレイ基板ＡＲの製造に際
しては、最初にガラス基板等の透明基板１１の表面全体に亘って金属膜等の導電性層を形
成する。その後、周知のフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、表示領域に
複数の走査線１２を互いに平行になるように形成すると共に、表示領域の周囲（以下、「
額縁領域」という。）にゲート配線（図示せず）を形成する。このゲート配線は、必ずし
も走査線用の配線として使用されるものではなく、走査線と同じ材質の配線であるために
「ゲート配線」と称されているものであり、適宜各種の配線用に使用されるものである。
次いで、この表面全体に窒化硅素層ないし酸化硅素層からなるゲート絶縁膜１３を被覆
する。その後、ＣＶＤ法によりたとえばアモルファス・シリコン（以下「ａ−Ｓｉ」とい
う。）層をゲート絶縁膜１３の表面全体に亘って被覆した後、同じくフォトリソグラフィ
ー法及びエッチング法によって、ＴＦＴ形成領域にａ−Ｓｉ層からなる半導体層１４を形
成する。この半導体層１４が形成されている位置の走査線１２の領域がＴＦＴのゲート電
極Ｇを形成する。
次いで、金属膜で構成された導電性層を半導体層１４を形成した透明基板１１の表面全
体に亘って被覆する。更に、その金属膜で構成された導電性層を、フォトリソグラフィー
法及びエッチング法により、表示領域Ｄｉｓｐにおいて走査線１２に直交するようにソー
ス電極Ｓを含む信号線１５を形成し、ＴＦＴ形成領域にドレイン電極Ｄを形成し、更に、
額縁領域Ｔｒｉｍにソース配線(図示せず)及びコモン配線１６を形成する。このコモン配
線１６には、以下に示す共通電極２２ａとの接続位置Ｘ（図２参照）に対応する位置に部
分的に幅が広くされた接続部１６１が形成されている。なお、信号線１５のソース電極Ｓ
部分及びドレイン電極Ｄ部分はいずれも半導体層１４の表面に部分的に重なっている。
その後、上記工程で得られた透明基板１１の表面全体にパッシベーション膜１７を被覆
する。このパッシベーション膜１７としては、窒化硅素層ないし酸化硅素層からなるもの
を使用することができるが、絶縁性の観点からは窒化硅素層の方が望ましい。更に、パッ
シベーション膜１７の表面全体に例えばアクリル樹脂ないしポリイミド樹脂から成る平坦
化膜（層間膜とも称される）１８及びＩＴＯないしＩＺＯからなる透明導電性層を順次積
層する。
次いで、透明導電性層に対して、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、
サブ画素領域毎に画素電極１９ａを形成する。実施例１の液晶表示装置１０Ａにおいては
、この画素電極１９ａが本発明の第１電極に対応する。
更に、画素電極１９ａが形成された基板１１の表面全体に亘り窒化硅素層ないし酸化硅
素層からなる絶縁膜２０を所定の厚さに形成する。この絶縁膜２０は、後の工程で絶縁膜
２０の表面に形成される透明な共通電極との間で補助容量を形成する誘電体膜として機能
する。そのため、この絶縁膜の厚さを適宜調整することにより補助容量の大きさが所望の
値となるように調整することができる。
次いで、この絶縁膜２０の表面から、絶縁膜２０、平坦化膜１８及びパッシベーション
膜１７を貫通してコモン配線１６の接続部１６１の表面に達する第１のコンタクトホール
２１ａ、絶縁膜２０を貫通して画素電極１９ａの表面に達する第２のコンタクトホール２
１ｂ、絶縁膜２０、平坦化膜１８及びパッシベーション膜１７を貫通してドレイン電極Ｄ
の表面に達する第３のコンタクトホール２１ｃを、それぞれ同時に形成する。このコンタ
クトホール２１ａ〜２１ｃの形成には、乾式エッチング法の１種であるプラズマエッチン
グ法を採用し得る。
次いで、コンタクトホール２１ａ〜２１ｃが形成された基板１１の表面全体に亘りＩＴ
ＯないしＩＺＯからなる透明導電性層を形成する。このとき、透明導電性層によってコン
タクトホール２１ａ〜２１ｃを介してコモン配線１６、画素電極１９ａ及びドレイン電極
Ｄは互いに電気的に互いに接続された状態となる。
