JP2009300891A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画素電極に電位を加える部分の改善をして、輝度を向上した液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置１は、薄膜トランジスタ１２のチャネルを構成する半導体層１４を、金属材料によって形成されるゲート線１１の上方に配置することにより、ゲート線１１の一部が薄膜トランジスタ１２のゲートを兼ねる構成になっている。また、液晶表示装置１は、画素電極２５と、この画素電極２５に対して対向配置された対向電極２１とを備えている。対向電極２１には、対向電極ホール２２が形成されており、薄膜トランジスタ１２と画素電極２５との間を導通する第１コンタクト１５が対向電極ホール２２を通過している。そして、対向電極ホール２２の一部がゲート線１１とオーバーラップしている。
【選択図】図４

Description

本発明は、横電界モードの液晶によって表示が行われる液晶表示装置に関する。

液晶表示装置には、ＦＦＳ（フリンジフィールドスイッチング）モード等の横電界モードの液晶構造がある。ＦＦＳモードの液晶表示装置は、対向電極を備えている。対向電極には、スリット状の開口を有する画素電極が絶縁層を介して対向配置されており、さらに、画素電極の上方には、液晶層が配置されている。絶縁層には、導電コンタクトが積層方向に貫通して配置されており、この導電コンタクトを介して画素電極と画素電極駆動用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）とが導通されている。このような液晶表示装置では、ＴＦＴに接続されたデータ線から画素電極に電圧が印加されると、画素電極から液晶層およびスリットを通って画素電極の下方の対向電極へ向かう電界が形成され、これにより、液晶層に横電界が加えられて駆動が行われるようになっている。なお、ＦＦＳモードの液晶表示装置について開示したものには、特許文献１が挙げられる。
特開２００８−６４９４７号公報

上記の液晶表示装置では、近年ますます輝度の向上が要求されていることから、開口率を高める試みがなされている。この開口率を高めるためには、光透過領域の面積をできるだけ大きくする必要がある。ところが、上記したように、画素電極とＴＦＴとの間を接続するには導電コンタクトが必要であり、その配置スペースが必要になることから、必ずしも十分大きな開口率を得ることができない。しかしながら、従来、この点に関して改善を図る提案は、なされていなかった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、画素電極への駆動電圧印加構造に改善を加えることにより輝度を向上させることができる液晶表示装置を提供することにある。

本発明の液晶表示装置は、複数の開口が形成された画素電極と、絶縁層を介して画素電極と対向するように積層配置された対向電極と、画素電極の、対向電極とは反対側に積層配置された液晶層と、画素選択用の選択線と、対向電極の、画素電極とは反対側に積層配置され、選択線の一部をそのままゲートとして利用するように構成された画素駆動用の薄膜トランジスタとを備え、薄膜トランジスタと画素電極との間を接続する層間導通部が通過し得るように対向電極に対向電極ホールを設けると共に、対向電極ホールが選択線とオーバーラップするように構成したものである。

本発明の液晶表示装置では、バックライトからの入射光が、画素電極や対向電極を透過して液晶層に入射される一方、選択線や層間導通部によって遮蔽される。選択線から供給された信号によって薄膜トランジスタがオンになり、画像信号電圧が画素電極に印加されると、画素電極から液晶層および画素電極の開口を通って画素電極の下方の対向電極へ向かう電界が形成される。これにより、液晶層に横電界が加えられて、液晶層の液晶分子が選択的に回転し、液晶層を通過する光が変調される。ここで、層間導通部を通過させるための対向電極ホールが選択線とオーバーラップするような位置に設けられていることから、結果として、入射光を遮蔽してしまう層間導通部が選択線に極めて接近したところに位置することになる。このため、画素電極の開口領域を従来よりも選択線に近い位置まで拡張することができる。しかも、選択線（ゲート線）の一部がそのまま薄膜トランジスタのゲート部分として利用されているので、選択線から別途、ゲート部分を引き出して薄膜トランジスタを構成するようにした場合に比べて、薄膜トランジスタの配置スペースにより生ずる遮光領域を小さくすることができ、その分だけ画素電極の開口領域を拡張することができる。

