WO2014181494A1 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

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WO2014181494A1
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common electrode
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transparent
electrode
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小野 記久雄
大介 梶田
桶 隆太郎
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パナソニック液晶ディスプレイ株式会社
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Definitions

  • the present application relates to a liquid crystal display device and a manufacturing method thereof, and particularly to a pixel structure that realizes an IPS (In-Plane-Switching) system.
  • IPS In-Plane-Switching
  • a pixel electrode and a common electrode are arranged in a pixel region of one of two substrates sandwiching a liquid crystal layer, and the substrate electrode is parallel to the substrate between the pixel electrode and the common electrode.
  • a transverse electric field is generated.
  • Such a liquid crystal display device is known to be excellent in so-called wide viewing angle characteristics with little display deterioration even when observed from an oblique direction with respect to the display surface.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-58913 discloses that the storage capacitance between the pixel electrode and the common electrode is increased by disposing the common electrode above and below the pixel electrode, respectively. .
  • the pixel structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-58913 is not limited to the pixel electrode from the viewpoint of increasing the storage capacity between the pixel electrode and the common electrode, or from the viewpoint of increasing the amount of light transmitted through the pixel region. From the viewpoint of reducing the parasitic capacitance with other conductive members, there is still room for improvement.
  • the present application has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a liquid crystal display device capable of improving display characteristics and a manufacturing method thereof.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, a first insulating film disposed on the first substrate side of the pixel electrode, A transparent conductive first common electrode disposed between the first insulating film and the first substrate; a second insulating film disposed on the liquid crystal layer side of the pixel electrode; A transparent conductive second common electrode disposed between the second insulating film and the liquid crystal layer and having a plurality of slits.
  • a pair of edges extending in the longitudinal direction of the slit intersect the outer edge of the pixel electrode in plan view.
  • the first common electrode overlaps, in plan view, a portion of the pair of edges positioned outside the outer edge and a portion of the outer edge positioned between the pair of edges.
  • the edge extending in the width direction of the slit may be located outside the outer edge of the pixel electrode.
  • the second common electrode extends in the longitudinal direction of the slit and extends in the width direction of the slit, and extends in the width direction of the slit.
  • a plurality of connecting portions to be connected, and the plurality of connecting portions may be located outside the outer edge of the pixel electrode.
  • the pair of edges of the slit may intersect two adjacent outer edges of the two pixel electrodes adjacent in the longitudinal direction of the slit in a plan view.
  • the first common electrode may overlap the entire region surrounded by the pair of edges of the slit and the two adjacent outer edges in a plan view.
  • two adjacent outer edges of the two pixel electrodes adjacent in the width direction of the slit may be positioned inside the slit in plan view.
  • two adjacent outer edges of two pixel electrodes adjacent in the width direction of the slit may not overlap with the second common electrode in plan view.
  • an opening may be formed in the first common electrode, and the pair of edges of the slit may intersect with the edges of the opening in a plan view.
  • the pixel region includes a third insulating film disposed between the first common electrode and the first substrate, and the data line and the thin film transistor include: You may arrange
  • the third insulating film may include an organic insulating film made of an organic material having a dielectric constant lower than that of the first insulating film or the second insulating film.
  • the liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, a first insulating film disposed on the first substrate side of the pixel electrode, A transparent conductive first common electrode disposed between the first insulating film and the first substrate; a second insulating film disposed on the liquid crystal layer side of the pixel electrode; A transparent conductive second common electrode which is disposed between the second insulating film and the liquid crystal layer and has a plurality of slits extending along the data line. A pair of edges extending along the data line of the slit intersect with an outer edge of the pixel electrode extending along the gate line in a plan view. The first common electrode overlaps, in plan view, a portion of the pair of edges positioned outside the outer edge and a portion of the outer edge positioned between the pair of edges.
  • the liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, a first insulating film disposed on the first substrate side of the pixel electrode, A transparent conductive first common electrode disposed between the first insulating film and the first substrate; a second insulating film disposed on the liquid crystal layer side of the pixel electrode; A transparent conductive second common electrode which is disposed between the second insulating film and the liquid crystal layer and has a plurality of slits extending along the gate line. A pair of edges extending along the gate line of the slit intersect with outer edges extending along the data line of the pixel electrode in plan view. The first common electrode overlaps, in plan view, a portion of the pair of edges positioned outside the outer edge and a portion of the outer edge positioned between the pair of edges.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, and a first substrate disposed on the first substrate side of the data line and the pixel electrode.
  • An insulating film, a transparent conductive first common electrode disposed between the first insulating film and the first substrate, and the data line and the pixel electrode are disposed on the liquid crystal layer side.
  • the edge of the first common electrode may overlap with the gap between the data line and the pixel electrode in plan view.
  • the second common A distance between the slit edge of the second common electrode and the edge of the light shielding portion in plan view, the edge of the slit of the electrode being positioned outside the light shielding portion in plan view and overlapping the pixel electrode
  • it may be smaller than half the width of the slit of the second common electrode.
  • a gap is formed between the edge of the slit of the first common electrode and the edge of the pixel electrode in plan view, and the first common electrode is formed in the gap. May overlap.
  • a pair of pixel regions adjacent to each other in the longitudinal direction of the data line is disposed between the pair of gate lines, and each pixel region is disposed between the pair of pixel regions.
  • a common line connected to the first common electrode included and parallel to the gate line may be disposed.
  • a gap between two adjacent edges of the pair of pixel electrodes adjacent to each other in the longitudinal direction of the data line is defined by the first common electrode, the second common electrode, and the common line. And may overlap in plan view.
  • the first common electrode included in the plurality of pixel regions arranged in the longitudinal direction of the gate line is continuously formed, and overlaps the data line in plan view, A common line connected to one common electrode may be arranged.
  • the first insulating film and the second insulating film are formed in a part of the plurality of pixel regions arranged in the longitudinal direction of the gate line. Via conductors connected to the first common electrode and the second common electrode through holes may be disposed.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region is disposed between a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, the data line and the pixel electrode, and the first substrate.
  • One of the gate line and the first common electrode is disposed between the first insulating film and the third insulating film, and the other is disposed between the third insulating film and the first substrate. It is arranged between.
  • the gate line and the first common electrode may overlap in plan view.
  • the two first common electrodes adjacent to each other in the longitudinal direction of the data line across the gate line are connected to each other through a connection portion overlapping with the gate line in plan view. May be.
  • connection portion may be thinner in the longitudinal direction of the gate line than the first common electrode.
  • the two first common electrodes adjacent to each other in the longitudinal direction of the gate line across the data line are connected to each other via a connection portion overlapping with the data line in plan view. May be.
  • the connecting portion may be thinner in the longitudinal direction of the data line than the first common electrode.
  • the edge of the first common electrode may be located between the pixel electrode and the gate line in plan view.
  • an edge of the first common electrode may be located between the pixel electrode and the data line in plan view.
  • the data line may include a transparent conductive film made of the same material as the pixel electrode, and a metal film disposed on the transparent conductive film.
  • the pixel electrode may be sandwiched between the source or drain electrode of the thin film transistor and the semiconductor layer.
  • the method for manufacturing a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate,
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines, and the pixel regions are connected to the data lines.
  • a liquid crystal display device comprising a common electrode disposed between A semiconductor layer of the thin film transistor is formed using a first mask, and the pixel electrode, the data line, a source electrode and a drain electrode of the thin film transistor are formed using a second mask different from the first mask. , Form.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, and a transparent conductive first electrode disposed between the pixel electrode and the first substrate.
  • One common electrode a first insulating film that is disposed between the pixel electrode and the first common electrode and covers the first common electrode, and a second insulating film that covers the pixel electrode;
  • a transparent conductive second common electrode disposed on the second insulating film and having a plurality of slits, the data line, the thin film transistor, and the first common electrode;
  • a third insulating film covering the data line and the thin film transistor.
  • the pixel electrode is connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the first insulating film and the third insulating film.
  • a gap between two adjacent edges of the pair of pixel electrodes adjacent in the longitudinal direction of the gate line overlaps the first common electrode and the second common electrode in plan view.
  • the thickness of the first insulating film and the thickness of the second insulating film may be smaller than the distance between the gaps of the two edges.
  • an edge of the pixel electrode, the first common electrode, and the second common electrode may overlap the data line in plan view.
  • two adjacent edges of a pair of the pixel electrodes adjacent to each other in the longitudinal direction of the gate line overlap with the data line in plan view, and the first common electrode,
  • the second common electrode may overlap with the gap between the two edges in plan view.
  • the third insulating film may include an organic insulating film made of an organic material having a dielectric constant lower than that of the first insulating film or the second insulating film.
  • the third insulating film may include an organic insulating film made of an organic material thicker than the first insulating film or the second insulating film.
  • the second common when the data line and the black matrix arranged on the second substrate and corresponding to the data line have a larger width as the light shielding portion, the second common The edge of the slit of the electrode is located outside the light shielding portion in plan view, and the distance in plan view between the edge of the slit of the second common electrode and the edge of the light shielding portion is the second common It may be smaller than half the width of the slit of the electrode.
  • the second common An edge of the slit of the electrode may be located inside the light shielding part in a plan view.
  • a common line that overlaps with the data line in a plan view and is connected to the first common electrode and has a higher conductivity than the first common electrode may be further provided.
  • a liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, and a transparent conductive first electrode disposed between the pixel electrode and the first substrate.
  • One common electrode a first insulating film that is disposed between the pixel electrode and the first common electrode and covers the first common electrode, and a second insulating film that covers the pixel electrode;
  • a transparent conductive second common electrode disposed on the second insulating film and having a plurality of slits, the data line, the thin film transistor, and the first common electrode;
  • a third insulating film covering the data line and the thin film transistor.
  • the pixel electrode is connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the first insulating film and the third insulating film. Two adjacent outer edges of the two pixel electrodes adjacent to each other in the width direction of the slit overlap the first common electrode in a plan view and are located inside the slit of the second common electrode.
  • all of the two adjacent outer edges may overlap the first common electrode in a plan view and may be positioned inside the slit of the second common electrode.
  • the two adjacent outer edges may not overlap the second common electrode in plan view.
  • the pair of edges extending in the longitudinal direction of the slit intersect the edges extending in the slit width direction of the two pixel electrodes adjacent to each other in the width direction of the slit in plan view. Also good.
  • the slit extends along the data line
  • the first common electrode is formed with an opening for connecting the thin film transistor and the pixel electrode. You may overlap with the area
  • the slit extends along the gate line
  • the first common electrode is formed with an opening for connecting the thin film transistor and the pixel electrode. You may overlap with the area
  • the two adjacent outer edges may overlap the data line or the gate line in plan view.
  • the third insulating film may include an organic insulating film made of an organic material having a dielectric constant lower than that of the first insulating film or the second insulating film.
  • the liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, and a transparent conductive first electrode disposed between the pixel electrode and the first substrate.
  • One common electrode a first insulating film that is disposed between the pixel electrode and the first common electrode and covers the first common electrode, and a second insulating film that covers the pixel electrode;
  • a transparent conductive second common electrode disposed on the second insulating film and having a plurality of slits, the data line, the thin film transistor, and the first common electrode;
  • a third insulating film covering the data line and the thin film transistor.
  • the pixel electrode is connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the first insulating film and the third insulating film.
  • the slit extends along the data line. Two adjacent outer edges extending along the data line of two pixel electrodes adjacent to each other in the direction in which the gate line extends overlap the first common electrode in a plan view, and the second common electrode It is located inside the slit.
  • the liquid crystal display device includes a first substrate, a second substrate, and a liquid crystal layer sandwiched between the first substrate and the second substrate.
  • the first substrate includes a plurality of data lines, a plurality of gate lines, and a plurality of pixel regions surrounded by the data lines and the gate lines.
  • the pixel region includes a thin film transistor connected to the data line, a transparent conductive pixel electrode connected to the thin film transistor, and a transparent conductive first electrode disposed between the pixel electrode and the first substrate.
  • One common electrode a first insulating film that is disposed between the pixel electrode and the first common electrode and covers the first common electrode, and a second insulating film that covers the pixel electrode;
  • a transparent conductive second common electrode disposed on the second insulating film and having a plurality of slits, the data line, the thin film transistor, and the first common electrode;
  • a third insulating film covering the data line and the thin film transistor.
  • the pixel electrode is connected to the thin film transistor through a contact hole formed in the first insulating film and the third insulating film.
  • the slit extends along the gate line. Two adjacent outer edges extending along the gate line of two pixel electrodes adjacent in the direction in which the data line extends overlap the first common electrode in plan view, and the second common electrode It is located inside the slit.
  • the present invention it is possible to improve the storage capacity between the pixel electrode and the common electrode and to improve the amount of light transmitted through the pixel region.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 ′ of the liquid crystal display panel shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a plan view showing a relationship between an operation and a polarization axis by rotation of liquid crystal at a pixel electrode end portion in one pixel region of the liquid crystal display panel shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first step in a TFT manufacturing step in the liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line 14-14 ′ of the liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 14 is a plan view showing a relationship between an operation and a polarization axis by rotation of liquid crystal at a pixel electrode end portion in one pixel region of the liquid crystal display panel shown in FIG. 13.
  • It is another top view of 1 pixel of the matrix of the liquid crystal display panel which concerns on a 2nd Example.
  • It is a top view of the matrix-form multiple pixel of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line 14-14 ′ of the liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 14 is a plan view showing a relationship between an operation and a polarization axis by rotation of liquid crystal at a pixel electrode end portion in one pixel region of the liquid crystal display panel shown in FIG. 13.
  • It is another top
  • FIG. 19 is a plan view of one pixel of the liquid crystal display device shown in FIG. 18.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line 4-4 ′ of the liquid crystal display device shown in FIG. 18.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. 18 taken along the line 5-5 ′.
  • FIG. 19 is a sectional view taken along the line 6-6 ′ of the liquid crystal display device shown in FIG. It is the transmittance
  • FIG. 24 is a cross-sectional view around the data wiring and the black matrix of the liquid crystal display device shown in FIG. 23.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the liquid crystal display device shown in FIG. 25 taken along the line 10-10 ′. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 3rd Example.
  • FIG. 33 is a plan view of a plurality of pixels in a matrix form of the liquid crystal display device shown in FIG. 32.
  • FIG. 34 is a plan view of one pixel in a matrix form of the liquid crystal display device shown in FIG. 33.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view taken along line 19-19 ′ of the liquid crystal display device shown in FIG. 32. It is a top view of the matrix-form multiple pixel of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example.
  • FIG. 37 is a plan view of three pixels in a matrix form of the liquid crystal display device shown in FIG. 36.
  • FIG. 38 is a cross-sectional view taken along line 23-23 ′ of the liquid crystal display device shown in FIG. 37.
  • FIG. 38 is a sectional view taken along the line 24-24 ′ of the liquid crystal display device shown in FIG. 37. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example. It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on a 5th Example.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG. 46 taken along the line 32-32 '.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG. 46 taken along the line 33-33 '.
  • FIG. 50 is a cross-sectional view taken along line 6-6 ′ of FIG. 49. It is a figure which shows the 1st process in the TFT manufacturing process of the liquid crystal display device which concerns on a 7th Example.
  • FIG. 55 is a diagram showing a second step following FIG. 54.
  • FIG. 56 is a diagram showing a third step following FIG. 55.
  • FIG. 57 is a diagram showing a fourth step following FIG. 56.
  • FIG. 58 is a diagram showing a fifth step following FIG. 57.
  • FIG. 59 is a diagram showing a sixth process following FIG. 58. It is a top view of 1 pixel of the liquid crystal display device which concerns on an 8th Example.
  • FIG. 55 is a diagram showing a second step following FIG. 54.
  • FIG. 56 is a diagram showing a third step following FIG. 55.
  • FIG. 57 is a diagram showing a fourth step following FIG. 56.
  • FIG. 58 is a diagram showing a fifth step following
  • FIG. 61 is a cross-sectional view taken along line 14-14 ′ of FIG. 60.
  • FIG. 61 is a cross-sectional view taken along line 15-15 ′ of FIG. 60. It is sectional drawing of the part containing TFT of the liquid crystal display device which concerns on a 9th Example. It is sectional drawing of the part containing the pixel electrode of the liquid crystal display device which concerns on a 9th Example. It is a top view of 1 pixel of the liquid crystal display device which concerns on a 10th Example.
  • FIG. 66 is a cross-sectional view taken along line 19-19 ′ of FIG. 65.
  • FIG. 66 is a cross-sectional view taken along line 20-20 ′ of FIG. 65.
  • FIG. 69 is a diagram showing a second step following FIG. 68.
  • FIG. 70 is a diagram showing a third step following FIG. 69.
  • FIG. 71 is a diagram showing a fourth step following FIG. 70.
  • FIG. 72 is a diagram showing a fifth step following FIG. 71.
  • FIG. 73 is a diagram showing a sixth process following FIG. 72.
  • FIG. 74 is a diagram showing a seventh process following FIG. 73. It is a top view of 1 pixel of the matrix of the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device which concerns on an 11th Example.
  • FIG. 69 is a diagram showing a second step following FIG. 68.
  • FIG. 70 is a diagram showing a third step following FIG. 69.
  • FIG. 71 is a diagram showing a fourth step following FIG. 70.
  • FIG. 72 is a diagram showing a fifth step following FIG. 71.
  • FIG. 73 is a diagram showing a sixth process following FIG. 72.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75 taken along the line 3-3 ′.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75 taken along the line 4-4 ′.
  • 76 is a calculation result of relative transmittance in a white display operation state in a cross-sectional structure region of a display unit of the liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 78 is a cross-sectional view showing a relationship with light shielding near the data wiring shown in FIG. 77 and a dimension example of a transparent electrode.
  • FIG. 78 is a cross-sectional view showing the relationship between light shielding near the data wiring shown in FIG. 77 and other example dimensions of the transparent electrode.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a first step in a TFT manufacturing step in the liquid crystal display panel shown in FIG. 75.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a second step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a third step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a fourth step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a fifth step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing a sixth step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view showing an eighth step in a TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 75. It is a top view of 1 pixel of the matrix of the liquid crystal display panel which concerns on a 12th Example.
  • FIG. 90 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG. 88 taken along the line 16-16 ′. It is a top view of 1 pixel of the matrix of the liquid crystal display panel in the liquid crystal display device which concerns on a 13th Example.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view taken along line 4-4 ′ of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 91 is a cross-sectional view showing a first step in a TFT manufacturing step in the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a second step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a third step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a fourth step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 91 is a cross-sectional view showing a first step in a TFT manufacturing step in the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a second step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a fifth step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view showing a sixth step in the TFT manufacturing step of the liquid crystal display panel shown in FIG. 90.
  • FIG. 91 is a cross-sectional view showing seventh and eighth steps in a TFT manufacturing process for the liquid crystal display panel shown in FIG. 90. It is a top view of 1 pixel of the matrix of the liquid crystal display panel which concerns on a 14th Example.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of the liquid crystal display panel shown in FIG. 100 taken along the line 14-14 '.
  • FIG. 1 is a system and circuit connection diagram showing a liquid crystal display device according to all embodiments of the present invention.
  • the liquid crystal display device LCD includes a screen area DIA and a drive circuit area positioned around the screen area DIA.
  • An active matrix display is realized in the screen area DIA.
  • a scanning voltage is supplied from the scanning line driving circuit to the scanning (gate) lines G1, G2,... Gn, and a video data voltage is supplied from the data line driving circuit to the data lines D1, D2,.
  • a video data voltage is applied to the transparent pixel electrode PIT by turning on and off the thin film transistor TFT, a common voltage is supplied to the transparent common electrode CIT from the common electrode driving circuit, and the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT
  • the liquid crystal layer LC is driven by the electric field generated during In order to prevent a voltage drop in the liquid crystal layer LC, a storage capacitor STG is formed in each pixel region.
  • the common voltage is propagated from the common electrode drive circuit to the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • a desired video data voltage is applied to data lines D1 (R), D2 (G), and D3 (B) connected to pixels corresponding to red (R), green (G), and blue (B). It is realized by doing.
  • Example 1 a liquid crystal display device according to Example 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 2 is a detailed plan view of one pixel region
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 ′ of FIG. 2
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG. .
  • FIG. 2 is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL in FIG. 1, and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • FIG. 2A shows a pattern of almost all layers
  • FIG. 2B shows only the pattern of each transparent electrode and the projection position (broken line) of the opening of the black matrix BM. Is shown.
  • An inner portion of the opening of the black matrix BM is a light transmission region, and an outer portion of the opening is a light shielding region.
  • the gate wiring GL is formed of a low-resistance metal layer, is connected to the scanning wiring driving circuit of FIG. 1, and is applied with a scanning voltage.
  • the data line DL is also formed of a low-resistance metal layer and is applied with a video data voltage.
  • the common voltage which is the other voltage applied to the liquid crystal layer is applied to the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT from the common drive electrode drive circuit of FIG.
  • a transparent pixel electrode PIT is stacked above the transparent storage capacitor electrode MIT via an insulating film.
  • a transparent common electrode CIT is stacked above the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a plurality of slits are formed in the transparent common electrode CIT.
  • the electric field from the transparent pixel electrode PIT reaches the liquid crystal layer through the slit of the transparent common electrode CIT disposed above, and is folded back in the liquid crystal layer to finally reach the transparent common electrode CIT. Thereby, a lateral electric field is applied in the liquid crystal layer.
  • the closed elongated opening is called a slit, but the present invention is not limited to this, and the slit may be an elongated notch with one end opened. Further, the width of the slit itself may be larger than the distance between the slits.
  • the common electrode driving circuit of FIG. 1 is also connected to the transparent storage capacitor electrode MIT, and a common voltage is applied thereto.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a storage capacitor STG is formed between the transparent pixel electrode PIT and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the transparent common electrode CIT, the transparent pixel electrode PIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT having slits are formed in the pixel region. These three transparent conductive films are formed by different processes.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM through a contact hole CONT formed in the insulating film, and is disposed independently in each pixel region.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent common electrode CIT are connected in a network shape over the entire screen area so as to straddle a plurality of pixel areas.
  • the uppermost layer pattern in FIG. 2B is the transparent common electrode CIT.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of strips C1 extending in parallel with the data lines DL, and a plurality of slits CS are formed between the strips C1.
  • the longitudinal direction of the slit CS is the extending direction of the data wiring DL
  • the width direction of the slit CS is the extending direction of the gate line GL.
  • the transparent pixel electrode PIT is visible inside each slit CS of the transparent common electrode CIT.
  • the slit CS located above the data line DL is formed wider than the other slits CS, and inside the slit CS, the transparent pixel electrode PIT parallel to the longitudinal direction of the slit CS is formed.
  • An outer edge P1 is included.
  • two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent in the width direction of the slit CS and the two adjacent outer edges P1 are arranged inside the slit CS located above the data wiring DL.
  • the gap PS is included inside the slit CS located above the data wiring DL.
  • the two adjacent outer edges P1 of the two transparent pixel electrodes PIT adjacent in the width direction of the slit CS and the gap PS between the two adjacent outer edges P1 are not covered by the transparent common electrode CIT. It does not overlap with the transparent common electrode CIT in plan view.
  • a pair of edges CE extending in the longitudinal direction of the slit CS located above the data line DL are transparent pixel electrodes parallel to the width direction of the slit CS of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to the width direction of the slit CS. It intersects with the outer edge P2 of the PIT in plan view.
  • two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the width direction of the slit CS and a gap PS between the two adjacent outer edges P1 are transparently held below the transparent pixel electrode PIT. It overlaps with the capacitive electrode MIT in plan view. Further, two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the width direction of the slit CS and a gap PS between the two adjacent outer edges P1 are data arranged below the transparent storage capacitor electrode MIT. The wiring DL also overlaps in plan view.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of connecting portions C2 that connect the plurality of strip-like portions C1 in the width direction of the slit CS above the gate wiring GL. These connecting portions C2 are arranged in a region shielded from light by the black matrix BM. For this reason, inside the opening of the black matrix BM, the strip C1 of the transparent common electrode CIT mainly serves as an electrode for driving the liquid crystal.
  • the transparent pixel electrode PIT is a planar pattern provided independently in each pixel region.
  • the transparent pixel electrode PIT and the source electrode SM are connected to each other through a contact hole CONT formed in the insulating film. Further, the outer edges P1 and P2 of the adjacent transparent pixel electrodes PIT are separated from each other with the data line DL and the gate line GL as a boundary.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is formed in a planar shape extending in the plane, and an opening MA is formed corresponding to each pixel region. In FIG. 2, the edge of the opening MA is represented.
  • the opening MA is formed so as to overlap with a region between two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the longitudinal direction of the slit CS.
  • a contact hole CONT is formed inside the opening MA.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed above the gate line GL and the data line DL via an insulating film, and covers the gate line GL and the data line DL. Thereby, electric field noise from the gate line GL and the data line DL does not enter the liquid crystal layer LC.
  • the aperture ratio is improved by covering the data lines DL and the gate lines GL with a transparent electrode to which a common voltage is applied via an insulating film.
  • the uppermost transparent common electrode CIT extends in the direction in which the data line DL extends so as to cover the upper side of the data line DL, and is formed widely.
  • the width of the transparent common electrode CIT covering the data line DL is set to be considerably wider than the data line DL in order to obtain a margin for alignment in the TFT process. If the width of the transparent common electrode CIT is widened, even if the electrode is transparent, a horizontal electric field is not applied to that portion, so that it does not contribute to transmission in display. That is, an improvement in display aperture ratio cannot be obtained.
  • the interval between the transparent pixel electrodes PIT arranged in the left-right direction is set small, and the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the gap portion.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT serves as a shield for the data line DL
  • the black matrix BM on the data line DL can be set thin, and the aperture ratio can be increased. That is, the aperture ratio is improved by disposing the transparent storage capacitor electrode MIT above the data line DL and not disposing the transparent common electrode CIT.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is also disposed over the gate wiring GL extending in the horizontal direction.
  • the transparent common electrode CIT has a plurality of elongated strips extending in the vertical direction in which the data lines DL extend over a plurality of pixel regions, and further, substantially in the vertical center of the black matrix BM covering the gate lines GL. It has a connecting portion that extends in the horizontal direction in the vicinity and connects the strips to each other, and has a mesh-like planar pattern. According to this, there is an effect that the supply of the common voltage is not interrupted even when the belt-like portion extending in the vertical direction is disconnected, and an effect of reducing the wiring resistance of the transparent common electrode CIT.
  • the pair of edges of the slit of the transparent common electrode CIT extending in the vertical direction intersects the outer edge of the transparent pixel electrode PIT substantially perpendicularly.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 'of FIG.
  • the components in the cross-sectional structure, their functions, and materials used will be described.
  • the liquid crystal layer LC is sandwiched between the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2.
  • the liquid crystal layer LC is filled with a positive type liquid crystal in which the major axes of the liquid crystal molecules are aligned along the electric field direction or a negative type liquid crystal in which the major axes of the liquid crystal molecules are aligned perpendicular to the electric field direction.
  • the thickness of the liquid crystal layer is 3 to 4 ⁇ m.
  • the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 are made of glass, and the thickness thereof is 0.4 to 0.7 mm in the manufacturing process, but the liquid crystal is interposed between the first and second transparent substrates SUB1 and SUB2. In some cases, the thickness is finally reduced to about 0.2 mm by chemical polishing after the layer LC is sealed.
  • the substrate material is not limited to glass, and plastic may also be used.
  • the first polarizing plate POL1 and the second polarizing plate POL2 are attached to the outside of the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2, respectively.
  • the second polarizing plate POL2 polarizes light from a backlight (not shown) arranged outside and passes it to the liquid crystal layer LC.
  • the liquid crystal layer LC turns the light polarized by the second polarizing plate POL2 into elliptically polarized light by an optical birefringence effect.
  • the first polarizing plate POL1 passes the light that has become elliptically polarized light by the liquid crystal layer LC after making it linearly polarized light.
  • the polarization axis of the first polarizing plate POL1 and the polarization axis of the second polarizing plate POL2 are orthogonal (so-called cross Nicos). Therefore, when an electric field is not applied to the liquid crystal layer LC, even if light from the backlight passes through the liquid crystal layer LC, the first polarizing plate POL1 blocks the light, resulting in black display. On the other hand, when an electric field generated mainly between the pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT is applied to the liquid crystal layer LC, the liquid crystal layer LC changes light into elliptically polarized light by a birefringence effect.
  • the transmittance changes according to the magnitude of the voltage, so that intermediate gradation display and white display are possible. Since a common voltage is applied to the transparent storage capacitor electrode MIT, the liquid crystal layer LC can be driven by an electric field between the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent pixel electrode PIT. As shown in FIG. 2, since the area is shielded by the black matrix BM, it is not included as transmitted light in the display operation.
  • a first alignment film AL1 and a second alignment film AL2 for aligning liquid crystal molecules are disposed at positions in contact with both surfaces of the liquid crystal layer LC.
  • the main component of the first and second alignment films AL1 and AL2 is polyimide, and methods for aligning liquid crystal molecules on the surface include rubbing or irradiation with polarized ultraviolet rays.