その後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、前記透明導電性層をエッ
チングすることにより、表示領域の実質的に全体を被覆する共通電極２２ａを形成する。
このとき同時に、共通電極２２ａには、サブ画素領域毎に、互いに平行にフリンジフィー
ルド効果を発生させるための複数のスリット２４を形成すると共に、導電路２３の周囲に
枠状の切欠部２５を設けて導電路２３と共通電極２２ａとを電気的に絶縁する。また、こ
の共通電極２２ａには、コモン配線１６と共通電極２２ａとの接続位置Ｘにおいて、平面
視でコモン配線１６の部分的に幅が広くされた接続部１６１と重複するように接続部２２
ａ１が形成される。なお、図３においてはスリット２４及び枠状の切欠部２５は図示省略
してある。実施例１の液晶表示装置１０Ａにおいては、この共通電極２２ａが本発明の第
２電極に対応する。
このようにして、共通電極２２ａは第１のコンタクトホール２１ａを介してコモン配線
１６と電気的に接続され、画素電極１９ａは第２のコンタクトホール２１ｂ、導電路２３
及び第３のコンタクトホール２１ｃを経てＴＦＴのドレイン電極Ｄに接続される。この後
、共通電極２２側の表面全体に配向膜（図示せず）を設けることにより実施例１の液晶表
示装置１０Ａのアレイ基板ＡＲが完成される。
上記のアレイ基板ＡＲに対向するカラーフィルタ基板は、図示省略したが、従来のＦＦ
Ｓモードの液晶表示パネル用のカラーフィルタ基板と実質的に同様のものを使用できる。
すなわち、このカラーフィルタ基板は、それぞれの画素電極に対向する位置には各色のカ
ラーフィルタ層が形成され、そして、カラーフィルタ層の表面には配向膜が設けられてい
る。そして、カラーフィルタ層と透明基板との間の走査線１２及び信号線１５に対向する
位置、ＴＦＴに対向する位置にはそれぞれブラックマトリクスが設けられている。
特に実施例１の液晶表示装置１０Ａ用のカラーフィルタ基板とするには、前記の導電路
２３ないし枠状の第２スリット２５に対向する位置に更にブラックマトリクスを設けるこ
とにより、この部分からの漏れ光を遮光するようにすればよい。次いで、上述のアレイ基
板及びカラーフィルタ基板をそれぞれ対向させて内部に液晶を封入することにより実施例
１の液晶表示装置１０Ａが得られる。
このようにして製造された実施例１の液晶表示装置１０Ａによれば、コンタクトホール
は３箇所形成されているが、これらのコンタクトホールは全て画素電極１９ａ上の絶縁膜
２０を貫通しているため、一度の工程で３箇所のコンタクトホールを同時に形成できる。
しかも、この液晶表示装置１０Ａによれば、橋渡し構造の導電路２３は共通電極２２ａと
同じ材料で形成されているため、共通電極２２ａの形成と同時に各コンタクトホール２１
ａ〜２１ｃを介して各画素電極１９ａとドレイン電極Ｄとの間、共通電極２２ａとコモン
配線１６との間の電気的導通を達成できる。そのため、実施例１の液晶表示装置１０Ａに
よれば、特に製造工数を増やすことなく製造し得る、平坦化膜１８上に画素電極１９ａ及
び共通電極２２ａが形成されたＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ａが得られる。
また、実施例１の液晶表示装置１０Ａによれば、画素電極１９ａと共通電極２２ａとの
間の絶縁膜２０は補助容量を形成する誘電体膜として機能する。そのため、この絶縁膜２
０の厚さを調整することにより補助容量の大きさを容易に調整することができるようにな
る。加えて、電界強度は、画素電極１９ａと共通電極２２ａとの間に印加される電圧が一
定であれば、電極間距離に反比例して大きくなるから、絶縁膜２０の厚さを薄くすると画
素電極１９ａと共通電極２２ａとの間の電界強度が強くなる。そのため、絶縁膜２０の厚
さを薄くすると、画素電極１９ａと共通電極２２ａとの間に印加される電圧を低くしても
液晶分子を駆動するための所定の電界強度を得ることができる。従って、実施例１の液晶