本発明の液晶表示装置では、層間導通部が、対向電極と前記選択線との間の階層において対向電極ホールの一部と選択線とのオーバーラップ領域を覆うように積層面に沿って延在する延在部分を有するように構成することが好ましい。この場合には、選択線から対向電極ホールを通って液晶層に達する漏れ電界が、積層面に沿って延在する層間導通部の一部によって遮蔽され、電界の乱れが抑制される。さらに、対向電極ホールの内周縁領域のうちオーバーラップ領域に臨む領域を除く他の領域が、層間導通部における他の延在部分もしくは画素電極、またはそれらの双方とオーバーラップするように構成することが好ましい。ここで、対向電極ホールの内周縁領域のうち上記他の領域が画素電極によって覆われるようにした場合には、上記他の領域が画素電極によって覆われていない場合に生ずるであろう電界の乱れが抑制される。あるいは、層間導通部の一部が上記他の領域とオーバーラップするようにした場合には、対向電極の存在しない（液晶制御性の悪い）部分が層間導通部の一部によって覆われることから、たとえ画素電極と対向電極との間に発生する電界が乱されたとしても、層間絶縁膜の一部が光を遮蔽する結果、液晶制御性の悪い部分が表示に寄与することを阻止することができる。これらのことから、コントラストの低下を防止することができる。

本発明の液晶表示装置によれば、層間導通部を通過させるための対向電極ホールを選択線とオーバーラップするような位置に設けるようにしたので、透光領域の面積を増加させることができ、表示輝度が向上する。また、画素電極の開口を従来よりも選択線に近い位置まで拡張することができることから開口面積が増加し、表示コントラストが向上する。しかも、選択線（ゲート線）の一部をそのまま薄膜トランジスタのゲート部分として利用することにより薄膜トランジスタの配置スペースを小さくしたので、その分だけさらに透光領域の面積を増加させることができると共に、画素電極の開口を拡張することができ、この点でも表示輝度および表示コントラストの向上に寄与する。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る液晶表示装置の要部の平面構成を表すものである。図２および図３は、図１に示した液晶表示装置の一部（コンタクト周辺部）を拡大して表すものである。但し、図３では、要素の一部（画素電極等）を省略して図示している。図４は、図２のＡ−Ａ線における矢視断面構造を表すものである。

図４に示したように、この液晶表示装置１は、ガラス基板１０を備えている。ガラス基板１０の上面には、選択線としてのゲート線１１が行方向（紙面と垂直な方向）に複数延設されている。１つの画素を構成する領域内において、ゲート線１１は、画素を駆動するためのスイッチング素子、すなわち薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１２のゲート１２ａを構成している。また、ガラス基板１０の上面には、ゲート絶縁膜１３が設けられ、このゲート絶縁膜１３によってゲート線１１が覆われている。

ゲート絶縁膜１３の上面には、半導体層１４が設けられている。本実施の形態の場合、半導体層１４は、図１に示したように、略Ｕ字形の平面形状を有し、このＵ字の一方の腕部がゲート線１１と交差している。半導体層１４のうち、ゲート線１１との交差領域がＴＦＴ１２のチャネル１２ｂを構成するようになっている。そして、ゲート線１１、ゲート絶縁膜１３および半導体層１４のチャネル１２ｂによってＴＦＴ１２の要部が構成されている。

半導体層１４のＵ字形の一端部（ソース）には、層間導通部としての第１コンタクト１５（後述）が設けられ、他端部（ドレイン）には第２コンタクト１７が設けられている。第１コンタクト１５は、半導体層１４のソースと、後述の画素電極２５との間を積層方向に接続するためのものである。第２コンタクト１７は、列方向に延設されたデータ線１６と半導体層１４のドレインとの間を積層方向に接続するためのものである。この第２コンタクト１７を介してデータ線１６から半導体層１４にデータ信号（画素電圧）が供給されるようになっている。このデータ信号は、さらに、ＴＦＴ１２のソース-ドレイン間を通り、第１コンタクト１５を介して半導体層１４（ドレイン）から画素電極２５に供給されるようになっている。

半導体層１４およびゲート絶縁膜１３の上には、これらを覆うようにして絶縁性のトランジスタ保護膜１８が設けられている（図４）。このトランジスタ保護膜１８には、ゲート線１１に隣接した位置にコンタクトホール１５ｈが設けられ、ここに導電体が充填されて第１コンタクト１５を構成している。第１コンタクト１５は、トランジスタ保護膜１８の上面に沿ってゲート線１１に近づく方向に延在する部分（延在部分）１５ａと、トランジスタ保護膜１８を積層方向に貫通する部分（貫通部分）１５ｂと、延在部分１５ａの延在方向を除く他の３方向に延在する延在部分１５ｃとを有する。延在部分１５ａの先端部分は、ゲート線１１とオーバーラップする位置まで延びている。