  • Color display is realized by transmitting light through the color filter CF formed on the first transparent substrate SUB1. Since the pigment contained in the color layer of the color filter CF becomes a contamination source that dissolves into the liquid crystal layer LC, the surface thereof is covered with an overcoat film OC made of an organic material. This overcoat film OC also has the effect of flattening the surface.
  • the black matrix BM is disposed above the semiconductor layer SEM of the first transparent substrate SUB1.
  • the black matrix BM is also arranged at the boundary between the pixel regions of the color filter CF, and prevents color mixing due to light in adjacent pixel regions being viewed from an oblique direction, thereby contributing to displaying an image without blurring.
  • the width of the black matotos BM is too wide, the aperture ratio and the transmittance are lowered.
  • the black matrix BM is made of a resin material or a metal material containing a black pigment.
  • a driving voltage is applied between one transparent pixel electrode PIT and the other transparent common electrode CIT when the liquid crystal layer LC is regarded as a capacitor in one pixel region.
  • the same common voltage as that of the transparent common electrode CIT is also applied to the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • an on voltage is applied to the gate wiring GL formed of a metal layer.
  • the gate wiring GL is a metal material mainly composed of aluminum Al, molybdenum Mo, titanium Ti, or copper Cu, an alloy obtained by adding tungsten W, manganese Mn, titanium Ti, or the like to the above metal material, or a combination of these materials. It is formed from the laminated body. The thickness is 100 nm to 300 nm.
  • a gate insulating film GSN is disposed above the gate wiring GL.
  • silicon nitride SiN formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) is used.
  • the gate insulating film GSN may be silicon dioxide SiO 2 or alumina Al 2 O 3 .
  • the semiconductor layer SEM is processed and arranged in an island shape.
  • the semiconductor layer material amorphous silicon a-Si is suitable for combination with silicon nitride SiN, and oxide semiconductor or low-temperature polysilicon LTPS is suitable for combination with silicon dioxide SiO 2 .
  • oxide semiconductor an oxide of indium, gallium, zinc, or the like is preferable.
  • the data line DL and the source electrode SM are made of a low resistance metal material formed in the same process.
  • This metal material is a metal material mainly composed of aluminum Al, molybdenum Mo, titanium Ti or copper Cu, or an alloy obtained by adding tungsten W, manganese Mn, titanium Ti or the like to the above metal material, or a combination of these materials. It is formed from the laminated body.
  • a protective insulating film PAS is formed on the data line DL and the source electrode SM.
  • silicon nitride SiN or silicon dioxide SiO 2 can be used or may be omitted.
  • An interlayer insulating film ORG is formed on the protective film PAS.
  • a photosensitive organic material mainly composed of acrylic is used as the interlayer insulating film ORG.
  • the organic material has a relative dielectric constant of 4 or less, which is lower than 6.7 of silicon nitride. Further, it can be formed thicker than silicon nitride due to the manufacturing method. In this embodiment, the thickness is set to 1.5 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the second transparent storage capacitor electrode MIT disposed on the interlayer insulating film ORG and constituting one electrode of the storage capacitor STG, and the data line DL Alternatively, the wiring capacitance generated between the gate wiring GL can be greatly reduced. For this reason, the wiring delay of the transparent storage capacitor electrode MIT using the transparent conductive film material having a relatively high resistance can naturally be reduced. Therefore, a relatively large screen area DIA can be obtained without connecting a low resistance metal wiring to the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the set of the protective film PAS and the interlayer insulating film ORG corresponds to the third insulating film in the liquid crystal display device of the present invention, and the interlayer insulating film ORG corresponds to the organic insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is a transparent conductive film, and as its material, indium / tin / oxide ITO or indium / zinc / oxide IGO is used.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent pixel electrode PIT constitute a storage capacitor STG in the pixel region with the insulating film SNG interposed therebetween.
  • the storage capacitor STG can prevent the video voltage due to the charge stored in the ON state of the thin film transistor TFT from being attenuated during the holding operation period.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT corresponds to the first common electrode in the liquid crystal display device of the present invention
  • the insulating film SNG corresponds to the first insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the transparent pixel electrode PIT is electrically connected to the source electrode SM through a contact hole CONT opened in the protective film PAS, the interlayer insulating film ORG, and the insulating film SNG.
  • the transparent pixel electrode PIT has an independent plane pattern in each pixel region divided into the gate lines GL and the data lines DL arranged in a matrix.
  • the ON voltage is applied to the gate line GL and the semiconductor layer SEM has a low resistance
  • the video data voltage is transmitted from the data line DL to the transparent pixel electrode PIT through the source electrode SM.
  • the video data voltage is charged in a capacitor between the transparent pixel electrode PIT, the transparent common electrode CIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • a transparent common electrode CIT is disposed above the transparent pixel electrode PIT via an upper insulating film UPAS.
  • the upper insulating film UPAS is made of silicon nitride SiN or silicon dioxide SiO 2 like other insulating films.
  • the transparent common electrode CIT corresponds to the second common electrode in the liquid crystal display device of the present invention, and the upper insulating film UPAS corresponds to the second insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the video data voltage is transmitted to the transparent pixel electrode PIT through the data wiring DL, the semiconductor layer SEM, and the source electrode SM.
  • This video data voltage is charged into the transparent pixel electrode PIT and the capacitance between the transparent common electrode CIT having a common potential and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the off-voltage is applied to the gate wiring GL, the holding period is thereafter and the semiconductor layer SEM has a high resistance, so that the charged charge (voltage) is basically held.
  • the voltage of the pixel electrode PIT may fluctuate due to leakage due to the resistance of the semiconductor layer SEM or the resistance of the liquid crystal layer LC.
  • a retention characteristic can be obtained by a capacitor formed by stacking the transparent common electrode CIT and the transparent pixel electrode PIT.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 ′ of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the data line DL as a boundary.
  • the pixel in the center corresponds to the green color filter CF (G) in the color filter CF arranged in a vertical stripe shape.
  • the left and right pixels correspond to the red color filter CF (R) and the blue color filter CF (B).
  • a black matrix BM is disposed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary between the pixel regions where the data lines DL are located.
  • the data line DL and the black matrix BM have an effect of preventing color mixture in which the backlight light transmitted through the adjacent pixel region can be seen when the pixel region divided for each color filter CF is viewed from an oblique direction.
  • the backlight light is applied to the second transparent substrate SUB2 from the outside of the polarizing plate POL2 attached to the outside of the second transparent substrate SUB2.
  • the widths of the data lines DL and the black matrix BM are increased, there are problems that the aperture ratio and the transmittance are lowered, the display is darkened, and the power consumption is increased.
  • a semiconductor layer SEM is formed below the data line DL in relation to the manufacturing method.
  • amorphous silicon or LTPS is used for the semiconductor layer SEM, it is substantially opaque. Therefore, if the width is too wide, the aperture ratio is reduced in the same manner as the data wiring DL.
  • the video data voltage and the common voltage are respectively applied to the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT, and an electric field generated between them is applied to the liquid crystal layer LC, and the elliptical polarization intensity of the liquid crystal layer LC is increased by the electric field strength.
  • the transmittance is controlled and gradation display is realized. It is set so that the transmittance is maximized when the maximum potential difference is applied. Since the liquid crystal display device of the present embodiment is an IPS liquid crystal display device, when the potential difference between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT is reduced, the transmittance is reduced and the display is turned to black display. When the potential difference increases, the transmittance increases and the display is turned to white.
  • the maximum transmittance when the maximum potential difference is applied may be simply expressed as transmittance.
  • the liquid crystal layer LC is filled with organic liquid crystal molecules LCM.
  • the major axis of the liquid crystal molecule LCM is formed on the surface of the alignment film AL1 disposed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 and the surface of the alignment film AL2 disposed on the inner surface of the second transparent substrate SUB2 by the alignment treatment. Are aligned.
  • the transparent common electrode CIT has a plurality of strip-shaped portions, and a slit is formed between them. Since there is the transparent pixel electrode PIT below the slit through the upper insulating film UPAS, when the voltage between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT increases, the electric field lines of electric lines of force that are folded by the liquid crystal layer LC Is formed.
  • the pixel region Since the vicinity of the boundary between the band-like portion of the transparent common electrode CIT and the slit becomes the maximum electric field region, the rotation of the liquid crystal molecules LCM becomes large in this vicinity, and the transmittance is increased.
  • the width of the strip-like portion of the transparent common electrode CIT and the interval between the slits are increased, the electric field near the center of the strip-like portion and the slit becomes weak, and the transmittance is lowered. Therefore, it is necessary to set the width of the strip-like portion of the transparent common electrode CIT and the gap between the slits in detail in consideration of the thickness of the liquid crystal layer LC. Therefore, the pixel region has a transmittance distribution in the horizontal direction of the cross-sectional view of FIG.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed so as to widely cover the upper side of the data line DL below the gap between the adjacent transparent pixel electrodes PIT located above the data line DL. Therefore, the electric field noise generated from the data line DL is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT, and the electric field noise to the liquid crystal layer LC is shielded. Further, the transparent common electrode CIT is not disposed between the black matrix BM and the data wiring DL. In general, in a liquid crystal display device in which such a transparent storage capacitor electrode MIT is not disposed and the common electrode is disposed only in the uppermost layer, the common electrode is disposed so as to cover a wide gap between adjacent transparent pixel electrodes.
  • the common electrode since the common electrode is wide, the driving electric field becomes weak, and even if a transparent electrode material is used, the transmittance is lowered, or the black matrix BM is widened and the aperture ratio is lowered. There's a problem.
  • the data line DL is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT, so that the aperture ratio can be increased. .
  • the IPS liquid crystal display device when pressure is applied to the display surface from the outside with a finger or the like in a state where a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode, there are places where the liquid crystal molecules rotate in the direction opposite to the normal direction. As a result, a region in which the liquid crystal molecules are in a metastable state may spread within the pixel and remain as display unevenness. Such a phenomenon is called push domain (or reverse twist).
  • FIG. 5 is a plan view of one pixel region for illustrating a mechanism for preventing the generation of push domains and thereby realizing a liquid crystal display device with high transmittance and low power consumption in this embodiment.
  • FIG. 5A is a diagram in which only the patterns of the transparent storage capacitor electrode MIT, the transparent pixel electrode PIT, and the transparent common electrode CIT formed of a transparent conductive film material are extracted from the planar pattern of the pixel region.
  • FIG. 5B is an enlarged view of the dotted circle area in FIG. 5A, which is an area in the vicinity of the data line DL in FIG. 2A and is shielded by the black matrix BM. Indicates the area.
  • FIG. 5C is an enlarged view of the dotted circle region of FIG.
  • FIG. 5A which is a region in the vicinity of the gate wiring GL in FIG. 2A and includes a plurality of strips of the transparent common electrode CIT. A region where the part C1 and the slit CS intersect with the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT is shown.
  • the polarizing plates POL1 and POL2 attached to the upper side of the first transparent substrate SUB1 and the lower side of the second transparent substrate SUB2 in the cross-sectional view of FIG.
  • the polarization axis and the alignment axis of the liquid crystal molecule LCM are also shown at the same time. The effects of this embodiment will be described while explaining the rotation operation of the liquid crystal molecules LCM by the drive electric field applied between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT or the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the two strips C1 of the transparent common electrode CIT extend in the same direction as the data wiring DL.
  • two adjacent outer edges P1 of adjacent transparent pixel electrodes PIT extend in the same direction as the data lines DL.
  • a gap P2 between two adjacent outer edges P1 overlaps the transparent storage capacitor electrode MIT in plan view.
  • the polarization axes of the polarizing plates POL1 and POL2 of the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 are orthogonal to each other.
  • the alignment axes that align the major axes of the liquid crystal molecules LCM in the alignment films AL1 and AL2 in FIG. 4 are parallel to each other, which is the same direction as one of the polarization axes.
  • This alignment axis is shifted from the edge CE extending in the longitudinal direction of the slit CS and the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT by an angle ⁇ , which allows the liquid crystal molecules LCM to rotate in the electric field direction.
  • the edge CE extending in the longitudinal direction of the slit CS or the transparent pixel electrode PIT It becomes a direction orthogonal to the outer edge P1 of.
  • FIG. 5B shows liquid crystal molecules LCM in the vicinity of the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT.
  • the major axis of the liquid crystal molecule LCM is aligned in the direction of the alignment axis.
  • the liquid crystal molecules LCM rotate in the direction of the electric field, thereby transmitting the backlight light. Since the electric field direction is uniform in this region, all the liquid crystal molecules LCM rotate in the same direction. That is, since the rotation operation of the liquid crystal molecules LCM in this region is the same as the inside of the opening of the black matrix BM, no push domain is generated. Therefore, there is no decrease in transmittance in the vicinity of this region.
  • the strip C1 and the slit CS of the transparent common electrode CIT are orthogonal to the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT.
  • the pair of edges CE extending along the data line DL of the slit CS is orthogonal to the outer edge P2 extending along the gate line GL of the transparent pixel electrode PIT in plan view.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT extends in the in-plane direction over the plurality of pixel regions, and the edge of the pattern does not exist in the pixel region.
  • the region inside the slit CS sandwiched between the two strips C1 of the transparent common electrode CIT and the region without the transparent pixel electrode PIT (the region outside the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT) ) Includes the transparent storage capacitor electrode MIT, the electric field direction is a direction orthogonal to the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT includes a part CEp positioned outside the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT in the pair of edges CE of the slit CS and a pair of slits CS in the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT. Are formed so as to extend in the in-plane direction so as to overlap with the portion P2p located between the edges CE of the two in a plan view.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of connecting portions C2 that connect the plurality of strip-like portions C1 in the width direction of the slit CS, and an edge of the connecting portion C2 (that is, an edge extending in the width direction of the slit CS) is In plan view, it is located outside the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT (see FIG. 5A).
  • a pair of edges CE of some slits CS are orthogonal to the edge of the opening MA formed in the transparent storage capacitor electrode MIT in addition to the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT in plan view.
  • a rectangular closed region is formed by the pair of edges CE of the slit CS, the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT, and the edge of the opening MA in plan view.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT overlaps with the entire closed region in plan view.
  • the liquid crystal molecules LCM in the vicinity of the outer edge P2 of the transparent pixel electrode PIT have long axes aligned in the direction along the alignment axis in the off state.
  • the electric field direction has only a small shift angle ⁇ with respect to the polarization axis (usually 10 degrees or less)
  • the liquid crystal molecules LCM are fixed in the electric field direction and stop rotating.
  • FIG. 6 to 12 show a manufacturing process of a stacked body including a thin film transistor TFT formed on the first substrate SUB1 in this embodiment.
  • Each drawing includes a plan view of one pixel region and a cross-sectional view taken along the line b-b 'in the plan view. Each figure is described for each photographic processing step (photo step).
  • FIG. 6 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along a cutting line b-b ′ at the time when the first photo process is completed.
  • the gate wiring GL is formed by sputtering on the first transparent substrate SUB1, and then patterned in the first photo process.
  • FIG. 7 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along a cutting line b-b ′ at the time when the second photo process is completed.
  • a gate insulating film GSN of silicon nitride and a semiconductor layer SEM of amorphous silicon are laminated on the gate wiring GL by CVD. Furthermore, a laminated film of molybdenum Mo and copper Cu is formed thereon by sputtering.
  • the wiring material a material similar to that of the gate wiring GL may be applied.
  • the thicknesses of the gate insulating film GSN, the semiconductor layer SEM, and the drain wiring DL / source electrode SM are approximately 400 nm, 200 nm, and 300 nm, respectively.
  • a photoresist is formed on the laminated film, and this is exposed using a halftone photomask, so that the region of the data wiring DL and the source electrode SM and the semiconductor layer SEM are formed. Regions are formed.
  • FIG. 8 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the third photo process is completed.
  • a protective film PAS is formed on the data wiring DL and the source electrode SM by CVD, and an interlayer insulating film ORG that is photosensitive acrylic is further applied.
  • the protective film PAS is made of silicon nitride and has a thickness of 100 nm to 400 nm. Since the photosensitive acrylic material itself can be used as a resist in the photo process, an opening OCONT is formed on the source electrode SM by a development process using a photomask.
  • FIG. 9 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view along the cutting line b-b ′ at the time when the fourth photo process is completed.
  • FIG. 10 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view along the cutting line b-b ′ at the time when the fifth photo process is completed.
  • An insulating film SNG is formed on the transparent common storage capacitor electrode MIT by CVD.
  • the insulating film SNG is made of silicon nitride and has a thickness of 200 nm to 600 nm.
  • a contact hole PCONT penetrating the interlayer insulating film SNG and the protective film PAS is formed inside the opening OCONT of the interlayer insulating film ORG.
  • FIG. 11 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along line b-b ′ at the time when the sixth photo process is completed.
  • FIG. 12 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along line b-b ′ at the time when the seventh and eighth photo steps are completed.
  • An upper insulating film UPAS is formed on the transparent pixel electrode PIT.
  • an opening for taking out a terminal is formed in a terminal portion of the screen area DIA (not shown). This is the seventh photo process.
  • indium / tin / oxide which is a material of the transparent conductive film, is formed, and the transparent common electrode CIT is formed by a photoetching process.
  • the processing of the first substrate SUB1 of the liquid crystal display device according to the present embodiment is completed after 8 photo etching steps.
  • FIG. 13 is a detailed plan view of one pixel in the second embodiment
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line 14-14 'of FIG.
  • FIG. 13A is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL and the data wiring DL and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • FIG. 13A shows a pattern of almost all layers
  • FIG. 13B shows only the pattern of each transparent electrode and the projection position (broken line) of the opening of the black matrix BM. Is shown.
  • An inner portion of the opening of the black matrix BM is a light transmission region, and an outer portion of the opening is a light shielding region.
  • the transparent common electrode CIT that is different from the first embodiment in the plane pattern. Since the planar pattern of the other configuration is basically the same as that of the first embodiment, the following description will focus on the improvement of the planar pattern of the transparent common electrode CIT.
  • the planar features of the transparent common electrode CIT, the transparent storage capacitor electrode MIT, and the transparent pixel electrode PIT in one pixel region are mainly characterized. A description will be given using b).
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of strips C1 extending in parallel with the gate wiring GL, and a plurality of slits CS are formed between the strips C1.
  • the longitudinal direction of the slit CS is the extending direction of the gate wiring GL
  • the width direction of the slit CS is the extending direction of the data wiring DL.
  • the plurality of strip portions C1 are not connected in the width direction of the slit CS above each data wiring DL.
  • the plurality of strips C1 of the transparent common electrode CIT are adjacent to the two transparent pixel electrodes PIT. Extends in parallel with the gate wiring GL so as to perpendicularly intersect two adjacent outer edges P1. Therefore, a plurality of strip portions C1 separated by the slits CS of the transparent common electrode CIT are arranged above the gap PS between the adjacent transparent pixel electrodes PIT.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed over most of the gate wiring GL.
  • the plurality of strip portions C1 of the transparent common electrode CIT extend in parallel with the gate wiring GL across the plurality of pixel regions, but the width of the strip portion C1 is wide near the center of the gate wiring GL.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line 14-14 'of FIG. The components in the cross-sectional structure, their functions, and materials used will be described.
  • This figure is a cross-sectional view of three pixel regions with the gate line GL as a boundary. Since the color filters CF are arranged in a vertical stripe shape, the color filters CF of the same color are shown in this drawing.
  • a black matrix BM is disposed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary between the pixel regions where the gate wiring GL is located.
  • the light from the backlight is applied to the second transparent substrate SUB2 from the outside of the polarizing plate POL2 attached to the outside of the second transparent substrate SUB2.
  • the width of the black matrix BM is increased, there are problems that the aperture ratio and the transmittance are lowered, the display is darkened, and the power consumption is increased.
  • the problem is the biggest problem in a high-definition liquid crystal display device, there is a demand for a liquid crystal display device that does not cause display defects even when the black matrix BM is thinned.
  • the semiconductor layer SEM of the thin film transistor TFT, the source electrode SM of the thin film transistor TFT, and the contact hole CONT opened in the organic protective film ORG, the protective film PAS, and the insulating film SNG are located.
  • the transparent pixel electrode PIT is formed on the source electrode SM through the contact hole CONT.
  • a video data voltage and a common voltage are respectively applied between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT, and an electric field generated between them is applied to the liquid crystal layer LC, and the elliptical polarization of the liquid crystal layer LC is generated by the electric field strength.
  • the transmittance is controlled and gradation display is realized.
  • FIG. 15 is a plan view of one pixel region for illustrating a mechanism for preventing the generation of a push domain and thereby realizing a liquid crystal display device with high transmittance and low power consumption in this embodiment.
  • FIG. 15A is a diagram in which only the patterns of the transparent storage capacitor electrode MIT, the transparent pixel electrode PIT, and the transparent common electrode CIT formed of a transparent conductive film material are extracted from the planar pattern of the pixel region.
  • FIG. 15B is an enlarged view of the dotted circle area b in FIG. 15A
  • FIG. 15C is an enlarged view of the dotted circle area c in FIG. 15A.
  • the difference between the first embodiment and the present embodiment is that the strip portion C1 and the slit CS of the transparent common electrode CIT extend in parallel with the data wiring DL in the first embodiment, whereas in the present embodiment, This is a point rotated by 90 degrees and extending in parallel with the gate wiring GL. Therefore, the alignment axis of the liquid crystal molecule LCM is also different by 90 degrees between the first embodiment and the present embodiment.
  • the strip C1 and the slit CS of the transparent common electrode CIT are orthogonal to the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT.
  • the pair of edges CE of the slit CS is orthogonal to the two outer edges P1 adjacent to the two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the longitudinal direction of the slit CS in plan view.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT extends in the in-plane direction over the plurality of pixel regions, and the edge of the pattern does not exist in the pixel region.
  • the transparent storage electrode MIT is located in the area inside the slit CS of the transparent common electrode CIT and without the transparent pixel electrode PIT (the gap PS between the two outer edges P1).
  • the electric field direction is a direction orthogonal to the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT includes a part CEp positioned outside the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT in the pair of edges CE of the slit CS and a pair of slits CS in the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT. Are formed so as to extend in the in-plane direction so as to overlap with the portion P1p located between the edges CE of the two in a plan view.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT overlaps in plan view with all of the rectangular closed region surrounded by the pair of edges CE of the slit CS and the two outer edges P1 adjacent thereto.
  • the major axis of the liquid crystal molecule LCM is fixed in a direction perpendicular to the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT when in the on state.
  • the transparent common electrode CIT and the transparent pixel electrode PIT are arranged in different layers via an insulating film, and the intersection between the edge CE of the strip-like portion C1 of the transparent common electrode CIT and the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT is rounded. Since it is not tinged and push domains are not generated and spread, the transmittance is not lowered.
  • the rotation operation of the liquid crystal molecules LCM is the same as the inside of the opening of the black matrix BM, as in the region of FIG. That is, since the rotation directions in the on state are aligned, there is no push domain in which the display disturbance is displayed for a long time when the two or more rotation directions coexist. Thereby, a liquid crystal display device with high transmittance and low power consumption can be provided.
  • the transparent common electrode CIT has a plurality of strip portions C1 extending in parallel with the extending direction of the gate wiring GL, but each strip portion C1 extends the data wiring DL. Not connected in direction. For this reason, when a disconnection occurs in any of the belt-like portions C1, the common potential is not supplied to that portion, so that there is a problem that the image quality is deteriorated due to the influence of wiring delay.
  • the transparent common electrode CIT is connected on the data line DL for all the pixel areas as in the past, the transparent common electrode CIT forms a closed space on the transparent pixel electrode PIT, and the corners of the edges are etched. Therefore, a region where a plurality of rotation directions of liquid crystal molecules exist is formed, a push domain is generated, and the transmittance is lowered.
  • FIG. 16 shows a plan view in which the transparent common electrode CIT extending in the lateral direction is connected not to all the pixel areas, but to only one place for a plurality of pixel areas in order to cope with this problem.
  • the transparent common electrode CIT a plurality of strips C1 extending in the extending direction of the gate wiring GL are connected in the extending direction above the data wiring DL.
  • this connection is not performed for all pixel regions, but only for one pixel region.
  • the band-like portion C1 and the slit CS of the transparent common electrode CIT and the outer edge P1 of the transparent pixel electrode PIT are orthogonal to each other, and the rotation of the liquid crystal molecules LCM is performed in the electric field direction.
  • the transmittance decrease is small in order to prevent the generation of the push domain. Accordingly, a liquid crystal display device with a small wiring delay and good image quality can be provided as the liquid crystal display device.
  • FIG. 18 is a plan view showing a plurality of pixels
  • FIG. 19 is a detailed plan view of one pixel
  • FIG. 20 is a sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG. 19
  • FIG. 21 is a section line 5-5 ′ of FIG.
  • FIG. 22 is a sectional view taken along the line 6-6 ′ of FIG.
  • FIG. 18 is a plan view showing four pixels in the horizontal direction and three pixels in the vertical direction, that is, 12 pixels in the screen area DIA.
  • the gate wiring GL is a wiring for supplying a scanning voltage of the thin film transistor TFT
  • the data wiring DL is a wiring for supplying a video signal voltage to the thin film transistor TFT.
  • the common electrode metal wiring MSL supplies a common voltage to the first transparent common electrode CT1.
  • the pixels are arranged so as to be inclined to the right, left, and right with respect to the vertical line for each row.
  • the rotation direction of the liquid crystal molecules is left rotation, right rotation, and left rotation for each row according to the tilt of the pixel, and the liquid crystal rotation is canceled for each row.
  • An IPS liquid crystal display device with little change can be realized.
  • a black matrix BM is shown in one of the plurality of pixels in FIG.
  • the data line DL and the gate line GL or the thin film transistor TFT are covered from the upper surface with a black matrix BM having a light shielding effect, and have an opening at the center.
  • FIG. 19 is a plan view of a region including surrounding pixels adjacent to a region of one pixel surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL in FIG.
  • the planar arrangement and its functions are shown.
  • the gate wiring GL is formed of a low resistance metal layer, and is connected to the gate line driving circuit of FIG. 1 to apply a scanning voltage.
  • the data line DL is also formed of a low-resistance metal layer, and a video signal voltage is applied thereto.
  • the semiconductor layer SEM of the thin film transistor When a gate-on scanning voltage is supplied to the gate line GL, the semiconductor layer SEM of the thin film transistor has a low resistance, and the video signal voltage of the data line DL is transmitted to the source electrode SM formed of a low-resistance metal layer. Is transmitted to the transparent pixel electrode PIT (ITO2) connected to.
  • the transparent electrode material used for the transparent pixel electrode PIT is used not only for the transparent pixel electrode PIT but also for a terminal portion used for connection with an external device of the liquid crystal display panel. Called.
  • the other voltage and common voltage applied to the liquid crystal layer LC are applied to the first transparent common electrode CT1 (ITO1) through the common electrode metal wiring MSL from the common electrode driving circuit of FIG.
  • the first transparent common electrode CT1 (ITO1) is composed of the first transparent electrode material ITO1.
  • the transparent pixel electrode PIT (ITO2) and the first transparent electrode CT1 (ITO1) are stacked via an insulating film.
  • the first transparent common electrode CT1 (ITO1) has a slit formed in a pixel region for one pixel. This slit is formed from the upper surface so that the electric field from the transparent pixel electrode PIT reaches the first transparent common electrode CT1 (ITO1) via the liquid crystal layer LC. Display is performed by driving.
  • the upper surface of the semiconductor layer SEM is cut out and opened. This is because when the first transparent common electrode CT1 is superimposed on the semiconductor layer SEM, the scanning voltage applied to the gate wiring affects the common voltage applied to the first transparent common electrode CT1, and the pixel electrode This is because a correct potential difference cannot be formed, and the display is adversely affected.
  • the second transparent common electrode CT2 (ITO3) is connected to the common electrode driving circuit shown in FIG.
  • the second transparent common electrode CT2 (ITO3) is laminated with the transparent pixel electrode PIT (ITO2) via an insulating film, and constitutes a storage capacitor STG.
  • the first transparent common electrode CT (ITO1), the transparent pixel electrode PIT (ITO2), and the second transparent common electrode CT2 (ITO3) having slits are formed in the pixel region.
  • the three transparent electrode material layers ITO1, ITO2, and ITO3 are formed by different processes in the manufacturing process.
  • the first transparent common electrode CT1 corresponds to the second common electrode in the liquid crystal display device of the present invention
  • the second transparent common electrode CT2 corresponds to the second common electrode in the liquid crystal display device of the present invention. Corresponding to one common electrode.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG.
  • the third transparent electrode material ITO3 and the gate wiring GL are processed after being continuously formed on the second transparent substrate SUB2 with the third transparent electrode material ITO3 and the gate wiring GL. Under the wiring GL, a third transparent electrode material ITO3 is formed in the shape of the gate wiring GL. The third transparent electrode material ITO3 in the region where the gate wiring GL is removed forms a second transparent common electrode CT2.