表示装置１０Ａによれば、表示品質が向上すると共に、低電圧駆動が可能となり、さらに
低消費電力化を図ることができる液晶表示装置１０Ａが得られる。
しかも、実施例１の液晶表示装置１０Ａによれば、ＴＦＴ等の表面は平坦化膜によって
被覆されているため、共通電極２２ａには従来例のＦＦＳモードの液晶表示装置のような
段差が生じない。そのため、実施例１の液晶表示装置１０Ａによれば、図示しないカラー
フィルタ基板と共通電極２２ａとの間の間隔、すなわちセルギャップが均一となり、更に
、表示領域内においてブラックマトリクスで遮光する領域の面積が減少するために開口率
が大きくなる。従って、実施例１の液晶表示装置１０Ａによれば、明るく、表示画質が良
好で、小型化及び高精細化された液晶表示装置として好適に用いることができるＦＦＳモ
ードの液晶表示装置１０Ａが得られる。
次に、平坦化膜を有し、下電極を共通電極としてコモン配線に接続した実施例２のＦＦ
Ｓモードの液晶表示装置の例を製造工程順に図６〜図９を用いて説明する。なお、図６は
実施例２の液晶表示装置のアレイ基板の２画素分の模式平面図である。図７は実施例２の
液晶表示装置のコモン配線と共通電極との接続位置におけるアレイ基板の拡大平面図であ
る。図８（ａ）は図６のＤ−Ｄ線に沿った模式断面図であり、図８（ｂ）は図７のＥ−Ｅ
線に沿った模式断面図である。また、図９は実施例２の液晶表示装置１０Ｂの変形例にお
ける共通電極との接続位置のアレイ基板の拡大平面図である。なお、実施例２の液晶表示
装置１０Ｂにおけるコモン配線と共通電極との接続位置は、図２に示した実施例１の液晶
表示装置１０Ａのコモン配線と共通電極との接続位置Ｘと同様であるので、必要に応じて
図２を援用して説明することとする。
この実施例２のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ｂのアレイ基板ＡＲは、透明基板１１
の表面に、走査線１２、ゲート絶縁膜１３、半導体層１４、ソース電極Ｓを含む信号線１
５、ドレイン電極Ｄ、ソース配線、コモン配線１６及びその接続部１６１、パッシベーシ
ョン膜１７及び平坦化膜１８の形成工程は、実施例１のＦＦＳモードの液晶表示装置１０
Ａのアレイ基板ＡＲの製造方法と実質的に同一であるので、その詳細な説明は省略する。
平坦化膜１８を形成した後、平坦化膜１８の表面全体に亘りＩＴＯないしＩＺＯからな
る透明導電性層を形成し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって共通電極２
２ｂを所定のパターンに形成する。この共通電極２２ｂには、コモン配線１６と共通電極
２２ｂとの接続位置Ｘ（図２参照）において、平面視でコモン配線１６及びその接続部１
６１とは重複せず、コモン配線１６及びその接続部１６１に隣接した位置となるように、
接続部２２ｂ１が形成される。また、同時に、共通電極２２ｂの以下に述べる第１のコン
タクトホール２１ａの形成位置には、第１のコンタクトホール２１ａよりも僅かに大きい
孔を形成する。実施例２の液晶表示装置１０Ｂにおいては、この共通電極２２ｂが本発明
の第１電極に対応する。なお、図７において、スリット２４は図示を省略してある。
次いで、共通電極２２ｂが形成された基板１１の表面全体に亘り窒化硅素層ないし酸化
硅素層からなる絶縁膜２０を所定厚さに形成する。このとき、共通電極２２ｂに形成した
第１のコンタクトホール２１ａの大きさよりも大きい穴内は絶縁膜２０で埋められる。次
いで、この絶縁膜２０の表面から、絶縁膜２０、平坦化膜１８及びパッシベーション膜１
７を貫通してドレイン電極Ｄの表面に達する第１のコンタクトホール２１ａ、絶縁膜２０
を貫通して共通電極２２ｂの表面に達する第２のコンタクトホール２１ｂ、絶縁膜２０、
平坦化膜及びパッシベーション膜１７を貫通してコモン配線１６の接続部１６１の表面に
達する第３のコンタクトホール２１ｃを、それぞれ同時に形成する。このとき、共通電極
２２ｂはコンタクトホール２１ａの周囲壁に露出しない。このコンタクトホール２１ａ〜