トランジスタ保護膜１８および第１コンタクト１５の上には、これらを覆うようにして層間絶縁膜１９が設けられている。この層間絶縁膜１９には、第１コンタクト１５の形成位置に、第１コンタクト１５の上面に達する層間絶縁膜ホール２０が形成されている。

層間絶縁膜１９の上面には、対向電極２１が形成されている。この対向電極２１には、矩形状の対向電極ホール２２が形成されている。対向電極ホール２２は、層間絶縁膜ホール２０を包含するようにして、これよりも平面方向に大きく形成され、この結果、対向電極ホール２２の内側領域に層間絶縁膜ホール２０が位置するようになっている。この対向電極ホール２２は、ゲート線１１の上方に、これとオーバーラップするように形成されている。すなわち、対向電極ホール２２を取り囲む内周縁領域のうちの一部（内周縁領域２７）が、ゲート線１１の上方において終端している。そして、ゲート線１１と対向電極ホール２２とが重なり合ったオーバーラップ領域１０１を、第１コンタクト１５の延在部分１５ａが覆っている。言い換えると、第１コンタクト１５の延在部分１５ａの先端は、対向電極２１とゲート線１１との間において、対向電極ホール２２の内周縁部２１ａの位置を越えたところまで延びて終端している。同様に、対向電極ホール２２を取り囲む内周縁領域のうち上記の内周縁領域２７以外の他の領域２８もまた、第１コンタクト１５の上方において第１コンタクト１５の他の延在部分１５ｃとオーバーラップしている。言い換えると、第１コンタクト１５の他の延在部分１５ｃの先端は、対向電極ホール２２の内周縁部２１ａのうち、半導体層１４にオーバーラップしている部分以外の内周縁部２１ｂの位置を越えたところまで延びて終端している。

層間絶縁膜１９、対向電極２１および層間絶縁膜ホール２０は、画素絶縁膜２３（絶縁層）によって覆われている。この画素絶縁膜２３には、対向電極２１の対向電極ホール２２および層間絶縁膜１９の層間絶縁膜ホール２０の内側を積層方向に貫通して第１コンタクト１５の上面にまで達する画素絶縁膜ホール２４が形成されている。

画素絶縁膜２３の上には、画素電極２５が画素毎に形成されている。画素電極２５は、図１に示したように、隣接する２本のゲート線１１間にかけ渡されるようにして、各ゲート線とオーバーラップして配置されている。画素電極２５は、図１および図４に示したように、画素絶縁膜ホール２４の内面（内壁面および第１コンタクト１５の上面）を覆っており、これにより、半導体層１４のドレインと画素電極２５との間が第１コンタクト１５を介して電気的に接続されるようになっている。画素電極２５は、対向電極ホール２２を完全に覆うような位置および大きさに形成されている。画素電極２５には、データ線１６と平行な方向に沿って、複数の細長い開口（スリット２６）が形成されている。これらのスリット２６のうち中央部に位置するもの（図１では３本）は、ＴＦＴ１２の近傍、すなわち第１コンタクト１５の近傍まで延び、周辺部に位置するもの（図１では２本）はゲート線のすぐ近くまで延びている。なお、図１のＢ−Ｂ矢視断面は、後述する図６のようになっている。

図５は、液晶表示装置の斜視構造を模式的に表すものである。この図に示したように、画素電極２５の上面側（光出射側）には、図５に示すように、第１配向膜３０、液晶層３１、第２配向膜３２および第２偏光板３４が配置されている。また、ガラス基板１０（対向電極２１）の下面側（光入射側）には、第１偏光板３３が配置されている。

このような構成の液晶表示装置１は、例えば、次のようにして製造することができる。最初に、液晶表示装置１の各画素を駆動するためのスイッチング素子として、ＴＦＴ１２を形成する。ＴＦＴ１２を形成するには、まず、ＴＦＴ１２のゲート１２ａ（ゲート線１１）となる金属膜をガラス基板１０の上に形成する。この金属膜は、例えば、スパッタ等の成膜法を用いて、モリブデン等の金属材料を成膜して形成すればよい。この後、フォトリソグラフィ技術を用いて金属膜の上面にマスクを形成し、このマスクの開口部分に露出した金属膜をエッチングした後、マスクを除去する。これにより、ゲート線１１を兼ねたＴＦＴ１２のゲート１２ａが形成される。