  • the second transparent common electrode CT2 and the transparent pixel electrode PIT (ITO2) formed via the gate insulating film GSN constitute a storage capacitor STG in the pixel.
  • the holding capacitor STG can prevent the video signal voltage applied in the ON state of the thin film transistor TFT from being attenuated within the holding operation period.
  • a gate insulating film GSN is formed on the gate wiring GL. Note that the gate insulating film GSN corresponds to the first insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • a semiconductor layer SEM is processed and arranged in an island shape on the gate wiring GL.
  • the data wiring DL and the source electrode SM are formed.
  • a transparent pixel electrode PIT (ITO2) is connected on the source electrode SM.
  • a protective insulating film PAS is formed on the data wiring DL and the source electrode SM.
  • a first transparent common electrode CT1 (ITO1) is formed on the transparent pixel electrode PIT via a protective film PAS.
  • the retention characteristic is maintained by a capacitance formed by stacking the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT, but in this embodiment, between the transparent pixel electrode PIT and the second transparent common electrode CT2. Since the holding capacity can be set to a large value, a better holding characteristic can be maintained, and a liquid crystal display device with excellent image quality can be provided.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view taken along line 5-5 ′ of FIG. This figure is a cross section of two adjacent pixel regions straddling the gate wiring GL. In particular, a cross section is shown across a columnar spacer for maintaining the thickness of the liquid crystal layer LC sealed between the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2.
  • a second transparent common electrode CT2 (ITO3) is formed on the same plane adjacent to the gate wiring GL. As described above, this overlaps with the transparent pixel electrode PIT via the gate insulating film GSN, and the overlapped region has a function of preventing the applied voltage from being lowered during the period in which the video signal voltage is applied.
  • a storage capacitor STG is formed. The storage capacitor STG is also formed in a portion where the first transparent common electrode CT1 (ITO1) and the transparent pixel electrode PIT overlap with each other via the protective film PAS. As shown in the plan view of FIG. Since one transparent common electrode CT1 is divided into a slit portion and an electrode portion, a large storage capacitor STG cannot be formed.
  • the present embodiment includes the transparent pixel electrode PIT and the second transparent common electrode CT2 that overlaps the entire surface. Therefore, a large storage capacitor STG can be formed, and the transparent pixel electrode PIT can be formed. The applied voltage can be prevented from decreasing, and flickering and burning can be prevented.
  • a common electrode metal wiring MSL is formed on the second transparent common electrode CT1. Since the common electrode metal wiring MSL is formed in the same process as the gate wiring GL, it is a low resistance metal wiring material. Thereby, the wiring delay of the voltage applied to the second transparent common electrode CT1 is reduced.
  • the thickness of the liquid crystal layer LC is accurately maintained by the spacer SPC formed on the first transparent substrate SUB1.
  • the spacer SPC is formed by processing an organic material applied to the first transparent substrate SUB1.
  • a pedestal DAI is formed on the second transparent substrate SUB2 at a position facing the spacer SPC. This pedestal DAI is a step created in the manufacturing process of the data wiring DL which is the constituent film of the first substrate.
  • a plurality of spacers SPC are arranged, but there are both pixels with pedestal DAI and unformed pixels below the spacers SPC. This has the effect of deforming and softening the impact when pressed with an impact or finger.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view taken along the line 6-6 ′ of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the data line DL as a boundary.
  • the pixel at the center corresponds to the green color filter CF (G) in the arrangement of the vertical stripe color filter CF.
  • the left and right correspond to the red color filter CF (R) and the blue color filter CF (B).
  • a black matrix BM is formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary between pixels with the data wiring DL.
  • the data line DL and the black matrix BM have an effect of preventing color mixing when the pixels separated by the color filter CF are viewed obliquely and the light from the backlight of the adjacent pixels appears to be transmitted.
  • the light from the backlight is irradiated from the outside of the polarizing plate POL2 attached to the outside of the second transparent substrate SUB2 toward the second transparent substrate SUB2.
  • the widths of the data lines DL and the black matrix BM are increased, the aperture ratio and the transmittance are lowered and the liquid crystal display device becomes dark. In order to solve this, the power consumption is increased by increasing the output of the backlight. There is a problem of increasing.
  • a semiconductor layer SEM is formed below the data line DL.
  • amorphous silicon or LTPS is used for the semiconductor layer SEM, it is substantially opaque. If the width of the semiconductor layer SEM is too wide, the aperture ratio is lowered as in the data wiring DL.
  • a video signal voltage and a common voltage are applied between the transparent pixel electrode PIT (ITO2) and the first transparent common electrode CT1, and an electric field generated between these electrodes is applied to the liquid crystal layer LC, and the electric field strength is increased.
  • the first transparent common electrode CT1 having a plurality of slits has an electrode width of L and an interval of S.
  • the transparent pixel electrode PIT is provided below the slit portion having the interval S through the protective film PAS, when the potential difference between the two electrodes becomes large, electric lines of force due to an electric field that folds back to the liquid crystal layer LC are formed. Is done.
  • the boundary between the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 and the interval S between the slits is the maximum electric field region. Accordingly, the rotation of the liquid crystal molecules LCM is increased at this boundary portion, and the transmittance is increased.
  • the electric field is weak, the rotation of the liquid crystal molecules LCM becomes small, and the transmittance becomes low.
  • the pixel region has a transmittance distribution in the horizontal direction of the cross-sectional view of FIG. For this reason, when the width L and the slit width S of the first transparent common electrode CT1 are increased, the electric field in the vicinity of the center of the electrode width L and the slit width S becomes weak and the transmittance is reduced. Therefore, the electrode width L of the first transparent common electrode and the gap S between the slits need to be set narrow in consideration of the thickness of the liquid crystal layer LC.
  • the transmittance at the boundary between the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 and the gap S between the slits is maximized, and the gap S between the electrode width L and the slit S. It is also necessary to take into account the low transmittance near the center.
  • FIG. 23 shows the calculation result of the transmittance distribution in the opening region of FIG.
  • the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 and the gap S between the slits are 4 ⁇ m and 6 ⁇ m described in the drawings.
  • the transmittance increases and decreases periodically in the lateral direction of the cross-sectional structure.
  • the transmittance is a relative value.
  • the maximum transmittance is an electrode end portion of the first transparent common electrode CT1, and is a portion where the electric field EF from the first transparent common electrode CT1 through the liquid crystal layer LC to the transparent pixel electrode PIT is maximized. This portion is a region where the rotation angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer LC is maximized, and the transmittance is maximized.
  • the transmittance decreases in the vicinity of the center of the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 in which the electric field EF becomes weak and in the vicinity of the center of the slit interval S.
  • both the electrode width L and the interval S of the first transparent common electrode CT1 may be set as narrow as possible. It will be. Further, in order to always maintain the relative transmittance shown in FIG. 23 at 50% or more, the first transparent common electrode CT1 should be formed so that the electrode width L and the interval S are as equal as possible. . Further, the most important point to be noted here is the distance between each electrode and wiring in the light shielding region around the data wiring DL that has the greatest influence on the aperture ratio of the pixel region.
  • FIG. 24 shows a cross section of the boundary portion between adjacent pixels in the dotted frame in FIG. 22, and is a diagram for explaining a configuration that can efficiently improve the aperture ratio and (maximum) transmittance. .
  • a leakage electric field generated by a video signal flowing through the data wiring DL may be a cause. This is because the charge and voltage of the pixel region are charged when the thin film transistor TFT is on, but the charging period is only when the gate line GL is selected in one frame, and the other gate lines GL are selected. The interval is a floating period. However, video signals for other pixel areas always flow through the data line DL, and the pixel area in the floating state is affected by the leakage electric field from the data line DL, and the storage capacitance in the pixel area is It tends to fluctuate. In the cross-sectional structure of FIG.
  • capacitive coupling from the data line DL to the transparent pixel electrode PIT depends on the distance Lds.
  • the distance Lds is short, voltage fluctuation from the data line DL obtains parasitic capacitance in the first transparent pixel electrode PIT, and the pixel voltage is likely to fluctuate. If this variation is large, when a gray or white window is displayed in the background, display is performed on the upper and lower portions of the background gray window with a brightness close to that of the window. This is a display defect called vertical crosstalk.
  • the distance Lds is excessively large, the area of the transparent pixel electrode PIT becomes small, the overlapping area with the first transparent common electrode CT1 becomes small, and the formation range of the electric field EF becomes small, so that the aperture ratio becomes small.
  • FIG. 24A shows an example of a cross-sectional view at the boundary between adjacent pixels.
  • the interval Lds between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL has a very narrow structure. For this reason, the coupling capacitance between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL tends to be large, and the transparent pixel electrode PIT is easily affected by the signal on the data line DL.
  • the transparent pixel electrode PIT is extended until it overlaps with the first transparent common electrode CT1 on the data line DL.
  • the interval Lds between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL is covered with the first transparent common electrode CT1 in the liquid crystal LC direction.
  • a second transparent common electrode CT2 is formed below the transparent pixel electrode PIT via a gate insulating film GSN.
  • the edge of the second transparent common electrode CT2 is set at a position closer to the data line DL by Lo than the transparent pixel electrode PIT. In other words, the edge of the second transparent common electrode CT2 overlaps with the gap Lds between the data line DL and the transparent pixel electrode PIT in plan view.
  • the thickness of the protective film PAS is about 0.6 ⁇ m
  • the thickness of the gate insulating film GSN is about 0.4 ⁇ m, and is very thin compared to the set values of the interval S between the electrodes and Lds.
  • the first transparent common electrode CT1 and the second transparent common electrode CT2 are both fixed at a common potential for the common electrode. For this reason, the parasitic capacitance depending on the distance Lds between the data line DL and the transparent pixel electrode PIT is based on the effect of the electrical shield from the upper surface of the first transparent common electrode CT1 and from the lower surface of the second transparent common electrode CT2. Small reduction. That is, even if the distance Lds between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL is a very narrow structure, the influence of the data line DL can be reduced.
  • the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT overlap each other, and the liquid crystal layer LC is driven by an electric field applied between the two electrodes.
  • the protruding dimension Ls from the first transparent common electrode CT1 that protrudes outside the black matrix BM formed on the first transparent substrate SUB1 that is, the first transparent common electrode CT1.
  • the distance in plan view between the edge of the slit and the edge of the black matrix BM performs the same function as the electrode width L, so that the electric field is less than half the slit width S of the first transparent common electrode CT1.
  • a liquid crystal display device can be provided in which the EF can be dense and the transmittance is hardly lowered.
  • FIG. 24B shows a configuration in which the distance Lds between the data line DL and the transparent pixel electrode PIT is large in the same cross-sectional configuration.
  • the capacitive coupling is greatly reduced.
  • the possibility that the data wiring DL and the transparent pixel electrode PIT are short-circuited due to a manufacturing process error is reduced.
  • the area of the transparent pixel electrode PIT becomes small, it becomes a problem to prevent the transmittance from being lowered.
  • the first transparent common electrode CT1 has a plurality of slits in a region outside the data line DL. The interval between the slits is S.
  • the slits extend in the same direction along the data wiring DL.
  • the end portion of the transparent pixel electrode PIT in FIG. 24B is formed so as to be positioned in the slit adjacent to the first transparent common electrode CT1 covering the data line DL, and is planar along the data line DL. It extends to.
  • the transparent pixel electrode PIT and the first transparent common electrode CT1 covering the data wiring DL do not overlap within the slit interval S, and are separated by a predetermined interval Li. That is, in plan view, a gap Li is formed between the slit edge of the first transparent common electrode CT1 and the edge of the transparent pixel electrode PIT. If the second transparent common electrode CT2 is not present in the lower part in this embodiment, only the transparent pixel electrode PIT and the first transparent common electrode CT1 drive the liquid crystal layer LC. As shown in FIG. 23, the planar dimension is, as an example, the slit interval S is 6 ⁇ m.
  • a second transparent common electrode CT2 is formed below the predetermined interval Li. That is, the interval Li and the second transparent common electrode CT2 overlap in plan view.
  • the electric field at the end of the transparent pixel electrode PIT reaches the second transparent common electrode CT2 from the region of the slit spacing S through the liquid crystal layer LC and drives the liquid crystal layer LC. Thereby, the fall of the transmittance
  • the end of the transparent pixel electrode PIT is within the slit interval S adjacent to the first transparent common electrode CT1 covering the data line DL, and the gap between this end and the end of the first transparent common electrode CT1.
  • the structure having the second transparent common electrode at the lower part of the portion can provide a liquid crystal display device with low parasitic capacitance and high transmittance and low power consumption.
  • FIG. 25 is a plan view of one pixel hitting the edge of the screen of the liquid crystal display device.
  • a terminal portion for taking out from the screen end is shown.
  • the data line DL is connected to the data line DL and the first transparent electrode material ITO1 from the drain opening CN1 opened on the metal line of the data line DL, and this constitutes the drain terminal electrode DTN.
  • the common electrode metal wiring MSL is connected to the first transparent electrode material ITO1 at the common electrode metal wiring opening CN2, and this is taken out as the common electrode terminal CTN.
  • the gate wiring GL is taken out from the gate wiring opening CN3 by the first transparent electrode material ITO1, and this constitutes the gate wiring terminal electrode GTN.
  • the gate wiring GLD at the end is a gate wiring for a dummy pixel because there is actually no corresponding pixel.
  • the adhesive layer seal SEL is a rectangular frame made of an organic material that prevents liquid crystal from leaking.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view taken along the line 10-10 ′ of FIG. 25, showing a cross-sectional configuration from the gate terminal GTN to the semiconductor layer SEM in the liquid crystal display device.
  • the region sandwiched between the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 is the liquid crystal layer LC.
  • an adhesive layer seal SEL is formed on the periphery of the screen region.
  • the gate wiring DL is drawn out to the periphery of the second transparent substrate SUB2 without the liquid crystal layer LC, and is drawn out from the openings of the gate insulating film GSN and the protective film PAS with the first transparent electrode material ITO1.
  • a gate drive circuit is connected to the terminal electrode GTN.
  • FIG. 27 to 31 show the manufacturing process of the thin film transistor TFT, the wiring region, and the opening formed on the second transparent substrate SUB2 in this embodiment.
  • the manufacturing process shows a plan view of one pixel and a sectional view taken along the line b-b 'of the plan view. Each figure is described for each photo processing step in the TFT step.
  • This plan view shows a plan view of one pixel including the terminal portion of FIG. 25 and a sectional view including the gate terminal portion GTN of FIG.
  • FIG. 27 shows a plan view (a) of one pixel after the first photo process on the second transparent substrate SUB2 and a cross-sectional view taken along line b-b ′.
  • the gate wiring GL, the common electrode metal wiring MSL, and the second transparent common electrode CT2 (ITO3) are formed in the first photo process.
  • a third transparent electrode material ITO3 and a metal material for the gate wiring GL are formed on the second transparent substrate SUB2 by sputtering.
  • the exposure process for the resist in the first photo process is made of a completely light-shielding metal and a translucent metal as a photomask.
  • FIG. 28 shows a cross-sectional view at the time when the second photo process is completed.
  • a gate insulating film GSN of silicon nitride and a semiconductor layer SEM of amorphous silicon are laminated on the gate wiring GL by CVD. Further, a laminated film of molybdenum Mo and copper Cu is formed thereon by sputtering to form the data wiring DL and the source electrode SM.
  • the region of the data wiring DL and the source electrode SM and the region of the semiconductor layer SEM can be formed. .
  • FIG. 29 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel at the time when the third photo process is completed.
  • a second transparent electrode material ITO2 is formed on the data line DL and the source electrode SM, and a transparent pixel electrode PIT is formed through a photo process.
  • the transparent pixel electrode PIT is formed in a square pattern in one pixel.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM.
  • FIG. 30 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel at the time when the fourth photo process is completed.
  • the protective film PAS is dry-etched in the terminal region, and a gate wiring which is a contact hole penetrating to the surface of the gate wiring GL Opening CN3 is formed.
  • FIG. 31 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel after completion of the fifth photo process.
  • a first transparent electrode material ITO1 is formed, and a first transparent common electrode CT1 is formed through a photoetching process.
  • the gate terminal electrode GTN connected to the gate terminal opening CN3 is formed of the first transparent electrode material ITO1.
  • the transparent pixel electrode PIT is formed in the same layer as the semiconductor layer SM, a through hole formed in the interlayer insulating film for connecting the semiconductor layer SEM and the transparent pixel electrode PIT becomes unnecessary. Therefore, the aperture ratio can be improved.
  • FIG. 32 is a system and circuit connection diagram showing the liquid crystal display device according to this embodiment.
  • the supply of the common voltage is propagated to the screen area by the common electrode metal wiring MSL and the transparent common electrode CT1 connected thereto.
  • the first transparent common electrode CT1, the transparent pixel electrode PIT, and the second transparent common electrode are formed using three kinds of transparent electrode materials ITO1, ITO2, and ITO3 in different manufacturing processes in the pixel.
  • An example is shown in which CT2 is formed, and the aperture ratio and transmittance in the vicinity of the cross section of the black matrix BM of the data wiring DL are improved by these arrangement positions.
  • Example 3 as shown in the plan view of FIG. 19 and the cross-sectional view of FIG. 21, the common electrode metal wiring MSL for supplying a voltage to the second transparent common electrode CT2 is formed.
  • the common electrode metal wiring MSL is impermeable and reduces the aperture ratio.
  • the aperture ratio loss is reduced by devising the shape of the common electrode metal wiring MSL.
  • the common electrode metal wiring MSL is shared by two upper and lower pixels. Since the metal material used for the common electrode metal wiring MSL has a low resistivity, even if it is shared, the planar width thereof may be the same as the width of the common electrode metal wiring MSL in the third embodiment. Thereby, the aperture ratio can be improved.
  • FIG. 33 shows a plan view of a plurality of pixels in the screen area DIA.
  • a gate wiring GL for supplying a scanning voltage and a data wiring DL for supplying a video signal voltage are arranged in a matrix, and a thin film transistor TFT is configured in each pixel area.
  • FIG. 34 is a plan view of two upper and lower pixels centering on the common electrode metal wiring MSL in this embodiment
  • FIG. 35 is a cross-sectional view taken along line 19-19 'in FIG.
  • the data line DL supplies a video signal voltage to each pixel as in the third embodiment. Specifically, a pair of pixel regions adjacent to each other in the longitudinal direction of the data line DL is disposed between the pair of gate lines GL, and each pixel area is included between the pair of pixel areas.
  • a common electrode metal line MSL connected to the second transparent common electrode CT2 and parallel to the gate line GL is disposed.
  • the common electrode metal wiring MSL corresponds to the common line in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the two upper and lower pixels centered on the common electrode metal wiring MSL are arranged to bend at a predetermined angle. Accordingly, the color change of the viewing angle performance is greatly reduced by making the rotation directions of the liquid crystal in the in-plane switch (IPS) display opposite to each other in the upper and lower pixels.
  • the bent arrangement of the pixels is performed in the upper and lower pixels centered on the gate wiring GL.
  • the upper and lower pixels are centered on the common electrode metal wiring MSL. Since the common electrode metal wiring MSL is set to be narrower than the gate wiring GL, the aperture ratio at the folded portion can be increased.
  • the liquid crystal layer LC can be driven more accurately.
  • the common electrode metal wiring MSL is non-transparent using a low resistance material, if it can be shared by two pixels as in this embodiment, the aperture ratio can be improved without increasing the wiring width, and the liquid crystal can be bright and have low power consumption.
  • a display device can be provided.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view taken along the line 19-19 'in the plan view of FIG. It is a cross section that crosses the gate wiring GL of two pixels in which two gate wirings GL are arranged in parallel and the common electrode metal wiring MSL is arranged in the center inside thereof.
  • the inner gate wiring GL supplies a voltage to the transparent pixel electrode PIT of the two pixels through the semiconductor layer SEM of the thin film transistor TFT.
  • the width of the common electrode metal wiring MSL is set to be the same as the width used in the third embodiment, and the common voltage can be supplied to the second transparent common CT 2 with no wiring delay with this width. Thereby, the number of wirings of the common electrode metal wiring MSL can be halved, and the aperture ratio can be improved.
  • a black matrix BM is formed on the first substrate facing the common electrode wiring MSL. Thereby, the display delimitation between pixels can be made clear. However, when the aperture ratio is further increased, since the common electrode metal wiring MSL also has a function as a light shielding film, the black matrix BM can be omitted.
  • the distance Ps between the adjacent transparent pixel electrodes PIT is set narrow. This also improves the aperture ratio. However, when the distance Ps between the transparent pixel electrodes PIT is reduced, the aperture ratio can be improved, but a new problem that the image quality is deteriorated arises.
  • the transparent pixel electrodes PIT sandwiched between the two gate lines GL are adjacent to each other. In actual driving, a scanning voltage is applied to the gate wiring GL sequentially from the upper side. A scanning voltage is applied to the gate wiring GL in the adjacent upper pixel region, and a video signal voltage is applied to the transparent pixel electrode PIT from the data wiring DL.
  • the scanning voltage is similarly applied to the lower gate line GL
  • the video signal voltage as other data is applied from the data line DL to the transparent pixel electrode PIT of the lower pixel through the semiconductor layer SEM.
  • the scanning voltage to the gate line GL is applied in a pulse format.
  • the upper scanning voltage is lowered and turned off. Since the voltage fluctuation is large when the scanning voltage is turned off, the voltage of the transparent pixel electrode PIT is caused by the movement of charges on the semiconductor layer SEM of the gate wiring GL and the capacitive coupling of the parasitic capacitance between the gate wiring GL and the transparent pixel electrode PIT. descend.
  • the thin film transistor TFT is disposed in each pixel, and the parasitic capacitances are almost equal. Therefore, the image quality deterioration due to the voltage fluctuation has little influence unless the voltage fluctuation is too large. On the other hand, when the position of the thin film transistor TFT between adjacent pixels is close as in the present embodiment, it leads to poor image quality. This measure is also proposed in this embodiment.
  • a common electrode metal wiring MSL and a second transparent common electrode CT2 are formed below the region of the distance Ps between the adjacent transparent pixel electrodes PIT shown in FIG. 35 via the gate insulating film GIN.
  • the first transparent common electrode CT1 is formed above the region of the distance Ps via the protective film PAS.
  • a common voltage is applied as a power source to the first transparent common electrode CT1 and the second transparent common electrode CT2. That is, the interval Ps between the two transparent pixel electrodes PIT is shielded from above and below. When the interval Ps between the transparent pixel electrodes PIT is small, a parasitic capacitance is generated between the transparent pixel electrodes PIT.
  • the potential of the adjacent transparent pixel electrode PIT varies.
  • the interval Ps between the transparent pixel electrodes PIT is shielded by the first transparent common electrode CT1, it is adjacent due to the parasitic capacitance between the transparent pixel electrode PIT pole and the first transparent common electrode CT1.
  • Parasitic capacitance between the transparent pixel electrodes PIT can be suppressed. Thereby, even if the interval Ps between the transparent pixel electrodes PIT is reduced, voltage fluctuation can be prevented by capacitive coupling, and as a result, a bright and low power consumption liquid crystal display device can be provided.
  • the width of the first transparent common electrode CT1 is set larger than the distance Ps between the adjacent transparent pixel electrodes PIT. However, even if the width is smaller than this distance Ps, it is formed above the distance Ps. Only by this, the effect of suppressing the parasitic capacitance between the adjacent transparent pixel electrodes PIT can be obtained.
  • Example 5 a liquid crystal display device according to Example 5 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 36 shows a plan view of six pixels in the screen area DIA.
  • the upper half of the three pixels shows a state in which a black matrix BM in which a color filter CF is formed is arranged.
  • a gate wiring GL for supplying a scanning voltage and a data wiring DL for supplying a video signal voltage are arranged in a matrix, and a thin film transistor TFT is configured in each pixel area.
  • the pixels are formed with red R, green G, and blue B color filters CF in the horizontal direction. Red R pixels form a vertical column.
  • the common electrode metal wiring MSL is disposed on the data wiring DL via an insulating film.
  • the common electrode metal wiring MSL is connected to the first transparent common electrode CT1, and overlaps with the data wiring DL in plan view.
  • the common electrode metal wiring MSL is connected to the second transparent common electrode CT2 via the connection point SEG.
  • the connection point SEG reduces the aperture ratio of the pixel. In order to reduce this influence, the connection point SEG is formed in a red R pixel that has little influence on the white luminance.
  • connection point SEG of the metal electrode common wiring MSL reduces the aperture ratio of the pixel, so the metal electrode common wiring MSL is thinned out to reduce the number of wirings. That is, the aperture ratio is reduced by arranging one connection point SEG for each of the plurality of pixels.
  • the connection point SEG is provided only in the red R pixel, which is less affected by the decrease in luminance when the white display is performed among the red R, green G, and blue B pixels.
  • a high aperture ratio that realizes high luminance is realized while a common voltage is efficiently supplied to the first transparent common electrode CT1 and the second transparent common electrode CT2. Since green G has a great influence on white luminance among the three colors, the connection point SEG is formed in the red R pixel in this embodiment, but this may be blue B.
  • FIG. 37 is a detailed plan view of the red R, green G, and blue B pixels
  • FIG. 38 is a cross-sectional view taken along the line 23-23 ′ of FIG. 37
  • FIG. 39 is a cross-sectional view taken along the line 24-24 ′ of FIG. Indicates.
  • a scanning voltage is applied to the gate wiring GL.
  • the video signal voltage is transmitted from the data line DL to the transparent pixel electrode PIT (ITO2) through the semiconductor SEM with reduced resistance, through the source metal electrode SM.
  • the other common potential for driving the liquid crystal layer LC is supplied to the first transparent common electrode CT1 (ITO1) on the uppermost surface (on the liquid crystal layer side).
  • the first transparent common electrode CT1 covers the gate wiring GL and the data wiring DL via an insulating film and extends over a plurality of pixels.
  • the common electrode metal wiring MSL connected to the first transparent common electrode CT1 is covered with the first transparent common electrode CT1, and further passes through the contact metal electrode CNTM through the openings of the protective film PAS and the gate insulating film GSN.
  • the contact metal electrode CNTM is a connection conductor for connecting the ITOs.
  • FIG. 39 is also a cross-sectional view that crosses three pixels of red R, green G, and blue B, and is a cross-sectional view that crosses the data wiring DL in a portion without the thin film transistor TFT.
  • the common electrode metal line MSL is disposed on the data line DL of the green G pixel via the protective film PAS.
  • the common electrode metal wiring MSL reduces the aperture ratio when arranged so as to cross the opening. In this embodiment, the aperture ratio is not reduced because the data wiring DL is in a position hidden by the black matrix BM formed on the first transparent substrate SUB1.
  • 40 to 45 show the manufacturing process of the thin film transistor TFT formed on the second transparent substrate SUB2 at the end of the photo process. It is formed in six photo processes.
  • FIG. 40 shows a plan view (a) of one pixel after the first photo process on the second substrate SUB2 and a cross-sectional view (b) of the cutting line.
  • the gate wiring GL, the contact metal electrode CNTM, and the second transparent common electrode CT2 are formed in the first photo process.
  • the exposure process for the resist in the first photo process for forming the third transparent electrode material ITO3 and the metal material of the gate wiring GL and the contact metal electrode CNTM on the second transparent substrate SUB2 by sputtering is completely A photomask composed of a light shielding metal and a translucent metal is used.
  • FIG. 41 shows a cross-sectional view at the time when the second photo process is completed.
  • a gate insulating film GSN of silicon nitride and a semiconductor layer SEM of amorphous silicon are stacked on the gate wiring GL and the contact metal electrode CNTM by CVD. Further, the data wiring DL and the source electrode SM as metal wiring are formed thereon by halftone exposure.
  • FIG. 42 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel at the time when the third photo process is completed.
  • a second transparent electrode material ITO2 is formed on the data line DL and the source electrode SM, and a transparent pixel electrode PIT is formed through a photo process.
  • the transparent pixel electrode PIT is formed in a square pattern in one pixel.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM.
  • FIG. 43 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel at the time when the fourth photo process is completed.
  • a protective film PAS is formed on the data line DL and the source electrode SM by CVD.
  • the protective film PAS is silicon nitride and has a thickness of 200 to 400 nm.
  • the protective film PAS and the gate insulating film GSN are dry-etched to form an opening that is a contact hole that penetrates to the surface of the contact metal electrode CNTM.
  • FIG. 44 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel after completion of the fifth photo process.
  • the metal materials of the common electrode metal wiring MSL and the contact metal electrode CNTM are formed by sputtering, and the common electrode metal wiring MSL and the contact metal electrode CNTM are formed through a photo process.
  • the common electrode metal wiring MSL is formed so as to overlap with the data wiring DL in plan view.
  • the common electrode metal wiring MSL fills the holes formed in the protective film PAS and the gate insulating film GSN and is connected to the contact metal electrode CNTM.
  • FIG. 45 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel after completion of the sixth photo process.
  • a transparent electrode material ITO1 is formed, and a first transparent common electrode CT1 is formed through a photoetching process.
  • FIG. 46 is a plan view of three pixels in this embodiment.