２１ｃの形成には、乾式エッチング法の１種であるプラズマエッチング法を採用し得る。
次いで、コンタクトホール２１ａ〜２１ｃが形成された基板１１の表面全体に亘りＩＴ
ＯないしＩＺＯからなる透明導電性層を形成する。このとき、透明導電性層によってコン
タクトホール２１ａ〜２１ｃを介してコモン配線１６、画素電極１９ｂ及びドレイン電極
Ｄは互いに電気的に接続された状態となる。
その後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、サブ画素領域毎に画素電
極１９ｂを形成する。このとき同時に、各画素電極１９ｂには平行にフリンジフィールド
効果を発生させるための複数のスリット２４を形成すると共に、接続位置Ｘにおいて導電
路２３が形成されるように、導電路２３の周囲の透明導電性層を取り除く。このような構
成とすることにより、導電路２３と各画素電極１９ｂとの間の絶縁性が確保される。実施
例２の液晶表示装置１０Ｂにおいては、この各画素電極１９ｂが本発明の第２電極に対応
する。
このようにして、各画素電極１９ｂは第１のコンタクトホール２１ａを介してドレイン
電極Ｄと電気的に接続され、共通電極２２ｂは第２のコンタクトホール２１ｂ、導電路２
３及び第３のコンタクトホール２１ｃを経てコモン配線１６に接続される。この後、共通
電極２２側の表面全体に配向膜（図示せず）を設けることにより実施例２の液晶表示装置
１０Ｂのアレイ基板ＡＲが完成される。これ以降の製造工程は、実施例１の液晶表示装置
１０Ａの製造工程と同一であるので、詳細な説明を省略する。
このようにして製造された実施例２の液晶表示装置１０Ｂによれば、コンタクトホール
は３箇所形成されているが、これらのコンタクトホールは全て共通電極２２ｂ上の絶縁膜
２０を貫通しているため、一度の工程で３箇所のコンタクトホールを同時に形成できる。
しかも、この液晶表示装置１０Ｂによれば、橋渡し構造の導電路２３は画素電極１９ｂと
同じ材料で形成されているため、画素電極１９ｂの形成と同時に各コンタクトホールを２
１ａ〜２１ｃを介して各画素電極１９ｂとドレイン電極Ｄとの間、共通電極２２ｂとコモ
ン配線１６との間の電気的導通を達成できる。そのため、実施例２の液晶表示装置１０Ｂ
によれば、特に製造工数を増やすことなく製造し得る、平坦化膜上に画素電極１９ｂ及び
共通電極２２ｂが形成されたＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ｂが得られる。なお、その
他の実施例２の液晶表示装置１０Ｂの作用・効果は、実施例１の液晶表示装置の場合と同
様であるので、その詳細な説明は省略する。
［比較例１］
次に、本発明の液晶表示装置の効果を確認するために、比較例１のＦＦＳモードの液晶
表示装置として、平坦化膜を備えないＦＦＳモード液晶表示装置の例を製造工程順に図１
０及び図１１を用いて説明する。なお、図１０は比較例１のＦＦＳモードの液晶表示装置
のアレイ基板の２画素分の概略平面図であり、図１１（ａ）は図１０のＦ−Ｆ線に沿った
概略断面図、図１１（ｂ）は図１０のＧ−Ｇ線に沿った概略断面図である。なお、図１０
及び図１１においては、図１〜図５に示した実施例１の液晶表示装置と同一の構成部分に
は同一の参照符号を付与して説明する。
この比較例１のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ｃのアレイ基板ＡＲは、ガラス基板等
の透明基板１１の表面全体に亘って下部が金属膜等の導電性層を形成した後、フォトリソ
グラフィー法及びエッチング法によってゲート部分を有する複数の走査線１２及び複数の
コモン配線１６を互いに平行になるように形成する。
次いで、走査線１２及びコモン配線１６を形成した透明基板１１の表面全体に亘って例
えばＩＴＯないしＩＺＯからなる透明導電性層を被覆し、同じくフォトリソグラフィー法
及びエッチング法によって共通電極２２を形成する。この共通電極２２はコモン配線１６