次に、ガラス基板１０およびゲート線１１を覆うゲート絶縁膜１３を形成する。ゲート絶縁膜１３は、例えば、化学気相成長法（ＣＶＤ）等の成膜法を用いて、窒化シリコン等の絶縁材料をガラス基板１０の上面に成膜して形成して形成すればよい。

次に、半導体層１４を形成する。この半導体層１４を形成するには、まず、半導体層１４となるアモルファスシリコン等の半導体材料を、ゲート絶縁膜１３の上面にＣＶＤ等の成膜法を用いて成膜する。この後、図１に示す形状の半導体層１４を得るために、フォトリソグラフィ技術を用いて半導体材料の上面にマスクを形成し、このマスクの開口部分に露出した半導体材料をエッチングした後、マスクを除去する。これにより、第１コンタクト１５が接続される一方の端部と、第２コンタクト１７が接続される他方の端部と、ＴＦＴ１２のチャネル１２ｂを構成する部分とを備えた半導体層１４が形成される。

次に、ＴＦＴ１２を保護するトランジスタ保護膜１８を、半導体層１４およびゲート絶縁膜１３の上面に形成する。このトランジスタ保護膜１８を形成するには、まず、ＣＶＤ等の成膜法を用いて窒化シリコン等の絶縁材料をゲート絶縁膜１３の上面に成膜して、半導体層１４を覆う。この後、第１コンタクト１５および第２コンタクト１７が積層方向に配置されるように、ゲート絶縁膜１３の上面にフォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、このマスクの開口部分に露出した絶縁材料をエッチングした後、マスクを除去する。これにより、トランジスタ保護膜１８が形成され、トランジスタ保護膜１８は、第１コンタクト１５の貫通部分１５ｂが配置される第１コンタクトホール１５ｈ、および第２コンタクト１７が配置される第２コンタクトホールを備えた構成になる。

次に、第１コンタクト１５およびデータ線１６となるトランジスタコンタクト金属膜を、トランジスタ保護膜１８の上面に形成する。このトランジスタコンタクト金属膜を形成するには、まず、スパッタ等の成膜法を用いて、例えば、チタン、アルミニウムおよびチタンの３層をトランジスタ保護膜１８の上面に積層する。この後、トランジスタコンタクト金属膜の上面にフォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、このマスクで覆われていない部分をエッチングした後、マスクを除去する。これにより、平面方向に延在された部分を所定の形状、すなわち内周縁領域のトランジスタコンタクト金属膜の端部が平面視してゲート線１１と重なる形状を備えた第１コンタクト１５、および列方向に延在されたデータ線１６が形成される。よって、第１コンタクト１５は、対向電極２１とゲート線１１との間の階層に配置される。

次に、層間絶縁膜１９を、トランジスタ保護膜１８、第１コンタクト１５およびデータ線１６の上面に形成する。この層間絶縁膜１９は、絶縁性の材料で形成することができ、例えば、アクリル樹脂等により形成することもできる。この場合、アクリル樹脂が感光性のものであれば、フォトリソグラフィ技術を利用することにより、層間絶縁膜ホール２０を容易に形成することができる。これにより、第１コンタクト１５およびデータ線１６と対向電極２１とを絶縁させ、且つ、第１コンタクト１５の一部が層間絶縁膜ホール２０によって露出される層間絶縁膜１９を得る。

次に、透明電極である対向電極２１を、層間絶縁膜１９の上面に形成する。この対向電極２１を形成するには、まず、スパッタ等の成膜法を用いて、例えば、酸化インジウム等の電極材料を層間絶縁膜１９の上面に成膜する。この後、対向電極ホール２２を形成するために、フォトリソグラフィ技術を用いて対向電極２１の上面にマスクを形成し、このマスクの開口部分に露出した電極材料をエッチングした後、マスクを除去する。これにより、対向電極ホール２２を備えた対向電極２１が形成される。なお、本実施の形態の対向電極ホール２２は、図４に示すように、層間絶縁膜ホール２０よりも大きく形成され、且つ、第１コンタクト１５の平面方向に延在されている部分よりも小さく形成されている。したがって、対向電極ホール２２を形成する内周縁部２１ａのうち内周縁領域は、第１コンタクト１５およびゲート線１１の両方と平面視して重なっている。