  • the three pixels are liquid crystal display devices having vertical stripe color filters CF, and the three pixels correspond to red R, green G, and blue B pixels from the left.
  • a common electrode metal line MSL is arranged on the connection point SEG and the green G data line DL in the red R pixel.
  • connection point SEG is formed in the red R pixel
  • the common electrode metal wiring MSL is formed on the data wiring DL of the green G pixel.
  • the common electrode metal wiring MSL is characterized in that it is formed on the first transparent common electrode CT1. In contrast to the manufacturing process of Example 5 being 6 times, this can be reduced to 5 times. That is, instead of the steps shown in FIGS. 44 and 45, the transparent electrode material ITO1 of the first transparent common electrode CT1 and the metal wiring material of the common electrode metal wiring MSL are continuously formed by sputtering.
  • the exposure process can be reduced once.
  • a liquid crystal display device with a high aperture ratio and low power consumption can be provided.
  • the transparent electrode material ITO1 is directly connected to the contact metal electrode CNTM of the first transparent common electrode CT2. That is, the transparent electrode material ITO1 fills the holes formed in the protective film PAS and the gate insulating film GSN and is connected to the contact metal electrode CNTM.
  • Example 7 a liquid crystal display device according to Example 7 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 49 is a detailed plan view of one pixel region
  • FIG. 50 is a sectional view taken along the line 3-3 ′ of FIG. 49
  • FIG. 51 is a sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG. 52
  • FIG. 53 is a sectional view taken along the line 6-6 ′ of FIG.
  • FIG. 49 is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL in FIG. 1, and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • FIG. 49A shows a pattern of almost all layers
  • FIG. 49B shows only the pattern of each transparent electrode and the projection position (broken line) of the opening of the black matrix BM. Is shown.
  • An inner portion of the opening of the black matrix BM is a light transmission region, and an outer portion of the opening is a light shielding region.
  • the gate wiring GL is formed of a low-resistance metal layer, is connected to the scanning wiring driving circuit of FIG. 1, and is applied with a scanning voltage.
  • the data line DL is also formed of a low-resistance metal layer and is applied with a video data voltage.
  • the common voltage which is the other voltage applied to the liquid crystal layer is applied to the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT from the common drive electrode drive circuit of FIG.
  • a transparent pixel electrode PIT is stacked above the transparent storage capacitor electrode MIT via an insulating film.
  • a transparent common electrode CIT is stacked above the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a plurality of slits are formed in the transparent common electrode CIT.
  • the electric field from the transparent pixel electrode PIT reaches the liquid crystal layer through the slit of the transparent common electrode CIT disposed above, and is folded back in the liquid crystal layer to finally reach the transparent common electrode CIT. Thereby, a lateral electric field is applied in the liquid crystal layer.
  • the common electrode driving circuit of FIG. 1 is also connected to the transparent storage capacitor electrode MIT, and a common voltage is applied thereto.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a storage capacitor STG is formed between the transparent pixel electrode PIT and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the transparent common electrode CIT, the transparent pixel electrode PIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT having slits are formed in the pixel region. These three transparent conductive films are formed by different processes.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM and is disposed independently in each pixel region.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent common electrode CIT are connected in a network shape over the entire screen area so as to straddle a plurality of pixel areas.
  • the inside of the outline of the black matrix BM is an opening. Conversely, the areas of the gate wiring GL and the data wiring DL are shielded from light.
  • the uppermost layer pattern visible from the opening is the transparent common electrode CIT extending in parallel with the data line DL in FIG.
  • the transparent pixel electrode PIT can be seen from the upper surface inside the slit of the transparent common electrode CIT.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of strips extending in parallel with the data wiring DL, and a plurality of slits are formed between these strips.
  • the plurality of strips extending in parallel with the data line DL cover the data line DL above the data line DL and wider than the data line DL.
  • the transparent common electrode CIT is opened above the gate line GL so as not to completely cover the data line DL and to cover the semiconductor layer SM sandwiched between the data line DL and the source electrode SM. This is because the transparent common electrode CIT prevents the malfunction caused by lowering the resistance of the semiconductor layer SEM via the protective insulating film PAS. Note that the transparent common electrodes CIT adjacent to each other in the longitudinal direction of the data line DL with the gate line GL interposed therebetween are connected to each other. The purpose of this is to reduce the wiring delay time by connecting the transparent common electrodes CIT in a matrix.
  • the transparent pixel electrode PIT is a planar pattern provided independently in each pixel region.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM.
  • the outer edges of adjacent transparent pixel electrodes PIT are separated from each other with the data line DL and the gate line GL as boundaries.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT has a substantially rectangular planar pattern in the pixel region.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT that are adjacent to each other in the longitudinal direction of the gate wiring GL with the data wiring DL interposed therebetween are connected to each other by a connecting portion below the data wiring DL, and in the longitudinal direction of the data wiring DL with the gate wiring GL interposed therebetween.
  • Adjacent transparent storage capacitor electrodes MIT are also connected to each other by a connecting portion below the gate line GL.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT are also connected in a matrix to reduce the wiring delay time. By reducing the wiring delay time, a liquid crystal display device with high display uniformity can be realized.
  • the transparent common electrode CIT above the transparent pixel electrode PIT extends so as to be connected to each other on the protective insulating film PAS above the data wiring DL, and below the transparent pixel electrode PIT. Since the transparent storage capacitor electrode MIT also extends so as to be connected to each other under the lower insulating film LPAS below the gate line GL, the storage capacitor is large, the aperture ratio is high, the power consumption is low, and the image quality is uniform. It is characterized by providing a high liquid crystal display device.
  • the distance between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL is set small, and the transparent common electrode CIT is disposed above the gap, and below the gap. Is provided with a transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT serve as a shield for the data line DL, the black matrix BM on the data line DL can be set thin and the aperture ratio can be increased.
  • FIG. 50 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 ′ of FIG.
  • a lower insulating film LPAS is disposed above the transparent storage capacitor electrode MIT. Since the transparent common electrode MIT is separated into a layer different from the gate wiring GL by the lower insulating film LPAS, it can be connected to each other through the gate wiring GL.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent pixel electrode PIT constitute a storage capacitor STG in the pixel region with the lower insulating film LPAS and the gate insulating film GSN interposed therebetween.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT corresponds to the first common electrode in the liquid crystal display device of the present invention
  • the lower insulating film LPAS corresponds to the third insulating film in the liquid crystal display device of the present invention
  • the gate insulating film corresponds to the first insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • a driving voltage is applied between one transparent pixel electrode PIT and the other transparent common electrode CIT in the case where the liquid crystal layer LC is regarded as a capacitor in the same pixel configuration as in the planar configuration in FIG.
  • the same common voltage as that of the transparent common electrode CIT is also applied to the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • an on voltage is applied to the gate wiring GL formed of a metal layer.
  • a gate insulating film GSN is disposed above the gate wiring GL.
  • the semiconductor layer SEM is processed and arranged in an island shape.
  • the data wiring DL and the source electrode SM are formed on the semiconductor layer SEM.
  • the data line DL and the source electrode SM are made of a low resistance metal material formed in the same process.
  • a protective insulating film PAS is formed on the data wiring DL and the source electrode SM.
  • the transparent pixel electrode PIT covers the source electrode SM from above and is electrically connected.
  • the transparent pixel electrode PIT has an independent plane pattern in each pixel region divided into the gate wiring GL and the drain wiring DL arranged in a matrix.
  • the ON voltage is applied to the gate line GL and the semiconductor layer SEM has a low resistance
  • the video data voltage is transmitted from the data line DL to the transparent pixel electrode PIT through the source electrode SM.
  • the video data voltage is charged in a capacitor between the transparent pixel electrode PIT, the transparent common electrode CIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • a transparent common electrode CIT is disposed above the transparent pixel electrode PIT via a protective insulating film PAS.
  • the protective insulating film PAS corresponds to the second insulating film in the liquid crystal display device of the present invention
  • the transparent common electrode CIT corresponds to the second common electrode in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the video data voltage is transmitted to the transparent pixel electrode PIT through the data wiring DL, the semiconductor layer SEM, and the source electrode SM.
  • This video data voltage is charged into the transparent pixel electrode PIT and the capacitance between the transparent common electrode CIT having a common potential and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the off-voltage is applied to the gate wiring GL, the holding period is thereafter and the semiconductor layer SEM has a high resistance, so that the charged charge (voltage) is basically held.
  • the voltage of the pixel electrode PIT may fluctuate due to leakage due to the resistance of the semiconductor layer SEM or the resistance of the liquid crystal layer LC.
  • a retention characteristic can be obtained by a capacitor formed by stacking the transparent common electrode CIT and the transparent pixel electrode PIT.
  • the capacitance between the transparent pixel electrode PIT and the transparent retention capacitor electrode MIT is also increased.
  • the entire capacity can be set large, the holding characteristics can be kept good, and a liquid crystal display device with excellent image quality can be provided.
  • FIG 51 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 'of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the data line DL as a boundary.
  • the pixel in the center corresponds to the green color filter CF (G) in the color filter CF arranged in a vertical stripe shape.
  • the left and right pixels correspond to the red color filter CF (R) and the blue color filter CF (B).
  • a black matrix BM is formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary of the pixel region where the data line DL is located.
  • a pixel boundary region where the black matrix BM or the data wiring DL where light is not transmitted is located, and an opening region where light is transmitted.
  • the video data voltage and the common voltage are respectively applied to the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT, and an electric field generated between them is applied to the liquid crystal layer LC, and the elliptical polarization intensity of the liquid crystal layer LC is increased by the electric field strength.
  • the transmittance is controlled and gradation display is realized.
  • the transparent common electrode CIT has a plurality of strip-shaped portions, and a slit is formed between them. Since there is the transparent pixel electrode PIT below the slit through the upper insulating film UPAS, when the voltage between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT increases, the electric field lines of electric lines of force that are folded by the liquid crystal layer LC Is formed. Since the vicinity of the boundary between the band-like portion of the transparent common electrode CIT and the slit becomes the maximum electric field region, the rotation of the liquid crystal molecules LCM becomes large in this vicinity, and the transmittance is increased.
  • the pixel region has a transmittance distribution in the horizontal direction of the cross-sectional view of FIG.
  • electric lines of force EF1 and EF2 for driving the liquid crystal layer LC are indicated by arrows. That is, the electric lines of force EF1 reach the transparent common electrode CIT so as to be bent from the transparent pixel electrode PIT through the liquid crystal layer LC, and the electric lines of force EF2 go to the transparent storage capacitor electrode MIT so as to be bent from the pixel electrode PIT via the liquid crystal layer LC. It reaches.
  • the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT are both at a common voltage, and the two electric lines of force contribute to driving of the liquid crystal layer LC, that is, display.
  • the electric force line EF1 from the pixel electrode PIT to the transparent common electrode CIT drives the liquid crystal layer LC, but in the peripheral part of the opening of the black matrix BM, the electric force line EF2 drives the liquid crystal layer LC.
  • the transmittance is maximized in this vicinity.
  • the transmittance can be increased in the vicinity of the boundary in the plan view of the transparent pixel electrode PIT and the transparent storage capacitor electrode MIT (outer edge of the transparent pixel electrode PIT).
  • the transparent storage capacitor electrode MIT with the gate line GL in between via the gate insulating film GSN and the lower insulating film LPAS Are connected to each other.
  • the width of the connection portion overlaps with the gate wiring GL in plan view, and is narrower in the longitudinal direction of the gate wiring GL than the rectangular portion in the pixel region of the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • a connecting portion for connecting the transparent storage capacitor electrodes MIT adjacent in the direction is arranged below the gap between the transparent pixel electrodes PIT adjacent in the longitudinal direction of the gate wiring GL with the data wiring DL interposed therebetween, the longitudinal direction of the gate wiring GL with the data wiring DL interposed therebetween via the gate insulating film GSN and the lower insulating film LPAS.
  • a connecting portion for connecting the transparent storage capacitor electrodes MIT adjacent in the direction is arranged.
  • the width of the connection portion overlaps with the data wiring DL in plan view, and is narrower in the longitudinal direction of the data wiring DL than the rectangular portion in the pixel region of the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT By disposing the transparent storage capacitor electrode MIT, electric field noise generated from the data line DL is suppressed from reaching the transparent pixel electrode PIT around the second transparent substrate SUB2.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT shields the lower portion of the data line DL, and the parasitic capacitance between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL can be reduced.
  • a transparent common electrode CIT is formed wider than the data wiring DL in a portion sandwiched between the black matrix BM and the data wiring DL.
  • an electric field directed upward from the data line DL through the protective insulating film PAS is shielded.
  • unnecessary electric field noise directed upward from the data line DL is shielded by the transparent common electrode CIT wider than the data line DL, and unnecessary electric field noise directed downward is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • This shielding effect can be enhanced by disposing the transparent pixel electrode PIT inside the pixel region rather than the edge of the transparent common electrode CIT covering the data line DL. Thereby, a liquid crystal display device with a high aperture ratio can be provided.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT overlaps the data wiring DL and the gate line GL in plan view through the gate insulating film GSN and the lower insulating film LPAS, thereby transparently holding a plurality of pixel regions.
  • the capacitor electrode MIT is connected to shorten the wiring delay time. Thereby, a highly uniform liquid crystal display device can be realized.
  • FIG. 52 is a cross-sectional view taken along line 5-5 ′ of FIG.
  • the configuration and main parts of the cross-sectional view of FIG. 51 are the same.
  • the difference is that the transparent common electrode MIT embedded below the gate insulating film GSN and the lower insulating film LPAS below the data line DL is opened below the data line DL and overlaps the data line DL in plan view. There is no point.
  • the transparent common electrode MIT is connected to each other through a narrower connection portion, and this connection portion intersects the data wiring DL in plan view.
  • the transparent common electrode MIT does not overlap with the data line DL in the portion other than the connection portion. This has the effect of reducing the wiring capacitance of the data wiring DL when applied to a large liquid crystal display device.
  • the transparent pixel electrode PIT needs to be shielded by the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT in order to reduce the influence of electric field noise from the data wiring DL.
  • the edge of the transparent pixel electrode PIT is located inside the pixel region with respect to the edge of the transparent storage capacitor electrode MIT. That is, it is preferable that the edge of the transparent storage capacitor electrode MIT is located between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL and between the transparent pixel electrode PIT and the gate line GL in a plan view.
  • FIG. 53 is a cross-sectional view taken along the line 6-6 'of FIG. This cross section shows a portion where the transparent storage capacitor electrode MIT embedded in the lower insulating film LPAS intersects the gate line GL below the gate line GL.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT that are adjacent to each other in the longitudinal direction of the data line DL with the gate line GL interposed therebetween are also connected by a narrower connection part.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT in the respective pixel regions are connected to each other both in the longitudinal direction of the gate wiring GL and in the longitudinal direction of the data wiring DL, thereby shortening the wiring delay time and generating a uniform image.
  • a liquid crystal display device capable of display can be provided.
  • FIG. 54 to 59 show the manufacturing process of the stacked body including the thin film transistor TFT formed on the second transparent substrate SUB2 in the seventh embodiment.
  • Each drawing includes a plan view of one pixel region and a cross-sectional view taken along the line b-b 'in the plan view. Each figure is described for each photographic processing step (photo step).
  • FIG. 54 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the first photo process is completed.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is formed on the second transparent substrate SUB2 by sputtering and then patterned in the first photo process. After forming the transparent electrode material, a transparent storage capacitor electrode MIT is formed through a photoetching process.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT has a substantially rectangular shape in each pixel region, and has a connection portion connected to each other in the longitudinal direction of the gate wiring GL and the longitudinal direction of the data wiring DL.
  • FIG. 55 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the second photo process is completed.
  • a lower insulating film LPAS is formed on the transparent storage capacitor electrode MIT by CVD.
  • the gate wiring GL is formed by sputtering, it is patterned in a second photo process.
  • FIG. 56 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the third photo process is completed.
  • a gate insulating film GSN of silicon nitride and a semiconductor layer SEM of amorphous silicon are laminated on the gate wiring GL by CVD. Furthermore, a conductive film as a wiring material is formed thereon by sputtering.
  • a photoresist is formed on the laminated film, and this is exposed using a halftone photomask, so that the region of the data wiring DL and the source electrode SM and the semiconductor layer SEM are formed. Regions are formed.
  • FIG. 57 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the fourth photo process is completed.
  • a transparent electrode material is formed on the data line DL and the source electrode SM by sputtering, and a transparent pixel electrode PIT is formed by a photoetching process.
  • the transparent pixel electrode PIT directly covers the source electrode SM and is thereby electrically connected to the source electrode SM.
  • FIG. 58 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the fifth photo process is completed.
  • a protective insulating film PAS is formed on the transparent pixel electrode PIT.
  • the fifth photo process is a photo etching process for opening the protective insulating film PAS.
  • the opening is not a screen area in FIG. 58 but a contact hole for connecting the gate wiring GL or the data wiring DL and the transparent common electrode CIT in the peripheral area outside the screen area.
  • FIG. 59 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) along the cutting line b-b ′ at the time when the sixth photo process is completed.
  • the processing of the second transparent substrate SUB2 of the liquid crystal display device according to the seventh embodiment is completed after six photo etching steps.
  • Example 8 a liquid crystal display device according to an eighth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 60 is a detailed plan view of one pixel region of the liquid crystal display device according to the eighth embodiment of the present invention
  • FIG. 61 is a sectional view taken along the line 14-14 ′ of FIG. 60
  • FIG. FIG. 15 is a sectional view taken along the line 15-15 ′.
  • the transparent common electrode in order to reduce the wiring delay of the transparent common electrode CIT, is formed so that the common electrode wiring MSL made of a metal material overlaps the data wiring DL in plan view. It is characterized by a direct connection to the lower side of the CIT. Thereby, even when the liquid crystal display device has a large screen, the wiring delay of the transparent common electrode CIT is small, the aperture ratio is high, and good image quality can be realized in addition to low power consumption.
  • FIG. 60 is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL, and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • a common electrode wiring MSL made of metal wiring thinner than the data wiring DL is arranged so as to overlap with the data wiring DL in plan view.
  • the common electrode line MSL extends across a plurality of pixel regions intersecting with the gate line GL.
  • FIG. 61 is a cross-sectional view taken along the line 14-14 'of FIG. This figure shows a pixel region surrounded by adjacent data lines DL.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed in the lowermost layer, the lower insulating film LPAS and the gate insulating film GSN are disposed thereon, and the data wiring DL including the semiconductor layer SEM is disposed thereabove.
  • Transparent pixel electrodes PIT are disposed between adjacent data lines DL. Further, a protective insulating film PAS is disposed above it, and a transparent common electrode CIT having a slit is disposed above it. An electric field applied between the transparent common electrode CIT and the pixel electrode PIT drives the liquid crystal layer LC.
  • the transparent common electrode CIT covers a wide area above the data wiring DL through the protective insulating film PAS. This has an effect of increasing the aperture ratio by shielding an unnecessary electric field of the data wiring DL.
  • the transparent common electrode CIT is configured to cover most of the data line DL, a large capacitance is formed between the transparent common electrode CIT and the data line DL.
  • the data line DL is a low-resistance metal wiring, so there is no wiring delay.
  • the transparent common electrode CIT is a highly resistive material such as indium, tin, and oxide ITO. Therefore, the uniformity of the image may be reduced.
  • Example 8 the common electrode wiring MSL made of copper Cu is disposed below the transparent common electrode CIT on the protective insulating film PAS. Since the common electrode wiring MSL has low resistance and the transparent common electrode CIT is in contact with the common electrode wiring MSL, the wiring delay of the transparent common electrode CIT can be greatly reduced as a result, and good image uniformity can be achieved even on a large screen. can do.
  • the common electrode line MSL is arranged above the data line DL, and the width thereof is set to be narrower than that of the transparent common electrode CIT so as not to reduce the aperture ratio. Further, the width of the common electrode line MSL is set to be equal to or narrower than the width of the data line DL. Thereby, it is possible to provide a liquid crystal display device having a high aperture ratio and excellent image quality uniformity even on a large screen.
  • FIG. 62 is a cross-sectional view taken along the line 15-15 'of FIG. This figure is a cross-sectional view along the data line DL that intersects with the adjacent gate line GL in plan view.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the adjacent gate line GL via a lower insulating film LPAS.
  • a data wiring DL integrated with the semiconductor layer SEM is disposed above the adjacent gate wiring GL via the gate insulating film GSN.
  • a protective insulating film PAS Above this is a protective insulating film PAS, and above that, a common electrode line MSL and a transparent common electrode CIT are arranged so as to cover the data line DL and intersect the two gate lines GL.
  • the common electrode wiring MSL is connected to the transparent common electrode CIT, thereby reducing wiring delay.
  • Example 9 a liquid crystal display device according to Example 9 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • 63 and 64 are cross-sectional views of the liquid crystal display device according to Embodiment 9 of the present invention. Since the planar configuration of the pixel region in the ninth embodiment is the same as that in the seventh embodiment, it is omitted. 63 corresponds to a cross-sectional view taken along the line 3-3 'of FIG. 49A, and FIG. 64 corresponds to a cross-sectional view taken along the line 6-6' of FIG.
  • the alignment accuracy in the exposure process can be improved, and the aperture ratio can be improved in a higher definition liquid crystal display device.
  • exposure using a photomask in the TFT process is performed based on a pattern formed by exposure and etching of the first metal film.
  • pattern reading recognition there are a method of detecting a boundary based on the reflectance of a film and a method of detecting a step.
  • the first layer is a pattern of the transparent storage capacitor electrode MIT
  • the accuracy of boundary detection by reflectance measurement is lower than that of a metal material. Since the thickness of the transparent storage capacitor electrode MIT is thinner than that of the gate wiring GL, it is difficult to detect a step.
  • the alignment in the exposure process is performed by first forming the transparent storage capacitor electrode MIT on the second transparent substrate SUB2, and this pattern as the gate wiring GL. Is used as a reference for alignment. In the process after processing the gate wiring GL, the pattern of the gate wiring GL is used as an alignment reference. Therefore, the alignment accuracy in the subsequent steps is high.
  • the process procedure is changed so that the first layer is the gate wiring GL to improve the alignment accuracy.
  • the planar structure of the pixel region is the same as that of Example 7, but the cross-sectional configuration is different.
  • the difference from the seventh embodiment is that in the seventh embodiment, the transparent common electrode MIT is formed on the second transparent substrate SUB2, and the base insulating film LPAS is formed.
  • the gate line GL is formed, and after forming the base insulating film LPAS, the transparent storage capacitor electrode MIT is formed.
  • the actual gate insulating film is a laminated layer of the base insulating film LPAS and the gate insulating film GSN.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed between the base insulating film LPAS and the gate insulating film GSN.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT extends to the plurality of pixel regions without being short-circuited even when intersecting the data wiring DL in plan view because the gate insulating film GSN is interposed therebetween.
  • the base insulating film LPAS is interposed, the gate insulating film LPAS can extend to a plurality of pixel regions without being short-circuited even when intersecting with the gate wiring GL in plan view.
  • the aperture ratio is improved.
  • the gate wiring GL can be used as a reference mark in the exposure process, the alignment accuracy can be improved and the aperture ratio can be increased.
  • FIG. 64 shows a portion where the transparent storage capacitor electrode MIT arranged on the lower insulating film LPAS above the gate wiring GL is arranged so as to intersect the gate wiring GL in plan view.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT of a plurality of pixel regions adjacent to each other in the longitudinal direction of the data wiring DL with the gate wiring GL interposed therebetween are connected to each other, and the plurality of pixel regions adjacent to each other in the longitudinal direction of the gate wiring GL with the data wiring DL interposed therebetween.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT are connected to each other. That is, the transparent storage capacitor electrodes MIT are connected in a matrix. Accordingly, a liquid crystal display device that can shorten the wiring delay time and display a uniform image can be provided.
  • Example 10 a liquid crystal display device according to Example 10 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • FIG. 65 is a detailed plan view of one pixel region
  • FIG. 66 is a cross-sectional view taken along the line 19-19 ′ of FIG. 65
  • FIG. 67 is a cross-sectional view taken along the line 20-20 ′ of FIG. .
  • the alignment accuracy in the exposure process of the data wiring DL and the transparent pixel electrode PIT is improved by changing the cross-sectional structure of the pixel region and the TFT manufacturing method, and further compared to the seventh to ninth embodiments.
  • the aperture ratio is improved.
  • FIG. 65 is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL, and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • the planar structure of the pixel region of the tenth embodiment differs from the seventh to tenth embodiments in that the pattern outlines of the data wiring DL, the source electrode SM, and the transparent pixel electrode PIT are integrated.
  • the transparent electrode material of the transparent pixel electrode PIT and the metal material of the data wiring DL are continuously formed and processed in the same exposure process to form the same contour.
  • misalignment between the data wiring DL and the transparent pixel electrode PIT disposed on the gate insulating film GSN can be suppressed, and the aperture ratio can be improved.
  • the configuration for realizing this will be described below.
  • the gate wiring GL is formed of a low-resistance metal layer, connected to the scanning wiring driving circuit of FIG. 1, and applied with a scanning voltage.
  • the data line DL is also formed of a low-resistance metal layer and is applied with a video data voltage.
  • the common voltage which is the other voltage applied to the liquid crystal layer is applied to the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT from the common drive electrode drive circuit of FIG.
  • a transparent pixel electrode PIT is stacked above the transparent storage capacitor electrode MIT via an insulating film.
  • a transparent common electrode CIT is stacked above the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a plurality of slits are formed in the transparent common electrode CIT.
  • the common electrode driving circuit of FIG. 1 is also connected to the transparent storage capacitor electrode MIT, and a common voltage is applied thereto.
  • the transparent common electrode CIT, the transparent pixel electrode PIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT having slits are formed in the pixel region. These three transparent conductive films are formed by different processes.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM and is disposed independently in each pixel region.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent common electrode CIT are connected in a network shape over the entire screen area so as to straddle a plurality of pixel areas.
  • the transparent pixel electrode PIT is a planar pattern provided independently in each pixel region.
  • the transparent pixel electrode PIT and the source electrode SM are integrated and connected to each other.
  • the outer edges of adjacent transparent pixel electrodes PIT are separated from each other with the data line DL and the gate line GL as boundaries.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT has a substantially rectangular planar pattern in the pixel region.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT that are adjacent to each other in the longitudinal direction of the gate wiring GL with the data wiring DL interposed therebetween are connected to each other by a connecting portion below the data wiring DL, and in the longitudinal direction of the data wiring DL with the gate wiring GL interposed therebetween.
  • Adjacent transparent storage capacitor electrodes MIT are also connected to each other by a connecting portion below the gate line GL.
  • the transparent storage capacitor electrodes MIT are also connected in a matrix to reduce the wiring delay time. By reducing the wiring delay time, a liquid crystal display device with high display uniformity can be realized.
  • the interval between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL is set small, and the transparent common electrode CIT is disposed above the gap.
  • CIT serves as a shield for the data wiring DL.
  • FIG. 66 is a cross-sectional view taken along the line 19-19 ′ of FIG. The components in the cross-sectional structure, their functions, and materials used will be described.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed on the second transparent substrate SUB2
  • a base insulating film LPAS is disposed above it
  • a gate wiring GL is formed above it.
  • a gate insulating film GSN is disposed on the gate wiring GL, and a semiconductor layer SEM is formed above the gate insulating film GSN.
  • the semiconductor layer SEM, the data wiring DL, and the source electrode SM are connected via the transparent pixel electrode PIT.
  • the transparent electrode material of the transparent pixel electrode PIT is formed after the semiconductor layer SEM is processed into an island pattern, and further, the metal wiring material of the data wiring DL is continuously formed and then processed in the same exposure process. Because. Therefore, in the tenth embodiment, a transparent electrode material formed in the same process as the transparent pixel electrode PIT is formed below the drain wiring DL and the source electrode SM.
  • a protective insulating film PAS is formed on the data wiring DL, the source electrode SM, and the transparent pixel electrode PIT.
  • a transparent common electrode CIT is formed on the protective insulating film PAS.
  • FIG. 67 is a cross-sectional view taken along the line 20-20 'of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the data line DL as a boundary.
  • the cross section of FIG. 67 is divided into two in-plane directions into a pixel boundary region where the black matrix BM or the data wiring DL where light is not transmitted and an aperture region where light is transmitted.
  • On both sides of the data line DL there are interval regions LDPR and LDPL between the data line DL and the transparent pixel electrode PIT.
  • the transparent common electrode CIT covering the data line DL is set wider than the data line DL. This is because an unnecessary noise electric field from the data line DL is shielded from entering the liquid crystal LC. If the width of the transparent common electrode CIT that protrudes in the in-plane direction from the data line DL is narrow, there is a risk of malfunction.
  • the liquid crystal display device drives the liquid crystal with an electric field applied between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CIT.
  • the drive electric field enters the liquid crystal layer LC from the transparent pixel electrode PIT through the protective insulating film PAS, and is folded back to the transparent common electrode CIT covering the data wiring DL. That is, in the transparent common electrode CIT, the driving electric field is reduced above the portion away from the transparent pixel electrode PIT, and the transmittance is reduced.