とは電気的に接続されているが、走査線１２ないしゲート電極Ｇとは接続されていない。
更に、この表面全体に窒化硅素層ないし酸化硅素層からなるゲート絶縁膜１３を被覆し
、次いで、ＣＶＤ法によりたとえばａ−Ｓｉ層をゲート絶縁膜１３の表面全体に亘って被
覆した後に、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、ＴＦＴ形成領域
にａ−Ｓｉ層からなる半導体層１４を形成する。この半導体層１４が形成されている位置
の走査線１２の領域がＴＦＴのゲート電極Ｇを形成する。
次いで、金属膜等で構成されている導電性層を半導体層１４を形成した透明基板１１の
表面全体に亘って被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、ソ
ース電極Ｓを含む信号線１５及びドレイン電極Ｄを形成する。この信号線１５のソース電
極Ｓ部分及びドレイン電極Ｄ部分は、いずれも半導体層１４の表面に部分的に重なってい
る。更に、この基板の表面全体に窒化硅素層からなるパッシベーション膜１７を被覆する
。
次いで、ドレイン電極Ｄに対応する位置のパッシベーション膜１７にコンタクトホール
２１を形成してドレイン電極Ｄの一部を露出させる。更に、この表面全体に亘って例えば
ＩＴＯないしＩＺＯからなる透明導電性層を被覆する。このとき、ドレイン電極Ｄはコン
タクトホール２１を介して導電性物質層と電気的に接続された状態となる。次いで、フォ
トリソグラフィー法及びエッチング法によって、図１０に示したパターンとなるように、
信号線１５で囲まれたそれぞれの領域毎のパッシベーション膜１７上に互いに平行に複数
のスリット２４が形成された画素電極１９を形成する。この状態で、それぞれの画素電極
１９はコンタクトホール２１を介してドレイン電極Ｄと電気的に接続された状態となる。
この後、画素電極１９側の表面全体に配向膜（図示せず）を設けることにより比較例１
の液晶表示装置１０Ｃのアレイ基板ＡＲが完成される。これ以降の製造工程は、実施例１
の液晶表示装置１０Ａの製造工程と同一であるので、詳細な説明を省略する。
このような構成の比較例１の液晶表示装置１０Ｃは、共通電極２２とコモン配線１６は
直接接続されているため、コンタクトホール２１は１箇所しか必要ないが、コモン配線１
６の近傍で画素電極１９の一部に段差が生じており、また、ＴＦＴの表面が凹凸状態とな
っている。そのため、この比較例１の液晶表示装置１０Ｃは、カラーフィルタ基板にはＴ
ＦＴに対向する部分だけでなく、段差部に対向する部分にもブラックマトリクスを設けて
遮光する必要があるので、少なくともこの段差部の分だけ開口率が低下してしまう。
加えて、遮光性材料からなるコモン配線１６が走査線１２間に平行に配置されているた
め、このコモン配線１６によっても開口率が低下してしまう。そのため、比較例１の液晶
表示装置１０Ｃは、実施例１及び２の液晶表示装置１０Ａ及び１０Ｂと比すると、開口率
は必然的に低くなってしまう。
［比較例２］
次に、本発明の効果を確認するために、比較例２として、平坦化膜を備えたＦＦＳモー
ド液晶表示装置の例を製造工程順に図１２〜図１４を用いて説明する。なお、図１２は比
較例２の液晶表示装置のアレイ基板の２画素分の模式平面図である。図１３は比較例２の
液晶表示装置のＸ部分におけるアレイ基板の拡大平面図である。図１４（ａ）は図１２の
Ｈ−Ｈ線に沿った概略断面図、図１４（ｂ）は図１２のＪ−Ｊ線に沿った概略断面図であ
る。なお、図１２〜図１４においては図１〜図３に示した実施例１のＦＦＳモードの液晶
表示装置１０Ａと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は
省略する。また、比較例２の液晶表示装置におけるコモン配線と共通電極との接続位置は
、図２に示した実施例１の液晶表示装置１０Ａのコモン配線と共通電極との接続位置Ｘと
同様であるので、必要に応じて図２を援用して説明することとする。