次に、液晶層３１に電界をかけるために、画素絶縁膜２３を対向電極２１の上面に形成する。画素絶縁膜２３は、ＣＶＤ等の成膜法を用いて、例えば、窒化シリコン等の誘電体を対向電極２１の上面に成膜した後、この誘電体層の上面にフォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、このマスクで覆われていない部分をエッチングした後、マスクを除去することにより、形成される。これにより、画素絶縁膜ホール２４を備えた画素絶縁膜２３が形成され、本実施形態の画素絶縁膜ホール２４は、層間絶縁膜ホール２０および対向電極ホール２２の内側に配置される。

次に、液晶を駆動するための電位を加える画素電極２５を、画素絶縁膜２３の上面に形成する。画素電極２５は、スパッタ等の成膜法を用いて、例えば、酸化インジウム等の電極材料を成膜した後、画素絶縁膜２３を介して画素電極２５と対向電極２１との間に電界が加わるようにスリット２６、および対向電極ホール２２を平面視して覆うパターンを、フォトリソグラフィ技術を用いて得られるマスクおよびエッチングを利用して形成すればよい。

この後、画素電極２５の上面側に第１配向膜３０、液晶層３１、第２配向膜３２および第２偏光板３４が配置され、ガラス基板１０の下面側に第１偏光板３３が配置されると、液晶表示装置１が得られる。

次に、本実施の形態の液晶表示装置１の動作を説明する。まず、図５および図６を参照して、基本動作を説明する。図５は、液晶表示装置１の斜視構成を表し、図６は、液晶表示装置１の一断面（図１におけるＢ−Ｂ矢視断面）を表すものである。ここで図５（Ａ）および図６（Ａ）は電圧無印加状態を表し、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）は電圧印加状態を表している。

液晶表示装置１には、ガラス基板１０の裏面側（図１では下側）から光が入射される（図４：矢印Ｃ，Ｄ）。この入射光Ｄは、ゲート線１１や第１コンタクト１５、第２コンタクト１７、データ線１６等の金属で形成されている部分で遮蔽される一方、それ以外の部分を透過して液晶層３１に入射する（入射光Ｃ）。

液晶層３１に入射した光は、そこを通過する際に、以下に述べるようなＦＦＳモードの空間変調を受ける。

すなわち、図５（Ａ）および図６（Ａ）に示すように、対向電極２１と画素電極２５との間に電圧を印加していない状態では、液晶層３１を構成する液晶分子３５の軸が入射側の第１偏光板３３の透過軸と直交し、且つ、出射側の第２偏光板３４の透過軸と平行な状態となる。このため、入射側の第１偏光板３３を透過した入射光ｈは、液晶層３１内において位相差を生じることなく出射側の第２偏光板３４に達し、ここで吸収されるため黒表示となる。

一方、図５（Ｂ）および図６（Ｂ）に示すように、対向電極２１と画素電極２５との間に電圧を印加した状態では、液晶分子３５の配向方向が画素電極２５間に生じる電界Ｅにより、画素電極２５の延設方向に対して斜め方向に回転する。この際、液晶層３１の厚み方向の中央に位置する液晶分子３５が約４５度回転するように白表示時の電界強度を最適にする。これにより、入射側の第１偏光板３３を透過した入射光には、液晶層３１内を透過する間に位相差が生じ、９０度回転した直線偏光となり、出射側の第２偏光板３４を通過するため、白表示となる。

次に、本実施の形態の液晶表示装置１の特有の作用について説明する。ここではまず、対比のために比較例について説明する。

図１１は、比較例の液晶表示装置１００の要部の平面構成を表し、図１２は、この液晶表示装置１００の一部（コンタクト周辺部）を拡大して表すものである。図１３は、図１２のＣ−Ｃ矢視断面を表すものである。

この液晶表示装置１００は、本実施の形態の液晶表示装置１と同様に、行方向に配置されたゲート線１１１および列方向に配置されたデータ線１１６を備えている。ＴＦＴ１１２のゲート１１２ａは、列方向に延在する２つの金属膜で構成されており、それらの各一端がゲート線１１１に接続されている。半導体層１１４は、ゲート絶縁膜１１３を介してゲート１１２ａの上方に配置され、ゲート線１１１に沿って延在している。半導体層１１４のうちゲート１１２ａに対向した部分がＴＦＴ１１２のチャネル１１２ｂになっている。この半導体層１１４の上面には、トランジスタ保護膜１１８が設けられている。このトランジスタ保護膜１１８には、これを積層方向に貫通して半導体層１１４の一端側の上面に達する第１コンタクト１１５が設けられている。半導体層１１４の他端側は、第２コンタクト１１７（図１１）によってデータ線１１６に接続されている。