  • the spacing regions LDPR and LDPL must be as short as possible within a range in which electric field noise from the data wiring DL to the liquid crystal layer LC is suppressed.
  • the data line DL and the transparent pixel electrode PIT are processed in different exposure processes. Therefore, when the transparent pixel electrode PIT is used as a reference, the gap between the transparent pixel electrode PIT and the data line DL is different between one side and the other side in the width direction of the data line DL when misalignment occurs in the exposure process. In this case, when the interval is shorter, the width of the transparent common electrode CIT that covers the data line DL protrudes from the data line DL.
  • Example 10 the transparent pixel electrode PIT and the data wiring DL are processed and patterned in the same exposure process after continuous film formation. Accordingly, the interval regions LDPR and LDPL between the data line DL and the transparent pixel electrode PIT are always the same size, and the position does not shift. Therefore, the transmittance of the opening region can be increased, and a liquid crystal display device with low power consumption can be provided. Furthermore, even if the interval regions LDPR and LDPL are set short, the data wiring DL and the transparent pixel electrode PIT are less likely to cause a short circuit defect due to misalignment in the exposure process, and the yield can be increased.
  • Each drawing includes a plan view of one pixel region and a cross-sectional view taken along the line b-b 'in the plan view. Each drawing is basically described for each photo processing step (photo step) in the TFT step.
  • FIG. 68 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along a cutting line b-b ′ at the time when the first photo process is completed.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is formed on the second transparent substrate SUB2 by sputtering and then patterned in the first photo process. After forming the transparent electrode material, a transparent storage capacitor electrode MIT is formed through a photoetching process.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT has a substantially rectangular shape in each pixel region, and has a connection portion connected to each other in the longitudinal direction of the gate wiring GL and the longitudinal direction of the data wiring DL.
  • FIG. 69 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the second photo process is completed.
  • a lower insulating film LPAS is formed on the transparent storage capacitor electrode MIT by CVD.
  • the gate wiring GL is formed by sputtering, it is patterned in a second photo process.
  • the connection part of the transparent storage capacitor electrode MIT overlaps with the gate line GL in plan view.
  • the first and second photo steps are the same as those in the tenth embodiment.
  • a gate insulating film GSN and a semiconductor layer SEM are stacked on the gate wiring GL by chemical vapor deposition CVD, and COME is formed thereon by sputtering.
  • the semiconductor layer SEM is a stacked body including a low-concentration amorphous silicon layer SEMI containing almost no N-type semiconductor and an N-type semiconductor amorphous silicon layer SEMN doped with phosphorus at a high concentration.
  • molybdenum Mo is deposited while the second transparent substrate SUB2 is heated.
  • a silicide layer COSI (described in FIG. 71) is formed by the film formation accompanied by this heating. Although not shown in this figure, molybdenum Mo is removed by wet etching, and a silicide layer COSI as a reaction layer remains as a surface layer.
  • FIG. 71 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) along the cutting line b-b ′ at the time when the third photo process is completed.
  • a photoresist is applied on the silicide layer COSI, and exposure and development are performed using a photomask, and the silicide layer COSI and the semiconductor layer SEM are removed by etching to form an island pattern.
  • This silicide layer COSI can lower the connection resistance between the transparent pixel electrode PIT and the semiconductor layer SEM when forming the transparent pixel electrode PIT described later, and can bring out an excellent on / off performance as a TFT. Without the silicide layer COSI, an oxide film is formed on the surface of the semiconductor layer SEM due to the supply of oxygen from the transparent pixel electrode PIT, which may result in insufficient connection characteristics.
  • FIG. 72 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) along the cutting line b-b ′ at the time when the fourth photo process is completed.
  • a transparent electrode material is formed by sputtering on the semiconductor layer SEM on which the silicide layer COSI is formed. Subsequently, a wiring material of a laminated film of molybdenum Mo and copper Cu is formed thereon by sputtering.
  • Photoresist is applied on the metal wiring material, and the metal wiring material and transparent electrode material are processed using a photomask.
  • the photomask used in the exposure process can be divided into a region where both the transparent electrode material and the metal wiring material are left as a pattern and a region where only the transparent electrode material is left, by using a halftone mask.
  • a transparent electrode material always exists below the area of the data line DL and the source electrode SM.
  • the region of only the transparent electrode material serves as the transparent pixel electrode PIT at the opening, and drives the liquid crystal layer LC to form a transmissive region.
  • Channel separation between the data line DL and the source electrode SM is realized by etching away the silicide layer COSI and the N-type semiconductor layer SEMN with this resist pattern.
  • the silicide layer COSI shown in FIG. 71 functions to maintain a good connection between the transparent pixel electrode PIT formed of a transparent electrode material and the semiconductor layer SEM.
  • FIG. 73 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the fifth photo process is completed.
  • a protective insulating film PAS is formed on the transparent pixel electrode PIT.
  • the fifth photo process is a photo etching process for opening the protective insulating film PAS.
  • the opening is not a screen area in FIG. 73 but a contact hole for connecting the gate wiring GL or the data wiring DL and the transparent common electrode CIT in the peripheral area outside the screen area.
  • FIG. 74 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the sixth photo process is completed.
  • ITO indium / tin / oxide
  • a transparent common electrode CIT is formed by a photoetching process.
  • the processing of the second transparent substrate SUB2 of the liquid crystal display device according to the tenth embodiment is completed after six photo etching steps.
  • FIG. 75 is a detailed plan view of one pixel
  • FIG. 76 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 ′ of FIG. 75
  • FIG. 77 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG.
  • FIG. 75 is a plan view of a region including surrounding pixels adjacent to a region of one pixel surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL in FIG.
  • the planar arrangement and its functions are shown.
  • the gate wiring GL is formed of a low-resistance metal layer and is connected to the scanning wiring driving circuit of FIG. 1 to apply a scanning voltage.
  • the data line DL is also formed of a low-resistance metal layer, and a video signal voltage is applied thereto.
  • the semiconductor layer SEM of the thin film transistor When a gate-on scanning voltage is supplied to the gate line GL, the semiconductor layer SEM of the thin film transistor has a low resistance, and the video signal voltage of the data line DL is transmitted to the source electrode SM formed of a low-resistance metal layer.
  • the transparent pixel electrode PIT ITO2
  • the transparent electrode material used for the transparent pixel electrode PIT is used not only for the transparent pixel electrode PIT but also for a terminal portion used for connection with an external device of the liquid crystal display panel. Called.
  • the other voltage and common voltage applied to the liquid crystal layer LC are applied to the first transparent common electrode CT1 (ITO1) through the common electrode metal wiring MSL from the common electrode driving circuit of FIG.
  • the first transparent common electrode CT1 (ITO1) is composed of the first transparent electrode material ITO1.
  • the transparent pixel electrode PIT (ITO2) and the first transparent electrode CT1 (ITO1) are stacked via an insulating film.
  • the first transparent common electrode CT1 (ITO1) has a slit formed in a pixel region for one pixel. This slit is formed from the upper surface so that the electric field from the transparent pixel electrode PIT reaches the first transparent common electrode CT1 (ITO1) via the liquid crystal layer LC. Display is performed by driving.
  • the second transparent common electrode CT2 (ITO3) is connected to the common electrode driving circuit shown in FIG.
  • the second transparent common electrode CT2 (ITO3) is laminated with the transparent pixel electrode PIT (ITO2) via an insulating film, and constitutes a storage capacitor STG.
  • the first transparent common electrode CT (ITO1), the transparent pixel electrode PIT (ITO2), and the second transparent common electrode CT2 (ITO3) having slits are formed in the pixel region.
  • the three transparent electrode material layers ITO1, ITO2, and ITO3 are formed by different processes in the manufacturing process.
  • the first transparent common electrode CT1 corresponds to the second common electrode in the liquid crystal display device of the present invention
  • the second transparent common electrode CT2 corresponds to the second common electrode in the liquid crystal display device of the present invention. Corresponding to one common electrode.
  • FIG. 76 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 'of FIG. The components in the cross-sectional structure, their functions, and materials used are shown.
  • a gate insulating film GSN is formed on the gate wiring GL.
  • the gate wiring GL On the gate wiring GL, it is processed and arranged in an island shape by the semiconductor layer SEM.
  • the data wiring DL and the source electrode SM are formed.
  • a protective insulating film PAS is formed on the data wiring DL and the source electrode SM.
  • the interlayer insulating film ORG is formed on the protective film PAS.
  • the interlayer insulating film ORG is made of a photosensitive organic material mainly composed of acrylic.
  • the organic material has a relative dielectric constant of 4 or less, which is lower than 6.7 of silicon nitride. Further, it can be formed thicker than silicon nitride due to the manufacturing method. In this embodiment, the thickness is set from 1.5 ⁇ m to 3 ⁇ m. Due to the low relative dielectric constant and the large thickness, the wiring capacitance constituted by the capacitance between the second transparent common electrode CT2 (ITO3) and the data wiring DL or the gate wiring GL can be greatly reduced.
  • ITO3 transparent common electrode
  • the wiring delay of the second transparent common electrode CT2 using the transparent conductive film material ITO3 having a relatively high resistance can naturally be reduced.
  • a liquid crystal display device having a considerably large size can be configured without forming and connecting a low-resistance metal wiring to the second transparent common electrode CT2 (ITO3).
  • the set of the protective film PAS and the interlayer insulating film ORG corresponds to the third insulating film in the liquid crystal display device of the present invention, and the interlayer insulating film ORG corresponds to the organic insulating film in the liquid crystal display device of the present invention. .
  • the second transparent common electrode CT2 and the transparent pixel electrode PIT (ITO2) formed via the second insulating film SNG2 (SIN2) constitute a storage capacitor STG in the pixel.
  • the holding capacitor STG can prevent the video signal voltage applied in the ON state of the thin film transistor TFT from being attenuated within the holding operation period.
  • the second insulating film SNG2 (SIN2) corresponds to the first insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the transparent pixel electrode PIT (ITO2) is electrically connected to the source electrode SM through a contact hole opened in the protective film PAS, the interlayer insulating film ORG, and the second insulating film SNG2.
  • the transparent pixel electrode PIT has a planar pattern closed within one pixel region partitioned by the gate lines GL and the data lines DL arranged in a matrix.
  • the supply of the video signal voltage to the transparent pixel electrode PIT is such that when the scanning voltage for turning on the gate is applied to the gate line GL, the semiconductor layer SEM has a low resistance, and the transparent pixel electrode PIT passes from the data line DL through the source electrode SM.
  • the video signal voltage is transmitted to.
  • Each pixel region is charged by the potential difference between the video voltage signal applied to the transparent pixel electrode PIT and the common voltage applied to the first transparent common electrode CT1 and the second transparent common electrode CT2.
  • the first insulating film SNG1 (SIN1) corresponds to the second insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • a first transparent common electrode CT1 (ITO1) is formed on the transparent pixel electrode PIT via a protective film PAS.
  • the retention characteristic is maintained by a capacitance formed by stacking the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT, but in this embodiment, between the transparent pixel electrode PIT and the second transparent common electrode CT2. Since the holding capacity can be set to a large value, a better holding characteristic can be maintained, and a liquid crystal display device with excellent image quality can be provided.
  • FIG. 77 is a cross-sectional view taken along line 4-4 ′ of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the data line DL as a boundary.
  • the pixel at the center corresponds to the green color filter CF (G) in the arrangement of the vertical stripe color filter CF.
  • the left and right correspond to the red color filter CF (R) and the blue color filter CF (B).
  • a black matrix BM is formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary between pixels with the data wiring DL.
  • FIG. 77 The cross section of FIG. 77 is divided into two parts: a light shielding region of a pixel of the black matrix BM or the data wiring DL and an opening region through which light is transmitted. First, the structure and operation of the opening region will be described.
  • a video signal voltage and a common voltage are respectively applied between the transparent pixel electrode PIT (ITO2) and the first transparent common electrode CT1, and an electric field generated between these electrodes is applied to the liquid crystal layer LC.
  • the transmittance is controlled and gradation display is performed. Since the present liquid crystal display device is an in-plane switching (IPS) type liquid crystal display device, the transmittance of the liquid crystal display device is maximized when a maximum voltage difference is applied, and is set to display white.
  • the transmittance is reduced and the display is turned to black. In some cases, the maximum transmittance when the maximum voltage is applied is simply expressed as transmittance.
  • the liquid crystal layer LC is filled with liquid crystal molecules LCM of an organic material.
  • the major axis of the liquid crystal molecules LCM is fixed to the surfaces of the alignment film AL1 formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 and the alignment film AL2 formed on the inner surface of the second transparent substrate SUB2. Is done.
  • the first transparent common electrode CT1 having a plurality of slits has an electrode width of L and an interval of S. Since the transparent pixel electrode PIT is provided below the slit portion having the interval S through the protective film PAS, when the potential difference between the two electrodes becomes large, electric lines of force due to an electric field that folds back to the liquid crystal layer LC are formed. Is done.
  • the boundary between the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 and the interval S between the slits is the maximum electric field region. Accordingly, the rotation of the liquid crystal molecules LCM is increased at this boundary portion, and the transmittance is increased. On the contrary, in the vicinity of the center of the electrode width L and the interval S, the electric field is weak, the rotation of the liquid crystal molecules LCM becomes small, and the transmittance becomes low. That is, the pixel region has a transmittance distribution in the horizontal direction of the cross-sectional view of FIG. For this reason, when the width L and the slit width S of the first transparent common electrode CT1 are increased, the electric field in the vicinity of the center of the electrode width L and the slit width S becomes weak and the transmittance is reduced. Therefore, the electrode width L of the first transparent common electrode and the gap S between the slits need to be set narrow in consideration of the thickness of the liquid crystal layer LC.
  • the transmittance at the boundary between the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 and the gap S between the slits is maximized, and the gap S between the electrode width L and the slit S. It is also necessary to take into account the low transmittance near the center.
  • FIG. 78 shows the calculation result of the transmittance distribution in the opening region of FIG.
  • the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 and the gap S between the slits are 4 ⁇ m and 6 ⁇ m described in the drawings.
  • the transmittance increases and decreases periodically in the lateral direction of the cross-sectional structure.
  • the transmittance is a relative value.
  • the maximum transmittance is an electrode end portion of the first transparent common electrode CT1, and is a portion where the electric field EF from the first transparent common electrode CT1 through the liquid crystal layer LC to the transparent pixel electrode PIT is maximized. This portion is a region where the rotation angle of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer LC is maximized, and the transmittance is maximized.
  • the transmittance decreases in the vicinity of the center of the electrode width L of the first transparent common electrode CT1 in which the electric field EF becomes weak and in the vicinity of the center of the slit interval S. The reason why the transmittance near the center of the interval S between the slits is the lowest is because the strength of the electric field EF is low.
  • the region where the electric field EF is strong is made dense.
  • the electrode of the first transparent common electrode CT1 is within a range in which an electric field can be formed between the upper and lower electrodes. Both the width L and the interval S should be set as thin as possible. In order to keep the relative transmittance shown in FIG. 78 at 50% or more, the first transparent common electrode CT1 should be formed so that the electrode width L and the interval S are as equal as possible. .
  • 79 and 80 are cross-sectional views illustrating details of a boundary portion between adjacent pixels in the dotted line frame in FIG. 77.
  • the dimensions of the electrodes in the light shielding region shown in FIGS. 79 and 80 are set within a range that does not increase other deterioration factors in the display performance of the liquid crystal display device. There is a need.
  • the causes of deterioration in display performance include the influence of the electric field generated by the data line or the gate line leaking to the display area, the increase in capacitive coupling between each line and the pixel electrode due to the electric field, and from the pixel electrode. There are the influence of the pixel electrode electric field leaking to the adjacent pixel region and the increase in capacitive coupling between adjacent pixel electrodes due to the pixel electrode electric field.
  • the second electric field is superimposed on the entire surface of the display region on the data wiring DL via the protective film PAS and the interlayer insulating film ORG.
  • the transparent common electrode CT2 is a countermeasure.
  • the electric field from the data line DL is shielded by the layer of the protective film PAS and the interlayer insulating film ORG having a considerable thickness and the second transparent common electrode CT2 formed thereon, and reaches the liquid crystal layer LC. Disappear. Further, it is naturally possible to eliminate capacitive coupling between the data line DL and the transparent pixel electrode PIT. The same applies to the gate wiring GL.
  • the first transparent common electrode CT1 is disposed above the distance Ps and the second transparent common electrode CT2 is disposed below the distance Ps at the boundary between the adjacent transparent pixel electrodes PIT.
  • the thicknesses of the first insulating film SNG1 and the second insulating film SNG2 arranged above and below the transparent pixel electrode PIT are set smaller (thinner) than the distance Ps. Therefore, the electric field EF generated from the transparent pixel electrode PIT is directed to the first transparent common electrode CT1 and the second transparent common electrode CT2 that are closer to the adjacent transparent pixel electrode, and to the adjacent transparent pixel electrode. The amount is reduced. For this reason, capacitive coupling between adjacent pixel electrodes is unlikely to occur, and the distance Ps can be reduced. Therefore, the area of the pixel electrode PIT in each pixel region can be increased as much as possible, thereby contributing to an improvement in aperture ratio.
  • the first transparent common electrode CT1 is arranged at a position overlapping between adjacent transparent pixel electrodes, the electric field from the transparent pixel electrode PIT is shielded, and the electric field is applied to the liquid crystal layer LC in the adjacent pixel region. Leakage can be prevented.
  • the relationship between the sizes of the first transparent common electrode CT1, the black matrix BM, and the data wiring DL is also important.
  • FIG. 79A shows a case where the black matrix BM in the light shielding region is wider than the data wiring DL (that is, when the black matrix BM is a light shielding portion).
  • This is a configuration example suitable for a high-definition liquid crystal display with a small screen size in which the wiring delay of the data wiring DL is not a problem.
  • the protruding dimension Ls of the first transparent common electrode CT1 wider than the black matrix BM (that is, the distance in plan view between the edge of the slit of the first transparent common electrode CT1 and the edge of the black matrix BM) is Then, it is set to be smaller than half of the slit interval S of the first transparent common electrode CT1 in the opening not shown. That is, the transmittance of the pixel opening can be maintained at a high value up to the edge of the black matrix BM. For this reason, this configuration can provide a bright and low-power-consumption liquid crystal display device by not only having a high aperture ratio but also a high transmittance.
  • FIG. 79B shows a case where the data wiring DL is wider than the black matrix BM in the same cross-sectional configuration (that is, the data wiring DL has a light shielding portion function).
  • the width Ls that the first transparent common electrode CT1 protrudes from the data line DL (that is, the distance in plan view between the edge of the slit of the first transparent common electrode CT1 and the edge of the data line DL) is Then, it is set to be smaller than half the slit width S of the first transparent common electrode CT1 in the opening not shown. Thereby, the opening of the pixel can maintain the transmittance at a high value up to the edge of the data line DL, and the transmittance of the opening can be maximized.
  • FIG. 80 shows a setting when the interval between the first transparent common electrodes CT1 on the data wiring DL is narrower than the width of the black matrix BM or the data wiring DL.
  • the transmittance is improved in the opening.
  • FIG. 80A shows a configuration example in which the black matrix BM> the data wiring DL, as in FIG. 79A, and the black matrix BM has a light shielding film function.
  • the interval between the first transparent common electrodes CT1 on the data line DL is set narrower than the black matrix BM.
  • the area where the end portion of the first transparent common electrode CT1 on the data line DL and the transparent pixel electrode PIT overlap is smaller than that in the configuration example of FIG. Therefore, it is difficult to form a storage capacitor between the end portion of the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT, but the end portion of the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT on the data line DL are difficult to form. Since the distance (thickness of the first insulating film SNG1) is smaller than the distance Ps between the adjacent pixel electrodes PIT, the effect of reducing the capacitive coupling between the adjacent transparent pixel electrodes PIT is sufficiently obtained.
  • the slit of the first transparent common electrode CT1 is positioned at the edge of the black matrix BM of the opening, a liquid crystal display device having a high transmittance of the opening can be provided.
  • FIG. 80B shows a configuration example in which the black matrix BM ⁇ the data wiring DL, as in FIG. 79B, and the data wiring DL has a light shielding film function.
  • the width of the first transparent common electrode CT1 on the data line DL is set to be narrower than the distance Ps between the adjacent transparent pixel electrodes PIT.
  • the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT do not directly overlap. Therefore, the storage capacitor between the end portion of the first transparent common electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT is more difficult to form than the example of FIG. 80A, but the first transparent common electrode on the data line DL is difficult to form.
  • the distance between the end portion of the electrode CT1 and the transparent pixel electrode PIT (the thickness of the first insulating film SNG1) is sufficiently smaller than the distance Ps between the adjacent pixel electrodes PIT, the end portion of the first transparent common electrode CT1 Since the distance between the transparent pixel electrodes PIT can be made smaller than the distance Ps between the adjacent pixel electrodes PIT, the effect of reducing the capacitive coupling between the adjacent transparent pixel electrodes PIT is also sufficient in this configuration example.
  • a liquid crystal display device having a high transmittance in the opening can be provided.
  • the manufacturing process shows a plan view of one pixel and a sectional view taken along the line b-b 'of the plan view. Each figure is described for each photo processing step in the TFT step.
  • FIG. 81 shows a plan view (a) of one pixel after the first photo process on the second transparent substrate SUB2 and a sectional view (b) taken along the cutting line bb ′.
  • Adjacent gate wirings GL are formed on the first substrate by sputtering and patterned in the first photo process.
  • FIG. 82 shows a plan view (a) of one pixel and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the second photo process is completed.
  • a gate insulating film GSN and a semiconductor layer SEM are stacked on the gate wiring GL by CVD. Further, a metal wiring is formed thereon by sputtering. The material of the metal wiring is the same as that of the gate wiring GL.
  • a photoresist is formed from above the CVD film and the sputtered film, and this is exposed using a halftone photomask, whereby a region of the data wiring DL and the source electrode SM and a region of the semiconductor layer SEM can be formed.
  • FIG. 83 is a plan view (a) of one pixel and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′ at the time when the third photo process is completed.
  • a protective film PAS is formed on the data lines DL and the source electrodes SM by CVD, and an interlayer insulating film ORG that is photosensitive acrylic is applied.
  • the protective film PAS is silicon nitride and has a thickness of 200 to 400 nm. Since the photosensitive acrylic material itself can be used as a resist in a photo process, an opening is formed on the source electrode SM by a development process using a photomask. Using the interlayer insulating film ORG itself as a photomask, the protective film PAS is dry-etched to form a contact hole that penetrates to the surface of the source electrode SM.
  • FIG. 84 is a plan view (a) of one pixel after completion of the fourth photo process and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′.
  • a third transparent electrode material ITO3 is deposited, and a second transparent common electrode CT2 is formed through a photoetching process.
  • FIG. 85 is a plan view (a) of one pixel after completion of the fifth photoetching step and a sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′.
  • a second insulating film SNG2 is formed by CVD on the second transparent common electrode CT2.
  • FIG. 86 is a plan view (a) of one pixel after the sixth photoetching step and a cross-sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′.
  • ITO2 is formed on the second interlayer insulating film SNG2, and this is photoetched to process the transparent pixel electrode PIT.
  • the transparent pixel electrode PIT is processed in a plane within one pixel and connected to the source electrode SM.
  • 87 is a plan view (a) of one pixel after completion of the seventh and eighth photoetching steps and a sectional view (b) taken along the cutting line b-b ′.
  • a first insulating film SNG1 is formed on the transparent pixel electrode PIT.
  • An opening for taking out the terminal is opened at the terminal in the pixel region (not shown). This is the seventh photo process.
  • ITO 1 is formed and photoetched to form the first transparent common electrode CT1.
  • the processing of the first substrate SUB1 of the liquid crystal display device of the present embodiment is completed after eight photo etching steps.
  • Example 12 Hereinafter, a liquid crystal display device according to Example 12 of the present invention will be described with reference to FIGS.
  • the same components as those in the eleventh embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • the main difference from the eleventh embodiment is that the storage capacitor metal wiring MSL is provided.
  • the storage capacitor metal wiring MSL corresponds to the common line in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the storage capacitor metal wiring MSL is formed of a low resistance metal on the second transparent common electrode CT2 (ITO3) in order to reduce the wiring delay of the second transparent common electrode CT2 (ITO3). Further, the storage capacitor metal line MSL is arranged so as to overlap with the data line DL in plan view so as not to reduce the aperture ratio of the pixel region. Due to such low resistance, it is possible to realize a liquid crystal display device with high luminance and low power consumption even in a large-screen liquid crystal display device.
  • Example 13 a liquid crystal display device according to Example 13 of the present invention will be described with reference to FIGS. 90 is a detailed plan view of one pixel region, FIG. 91 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 ′ of FIG. 90, and FIG. 92 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG. .
  • FIG. 90 is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL in FIG. 1, and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • FIG. 90 (a) shows a pattern of almost all layers
  • FIG. 90 (b) shows only the pattern of each transparent electrode and the projection position (broken line) of the opening of the black matrix BM. Is shown.
  • An inner portion of the opening of the black matrix BM is a light transmission region, and an outer portion of the opening is a light shielding region.
  • the gate wiring GL is formed of a low-resistance metal layer, is connected to the scanning wiring driving circuit of FIG. 1, and is applied with a scanning voltage.
  • the data line DL is also formed of a low-resistance metal layer and is applied with a video data voltage.
  • the common voltage which is the other voltage applied to the liquid crystal layer is applied to the transparent common electrode CIT and the transparent storage capacitor electrode MIT from the common drive electrode drive circuit of FIG.
  • a transparent pixel electrode PIT is stacked above the transparent storage capacitor electrode MIT via an insulating film.
  • a transparent common electrode CIT is stacked above the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a plurality of slits are formed in the transparent common electrode CIT.
  • the electric field from the transparent pixel electrode PIT reaches the liquid crystal layer through the slit of the transparent common electrode CIT disposed above, and is folded back in the liquid crystal layer to finally reach the transparent common electrode CIT. Thereby, a lateral electric field is applied in the liquid crystal layer.
  • the common electrode driving circuit of FIG. 1 is also connected to the transparent storage capacitor electrode MIT, and a common voltage is applied thereto.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film, and a storage capacitor STG is formed between the transparent pixel electrode PIT and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the transparent common electrode CIT, the transparent pixel electrode PIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT having slits are formed in the pixel region. These three transparent conductive films are formed by different processes.
  • the transparent pixel electrode PIT is connected to the source electrode SM through a contact hole CONT formed in the insulating film, and is disposed independently in each pixel region.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent common electrode CIT are connected in a network shape over the entire screen area so as to straddle a plurality of pixel areas.
  • FIG. 90 (a) and FIG. 90 (b) illustrate this relationship. And will be described.
  • the uppermost layer pattern in FIG. 90 (b) is the transparent common electrode CIT.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of strips C1 extending in parallel with the data lines DL, and a plurality of slits CS are formed between the strips C1.
  • the longitudinal direction of the slit CS is the extending direction of the data wiring DL
  • the width direction of the slit CS is the extending direction of the gate line GL.
  • the transparent pixel electrode PIT is visible inside each slit CS of the transparent common electrode CIT.
  • the slit CS located above the data line DL is formed wider than the other slits CS, and inside the slit CS, the transparent pixel electrode PIT parallel to the longitudinal direction of the slit CS is formed.
  • An outer edge P1 is included.
  • two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent in the width direction of the slit CS and the two adjacent outer edges P1 are arranged inside the slit CS located above the data wiring DL.
  • the gap PS is included inside the slit CS located above the data wiring DL.
  • the two adjacent outer edges P1 of the two transparent pixel electrodes PIT adjacent in the width direction of the slit CS and the gap PS between the two adjacent outer edges P1 are not covered by the transparent common electrode CIT. It does not overlap with the transparent common electrode CIT in plan view.
  • a pair of edges C1s extending in the longitudinal direction of the slit CS located above the data line DL are transparent pixel electrodes parallel to the width direction of the slit CS of the two transparent pixel electrodes PIT adjacent to the width direction of the slit CS. It intersects with the outer edge P2 of the PIT in plan view.
  • two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the width direction of the slit CS and a gap PS between the two adjacent outer edges P1 are transparently held below the transparent pixel electrode PIT. It overlaps with the capacitive electrode MIT in plan view. Further, two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the width direction of the slit CS and a gap PS between the two adjacent outer edges P1 are data arranged below the transparent storage capacitor electrode MIT. The wiring DL also overlaps in plan view.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of connecting portions C2 that connect the plurality of strip-like portions C1 in the width direction of the slit CS above the gate wiring GL. These connecting portions C2 are arranged in a region shielded from light by the black matrix BM. For this reason, inside the opening of the black matrix BM, the strip C1 of the transparent common electrode CIT mainly serves as an electrode for driving the liquid crystal.
  • the transparent pixel electrode PIT is a planar pattern provided independently in each pixel region.