この比較例２のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ｄのアレイ基板ＡＲの製造工程のうち
、透明基板１１の表面に、ゲート電極Ｇを含む走査線１２、ゲート絶縁膜１３、半導体層
１４、ソース電極Ｓを含む信号線１５、ドレイン電極Ｄ、ソース配線、コモン配線１６及
びその接続部１６１、パッシベーション膜１７及び平坦化膜１８の形成工程は、実施例１
のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ａのアレイ基板ＡＲの製造工程と実質的に同一である
ので、その詳細な説明は省略する。
平坦化膜１８を形成した後、以下に述べる共通電極２２とコモン配線１６との接続位置
Ｘ（図２参照）において、接続部１６１上の平坦化膜１８及びパッシベーション膜１７を
貫通するように第１のコンタクトホール２１ａを形成し、接続部１６１の表面を露出させ
る。次いで、この平坦化膜１８を形成した透明基板１１の表面全体に亘りＩＴＯないしＩ
ＺＯからなる透明導電性層を形成し、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって
共通電極２２を所定のパターンに形成する。これと同時に、以下に示す第２のコンタクト
ホール２１ｂの形成位置に、この第２のコンタクトホール２１ｂの大きさよりも大きい穴
を形成する。このとき、共通電極２２とコモン配線１６の接続部１６１とは第１のコンタ
クトホール２１ａ内の透明導電性層によって電気的に接続された状態となる。
次いで、共通電極２２が形成された基板１１の表面全体に亘り窒化硅素層ないし酸化硅
素層からなる絶縁膜２０を所定厚さに形成する。このとき、共通電極２２に形成した第２
のコンタクトホール２１ｂの大きさよりも大きい穴内は絶縁膜２０で埋められる。更に、
この絶縁膜２０の表面から、絶縁膜２０、平坦化膜１８及びパッシベーション膜１７を貫
通してドレイン電極Ｄの表面に達する第２のコンタクトホール２１ｂを形成する。このと
き、共通電極２２はコンタクトホール２１ｂの周囲壁に露出しない。
次いで、第２のコンタクトホール２１ｂが形成された基板１１の表面全体に亘りＩＴＯ
ないしＩＺＯからなる透明導電性層を形成する。このとき、透明導電性層は第２のコンタ
クトホール２１ｂを介してドレイン電極Ｄと電気的に接続された状態となる。
その後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、サブ画素領域毎に所定の
パターンの画素電極１９を形成する。このとき、同時に各画素電極１９には平行にフリン
ジフィールド効果を発生させるための複数のスリット２４を形成する。このようにして、
各画素電極１９は第２のコンタクトホール２１ｂを介してドレイン電極Ｄと電気的に接続
された状態となる。
この後、画素電極１９側の表面全体に配向膜（図示せず）を設けることにより比較例２
の液晶表示装置１０Ｄのアレイ基板ＡＲが完成される。これ以降の製造工程は、実施例１
の液晶表示装置１０Ａの製造工程と同一であるので、詳細な説明を省略する。
このようにして作製された比較例２のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ｄは、実質的に
実施例１及び２のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ａ及び１０Ｂと同様の光学特性を備え
ている。しかしながら、この比較例２の液晶表示装置１０Ｄにはコンタクトホールは２箇
所存在しているが、この２箇所のコンタクトホールはそれぞれ別工程で形成する必要があ
る。そのため、比較例２のＦＦＳモードの液晶表示装置１０Ｄを製造するには、実施例１
及び２の液晶表示装置１０Ａ及び１０Ｂを製造する工程と比するとコンタクトホールの製
造工程が一工程増加していることが分かる。
なお、実施例１及び２においては画素電極１９に設けるスリット２４として長さ方向の
両端が閉じた形状とした例を示したが、スリットを一方端側が開いているものとすること