これらのトランジスタ保護膜１１８等の上方には、層間絶縁膜１１９、対向電極１２１、画素絶縁膜１２３および画素電極１２５が設けられている。層間絶縁膜１１９には、第１コンタクト１１５の上面に達する層間絶縁膜ホール１２０が設けられている。対向電極１２１は、層間絶縁膜１１９の上に設けられており、対向電極ホール１２２を備えている。画素絶縁膜１２３は、対向電極１２１および層間絶縁膜１１９を覆うように設けられている。この画素絶縁膜１２３には、第１コンタクト１１５の上面に達する画素電極ホール１２４が形成されている。画素絶縁膜１２３の上には、複数の開口部（スリット）が形成された画素電極１２５が形成されている。この画素電極１２５は、画素電極ホール１２４を介して第１コンタクト１１５に接続されている。

ここで、ＴＦＴ１１２を構成するゲート１１２ａや、画素電極１２５と半導体層１１４とを導通させる第１コンタクト１１５は金属で形成され、入射光を透過させない遮光領域であって、液晶表示装置１００としての表示に寄与しない部分である。しかるに、この比較例では、これらの遮光領域の面積が比較的大きくなっている。その理由は、次の通りである。
（１）第１コンタクト１１５がゲート線１１１から完全に離れた位置に形成されており、第１コンタクト１１５による遮光面積とゲート線１１１による遮光面積との和が大きい。
（２）ゲート線１１１からゲート１１２ａを引き出してＴＦＴ１１２のゲートとしているので、ゲート線１１１による遮光面積にゲート１１２ａによる遮光面積が加わる。

これに対し、本実施の形態の液晶表示装置１では、第１コンタクト１５の形成領域を、ゲート線１１と一部オーバーラップするところまで端に寄せるようにしている。具体的には、対向電極ホール２２を、ゲート線１１の上方において、これとオーバーラップするような位置に形成するようにしている。この結果、第１コンタクト１５自体を、ゲート線１１に十分接近した位置に形成することができ、第１コンタクト１５による遮光面積とゲート線１１による遮光面積との和をより小さくできる。
さらに、本実施の形態の液晶表示装置１では、ＴＦＴ１２のゲート１２ａがゲート線１１と兼用になっている（すなわち、ゲート線１１の一部をそのままＴＦＴ１２のゲートとして利用している）ので、この点においても、遮光領域の面積が比較例の場合よりも小さくなる。
これらのことから、全体としての遮光量を低減でき、透過光量を増加させることができるので、表示輝度が向上する。

また、上記のように、第１コンタクト１５の形成領域を、ゲート線１１と一部オーバーラップするところまで端に寄せるようにした結果、その分だけ、画素電極２５のスリット２６を比較例の場合よりもゲート線１１に近い位置まで拡張することができる。しかも、ゲート線１１の一部（ゲート１２ａ）をそのままＴＦＴ１２のゲート部分として利用しているので、比較例の場合に比べて、ＴＦＴ１２の配置スペースを小さくすることができ、その分だけ画素電極２５のスリット２６を拡張することができる。具体的には、図２において斜線で示す領域Ｘ１が、比較例の場合よりも拡張されたスリット領域となる。このようにスリット面積が拡張されると、その分だけ、液晶分子の動きを制御できる領域が広くなると共に、画素電極２５と対向電極２１との間に生ずる横電界が強く安定したものとなるので、液晶分子の制御性が良好になって表示コントラストが向上する。

さらに、本実施の形態では、ゲート線１１と対向電極ホール２２とが重なり合ったオーバーラップ領域１０１を、第１コンタクト１５の延在部分１５ａが覆っている。このため、ゲート線１１から対向電極ホール２２を通って液晶層３１に達する漏れ電界が、第１コンタクト１５の一部（延在部分１５ａ）によって遮蔽され、電界の乱れが抑制される。