  • the transparent pixel electrode PIT and the source electrode SM are connected to each other through a contact hole CONT formed in the insulating film. Further, the outer edges P1 and P2 of the adjacent transparent pixel electrodes PIT are separated from each other with the data line DL and the gate line GL as a boundary.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is formed in a planar shape extending in the plane, and an opening MA is formed corresponding to each pixel region. In FIG. 90, the edge of the opening MA is shown.
  • the opening MA is formed so as to overlap with a region between two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the longitudinal direction of the slit CS.
  • a contact hole CONT is formed inside the opening MA.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed above the gate line GL and the data line DL via an insulating film, and covers the gate line GL and the data line DL. Thereby, electric field noise from the gate line GL and the data line DL does not enter the liquid crystal layer LC.
  • the aperture ratio is improved by covering the data lines DL and the gate lines GL with a transparent electrode to which a common voltage is applied via an insulating film.
  • the uppermost transparent common electrode CIT extends in the direction in which the data line DL extends so as to cover the upper side of the data line DL, and is formed widely.
  • the width of the transparent common electrode CIT covering the data line DL is set to be considerably wider than the data line DL in order to obtain a margin for alignment in the TFT process. If the width of the transparent common electrode CIT is widened, even if the electrode is transparent, a horizontal electric field is not applied to that portion, so that it does not contribute to transmission in display. That is, an improvement in display aperture ratio cannot be obtained.
  • the interval between the transparent pixel electrodes PIT arranged in the left-right direction is set small, and the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the gap.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT serves as a shield for the data line DL
  • the black matrix BM on the data line DL can be set thin, and the aperture ratio can be increased. That is, the aperture ratio is improved by disposing the transparent storage capacitor electrode MIT above the data line DL and not disposing the transparent common electrode CIT.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is also arranged over most of the gate wiring GL extending in the horizontal direction.
  • the transparent common electrode CIT has a plurality of elongated strips extending in the vertical direction in which the data lines DL extend over a plurality of pixel regions, and further, substantially in the vertical center of the black matrix BM covering the gate lines GL. It has a connecting portion that extends in the horizontal direction in the vicinity and connects the strips to each other, and has a mesh-like planar pattern. According to this, there is an effect that the supply of the common voltage is not interrupted even when the belt-like portion extending in the vertical direction is disconnected, and an effect of reducing the wiring resistance of the transparent common electrode CIT.
  • the pair of edges of the slit of the transparent common electrode CIT extending in the vertical direction intersects the outer edge of the transparent pixel electrode PIT substantially perpendicularly.
  • 91 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 'of FIG.
  • a driving voltage is applied between one transparent pixel electrode PIT and the other transparent common electrode CIT when the liquid crystal layer LC is regarded as a capacitor in one pixel region.
  • the same common voltage as that of the transparent common electrode CIT is also applied to the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • an on voltage is applied to the gate wiring GL formed of a metal layer.
  • a gate insulating film GSN is disposed above the gate wiring GL.
  • the semiconductor layer SEM is processed and arranged in an island shape.
  • the data wiring DL and the source electrode SM are formed on the semiconductor layer SEM.
  • the data line DL and the source electrode SM are made of a low resistance metal material formed in the same process.
  • a protective insulating film PAS is formed on the data wiring DL and the source electrode SM.
  • An interlayer insulating film ORG is formed on the protective film PAS.
  • As the interlayer insulating film ORG a photosensitive organic material mainly composed of acrylic is used.
  • the set of the protective film PAS and the interlayer insulating film ORG corresponds to the third insulating film in the liquid crystal display device of the present invention, and the interlayer insulating film ORG corresponds to the organic insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT and the transparent pixel electrode PIT constitute a storage capacitor STG in the pixel region with the insulating film SNG interposed therebetween.
  • the storage capacitor STG can prevent the video voltage due to the charge stored in the ON state of the thin film transistor TFT from being attenuated during the holding operation period.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT corresponds to the first common electrode in the liquid crystal display device of the present invention
  • the insulating film SNG corresponds to the first insulating film in the liquid crystal display device of the present invention.
  • the transparent pixel electrode PIT is electrically connected to the source electrode SM through a contact hole CONT opened in the protective film PAS, the interlayer insulating film ORG, and the insulating film SNG.
  • a transparent common electrode CIT is disposed above the transparent pixel electrode PIT via an upper insulating film UPAS.
  • the video data voltage is transmitted to the transparent pixel electrode PIT through the data wiring DL, the semiconductor layer SEM, and the source electrode SM.
  • This video data voltage is charged into the transparent pixel electrode PIT and the capacitance between the transparent common electrode CIT having a common potential and the transparent storage capacitor electrode MIT.
  • the off-voltage is applied to the gate wiring GL, the holding period is thereafter and the semiconductor layer SEM has a high resistance, so that the charged charge (voltage) is basically held.
  • the voltage of the pixel electrode PIT may fluctuate due to leakage due to the resistance of the semiconductor layer SEM or the resistance of the liquid crystal layer LC.
  • a retention characteristic can be obtained by a capacitor formed by stacking the transparent common electrode CIT and the transparent pixel electrode PIT.
  • FIG. 92 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 ′ of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the data line DL as a boundary.
  • the pixel in the center corresponds to the green color filter CF (G) in the color filter CF arranged in a vertical stripe shape.
  • the left and right pixels correspond to the red color filter CF (R) and the blue color filter CF (B).
  • a black matrix BM is formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary of the pixel region where the data line DL is located.
  • FIG. 92 The cross section of FIG. 92 is divided into two in the in-plane direction into a pixel boundary region where the black matrix BM or the data wiring DL where light is not transmitted and an aperture region where light is transmitted. First, the structure and operation of the opening region will be described.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed so as to widely cover the upper side of the data line DL below the gap between the adjacent transparent pixel electrodes PIT located above the data line DL. Therefore, the electric field noise generated from the data line DL is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT, and the electric field noise to the liquid crystal layer LC is shielded. Further, the transparent common electrode CIT is not disposed between the black matrix BM and the data wiring DL. In general, in a liquid crystal display device in which such a transparent storage capacitor electrode MIT is not disposed and the common electrode is disposed only in the uppermost layer, the common electrode is disposed so as to cover a wide gap between adjacent transparent pixel electrodes.
  • the common electrode since the common electrode is wide, the driving electric field becomes weak, and even if a transparent electrode material is used, the transmittance is lowered, or the black matrix BM is widened and the aperture ratio is lowered. There's a problem.
  • the data line DL is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT, so that the aperture ratio can be increased. .
  • FIG. 93 to FIG. 99 show the manufacturing process of the stacked body including the thin film transistor TFT formed on the first substrate SUB1 in the present embodiment.
  • Each drawing includes a plan view of one pixel region and a cross-sectional view taken along the line b-b 'in the plan view. Each figure is described for each photographic processing step (photo step).
  • FIG. 93 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the first photo process is completed.
  • the gate wiring GL is formed by sputtering on the first transparent substrate SUB1, and then patterned in the first photo process.
  • FIG. 94 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the second photo process is completed.
  • a gate insulating film GSN of silicon nitride and a semiconductor layer SEM of amorphous silicon are laminated on the gate wiring GL by CVD. Furthermore, a laminated film of molybdenum Mo and copper Cu is formed thereon by sputtering.
  • the thicknesses of the gate insulating film GSN, the semiconductor layer SEM, and the drain wiring DL / source electrode SM are approximately 400 nm, 200 nm, and 300 nm, respectively.
  • a photoresist is formed on the laminated film, and this is exposed using a halftone photomask, so that the region of the data wiring DL and the source electrode SM and the semiconductor layer SEM are formed. Regions are formed.
  • FIG. 95 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along line b-b ′ at the time when the third photo process is completed.
  • a protective film PAS is formed on the data wiring DL and the source electrode SM by CVD, and an interlayer insulating film ORG that is photosensitive acrylic is further applied.
  • the protective film PAS is made of silicon nitride and has a thickness of 100 nm to 400 nm. Since the photosensitive acrylic material itself can be used as a resist in the photo process, an opening OCONT is formed on the source electrode SM by a development process using a photomask.
  • FIG. 96 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along a cutting line b-b ′ at the time when the fourth photo process is completed.
  • FIG. 97 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the fifth photo process is completed.
  • An insulating film SNG is formed on the transparent common storage capacitor electrode MIT by CVD.
  • the insulating film SNG is made of silicon nitride and has a thickness of 200 nm to 600 nm.
  • a contact hole PCONT penetrating the interlayer insulating film SNG and the protective film PAS is formed inside the opening OCONT of the interlayer insulating film ORG.
  • FIG. 98 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the sixth photo process is completed.
  • FIG. 99 shows a plan view (a) of one pixel region and a cross-sectional view taken along the cutting line b-b ′ at the time when the seventh and eighth photo processes are completed.
  • An upper insulating film UPAS is formed on the transparent pixel electrode PIT.
  • an opening for taking out a terminal is formed in a terminal portion of the screen area DIA (not shown). This is the seventh photo process.
  • indium / tin / oxide which is a material of the transparent conductive film, is formed, and the transparent common electrode CIT is formed by a photoetching process.
  • the processing of the first substrate SUB1 of the liquid crystal display device according to the present embodiment is completed after 8 photo etching steps.
  • FIG. 100 is a detailed plan view of one pixel region
  • FIG. 101 is a cross-sectional view taken along the line 14-14 'of FIG.
  • FIG. 100A is a plan view showing one pixel region surrounded by the thin film transistor TFT, the gate wiring GL, and the data wiring DL and a part of the surrounding pixel region adjacent thereto.
  • FIG. 100A shows a pattern of almost all layers
  • FIG. 100B shows only the pattern of each transparent electrode and the projection position (broken line) of the opening of the black matrix BM. Is shown.
  • the arrangement of the color filter CF is a vertical stripe method in which the red, green, and blue color layers are switched with the data wiring DL as a boundary in the thirteenth embodiment.
  • red, green, and red are separated with the gate wiring GL as a boundary.
  • This is a horizontal stripe color filter system in which the blue color layer is switched. Accordingly, in the embodiment 13, about 3 times the interval between the adjacent data lines DL is the interval between the adjacent gate lines GL, whereas in this embodiment, about 3 times the interval between the adjacent gate lines GL. This is an interval between adjacent data lines DL.
  • each component in FIG. The arrangement and function of each component in FIG.
  • the functions of the gate wiring GL and the data wiring DL and the voltage supply system to these are the same as in the thirteenth embodiment.
  • the functions of the transparent pixel electrode PIT, the transparent common electrode CIT, and the transparent storage capacitor electrode MIT that drive the liquid crystal layer LC are the same as those in the thirteenth embodiment.
  • the uppermost pattern in FIG. 100 (b) is the transparent common electrode CIT.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of strips C1 extending in parallel with the gate wiring GL, and a plurality of slits CS are formed between the strips C1.
  • the longitudinal direction of the slit CS is the extending direction of the gate wiring GL
  • the width direction of the slit CS is the extending direction of the data wiring DL.
  • the transparent pixel electrode PIT is visible inside each slit CS of the transparent common electrode CIT.
  • the slit CS located above the gate wiring GL is formed wider than the other slits CS, and inside the slit CS, the transparent pixel electrode PIT parallel to the longitudinal direction of the slit CS is formed.
  • An outer edge P1 is included.
  • the gap PS is included.
  • the two adjacent outer edges P1 of the two transparent pixel electrodes PIT adjacent in the width direction of the slit CS and the gap PS between the two adjacent outer edges P1 are not covered by the transparent common electrode CIT. It does not overlap with the transparent common electrode CIT in plan view.
  • the pair of edges C1s extending in the longitudinal direction of the slit CS located above the gate wiring GL are transparent pixel electrodes parallel to the width direction of the slit CS of the two transparent pixel electrodes PIT adjacent in the width direction of the slit CS. It intersects with the outer edge P2 of the PIT in plan view.
  • two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the width direction of the slit CS and a gap PS between the two adjacent outer edges P1 are transparently held below the transparent pixel electrode PIT. It overlaps with the capacitive electrode MIT in plan view. Further, two adjacent outer edges P1 of two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the width direction of the slit CS and a gap PS between the two adjacent outer edges P1 are gates arranged below the transparent storage capacitor electrode MIT. The wiring GL also overlaps in plan view.
  • the transparent common electrode CIT includes a plurality of connecting portions C2 that connect the plurality of strip-like portions C1 in the width direction of the slit CS above the data wiring DL. These connecting portions C2 are arranged in a region shielded from light by the black matrix BM. For this reason, inside the opening of the black matrix BM, the strip C1 of the transparent common electrode CIT mainly serves as an electrode for driving the liquid crystal.
  • the transparent pixel electrode PIT is a planar pattern arranged independently in each pixel region. Similar to the thirteenth embodiment, the transparent pixel electrode PIT and the source electrode SM are connected to each other through the contact hole CONT formed in the insulating film. Further, the outer edges P1 and P2 of the adjacent transparent pixel electrodes PIT are separated from each other with the data line DL and the gate line GL as a boundary.
  • a transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the transparent pixel electrode PIT via an insulating film.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is formed in a planar shape extending in the same plane as in the thirteenth embodiment, and an opening MA is formed corresponding to each pixel region. In FIG. 100, the edge of the opening MA is shown.
  • the opening MA is formed so as to overlap with a region between two transparent pixel electrodes PIT adjacent to each other in the longitudinal direction of the slit CS.
  • a contact hole CONT is formed inside the opening MA.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed above the gate line GL and the data line DL via an insulating film, and covers the gate line GL and the data line DL. Thereby, electric field noise from the gate line GL and the data line DL does not enter the liquid crystal layer.
  • the interval between the transparent pixel electrodes PIT arranged in the vertical direction is set to be small, and the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed below the gap portion.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT serves as a shield for the gate wiring GL
  • the black matrix BM on the gate wiring GL can be set thin, and the aperture ratio can be increased.
  • the aperture ratio is improved by disposing the transparent storage capacitor electrode MIT above the gate wiring GL and not disposing the transparent common electrode CIT.
  • the length of the gate line GL in one pixel region is about three times the length of the data line DL. Accordingly, the transparent storage capacitor electrode MIT is disposed above the gate wiring GL, the adjacent transparent pixel electrode PIT is disposed above the transparent storage capacitor electrode MIT, and the slit of the transparent common electrode CIT is disposed above (that is, no band-shaped portion is disposed). Thus, the aperture ratio of the horizontal stripe color filter type liquid crystal display device can be improved.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT is also disposed over most of the data wiring DL extending in the vertical direction.
  • the transparent common electrode CIT has a plurality of elongated strips extending in the vertical direction in which the gate wiring GL extends over a plurality of pixel regions, and further, substantially in the horizontal center of the black matrix BM covering the data wiring DL. It has a connecting portion that extends in the vertical direction in the vicinity and connects the belt-like portions to each other, and has a mesh-like planar pattern. According to this, there is an effect that the supply of the common voltage is not interrupted even when the strip portion extending in the horizontal direction is disconnected, and an effect of reducing the wiring resistance of the transparent common electrode CIT.