もできる。この場合、このスリットが開いた一方側の端部にまでフリンジ効果を発揮させ
ることができ、しかも、このスリットの端部が開いている側での液晶分子の配向の乱れが
少ないので、スリットの両端側が閉じている液晶表示装置と比するとカラーフィルタ基板
に設けたブラックマトリクスにより遮光しなければならない部分の面積が減るため、表示
開口率が大きく、明るい表示の液晶表示装置が得られるようになる。
実施例１の液晶表示装置のアレイ基板の２画素分の模式平面図である。 液晶表示装置のコモン配線と共通電極との接続位置Ｘを示す図である。 実施例１の液晶表示装置のＸ部分におけるアレイ基板の拡大平面図である。 図４（ａ）は図１のＡ−Ａ線に沿った模式断面図、図４（ｂ）は図１のＢ−Ｂ線に沿った模式断面図、図４（ｃ）は図３のＣ−Ｃ線に沿った模式断面図である。 実施例１の液晶表示装置の変形例におけるＸ部分のアレイ基板の拡大平面図である。 実施例２の液晶表示装置のアレイ基板の２画素分の模式平面図である。 実施例２の液晶表示装置のＸ部分におけるアレイ基板の拡大平面図である。 図８（ａ）は図６のＤ−Ｄ線に沿った模式断面図であり、図８（ｂ）は図７のＥ−Ｅ線に沿った模式断面図である。 実施例２の液晶表示装置の変形例におけるＸ部分におけるアレイ基板の拡大平面図である。 比較例１のＦＦＳモードの液晶表示装置のアレイ基板の２画素分の概略平面図である。 図１１（ａ）は図１０のＦ−Ｆ線に沿った概略断面図、図１１（ｂ）は図１０のＧ−Ｇ線に沿った概略断面図である。 比較例２の液晶表示装置のアレイ基板の２画素分の模式平面図である。 比較例２の液晶表示装置のＸ部分におけるアレイ基板の拡大平面図である。 図１４（ａ）は図１２のＨ−Ｈ線に沿った概略断面図、図１４（ｂ）は図１２のＪ−Ｊ線に沿った概略断面図である。
符号の説明
１０Ａ〜１０Ｄ：液晶表示装置、１１：透明基板、１２：走査線、１３：ゲート絶縁膜、
１４：半導体層、１５：信号線、１６：コモン配線、１７：パッシベーション膜、
１８：平坦化膜、１９、１９ａ、１９ｂ：画素電極、２０：絶縁膜、２１、２１ａ〜２１
ｃ：コンタクトホール、２２、２２ａ、２２ｂ：共通電極、２３：導電路、２４：スリッ
ト、２５：枠状の切欠部、Ｄｉｓｐ：表示領域、Ｔｒｉｍ：額縁領域

Claims (8)

  1. 液晶層を挟持した一対の透明基板を備え、前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶
    層側には、
    表示領域にマトリクス状に配置された複数の走査線及び信号線と、
    複数の前記走査線及び信号線の交差点近傍に設けられたスイッチング素子と、
    前記表示領域の周縁部に沿って形成されたコモン配線と、
    少なくとも表示領域の全体に亘って形成された平坦化膜と、
    前記平坦化膜の表面に形成された第１電極と、
    前記第１電極上に形成された絶縁膜と、
    前記絶縁膜上に形成され、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する位
    置毎に複数のスリットを有する第２電極と、
    が形成されており、
    前記第２電極は前記絶縁膜及び平坦化膜に形成された第１のコンタクトホールを介して
    前記コモン配線又はスイッチング素子に電気的に接続されており、
    前記第１電極は、前記絶縁膜に形成された第２のコンタクトホール、前記絶縁膜の表面
    、前記絶縁膜及び平坦化膜に形成された第３のコンタクトホールを経るように形成された
    前記第２電極と同じ材料で形成された橋渡し構造の導電路を経て、第２電極とは異なる前
    記スイッチング素子又はコモン配線に電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示
    装置。
  2. 前記第１電極は前記表示領域の平坦化膜の表面において前記複数の走査線及び信号線で