さらに、本実施の形態では、対向電極ホール２２を取り囲む内周縁領域のうちオーバーラップ領域１０１を臨む内周縁領域２７以外の他の領域２８もまた、第１コンタクト１５の上方において第１コンタクト１５の他の延在部分１５ｃとオーバーラップしている。このため、この領域でたとえ画素電極２５と対向電極２１との間に発生する電界が乱されたとしても、第１コンタクト１５の一部（延在部分１５ｃ）が光を遮蔽する結果、液晶制御性の悪い部分が表示に寄与することを阻止することができる。

さらに、本実施の形態では、画素電極２５が対向電極２１における領域２８とオーバーラップしているので、領域２８が画素電極２５によって覆われていない場合に生ずる電界の乱れが抑制される。

なお、上記実施の形態では、対向電極ホール２２の内周縁領域のうちゲート線１１に重なっている領域２７以外の領域２８が、画素電極２５および第１コンタクト１５の両方と重なっている場合について説明したが、これに限定されるものではない。領域２８が、画素電極２５および第１コンタクト１５の延在部分１５ａのうち少なくともいずれか一方と重なっていれば良い。

また、上記実施の形態の液晶表示装置１では、画素絶縁膜ホール２４の平面サイズが層間絶縁膜ホール２０よりも大きい構成について説明した。しかしながら、本発明の液晶表示装置は、図７に示すように、層間絶縁膜ホール２０の平面サイズが画素絶縁膜ホール２４よりも大きくなっている構成であってもよい。このような液晶表示装置であっても、上記実施の形態の液晶表示装置１と同様の効果を奏することができる。

また、上記実施の形態の液晶表示装置１では、画素絶縁膜ホール２４と層間絶縁膜ホール２０との内周縁位置が互いに異なる場合について説明したが、図８に示すように、層間絶縁膜ホール２０（縦ハッチング部分）の一対の側面および画素絶縁膜ホール２４（斜めハッチング部分）の一対の側面の少なくともいずれか一方同士が同一面内にあるようにしてもよい。図８の場合には、層間絶縁膜ホール２０および画素絶縁膜ホール２４の各側面のうち、列方向に沿った側面同士がそれぞれ同一面内にある。また、図８の場合には、図２の場合よりも、第１コンタクト１５の延在部分１５ａの幅を狭くしている。このような液晶表示装置１であっても、上記実施の形態の液晶表示装置１と同様の効果を奏することができる。さらに、画素絶縁膜ホール２４と層間絶縁膜ホール２０のサイズと位置を全く等しくするようにしてもよい。この場合には、画素絶縁膜ホール２４と層間絶縁膜ホール２０とを、１つのエッチングマスクを用いて１工程で形成することができる。

［第２の実施の形態］
図９は、第２の実施の形態の液晶表示装置２における第１コンタクト１５の部分を拡大したものを表すものである。ここでは、第１の実施の形態と同様の構成部分には同番号を付し、その説明を省略または簡略する。本実施の形態の液晶表示装置２は、画素電極４０に形成されるスリット４１のうちのさらに２本（右側から２本目と左側から２本目）を第１の実施の形態の場合より長くし、スリット４１の一部が第１コンタクト１５の延在部分１５ａと重なるようにしたものである。本実施の形態では、画素電極２５のスリット２６のうちの４本を、ＴＦＴ１２のゲート１２ａの直近まで延ばしているので、第１の実施の形態の液晶表示装置１と比較して、図９において斜線で示すＸ２の領域が入射光透過可能領域となり、その分だけ表示輝度が向上する。

［第３の実施の形態］
図１０は、第３の実施の形態の液晶表示装置３の第１コンタクト１５の部分を拡大したものを表すものである。本実施の形態の液晶表示装置３は、層間絶縁膜ホール２０を形成する側面と、画素絶縁膜ホール２４を形成する側面との少なくともいずれか１面が同一面内にあるように形成されると共に、画素電極４０に形成されるスリット４１が図９に示す第２の実施の形態と同様に形成されたものである。