  • FIG. 101 is a cross-sectional view taken along the line 14-14 'of FIG. This figure is a cross-sectional view of three pixels with the gate line GL as a boundary.
  • the pixel in the center corresponds to the green color filter CF (G) in the color filter CF arranged in a horizontal stripe shape.
  • the left and right pixels correspond to the red color filter CF (R) and the blue color filter CF (B).
  • a black matrix BM is formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 across the liquid crystal layer LC at the boundary of the pixel region where the gate wiring GL is located.
  • the transparent storage capacitor electrode MIT Under the gap between adjacent transparent pixel electrodes PIT located above the gate wiring GL, the transparent storage capacitor electrode MIT is formed so as to widely cover the gate wiring GL. Therefore, the electric field noise generated from the gate wiring GL is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT, and the electric field noise to the liquid crystal layer LC is shielded. Further, the transparent common electrode CIT is not disposed between the black matrix BM and the gate wiring GL. In general, in a liquid crystal display device in which the transparent storage capacitor electrode MIT is not disposed and the common electrode is disposed only in the uppermost layer, the common electrode is disposed so as to cover a wide gap between adjacent transparent pixel electrodes. Is done.
  • the common electrode since the common electrode is wide, the driving electric field becomes weak, and even if a transparent electrode material is used, the transmittance is lowered, or the black matrix BM is widened and the aperture ratio is lowered. There's a problem.
  • the gate wiring GL is shielded by the transparent storage capacitor electrode MIT, so that the aperture ratio can be increased. .

Abstract

 本発明の液晶表示装置において、透明共通電極(CIT)に形成されたスリットの長手方向に延びる一対の縁は、透明画素電極(PIT)の外縁と平面視において交差し、透明保持容量電極(MIT)は、一対の縁のうち外縁より外側に位置する部分と、外縁のうち一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する。

Description

液晶表示装置及びその製造方法
 本出願は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特にはIPS(In Plane Switching)方式を実現する画素構造に関する。
 IPS方式の液晶表示装置では、液晶層を挟む2つの基板のうちの一方の基板の画素領域に画素電極と共通電極とが配置されており、画素電極と共通電極との間に基板と平行な横電界が発生する。このような液晶表示装置は、表示面に対して斜めの方向から観察しても表示の劣化が少ない、いわゆる広視野角特性に優れることが知られている。
 ところで、近年、画素領域の面積が益々小さくなっていることから、画素電極と共通電極との間の保持容量が不十分となるおそれがある。この点に関し、特開2009-58913号公報には、画素電極の上方と下方のそれぞれに共通電極を配置することで、画素電極と共通電極との間の保持容量を高めることが開示されている。
 しかしながら、特開2009-58913号公報に開示された画素構造は、画素電極と共通電極との間の保持容量を高める観点からも、画素領域内を透過する光量を高める観点からも、画素電極と他の導電部材との間の寄生容量を減らす観点からも、まだまだ改善の余地を残している。
 本出願は、上記実情に鑑みて為されたものであり、表示特性の向上を図ることが可能な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。
 本出願の第1の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、を備える。前記スリットの長手方向に延びる一対の縁は、前記画素電極の外縁と平面視において交差する。前記第1の共通電極は、前記一対の縁のうち前記外縁より外側に位置する部分と、前記外縁のうち前記一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する。
 また、第1の態様では、前記スリットの幅方向に延びる縁は、前記画素電極の前記外縁より外側に位置してもよい。
 また、第1の態様では、前記第2の共通電極は、前記スリットの長手方向に延び、前記スリットの幅方向に並ぶ複数の帯状部と、前記スリットの幅方向に延び、前記帯状部同士を繋ぐ複数の連結部と、を備え、前記複数の連結部は、前記画素電極の前記外縁より外側に位置してもよい。
 また、第1の態様では、前記スリットの前記一対の縁は、前記スリットの長手方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁と平面視において交差してもよい。
 また、第1の態様では、前記第1の共通電極は、前記スリットの前記一対の縁と前記近接する2つの外縁とに囲まれる領域の全部と平面視において重複してもよい。
 また、第1の態様では、前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁は、平面視において前記スリットの内側に位置してもよい。
 また、第1の態様では、前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁は、平面視において前記第2の共通電極と重複しなくてもよい。
 また、第1の態様では、前記第1の共通電極に開口が形成され、前記スリットの前記一対の縁は、前記開口の縁と平面視において交差してもよい。
 また、第1の態様では、前記画素領域は、前記第1の共通電極と前記第1の基板との間に配置される第3の絶縁膜を備え、前記データ線と前記薄膜トランジスタとは、前記第3の絶縁膜の前記第1の基板側に配置してもよい。
 また、第1の態様では、前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも誘電率が低い有機材料からなる有機絶縁膜を含んでもよい。
 また、第1の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、前記データ線に沿って延びる複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、を備える。前記スリットの前記データ線に沿って延びる一対の縁は、前記画素電極の前記ゲート線に沿って延びる外縁と平面視において交差する。前記第1の共通電極は、前記一対の縁のうち前記外縁より外側に位置する部分と、前記外縁のうち前記一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する。
 また、第1の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、前記ゲート線に沿って延びる複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、を備える。前記スリットの前記ゲート線に沿って延びる一対の縁は、前記画素電極の前記データ線に沿って延びる外縁と平面視において交差する。前記第1の共通電極は、前記一対の縁のうち前記外縁より外側に位置する部分と、前記外縁のうち前記一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する。
 本出願の第2の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記データ線及び前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記データ線及び前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置される、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、を備える。前記第1の共通電極と前記第2の共通電極と、が前記データ線と前記画素電極との隙間と平面視において重複する。
 また、第2の態様では、前記第1の共通電極の縁が、前記データ線と前記画素電極との隙間と平面視において重複してもよい。
 また、第2の態様では、前記データ線と、前記第2の基板に配置され、前記データ線に対応するブラックマトリックスとのうち、幅が大きい方を遮光部とするとき、前記第2の共通電極の前記スリットの縁が平面視において前記遮光部の外側に位置するとともに前記画素電極と重複し、前記第2の共通電極の前記スリットの縁と、前記遮光部の縁との平面視における距離が、前記第2の共通電極の前記スリットの幅の半分よりも小さくてもよい。
 また、第2の態様では、平面視において、前記第1の共通電極の前記スリットの縁と、前記画素電極の縁との間に隙間が形成されるとともに、前記隙間に前記第1の共通電極が重複してもよい。
 また、第2の態様では、一対の前記ゲート線の間に、前記データ線の長手方向に隣り合う一対の前記画素領域が配置され、一対の前記画素領域の間に、各々の前記画素領域に含まれる前記第1の共通電極に接続された、前記ゲート線と平行なコモン線が配置されてもよい。
 また、第2の態様では、前記データ線の長手方向に隣り合う一対の前記画素電極の近接する2本の縁の隙間が、前記第1の共通電極と前記第2の共通電極と前記コモン線と平面視において重複してもよい。
 また、第2の態様では、前記ゲート線の長手方向に配列する複数の前記画素領域に含まれる前記第1の共通電極が連続的に形成され、前記データ線と平面視において重複し、前記第1の共通電極に接続されるコモン線が配置されてもよい。
 また、第2の態様では、前記ゲート線の長手方向に配列する複数の前記画素領域のうちの一部の画素領域に、前記第1の絶縁膜と前記第2の絶縁膜とに形成されたホールを通じて前記第1の共通電極と前記第2の共通電極とに接続されるビア導体が配置されてもよい。
 本出願の第3の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記データ線及び前記画素電極と、前記第1の基板との間に配置される第1の絶縁膜と、前記データ線及び前記画素電極と、前記液晶層との間に配置される第2の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される第3の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、を備える。前記ゲート線及び前記第1の共通電極のうち、一方が前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜との間に配置され、他方が前記第3の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される。
 また、第3の態様では、前記ゲート線と前記第1の共通電極とが平面視において重複してもよい。
 また、第3の態様では、前記ゲート線を挟んで、前記データ線の長手方向に隣り合う2つの前記第1の共通電極が、前記ゲート線と平面視において重複する接続部を介して互いに接続されてもよい。
 また、第3の態様では、前記接続部は、前記第1の共通電極よりも前記ゲート線の長手方向に細くてもよい。
 また、第3の態様では、前記データ線を挟んで、前記ゲート線の長手方向に隣り合う2つの前記第1の共通電極が、前記データ線と平面視において重複する接続部を介して互いに接続されてもよい。
 また、第3の態様では、前記接続部は、前記第1の共通電極よりも前記データ線の長手方向に細くてもよい。
 また、第3の態様では、前記第1の共通電極の縁が、平面視において前記画素電極と前記ゲート線との間に位置してもよい。
 また、第3の態様では、前記第1の共通電極の縁が、平面視において前記画素電極と前記データ線との間に位置してもよい。
 また、第3の態様では、前記データ線は、前記画素電極と同材料からなる透明導電膜と、前記透明導電膜上に配置される金属膜と、を含んでもよい。
 また、第3の態様では、前記薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極と半導体層とに前記画素電極が挟まれてもよい。
 また、第3の態様に係る液晶表示装置の製造方法は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備え、前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備え、前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記データ線及び前記画素電極と、前記第1の基板との間に配置される第1の絶縁膜と、前記データ線及び前記画素電極と、前記液晶層との間に配置される第2の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間又は前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置される共通電極と、を備える液晶表示装置の製造方法であって、第1のマスクを用いて前記薄膜トランジスタの半導体層を形成し、前記第1のマスクと異なる第2のマスクを用いて、前記画素電極と、前記データ線と、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と、を形成する。
 本出願の第4の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、を備える。前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続される。前記ゲート線の長手方向に隣り合う一対の前記画素電極の近接する2本の縁の隙間が、前記第1の共通電極と前記第2の共通電極と平面視において重複する。
 また、第4の態様では、前記第1の絶縁膜の厚さと前記第2の絶縁膜の厚さとが、前記2本の縁の隙間の距離よりも小さくてもよい。
 また、第4の態様では、前記画素電極の縁と、前記第1の共通電極と、前記第2の共通電極と、が前記データ線と平面視において重複してもよい。
 また、第4の態様では、前記ゲート線の長手方向に隣り合う一対の前記画素電極の近接する2本の縁が、前記データ線と平面視において重複し、前記第1の共通電極と、前記第2の共通電極と、が前記2本の縁の隙間と平面視において重複してもよい。
 また、第4の態様では、前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも誘電率が低い有機材料からなる有機絶縁膜を含んでもよい。
 また、第4の態様では、前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも厚い有機材料からなる有機絶縁膜を含んでもよい。
 また、第4の態様では、前記データ線と、前記第2の基板に配置され、前記データ線に対応するブラックマトリックスとのうち、幅が大きい方を遮光部とするとき、前記第2の共通電極の前記スリットの縁が平面視において前記遮光部の外側に位置し、前記第2の共通電極の前記スリットの縁と、前記遮光部の縁との平面視における距離が、前記第2の共通電極の前記スリットの幅の半分よりも小さくてもよい。
 また、第4の態様では、前記データ線と、前記第2の基板に配置され、前記データ線に対応するブラックマトリックスとのうち、幅が大きい方を遮光部とするとき、前記第2の共通電極の前記スリットの縁が平面視において前記遮光部の内側に位置してもよい。
 また、第4の態様では、平面視において前記データ線と重複し、前記第1の共通電極に接続される、前記第1の共通電極よりも導電率が高いコモン線をさらに備えてもよい。
 本出願の第5の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、を備える。前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続される。前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する。
 また、第5の態様では、前記近接する2つの外縁の全部が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置してもよい。
 また、第5の態様では、前記近接する2つの外縁は、平面視において前記第2の共通電極と重複しなくてもよい。
 また、第5の態様では、前記スリットの長手方向に延びる一対の縁は、前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の前記スリットの幅方向に延びる縁とそれぞれ平面視において交差してもよい。
 また、第5の態様では、前記スリットは、前記データ線に沿って延び、前記第1の共通電極には、前記薄膜トランジスタと前記画素電極とを接続するための開口が形成され、前記開口は、前記データ線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の間の領域と平面視において重複してもよい。
 また、第5の態様では、前記スリットは、前記ゲート線に沿って延び、前記第1の共通電極には、前記薄膜トランジスタと前記画素電極とを接続するための開口が形成され、前記開口は、前記ゲート線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の間の領域と平面視において重複してもよい。
 また、第5の態様では、前記近接する2つの外縁は、平面視において前記データ線または前記ゲート線と重複してもよい。
 また、第5の態様では、前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも誘電率が低い有機材料からなる有機絶縁膜を含んでもよい。
 また、第5の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、を備える。前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続される。前記スリットは、前記データ線に沿って延びる。前記ゲート線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の、前記データ線に沿って延びる近接する2つの外縁が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する。
 また、第5の態様に係る液晶表示装置は、第1の基板と、第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、を備える。前記第1の基板は、複数のデータ線と、複数のゲート線と、前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、を備える。前記画素領域は、前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、を備える。前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続される。前記スリットは、前記ゲート線に沿って延びる。前記データ線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の、前記ゲート線に沿って延びる近接する2つの外縁が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する。
 本発明によると、画素電極と共通電極との間の保持容量の向上を図るとともに、画素領域内を透過する光量の向上を図ることが可能である。
液晶表示装置のシステム及び等価回路を示す図である。 第1の実施例に係る液晶表示装置における液晶表示パネルのマトリクスの1画素の平面図である。 図2に示す液晶表示パネルの3-3’線断面図である。 図2に示す液晶表示パネルの4-4’線断面図である。 図2に示す液晶表示パネルの1画素領域の画素電極端部における液晶の回転で動作と偏光軸の関係を示す平面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第1の工程を示す断面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第2の工程を示す断面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第3の工程を示す断面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第4の工程を示す断面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第5の工程を示す断面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第6の工程を示す断面図である。 図2に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第7及び第8の工程を示す断面図である。 第2の実施例に係る液晶表示パネルのマトリクスの1画素の平面図である。 図13に示す液晶表示パネルの14-14’線断面図である。 図13に示す液晶表示パネルの1画素領域の画素電極端部における液晶の回転で動作と偏光軸の関係を示す平面図である。 第2の実施例に係る液晶表示パネルのマトリクスの1画素の他の平面図である。 スリットの形状を説明するための平面図である。 第3の実施例に係る液晶表示装置のマトリクス状の複数画素の平面図である。 図18に示す液晶表示装置の1画素の平面図である。 図18に示す液晶表示装置の4-4’線断面図である。 図18に示す液晶表示装置の5-5’線断面図である。 図18に示す液晶表示装置の6-6’線断面図である。 図18に示す液晶表示装置の開口領域における透過率分布である。 図23に示す液晶表示装置のデータ配線及びブラックマトリクス周辺の断面図である。 第3の実施例に係る液晶表示パネルの端子部及びその付近を示す概略平面図である。 図25に示す液晶表示装置の10-10’線断面図である。 第3の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第3の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第3の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第3の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第3の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第4の実施例に係る液晶表示装置のシステム及び等価回路を示す図である。 図32に示す液晶表示装置のマトリクス状の複数画素の平面図である。 図33に示す液晶表示装置のマトリクス状の1画素の平面図である。 図32に示す液晶表示装置の19-19’線断面図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置のマトリクス状の複数画素の平面図である。 図36に示す液晶表示装置のマトリクス状の3つの画素の平面図である。 図37に示す液晶表示装置の23-23’切断線断面図である。 図37に示す液晶表示装置の24-24’切断線断面図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第5の実施例に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。 第6の実施例に係る液晶表示パネルのマトリクス状の3画素の平面図である。 図46に示す液晶表示パネルの32-32’線断面図である。 図46に示す液晶表示パネルの33-33’線断面図である。 第7の実施例に係る液晶表示装置の1画素の平面図である。 図49の3-3’線における断面図である。 図49の4-4’線における断面図である。 図49の5-5’線における断面図である。 図49の6-6’線における断面図である。 第7の実施例に係る液晶表示装置のTFT製造工程における第1の工程を示す図である。 図54に続く第2の工程を示す図である。 図55に続く第3の工程を示す図である。 図56に続く第4の工程を示す図である。 図57に続く第5の工程を示す図である。 図58に続く第6の工程を示す図である。 第8の実施例に係る液晶表示装置の1画素の平面図である。 図60の14-14’線における断面図である。 図60の15-15’線における断面図である。 第9の実施例に係る液晶表示装置のTFTを含む部分の断面図である。 第9の実施例に係る液晶表示装置の画素電極を含む部分の断面図である。 第10の実施例に係る液晶表示装置の1画素の平面図である。 図65の19-19’線における断面図である。 図65の20-20’線における断面図である。 第10の実施例に係る液晶表示装置のTFT製造工程における第1の工程を示す断面図である。 図68に続く第2の工程を示す図である。 図69に続く第3の工程を示す図である。 図70に続く第4の工程を示す図である。 図71に続く第5の工程を示す図である。 図72に続く第6の工程を示す図である。 図73に続く第7の工程を示す図である。 第11の実施例に係る液晶表示装置における液晶表示パネルのマトリクスの1画素の平面図である。 図75に示す液晶表示パネルの3-3’線断面図である。 図75に示す液晶表示パネルの4-4’線断面図である。 図75に示す液晶表示パネルの表示部の断面構造領域での白表示動作状態における相対透過率の計算結果である。 図77に示すデータ配線付近の遮光や透明電極の寸法例との関係を示す断面図である。 図77に示すデータ配線付近の遮光や透明電極の他の寸法例との関係を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第1の工程を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第2の工程を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第3の工程を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第4の工程を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第5の工程を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第6の工程を示す断面図である。 図75に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第8の工程を示す断面図である。 第12の実施例に係る液晶表示パネルのマトリクスの1画素の平面図である。 図88に示す液晶表示パネルの16-16’線断面図である。 第13の実施例に係る液晶表示装置における液晶表示パネルのマトリクスの1画素の平面図である。 図90に示す液晶表示パネルの3-3’線断面図である。 図90に示す液晶表示パネルの4-4’線断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第1の工程を示す断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第2の工程を示す断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第3の工程を示す断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第4の工程を示す断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第5の工程を示す断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第6の工程を示す断面図である。 図90に示す液晶表示パネルにおけるTFT製造工程における第7及び第8の工程を示す断面図である。 第14の実施例に係る液晶表示パネルのマトリクスの1画素の平面図である。 図100に示す液晶表示パネルの14-14’線断面図である。
 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
[基本構造]
 図1は、本発明のすべての実施例に係る液晶表示装置を示すシステム及び回路結線図である。液晶表示装置LCDは、画面領域DIAと、その周囲に位置する駆動回路領域と、を備える。画面領域DIAでは、アクティブマトリクス表示が実現される。走査線駆動回路から走査(ゲート)線G1,G2,・・Gnには走査電圧が供給され、データ線駆動回路からデータ線D1,D2,・・Dmには映像データ電圧が供給される。透明画素電極PITには薄膜トランジスタTFTのオン,オフにより映像データ電圧が与えられ、透明共通電極CITには共通電極駆動回路から共通(コモン)電圧が供給され、透明画素電極PITと透明共通電極CITとの間に生じる電界で液晶層LCが駆動される。液晶層LCの電圧低下を防止するため、各画素領域には保持容量STGが形成されている。共通電圧は、共通電極駆動回路から透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITへ伝播される。カラー表示は、赤(R),緑(G),青(B)に対応する画素に接続されたデータ線D1(R),D2(G),D3(B)に所望の映像データ電圧を印加することにより実現する。
[実施例1]
 以下、本発明の実施例1の液晶表示装置について、図2~12を用いて説明する。
 図2は1つの画素領域の詳細な平面図を示し、図3は図2の3-3’切断線における断面図を示し、図4は図2の4-4’切断線における断面図を示す。
 図2は、図1における薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。構造を理解しやすくするため、図2(a)ではほぼ全層のパターンを示す一方で、図2(b)では、各透明電極のパターンと、ブラックマトリクスBMの開口の投影位置(破線)のみを示している。ブラックマトリクスBMの開口の内側部分が光透過領域であり、開口の外側部分が遮光領域である。
 図2(a)における各構成の配置及びその機能について説明する。ゲート配線GLは低抵抗の金属層で形成され、図1の走査配線駆動回路に接続され、走査電圧を印加される。一方、データ配線DLも低抵抗の金属層により形成され、映像データ電圧を印加される。ゲート配線GLにゲートオン電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層SEMが低抵抗となり、データ配線DLの電圧が低抵抗の金属層で形成されたソース電極SMに伝わり、これとコンタクトホールを介して接続された透明画素電極PITに伝わる。
 液晶層に印加されるもう一方の電圧である共通電圧は、図1の共通駆動電極駆動回路から透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITに印加される。透明保持容量電極MITの上方には、絶縁膜を介して透明画素電極PITが積層されている。さらに、透明画素電極PITの上方には、絶縁膜を介して透明共通電極CITが積層されており、透明共通電極CITには複数のスリットが形成されている。透明画素電極PITからの電界は、その上方に配置された透明共通電極CITのスリットを通じて液晶層内まで至り、液晶層内で折り返されて、最終的に透明共通電極CITに至る。これにより、液晶層内に横電界が印加される。
 なお、本例では、閉じた細長い形状の開口をスリットと呼んでいるが、これに限らず、スリットは一端が開いた細長い形状の切り欠きであってもよい。また、スリット間の距離に対してスリット自身の幅が大きくてもよい。
 また、透明保持容量電極MITにも、図1の共通電極駆動回路が接続され、共通電圧が印加される。透明保持容量電極MITは、透明画素電極PITの下方に絶縁膜を介して配置されており、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITとの間には保持容量STGが構成されている。このように、本実施例では画素領域に、スリットを有する透明共通電極CIT、透明画素電極PIT、透明保持容量電極MITが形成されている。これら3つの透明導電膜は、異なる工程で成膜加工されている。透明画素電極PITは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールCONTを通じてソース電極SMに接続され、各々の画素領域に独立して配置される。一方、透明保持容量電極MIT及び透明共通電極CITは、複数の画素領域に跨るように画面領域の全体に亘ってネットワーク状に連結されている。
 本実施例では、1つの画素領域における透明共通電極CIT、透明保持容量電極MIT及び透明画素電極PITの平面パターンに主な特徴があるので、この関係について図2(b)を使用しながら説明する。
 図2(b)における最上層のパターンは、透明共通電極CITである。透明共通電極CITは、データ配線DLと平行に延びる複数の帯状部C1を備えており、これら帯状部C1の間に複数のスリットCSが形成されている。本実施例では、スリットCSの長手方向とはデータ配線DLの延伸方向であり、スリットCSの幅方向とはゲート線GLの延伸方向である。
 平面視において、透明共通電極CITの各々のスリットCSの内側には透明画素電極PITが見えている。これらのスリットCSのうち、データ配線DLの上方に位置するスリットCSは、他のスリットCSよりも幅広に形成されており、その内側には、スリットCSの長手方向と平行な透明画素電極PITの外縁P1が含まれている。
 具体的には、データ配線DLの上方に位置するスリットCSの内側には、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSと、が含まれている。言い換えると、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明共通電極CITによって覆われていない、すなわち平面視において透明共通電極CITと重複していない。
 また、データ配線DLの上方に位置するスリットCSの長手方向に延びる一対の縁CEは、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの、スリットCSの幅方向と平行な透明画素電極PITの外縁P2とそれぞれ平面視において交差する。
 また、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明画素電極PITの下方に配置される透明保持容量電極MITと平面視において重複している。また、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明保持容量電極MITの下方に配置されるデータ配線DLとも平面視において重複している。
 また、透明共通電極CITは、ゲート配線GLの上方で複数の帯状部C1をスリットCSの幅方向に連結する複数の連結部C2を備えている。これらの連結部C2は、ブラックマトリクスBMによって遮光される領域に配置されている。このため、ブラックマトリクスBMの開口の内側では、透明共通電極CITの帯状部C1が主として液晶を駆動する電極となる。
 透明画素電極PITは、各々の画素領域に独立して設けられる平面パターンである。絶縁膜に形成されたコンタクトホールCONTを通じて透明画素電極PITとソース電極SMとは互いに接続されている。また、隣り合う透明画素電極PITの外縁P1,P2は、データ配線DLとゲート配線GLのそれぞれを境として分離されている。
 透明画素電極PITの下方には、絶縁膜を介して透明保持容量電極MITが配置されている。透明保持容量電極MITは、面内に広がった面状に形成されており、各々の画素領域に対応して開口MAが形成されている。図2では、開口MAの縁が表されている。開口MAは、スリットCSの長手方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの間の領域と重複するように形成されている。開口MAの内側には、コンタクトホールCONTが形成される。透明保持容量電極MITは、ゲート配線GL及びデータ配線DLの上方に絶縁膜を介して配置されており、ゲート配線GL及びデータ配線DLを被覆している。これにより、液晶層LC中にゲート配線GLやデータ配線DLからの電界ノイズが侵入しない構成となっている。
 IPS表示の液晶表示装置においては、データ配線DLやゲート配線GLを、絶縁膜を介して、共通電圧が印加された透明電極で被覆することで、開口率の向上を図ることが知られている。このような方式においては、最上層の透明共通電極CITは、データ配線DLの上方を覆うように、データ線DLが延びる方向に延び、幅広く形成されている。この場合、データ配線DLを被覆する透明共通電極CITの幅は、TFT工程における位置合わせのマージンを取るために、データ配線DLよりかなり幅広く設定される。透明共通電極CITの幅を広くすると、その部分は例え電極が透明であっても横方向の電界が加わらず、表示における透過には貢献しない。すなわち、表示の開口率向上が得られない。
 本実施例の図2においては、左右方向に並ぶ透明画素電極PITの間隔は小さく設定されており、しかも、その隙間部分の下方には透明保持容量電極MITが配置されている。この場合、透明保持容量電極MITがデータ配線DLのシールドの役目を果たすので、データ配線DL上のブラックマトリクスBMを細く設定でき、開口率を大きくできる。すなわち、データ配線DLの上方に透明保持容量電極MITを配置し、透明共通電極CITを配置しないことで、開口率の向上を実現している。
 図2において、水平方向に延びるゲート配線GLの上方にも、その大部分に透明保持容量電極MITが配置されている。また、透明共通電極CITは、複数の画素領域に渡ってデータ配線DLが延びる垂直方向に延びる複数の細長い帯状部を有し、さらに、ゲート配線GLを被覆するブラックマトリクスBMの垂直方向のほぼ中央付近に水平方向に延びて帯状部同士を連結する連結部を有しており、網の目状の平面パターンとなっている。これによると、垂直方向に延びる帯状部が断線した場合でも共通電圧の供給が途絶えないという効果と、透明共通電極CITの配線抵抗を低減する効果とがある。さらに、このゲート配線GLの上方の、ブラックマトリクスBMで遮光された領域では、垂直方向に延びる透明共通電極CITのスリットの一対の縁は、透明画素電極PITの外縁とほぼ垂直に交差している。
 図3は、図2の3-3’切断線に沿った断面図である。断面構造における構成要素及びその機能、使用材料について説明する。液晶層LCは、第1の透明基板SUB1と第2の透明基板SUB2とに挟まれている。液晶層LCには、電界方向に沿って液晶分子の長軸が揃うポジ型の液晶或いは電界方向に垂直に液晶分子の長軸が揃うネガ型の液晶が封入されている。液晶層の厚みは3~4μmである。第1の透明基板SUB1及び第2の透明基板SUB2はガラスからなり、その厚みは製造工程では0.4から0.7mmであるが、第1及び第2の透明基板SUB1,SUB2の間に液晶層LCが封入された後の化学研磨によって最終的に約0.2mmと薄くなる場合もある。基板材料としては、ガラスに限られず、もプラスティックを使用してもよい。
 第1の透明基板SUB1及び第2の透明基板SUB2の外側には、第1の偏光板POL1及び第2の偏光板POL2がそれぞれ貼られている。第2の偏光板POL2は、外側に配置される不図示のバックライトからの光を偏光させ、液晶層LCへと通過させる。液晶層LCは、第2の偏光板POL2により偏光された光を、光学的な複屈折効果により楕円偏光とする。第1の偏光板POL1は、液晶層LCにより楕円偏光となった光を、直線偏光にした上で通過させる。本実施例においては、第1の偏光板POL1の偏光軸と第2の偏光板POL2の偏光軸とが直交する(いわゆるクロスニコス)。従って、液晶層LCに電界が印加されないときは、バックライトからの光が液晶層LCを通過しても、第1の偏光板POL1が光を遮断するので、黒表示となる。一方、液晶層LCに主に画素電極PITと透明共通電極CITの間に生じる電界が印加されると、液晶層LCは複屈折効果で光を楕円偏光に変える。この際、電圧の大きさに応じて透過率が変わるので、中間階調表示及び白表示が可能になる。透明保持容量電極MITには共通電圧が印加されているので、透明保持容量電極MITと透明画素電極PITの間の電界で液晶層LCを駆動することは可能であるが、本実施例においては図2に示したように、その領域はブラックマトリクスBMで遮光されているので、表示動作の透過光としては含まれない。
 液晶層LCの両面にそれぞれ接する位置には、液晶分子を整列させるための第1の配向膜AL1及び第2の配向膜AL2が配置されている。第1及び第2の配向膜AL1,AL2の主成分はポリイミドであり、その表面に液晶分子を整列させる方法としては、ラビング或いは偏光された紫外線の照射などがある。色表示は、第1の透明基板SUB1に形成されたカラーフィルタCFを光が透過することで実現する。カラーフィルタCFの着色層に含まれる顔料は液晶層LCへ溶け込む汚染源となるため、その表面は有機材料からなるオーバーコート膜OCで被服されている。このオーバーコート膜OCは表面を平坦化させる効果も持つ。
 半導体層SEMの種類によっては、外部光が直接当たった場合に半導体層SEMの抵抗が低下して、良好な画像表示を行えないことがある。そのため、第1の透明基板SUB1の半導体層SEMの上方にはブラックマトリクスBMが配置される。このブラックマトリクスBMは、カラーフィルタCFの画素領域間の境界にも配置され、隣りあう画素領域の光が斜めから見えることによる混色を防止し、画像を滲みなく表示することに寄与する。但し、このブラックマトトスBMの幅が広すぎると、開口率や透過率が低下する。そのため、高精細の液晶表示装置において高透過率及び低消費電力を実現するには、このブラックマトリクスBMの幅を斜めから見たときに混色が起こらない最小の幅にできるかが最大の課題となる。ブラックマトリクスBMは、黒色顔料を含む樹脂材料或いは金属材料からなる。