    区画された領域に対応する位置毎に形成されており、それぞれの前記第１電極は複数の前
    記スイッチング素子のそれぞれに電気的に接続されており、前記第２電極は前記絶縁膜の
    少なくとも表示領域の表面全体に亘って形成されていると共に前記コモン配線に接続され
    ていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 前記橋渡し構造の導電路は前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する位
    置毎に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第２電極と前記コモン配線との接続箇所は複数個形成されていることを特徴とする
    請求項２に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第１電極は前記表示領域の平坦化膜の表面全体に亘って形成されていると共に前記
    コモン配線に接続されており、前記第２電極は前記表示領域の絶縁膜の表面において前記
    複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する位置毎に形成されており、それぞれ
    の前記第２電極は複数の前記スイッチング素子のそれぞれに電気的に接続されていること
    を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  6. 前記橋渡し構造の導電路は前記コモン配線と前記表示領域との境界部に形成されている
    ことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
  7. 前記橋渡し構造の導電路は複数個形成されていることを特徴とする請求項５に記載の液
    晶表示装置。
  8. 以下の（１）〜（７）の工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
    （１）表示領域にマトリクス状に形成された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査
    線及び信号線の交差点近傍に設けられたスイッチング素子と、前記表示領域の周縁部に沿
    って形成されたコモン配線と、を備える第１の透明基板を用意する工程、
    （２）前記第１の透明基板の少なくとも表示領域の全体に亘って平坦化膜を形成する工程
    、
    （３）前記平坦化膜の表面に第１電極を形成する工程、
    （４）前記（３）の工程を経た第１の透明基板の表面全体に亘って絶縁膜を形成する工程
    、
    （５）前記絶縁膜及び平坦化膜に前記スイッチング素子及びコモン配線が露出するように
    第１及び第３のコンタクトホールを形成すると共に、前記絶縁膜に前記第１電極が露出す
    るように第２コンタクトホールを形成する工程、
    （６）前記（５）の工程で得られた透明基板の表面全体に亘って導電性材料からなる膜を
    形成した後、エッチングすることによって、前記複数の走査線及び信号線で区画された領
    域に対応する位置毎に複数のスリットを有する第２電極を形成すると共に、前記第１のコ
    ンタクトホールを介して前記第２電極と前記スイッチング素子又はコモン配線とを電気的
    に接続し、前記第２コンタクトホール、前記絶縁膜上及び前記第３コンタクトホールを経
    るように形成された橋渡し構造の導電路を経て前記第１電極と前記コモン配線又はスイッ
    チング素子とを電気的に接続する工程、
    （７）前記（６）の工程で得られた第１の透明基板の表面に第２の透明基板を所定距離隔
    てて対向配置させ、前記第１及び第２の透明基板間に液晶を封入する工程。
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