層間絶縁膜ホール２０および画素絶縁膜ホール２４のそれぞれの側面を全て同一面内にあるように形成する、すなわち、層間絶縁膜ホール２０および画素絶縁膜ホール２４の平面サイズを同じにし、且つ、それぞれのホール２０，２４が配置される位置を同一箇所にすれば、これらのホール２０，２４を１回のエッチングで形成することができる。この工程の具体的な一例は、以下のようになる。すなわち、トランジスタ保護膜１８、第１コンタクト１５およびデータ線１６の上面に、層間絶縁膜１９となる絶縁材料を設けた後、上記で説明したように対向電極２１を形成し、その後、これらの上に画素絶縁膜２３となる絶縁材料を設ける。次に、フォトリソグラフィ技術を利用してマスクを形成した後、マスクの開口部分をエッチングして、層間絶縁膜１８から画素絶縁膜２３まで連続して貫通した穴部を形成する。

このように、フォトリソグラフィ工程およびエッチング工程が１回行われるのであれば、工程が簡略化され、フォトリソグラフィのときに用意するフォトマスクが１種類で済む。また、層間絶縁膜ホールおよび画素絶縁膜ホールのそれぞれの側面が積層方向に連続していれば、ホール２０，２４の平面サイズを小さくすることができ、上記と同様に、入射光の透過領域を増やして透過率を向上させることができる。

以上、いくつかの実施の形態および変形例をあげて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではなく、適宜変形が可能である。例えば、画素電極の開口の形状は、直線スリット状には限られず、他の開口形状、例えば、折れ曲げたスリット状でもよい。また、コンタクト形状は、正方形でなくともよく、長方形やその他の形状であってもよい。

第１の実施の形態に係る液晶表示装置の一部を拡大した平面図である。 図１に示す液晶表示装置の第１コンタクトの部分を拡大した平面図である。 液晶表示装置の第１コンタクトが設けられた付近における主要部の平面方向の位置関係を示す図である。 図２のＡ−Ａ線における断面図である。 液晶表示装置の概略構成を示す斜視図である。 液晶表示装置の動作を説明するための対向電極、画素電極および液晶層の断面図である。 第２の変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 第３の変形例に係る液晶表示装置の断面図である。 第２の実施の形態の液晶表示装置におけるコンタクトの部分を拡大した平面図である。 第３の実施の形態の液晶表示装置におけるコンタクトの部分を拡大した平面図である。 比較例の液晶表示装置の一部を拡大した平面図である。 図１１に示す液晶表示装置のコンタクトの部分を拡大した平面図である。 図１２のＢ−Ｂ線における断面図である。

符号の説明

１〜３…液晶表示装置、１１…ゲート線、１２…薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、１２ａ…ゲート、１２ｂ…チャネル、１４…半導体層、１５…第１コンタクト、１５ａ…延在部分、１５ｂ…貫通部分、１８…トランジスタ保護膜、１９…層間絶縁膜、２０…層間絶縁膜ホール、２１…対向電極、２１ａ…内周縁部、２２…対向電極ホール、２３…画素絶縁膜、２４…画素絶縁膜ホール、２５…画素電極、２６…スリット、２７…内周縁領域、３１…液晶層、４０…画素電極、４１…スリット。

Claims (5)

1. 複数の開口が形成された画素電極と、
   絶縁層を介して前記画素電極と対向するように積層配置された対向電極と、
   前記画素電極の、前記対向電極とは反対側に積層配置された液晶層と、
   画素選択用の選択線と、
   前記対向電極の、前記画素電極とは反対側に積層配置され、前記選択線の一部をそのままゲートとして利用するように構成された画素駆動用の薄膜トランジスタと
   を備え、
   前記薄膜トランジスタと前記画素電極との間を接続する層間導通部が通過し得るように前記対向電極に対向電極ホールが設けられ、かつ、前記対向電極ホールの一部が前記選択線とオーバーラップしている
   液晶表示装置。
2. 前記層間導通部が、前記対向電極と前記選択線との間の階層において前記対向電極ホールの一部と前記選択線とのオーバーラップ領域を覆うように積層面に沿って延在する延在部分を有する
   請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記対向電極ホールの内周縁領域のうち前記オーバーラップ領域に臨む領域を除く領域が、前記層間導通部における他の延在部分もしくは前記画素電極、またはそれらの双方とオーバーラップしている
   請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記対向電極と前記層間導通部との間に層間絶縁膜が設けられ、
   前記絶縁層および前記層間絶縁膜に、前記絶縁層の表面から前記層間導通部まで同径で貫通する穴が設けられている
   請求項２に記載の液晶表示装置。
5. 前記画素電極の開口は、スリット状に形成されたものであり、前記選択線の直近まで延設されている
   請求項１に記載の液晶表示装置。

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