 図2における平面構成と同様に、1画素領域内では液晶層LCをコンデンサと見立てた場合の一方の透明画素電極PITと他方の透明共通電極CITとの間に駆動電圧が印加される。透明保持容量電極MITにも透明共通電極CITと同じ共通電圧が印加される。まず、金属層で形成されたゲート配線GLにオン電圧が印加される。ゲート配線GLは、アルミニュームAl,モリブデンMo,チタンTi若しくは銅Cuを主成分とする金属材料、又は上記金属材料にタングステンW,マンガンMn若しくはチタンTiなどを添加した合金、又はこれらの材料を組み合わせた積層体から形成される。厚さは100nm~300nmである。
 ゲート配線GLの上方にはゲート絶縁膜GSNが配置されている。ゲート絶縁膜GSNとしては、プラズマ化学気相成長方法(CVD)によって形成されたシリコンナイトライドSiNが用いられる。また、ゲート絶縁膜GSNは、二酸化シリコンSiO或いはアルミナAlであってもよい。ゲート配線GL上には、半導体層SEMが島状に加工されて配置されている。半導体層材料としては、シリコンナイトライドSiNとの組み合わせにはアモルファスシリコンa-Siが好適であり、二酸化シリコンSiOとの組み合わせには酸化物半導体或いは低温ポリシリコンLTPSが好適である。酸化物半導体としては、インジューム・ガリウム・亜鉛の酸化物などが好適である。
 半導体層SEM上には、データ配線DL及びソース電極SMが形成される。データ配線DL及びソース電極SMは、同一工程で形成された低抵抗の金属材料からなる。この金属材料は、アルミニュームAl,モリブデンMo,チタンTi若しくは銅Cuを主成分とする金属材料、又は上記金属材料にタングステンW,マンガンMn若しくはチタンTiなどを添加した合金、又はこれらの材料を組み合わせた積層体から形成される。
 データ配線DL及びソース電極SM上には保護絶縁膜PASが形成される。保護絶縁膜PASとしては、シリコンナイトライドSiN或いは二酸化シリコンSiOを用いることができるし、省略する場合もある。保護膜PAS上には層間絶縁膜ORGが形成されている。層間絶縁膜ORGとしては、アクリルを主成分とする感光性の有機材料が用いられる。有機材料は比誘電率が4以下であり、シリコンナイトライドの6.7に比べて低い。また製法上、シリコンナイトライドに比べて厚く成膜することができる。本実施例では、その厚さは1.5μm~3μmに設定されている。このように比誘電率を低くし、厚さを厚くすることで、層間絶縁膜ORG上に配置され、保持容量STGの一方の電極を構成する第2の透明保持容量電極MITと、データ配線DL或いはゲート配線GLとの間に生じる配線容量を大幅に低減することができる。このため、抵抗が比較的高い透明導電膜材料を用いた透明保持容量電極MITの配線遅延も当然に低減できる。このため、透明保持容量電極MITに低抵抗の金属配線を接続しなくても、比較的大きな画面領域DIAを得ることができる。
 なお、保護膜PASと層間絶縁膜ORGの組は上記本発明の液晶表示装置における第3の絶縁膜に対応し、層間絶縁膜ORGは上記本発明の液晶表示装置における有機絶縁膜に対応する。
 透明保持容量電極MITは、透明導電膜であり、その材料としてはインジュウム・錫・酸化物ITOやインジュウム・亜鉛・酸化物IGOが用いられる。透明保持容量電極MITと透明画素電極PITとは、絶縁膜SNGを挟み、画素領域内で保持容量STGを構成している。この保持容量STGは、薄膜トランジスタTFTのオン状態で蓄えられた電荷による映像電圧が保持動作期間に減衰することを防止することができる。なお、透明保持容量電極MITは、上記本発明の液晶表示装置における第1の共通電極に対応し、絶縁膜SNGは、上記本発明の液晶表示装置における第1の絶縁膜に対応する。
 透明画素電極PITは、保護膜PAS、層間絶縁膜ORG及び絶縁膜SNGに開けられたコンタクトホールCONTを介してソース電極SMと電気的に接続される。透明画素電極PITは、マトリクス状に配列されたゲート配線GLとデータ配線DLとに区切られた各画素領域内で独立した平面パターンを有する。ゲート配線GLにオン電圧が印加されて半導体層SEMが低抵抗になったときに、映像データ電圧がデータ配線DLからソース電極SMを経て透明画素電極PITに伝わる。映像データ電圧は、透明画素電極PITと透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITとの間の容量に充電される。
 透明画素電極PITの上方には、上層絶縁膜UPASを介して透明共通電極CITが配置されている。上層絶縁膜UPASは、他の絶縁膜と同様に、シリコンナイトライドSiNや二酸化シリコンSiOを材料とする。なお、透明共通電極CITは、上記本発明の液晶表示装置における第2の共通電極に対応し、上層絶縁膜UPASは、上記本発明の液晶表示装置における第2の絶縁膜に対応する。
 透明画素電極PITには、ゲート配線GLにオン電圧が印加された時に、映像データ電圧がデータ配線DL、半導体層SEM、ソース電極SMを経て伝えられる。この映像データ電圧は、透明画素電極PITと、共通電位を持つ透明共通電極CITと透明保持容量電極MITとの間の容量に充電される。ゲート配線GLにオフ電圧が印加された場合、それ以降は保持期間となり、半導体層SEMは高抵抗になるため、充電された電荷(電圧)は基本的に保持される。ただし、半導体層SEMの抵抗や液晶層LCの抵抗による漏洩により、画素電極PITの電圧が変動することがある。
 一般的には、透明共通電極CITと透明画素電極PITの積層で構成される容量で保持特性が得られるが、本実施例では、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITの間の容量もあり、全体の容量を大きく設定できるため、保持特性を良好に保つことができ、画質の優れた液晶表示装置を提供できる。
 図4は、図2の4-4’切断線における断面図である。本図は、データ配線DLを境界とする3つの画素の断面図である。中央にある画素は、縦ストライプ状に配置されたカラーフィルタCFにおける緑のカラーフィルタCF(G)に対応している。その左右にある画素は、赤のカラーフィルタCF(R)、青のカラーフィルタCF(B)に対応している。データ配線DLが位置する画素領域間の境界には、液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1の内側の面にブラックマトリクスBMが配置されている。
 データ線DLとブラックマトリクスBMは、カラーフィルタCF毎に区切られた画素領域が斜めから覗かれた際に、隣の画素領域を透過するバックライトの光が見える混色を防ぐ効果がある。バックライトの光は、図示していないが、第2の透明基板SUB2の外側に貼り付けられた偏光板POL2の外側から第2の透明基板SUB2に照射されている。ただし、データ配線DLやブラックマトリクスBMの幅を大きくすると、開口率や透過率が低下し、表示が暗くなる課題や消費電力が増加する課題がある。特に、高精細の液晶表示装置ではその問題が最大の課題であるため、ブラックマトリクスBMやデータ配線を細くしても表示不良が起こらない液晶表示装置が要望されている。なお、本実施例ではデータ配線DLの下方にはその製造方法との関係で半導体層SEMが形成されている。半導体層SEMにアモルファスシリコンやLTPSを用いた場合、実質的には不透明であるので、その幅が広すぎるとデータ配線DLと同様に開口率を低下させる。
 図4の断面は、光が透過しないブラックマトリクスBM或いはデータ配線DLが位置する画素境界領域と、光が透過する開口領域と、に面内方向に2分されている。まず、開口領域の構造と動作について説明する。
 開口領域では、透明画素電極PITと透明共通電極CITに映像データ電圧と共通電圧がそれぞれ印加され、これらの間に生じる電界が液晶層LCに加わり、その電界強度により液晶層LCの楕円偏光強度が変わることで、透過率が制御されて諧調表示が実現する。最大電位差が印加された時に透過率が最大になるように設定される。本実施例の液晶表示装置はIPSの液晶表示装置であるので、透明画素電極PITと透明共通電極CITの電位差が小さくなると透過率が低下し、黒表示に向かう。電位差が大きくなると透過率が上昇し、白表示に向かう。最大電位差が印加された場合の最大透過率を、単純に透過率と表現する場合もある。
 液晶層LCには、有機材料の液晶分子LCMが充填されている。第1の透明基板SUB1の内側表面に配置された配向膜AL1の表面と、第2の透明基板SUB2の内側表面に配置された配向膜AL2の表面には、配向処理によって液晶分子LCMの長軸が整列する。透明共通電極CITは、複数の帯状部を有しており、これらの間にスリットが形成されている。スリットの下方には上層絶縁膜UPASを介して透明画素電極PITがあるので、透明画素電極PITと透明共通電極CITの間の電圧が大きくなると、液晶層LCで折り返されるような電気力線の電界が形成される。透明共通電極CITの帯状部とスリットの境界付近が最大電界領域となるので、この付近で液晶分子LCMの回転が大きくなり、透過率が高くなる。透明共通電極CITの帯状部の幅やスリットの間隔を大きくすると、帯状部やスリットの中央付近の電界が弱くなり、透過率が低下する。そのため、透明共通電極CITの帯状部の幅とスリットの間隔は、液晶層LCの厚みも考慮して、詳細に設定する必要がある。従って、画素領域は、図4の断面図の横方向に透過率分布を持つことになる。
 高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を実現するために、まず画素領域の境界に位置する、遮光領域を形成するブラックマトリクスBMの幅或いはデータ配線DLの幅を狭くすることが必要である。これにより、開口率を上げることができる。さらに、透明画素電極PITの幅をこの遮光領域まで大きく広げることが必要である。具体的には、隣り合う透明画素電極PITの間隔を狭くし、それぞれの縁を平面視においてデータ配線DLと重複させている。
 データ配線DLの上方に位置する、隣り合う透明画素電極PITの隙間の下方では、透明保持容量電極MITがデータ配線DLの上方を広く覆うように配置されている。従って、データ配線DLから発生する電界ノイズはこの透明保持容量電極MITによりシールドされ、液晶層LCへの電界ノイズが遮蔽される。また、ブラックマトリクスBMとデータ配線DLとの間には、透明共通電極CITが配置されていない。一般的に、こうした透明保持容量電極MITが配置されず、共通電極が最上層にのみ配置される液晶表示装置では、共通電極は、隣り合う透明画素電極の隙間を幅広く蓋をするように配置される。その場合は、共通電極の幅が広いので、駆動用の電界が弱くなり、例え透明電極材料を用いても透過率が低下する、或いはブラックマトリクスBMの幅が太くなって開口率が低下すると言う問題がある。本実施例においては、隣り合う透明画素電極PITの隙間の上方に透明共通電極CITが無くても、データ配線DLが透明保持容量電極MITによりシールドされているので、開口率を大きくすることができる。
 ところで、IPS方式の液晶表示装置では、画素電極と共通電極の間に電圧を印加した状態で指等により外部から表示面に圧力が加わると、液晶分子が通常とは逆方向に回転する箇所が発生し、その結果、液晶分子が準安定状態となる領域が画素内に広がって表示ムラとして残ってしまう現象が生じることがある。このような現象は、押しドメイン(又はリバースツイスト)と呼ばれる。
 押しドメインの発生を抑制しつつ同時に光の透過量を確保するには、図17(a)のように角が尖った矩形状のスリットを形成することが理想的である。この場合、スリットの長手方向に延びる縁ではこれと直交する横電界が発生し、スリットの幅方向に延びる縁ではこれと直交する横電界が発生するため、横電界の方向がはっきりと二分されて、スリットの端部付近でも液晶分子を一様に回転させやすい。
 しかしながら、実際には、フォトリソグラフィー技術によりスリットが形成されると、図17(b)のように角が丸まって、スリットの端部付近では横電界の方向が多様となるため、液晶分子が通常とは逆方向に回転する箇所が発生しやすくなってしまう。
 図5は、本実施例において、押しドメインの発生を防止し、これにより高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を実現するメカニズムを示すための1画素領域の平面図である。図5(a)は、画素領域の平面パターンの中で、透明導電膜材料で形成されている透明保持容量電極MIT、透明画素電極PIT及び透明共通電極CITのパターンのみを抜き出した図である。図5(b)は、図5(a)における点線の円の領域を拡大した図であり、図2(a)におけるデータ線DLの近傍の領域であって、ブラックマトリクスBMにより遮光されている領域を示す。図5(c)は、図5(a)の点線の円の領域を拡大した図であり、図2(a)におけるゲート配線GLの近傍の領域であって、透明共通電極CITの複数の帯状部C1及びスリットCSと、透明画素電極PITの外縁P2とが交差する領域を示す。
 図5(b)及び図5(c)には、図4の断面図における第1の透明基板SUB1の上側及び第2の透明基板SUB2の下側にそれぞれ貼り付けられた偏光板POL1,POL2の偏光軸、及び液晶分子LCMの配向軸も同時に示している。透明画素電極PITと、透明共通電極CIT或いは透明保持容量電極MITとの間に加わる駆動電界による液晶分子LCMの回転動作を説明しつつ、本実施例の効果を説明する。なお、説明では、液晶分子LCMの長軸が電界方向に回転して揃うポジ型の例を示すが、液晶分子LCMが電界の垂直方向に揃うネガ型においても類似の効果を得ることができる。
 図5(b)の領域では、透明共通電極CITの2つの帯状部C1がデータ配線DLと同方向に延びている。これらの帯状部C1の間に形成されるスリットCSの内側では、隣り合う透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1がデータ配線DLと同方向に延びている。近接する2つの外縁P1の隙間P2は、透明保持容量電極MITと平面視で重複している。
 第1の透明基板SUB1と第2の透明基板SUB2の偏光板POL1,POL2の偏光軸は互いに直交している。図4の配向膜AL1及びAL2における液晶分子LCMの長軸を揃える配向軸は、互いに平行であり、これは一方の偏光軸と同じ方向である。この配向軸は、スリットCSの長手方向に延びる縁CEや、透明画素電極PITの外縁P1からずらし角度α分だけ傾いており、これにより液晶分子LCMが電界方向に回転することができる。電界は、透明画素電極PITと透明共通電極CIT或いは透明保持容量電極MITとの間に印加されるため、図中に示したように、スリットCSの長手方向に延びる縁CEや、透明画素電極PITの外縁P1と直交する方向になる。
 図5(b)には、透明画素電極PITの外縁P1の近傍にある液晶分子LCMを示している。無電界すなわちオフ状態においては、液晶分子LCMの長軸は配向軸の方向に配向している。電界が印加されてオン状態になると、液晶分子LCMは電界方向に回転し、これによりバックライト光が透過する。この領域では電界方向が均一であるため、全ての液晶分子LCMが同一方向に回転する。すなわち、この領域における液晶分子LCMの回転動作は、ブラックマトリクスBMの開口の内側と同じであるため、押しドメインは発生しない。従って、この領域の近傍では透過率の低下がない。
 図5(c)の領域では、透明共通電極CITの帯状部C1及びスリットCSは、透明画素電極PITの外縁P2と直交している。具体的には、スリットCSのデータ配線DLに沿って延びる一対の縁CEは、透明画素電極PITのゲート配線GLに沿って延びる外縁P2と平面視において直交している。また、透明保持容量電極MITは、複数の画素領域に渡って面内方向に広がっており、パターンの縁が画素領域内に存在しない。従って、平面視において、透明共通電極CITの2つの帯状部C1に挟まれたスリットCSの内側の領域であって、かつ透明画素電極PITがない領域(透明画素電極PITの外縁P2より外側の領域)には、透明保持容量電極MITがあるため、電界方向は透明画素電極PITの外縁P2と直交する方向となる。具体的には、透明保持容量電極MITは、スリットCSの一対の縁CEのうち透明画素電極PITの外縁P2より外側に位置する部分CEpと、透明画素電極PITの外縁P2のうちスリットCSの一対の縁CEの間に位置する部分P2pと、平面視において重複するように、面内方向に広がって形成されている。
 また、透明共通電極CITは、複数の帯状部C1をスリットCSの幅方向に連結する複数の連結部C2を備えており、連結部C2の縁(すなわち、スリットCSの幅方向に延びる縁)は、平面視において透明画素電極PITの外縁P2よりも外側に位置している(図5(a)を参照)。
 また、一部のスリットCSの一対の縁CEは、透明画素電極PITの外縁P2の他に、透明保持容量電極MITに形成された開口MAの縁とも、平面視において直交している。これにより、平面視においてスリットCSの一対の縁CEと、透明画素電極PITの外縁P2と、開口MAの縁とによって矩形状の閉領域が形成される。透明保持容量電極MITは、この閉領域の全部と平面視において重複している。
 透明画素電極PITの外縁P2の近傍の液晶分子LCMは、オフ状態では配向軸に沿った方向に長軸が並んでいる。オン状態になった場合には、電界方向が偏光軸と小さいずらし角αしか持っていないため(通常は10度以下)、液晶分子LCMは電界方向に固定されて回転を停止する。
 すなわち、透明画素電極PITの外縁P2の近傍では、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITの間に、透明画素電極PITの外縁P2と直交する方向の電界が生じるので、液晶分子LCMの回転が電界により強制的に固定される。このため、液晶分子の回転が複雑化して電界解除後も初期状態に戻り難くなる押しドメインが発生しない。仮に、透明画素電極PITの外縁P2より外側で押しドメインが発生しても、外縁P2付近における液晶分子LCMの回転の固定によって、押しドメインが透明画素電極PITの外縁P2より内側まで広がることを防止できるので、高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
 図6~図12は、本実施例における第1の基板SUB1上に形成された薄膜トランジスタTFTを含む積層体の製造工程を示す。各図は、1画素領域の平面図及その平面図中のb-b’切断線の断面図を含んでいる。各図は、写真加工工程(ホト工程)毎に記載している。
 図6は、第1のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。ゲート配線GLは、第1の透明基板SUB1上にスパッタにより成膜された後、第1のホト工程でパターン化される。
 図7は、第2のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。ゲート配線GL上にCVDよりシリコンナイトライドのゲート絶縁膜GSN、アモルファスシリコンの半導体層SEMが積層される。さらにその上に、モリブデンMoと銅Cuの積層膜がスパッタで成膜される。配線材料としては、ゲート配線GLと同様の材料を適用してもよい。
 ゲート絶縁膜GSN、半導体層SEM、及びドレイン配線DL・ソース電極SMの厚さは、それぞれおおよそ400nm、200nm、300nmである。上記CVD及びスパッタにより積層膜が形成された後、当該積層膜上にホトレジストが形成され、これがハーフトーンホトマスクを用いて露光されることで、データ配線DL及びソース電極SMの領域と、半導体層SEMの領域とが形成される。
 図8は、第3のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。データ配線DL及びソース電極SM上にはCVDにより保護膜PASが形成され、さらに感光性アクリルである層間絶縁膜ORGが塗布される。保護膜PASはシリコンナイトライドからなり、その厚さは100nm~400nmである。感光性アクリルの材料は、それ自身をホト工程でのレジストとして使用できるので、ホトマスクを利用した現像処理によりソース電極SM上に開口OCONTが形成される。
 図9は、第4のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明導電膜の材料であるインジウム・錫・酸化物の成膜後、ホトエッチング工程を経て、透明保持容量電極MITが形成される。
 図10は、第5のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明共通保持容量電極MIT上に絶縁膜SNGがCVDで形成される。絶縁膜SNGはシリコンナイトライドからなり、その厚さは200nm~600nmである。ホトエッチング工程を経て、層間絶縁膜ORGの開口OCONTの内側に、層間絶縁膜SNGと保護膜PASとを貫通するコンタクトホールPCONTが形成される。
 図11は、第6のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。絶縁膜SNG上に透明導電膜の材料となるインジュウム・錫・酸化物が成膜された後、ホトエッチング工程により透明画素電極PITが加工される。この透明画素電極PITは、各々の画素領域内で加工され、ソース電極SMと接続される。
 図12は、第7及び第8のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明画素電極PIT上には上層絶縁膜UPASが成膜される。この上層絶縁膜UPASには、端子取り出しのための開口が画面領域DIAの端子部で形成される(図示なし)。これが第7のホト工程である。その後、透明導電膜の材料であるインジュウム・錫・酸化物が成膜され、ホトエッチング工程により透明共通電極CITが形成される。
 以上のように、都合8回のホトエッチング工程を経て、本実施例に係る液晶表示装置の第1の基板SUB1の加工が終了する。
[実施例2]
 以下、本発明の実施例2の液晶表示装置について、図13~16を用いて説明する。
 図13は実施例2における1画素の詳細な平面図、図14は図13の14-14’切断線における断面図を示す。
 図13(a)は、薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。構造を理解しやすくするため、図13(a)ではほぼ全層のパターンを示す一方で、図13(b)では、各透明電極のパターンと、ブラックマトリクスBMの開口の投影位置(破線)のみを示している。ブラックマトリクスBMの開口の内側部分が光透過領域であり、開口の外側部分が遮光領域である。
 本実施例において、上記実施例1と比べて平面パターンが異なるのは透明共通電極CITである。他の構成の平面パターンは基本的に上記実施例1と同じであるので、以下では透明共通電極CITの平面パターンの改良点を中心に説明する。
 本実施例においては、上記実施例1と同様に、1画素領域における透明共通電極CIT、透明保持容量電極MIT及び透明画素電極PITの平面パターンに主な特徴があるので、この関係について図13(b)を使用しながら説明する。
 透明共通電極CITは、ゲート配線GLと平行に延びる複数の帯状部C1を備えており、これら帯状部C1の間に複数のスリットCSが形成されている。本実施例では、スリットCSの長手方向とはゲート配線GLの延伸方向であり、スリットCSの幅方向とはデータ配線DLの延伸方向である。本実施例では、複数の帯状部C1は、各々のデータ配線DLの上方でスリットCSの幅方向に連結されていない。
 図13(a)に示すように、データ配線DLのうち2本のゲート配線GLに挟まれた部分の上方において、透明共通電極CITの複数の帯状部C1は、隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1に垂直に交差するように、ゲート配線GLと平行に延びている。従って、隣り合う透明画素電極PITの隙間PSの上方には、透明共通電極CITのスリットCSにより隔てられた複数の帯状部C1が配列している。
 図13(a)に示すように、ゲート配線GLの上方の大部分には、透明保持容量電極MITが配置されている。また、透明共通電極CITの複数の帯状部C1は、複数の画素領域に渡ってゲート配線GLと平行に延びているが、ゲート配線GLの中央付近では帯状部C1の幅が広くなっている。
 図14は、図13の14-14’切断線に沿った断面図である。断面構造における構成要素及びその機能、使用材料について説明する。本図は、ゲート配線GLを境界とする3つの画素領域の断面図である。縦ストライプ状に配置されたカラーフィルタCFであるので、本図では同一色のカラーフィルタCFが示されている。ゲート配線GLが位置する画素領域間の境界には、液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1の内側の面にブラックマトリクスBMが配置されている。
 バックライトの光は、図示していないが、第2の透明基板SUB2の外側に貼り付けられた偏光板POL2の外側から第2の透明基板SUB2に照射されている。ただし、ブラックマトリクスBMの幅を大きくすると、開口率や透過率が低下し、表示が暗くなる課題や消費電力が増加する課題がある。特に、高精細の液晶表示装置ではその問題が最大の課題であるため、ブラックマトリクスBMを細くしても表示不良が起こらない液晶表示装置が要望されている。
 図14の断面は、光が透過しないブラックマトリクスBM或いはゲート配線GLが位置する画素境界領域と、光が透過する開口領域と、に2分されている。
 ブラックマトリクスBMで遮光された領域には、薄膜トランジスタTFTの半導体層SEMと、薄膜トランジスタTFTのソース電極SMと、有機保護膜ORG、保護膜PAS及び絶縁膜SNGに開口されたコンタクトホールCONTと、が位置しており、透明画素電極PITがコンタクトホールCONTを経てソース電極SMに形成されている。
 開口領域では、透明画素電極PITと透明共通電極CITの間に映像データ電圧と共通電圧がそれぞれ印加され、これらの間に生じる電界が液晶層LCに加わり、その電界強度により液晶層LCの楕円偏光強度が変わることで、透過率が制御されて諧調表示が実現する。
 高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を実現するために、まず画素領域の境界に位置する、遮光領域を形成するブラックマトリクスBMの幅を狭くすることが必要である。これにより、開口率を上げることができる。さらに、透明画素電極PITの幅をこの遮光領域まで大きく広げることが必要である。
 図15は、本実施例において、押しドメインの発生を防止し、これにより高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を実現するメカニズムを示すための1画素領域の平面図である。図15(a)は、画素領域の平面パターンの中で、透明導電膜材料で形成されている透明保持容量電極MIT、透明画素電極PIT及び透明共通電極CITのパターンのみを抜き出した図である。図15(b)は図15(a)における点線の円の領域bを拡大した図であり、図15(c)は図15(a)の点線の円の領域cを拡大した図である。
 上記実施例1と本実施例との違いは、透明共通電極CITの帯状部C1及びスリットCSが、上記実施例1においてはデータ配線DLと平行に延びているのに対して、本実施例ではこれが90度回転されて、ゲート配線GLと平行に延びている点である。そのため、液晶分子LCMの配向軸も、上記実施例1と本実施例とでは90度異なる。
 従って、図15(b)の領域では、透明共通電極CITの帯状部C1及びスリットCSは、透明画素電極PITの外縁P1と直交している。具体的には、スリットCSの一対の縁CEは、スリットCSの長手方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と平面視において直交している。また、透明保持容量電極MITは、複数の画素領域に渡って面内方向に広がっており、パターンの縁が画素領域内に存在しない。従って、平面視において、透明共通電極CITのスリットCSの内側の領域であって、かつ透明画素電極PITがない領域(2つの外縁P1の隙間PS)には、透明保持容量電極MITがあるため、電界方向は透明画素電極PITの外縁P1と直交する方向となる。具体的には、透明保持容量電極MITは、スリットCSの一対の縁CEのうち透明画素電極PITの外縁P1より外側に位置する部分CEpと、透明画素電極PITの外縁P1のうちスリットCSの一対の縁CEの間に位置する部分P1pと、平面視において重複するように、面内方向に広がって形成されている。また、透明保持容量電極MITは、スリットCSの一対の縁CEと近接する2つの外縁P1とに囲まれる矩形状の閉領域の全部と平面視において重複する。
 従って、液晶分子LCMの長軸は、オン状態のとき、透明画素電極PITの外縁P1に垂直な方向に固定される。透明共通電極CITと透明画素電極PITは絶縁膜を介して異なる層に配置されており、透明共通電極CITの帯状部C1の縁CEと、透明画素電極PITの外縁P1との交差部分が丸みを帯びることもなく、押しドメインが発生して広がることが無いため、透過率が低下することはない。
 図15(c)の領域では、上記実施例1における図5(b)の領域と同様に、液晶分子LCMの回転動作が、ブラックマトリクスBMの開口の内側と同じになる。すなわち、オン状態での回転方向が揃っているため、2つ以上の回転方向が共存することでオフ状態となった時に表示乱れが長く表示される押しドメインが発生しない。これにより、高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
 本実施例の画素構造の大部分は、図13で示した平面パターンを有している。しかし、図13の画素構造の中で透明共通電極CITは、複数の帯状部C1がゲート配線GLの延在方向と平行して延びているが、各々の帯状部C1はデータ配線DLの延在方向に連結されていない。そのため、何れかの帯状部C1で断線が発生した場合、その部分に共通電位が給電されないため、配線遅延の影響で画質が低下する問題がある。しかし、従来のように、全ての画素領域について透明共通電極CITをデータ配線DL上で連結した場合、透明画素電極PIT上で透明共通電極CITが閉空間を作り、その縁の角部がエッチング加工の影響で丸くなるため、液晶分子の回転方向が複数存在する領域が形成され、押しドメインが生じて透過率が低下してしまう。
 図16は、この問題の対応のために、横方向に延びる透明共通電極CITを、全ての画素領域ではなく、複数の画素領域につき1箇所だけ連結した平面図を示す。
 透明共通電極CITのうち、ゲート配線GLの延在方向に延びる複数の帯状部C1は、データ配線DLの上方でその延在方向に連結される。ただし、この連結は、全ての画素領域についてではなく、複数の画素領域につき1箇所だけでる。さらに、この領域では、上記実施例1と同様に、透明共通電極CITの帯状部C1及びスリットCSと、透明画素電極PITの外縁P1とは直交しており、液晶分子LCMの回転を電界方向に固定する効果があり、押しドメインの発生を防止するため透過率低下は少ない。これにより、液晶表示装置として配線遅延が小さく画質が良好な液晶表示装置を提供できる。
[実施例3]
 以下、本発明の実施例3の液晶表示装置について、図18~31を用いて説明する。
 図18は複数の画素を表す平面図、図19は1画素の詳細な平面図、図20は図19の4-4’切断線における断面図、図21は図19の5-5’切断線における断面図、図22は図19の6-6’切断線の断面図を示す。
 図18は、画面領域DIAにおける横方向に4つの画素、縦方向に3つの画素、すなわち12画素を取り出した平面図である。ゲート配線GLは薄膜トランジスタTFTの走査電圧を供給する配線であり、データ配線DLは薄膜トランジスタTFTに映像信号電圧を供給する配線である。共通電極金属配線MSLは第1の透明共通電極CT1に共通電圧を供給する。本実施例では、行毎に画素が垂直線に対して右、左、右と傾いて配置されている。液晶表示装置の偏光軸は垂直及び水平であるため、液晶分子の回転方向が画素の傾きに応じて行毎に、左回転、右回転、左回転となり、行毎に液晶回転が相殺され、色変化の少ないIPS方式の液晶表示装置が実現できる。
 図18の複数の画素の1つには、ブラックマトリスBMが示してある。データ配線DL及びゲート配線GLあるいは薄膜トランジスタTFTは遮光効果のあるブラックマトリクスBMで上面から蓋がされており、その中央部に開口部を有する。この開口部の1画素における大きさである開口率を大きくすることで、明るく、低消費電力の液晶表示装置を実現できる。
 図19は、図18における薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL、データ配線DLに囲まれた1画素の領域と隣接する周囲の画素を含む領域の平面図である。平面的な配置とその機能を示す。ゲート配線GLは低抵抗の金属層で形成され、図1のゲート線駆動回路に接続され走査電圧が印加される。一方、データ配線DLも低抵抗の金属層により形成され、映像信号電圧が印加される。ゲート配線GLにゲートオンとなる走査電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層SEMが低抵抗となり、データ配線DLの映像信号電圧が低抵抗の金属層で形成されたソース電極SMに伝わり、更にこれと接続された透明画素電極PIT(ITO2)に伝わる。ここで透明画素電極PITに用いられる透明電極材料は、透明画素電極PITのみならず、液晶表示パネルの外部装置との接続に使用される端子部にも用いられるため、その透明電極材料をITO2と称する。
 液晶層LCに印加されるもう一方の電圧、共通電圧は、図1の共通電極駆動回路から共通電極金属配線MSLを経て第1の透明共通電極CT1(ITO1)に印加される。第1の透明共通電極CT1(ITO1)は、第1の透明電極材料ITO1で構成されている。透明画素電極PIT(ITO2)と第1の透明電極CT1(ITO1)は絶縁膜を介して積層されている。さらに、第1の透明共通電極CT1(ITO1)は、1画素分の画素領域内でスリットが形成されている。このスリットは、上面からは透明画素電極PITからの電界が液晶層LCを経由して第1の透明共通電極CT1(ITO1)に到達するために形成されたものであり、この電界が液晶層LCを駆動することで表示を行う。第1の透明共通電極CT1は、半導体層SEMの上面は、くり貫かれ、開口している。これは、第1の透明共通電極CT1が半導体層SEM上に重畳していると、ゲート配線へ印加される走査電圧が第1の透明共通電極CT1へ印加される共通電圧に影響し、画素電極との正しい電位差が形成できなくなり、表示に悪影響が出るためである。
 一方、第2の透明共通電極CT2(ITO3)には、図1に示した共通電極駆動回路に接続され、共通電圧が印加される。第2の透明共通電極CT2(ITO3)は絶縁膜を介して透明画素電極PIT(ITO2)と積層されており、保持容量STGを構成している。このように、本実施例では画素領域に、スリットを有する第1の透明共通電極CT(ITO1)、透明画素電極PIT(ITO2)、第2の透明共通電極CT2(ITO3)が形成されている。上記3つの透明電極材料層ITO1、ITO2、及びITO3はその製造工程において異なる工程で成膜加工されている。
 なお、第1の透明共通電極CT1(ITO1)は上記本発明の液晶表示装置における第2の共通電極に対応し、第2の透明共通電極CT2(ITO3)は上記本発明の液晶表示装置における第1の共通電極に対応する。
 図20は、図19の4-4’切断線に沿った断面図である。
 本実施例では、第3の透明電極材料ITO3とゲート配線GLは、第2の透明基板SUB2上に、第3の透明電極材料ITO3、ゲート配線GLと連続成膜してから加工するため、ゲート配線GLの下部には、ゲート配線GLの形状に第3の透明電極材料ITO3が形成される。ゲート配線GLが除去された領域の第3の透明電極材料ITO3は、第2の透明共通電極CT2を形成する。
 この第2の透明共通電極CT2は、ゲート絶縁膜GSNを介して形成されている透明画素電極PIT(ITO2)と共に、画素内に保持容量STGを構成している。この保持容量STGは、薄膜トランジスタTFTのオン状態で印加された映像信号電圧の保持動作期間内での減衰を防止することができる。
 ゲート配線GLの上部にはゲート絶縁膜GSNが形成されている。なお、ゲート絶縁膜GSNは、上記本発明の液晶表示装置における第1の絶縁膜に対応する。ゲート配線GL上には、半導体層SEMが島状に加工され配置されている。
 半導体層SEMへの映像信号電圧の印加のために、データ配線DL及びソース電極SMが形成される。
 ソース電極SM上には、透明画素電極PIT(ITO2)が接続されている。
 データ配線DL及びソース電極SM上には保護絶縁膜PASが形成される。
 透明画素電極PIT上部には、保護膜PASを介して第1の透明共通電極CT1(ITO1)が形成されている。一般的には、第1の透明共通電極CT1と透明画素電極PITの積層で構成される容量で保持特性を保つが、本実施例では、透明画素電極PITと第2の透明共通電極CT2の間で保持容量を大きく設定できるので、さらに良好の保持特性を保つことができ、画質の優れた液晶表示装置を提供できる。
 図21は、図19の5-5’切断線における断面図である。本図はゲート配線GLをまたぐ隣り合う2つの画素領域の断面である。特に、第1の透明基板SUB1と第2の透明基板SUB2の間に封入された液晶層LCの厚さを維持するための柱状のスペーサを横断する断面を示している。
 ゲート配線GLの隣り合う同一平面上には第2の透明共通電極CT2(ITO3)が形成されている。これは前述のようにゲート絶縁膜GSNを介して透明画素電極PITと重なっており、重なった領域は、映像信号電圧が印加されている期間中に、印加電圧が低下しないようにする機能のある保持容量STGを形成する。保持容量STGは、第1の透明共通電極CT1(ITO1)と透明画素電極PITが、保護膜PASを介して重なる部分にも形成されるが、こちらは図19の平面図に示すように、第1の透明共通電極CT1がスリット部と電極部に分かれるため、大きな値の保持容量STGを形成できない。高精細で画素領域面積の小さな液晶表示装置になると、この傾向はさらに問題になる。すなわち、保持容量STGは重なり面積の2乗に比例して小さくなる。これに対して、本実施例は、図21に示すように、透明画素電極PITと全面に重畳する第2の透明共通電極CT2を有するため、大きな保持容量STGを形成出来、透明画素電極PITへの印加電圧の低下を防ぎ、フリッカや焼付けを防止できる。
 第2の透明共通電極CT1には、共通電極金属配線MSLが形成されている。共通電極金属配線MSLはゲート配線GLと同一工程で形成されているので、低抵抗の金属配線材料である。これにより、第2の透明共通電極CT1への印加電圧の配線遅延を低減する。
 液晶層LCの厚さは第1の透明基板SUB1に形成されたスペーサSPCで精度良く保たれている。スペーサSPCは第1の透明基板SUB1に塗布された有機材料を加工して形成する。スペーサSPCに対向する位置の第2の透明基板SUB2には、台座DAIが形成されている。この台座DAIは第1基板の構成膜であるデータ配線DLの製造工程で作成した段差である。液晶表示装置全体では、スペーサSPCは複数配置されるが、スペーサSPCの下部に台座DAIがある画素と形成していない両方の画素がある。これは衝撃や指で押した際に変形して衝撃を和らげる効果がある。
 図22は、図19の6-6’切断線における断面図である。本図はデータ配線DLを境界とする3つの画素の断面図である。中心にある画素は縦ストライプのカラーフィルタCFの配置において緑のカラーフィルタCF(G)に対応している。左右は赤のカラーフィルタCF(R)、青のカラーフィルタCF(B)に対応している。データ配線DLのある画素間の境界には液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1内側の面にブラックマトリクスBMが形成されている。
 このデータ線DLとブラックマトリクスBMは、カラーフィルタCFで区切られた画素を斜めから覗いた際に、隣の画素のバックライトの光が透過して見えることで混色することを防ぐ効果がある。バックライトの光は図示していないが、第2の透明基板SUB2の外側に貼り付けた偏光板POL2の外側から第2の透明基板SUB2に向けて照射されている。ただし、このデータ配線DLやブラックマトリクスBMの幅を大きくすると、開口率や透過率が低下して液晶表示装置が暗くなり、これを解消するために、バックライトの出力を上げることで消費電力が増加するといった課題がある。特に、高精細の液晶表示装置では、その問題が最大課題であるため、ブラックマトリクスBMやデータ配線を細くしても表示不良が起こらない液晶表示装置が要望されている。なお、本実施例ではデータ配線DLの下部には、半導体層SEMが形成されている。半導体層SEMはアモルファスシリコンやLTPSを用いた場合、実質的には不透明であるので、その幅が広すぎるとデータ配線DL同様に開口率を低下させる。
 図22の断面は、ブラックマトリクスBMあるいはデータ配線DLの画素の遮光領域と、光が透過する開口領域とに2分されている。まず開口領域の構造と動作について示す。
 開口領域では、透明画素電極PIT(ITO2)と第1の透明共通電極CT1の間に映像信号電圧、共通電圧が印加され、これらの電極間に発生した電界が液晶層LCに加わり、その電界強度により液晶層LCの楕円偏光強度が変わることで透過率を制御して階調表示を行う。複数のスリットを有する第1の透明共通電極CT1は、その電極幅はLで間隔はSとなっている。間隔Sであるスリット部からは、保護膜PASを介してその下部に透明画素電極PITがあるので、2つの電極間の電位差が大きくなると、液晶層LCに折り返すような電界による電気力線が形成される。第1の透明共通電極CT1の電極幅Lとスリットの間隔Sの境界が最大電界領域となる。従って、この境界部で液晶分子LCMの回転が大きくなり透過率が高くなる。逆に、電極幅Lや間隔Sの中央付近は、電界が弱く、液晶分子LCMの回転が小さくなり、透過率が低くなる。すなわち、画素領域は図22の断面図の横方向に透過率分布を持つことになる。このため、第1の透明共通電極CT1の幅Lやスリット幅Sを大きくすると、電極幅Lやスリット幅Sの中央付近の電界が弱くなり透過率が低下する。そのため第1の透明共通電極の電極幅Lとスリットの間隔Sは、液晶層LCの厚みも考慮して、その幅を細く設定する必要がある。
 明るく、消費電力の低い液晶表示装置を実現するためには、まず画素の境界のドレイン配線DLの遮光領域であるブラックマトリクスBMの幅あるいはデータ配線DLの幅を狭くすることが必要である。これにより、開口率を上げることができる。さらに、液晶層LCの駆動領域を拡大するために、透明画素電極幅PITをこの遮光領域へ向けて大きく広げることが必要である。すなわち、透明画素電極PITと隣り合うデータ配線DLの間隔Ldsを狭くする必要がある。さらに、1画素内の横方向の透過率分布においては、第1の透明共通電極CT1の電極幅Lとスリットの間隔Sの境界部の透過率が最大になり、電極幅Lとスリットの間隔Sの中央付近での透過率が低い点も考慮する必要がある。
 図23は、図22の開口領域の透過率分布の計算結果を示す。第1の透明共通電極CT1の電極幅Lとスリットの間隔Sは、本実施例においては、図面中に記載している4μmと6μmである。
 透過率は断面構造の横方向において周期的に増減している。透過率は相対値である。最大透過率は第1の透明共通電極CT1の電極端部で、第1の透明共通電極CT1から液晶層LCを経て透明画素電極PITに至る電界EFが最大となる部分である。この部分は液晶層LC中の液晶分子の回転角が最大となる領域であり、透過率が最大となる。透過率が低下するのは電界EFが弱くなる第1の透明共通電極CT1の電極幅Lの中央付近とスリットの間隔Sの中央付近である。スリットの間隔Sの中央付近の透過率が最低であるのは、電界EFの強さが低いためである。したがって、透過率を向上するためには、電界EFの強い領域を密にすることであるが、第1の透明共通電極CT1の電極幅Lと間隔Sをいずれも可能な限り細く設定すればよいことになる。また、図23に示した相対透過率が50%以上を常に保つようにするには、電極幅Lと間隔Sができるだけ等しくなるように、第1の透明共通電極CT1が形成されるべきである。また、ここで最も留意すべきは、画素領域の開口率に最も大きな影響を与えるデータ配線DL周辺の遮光領域における各電極や配線との間隔である。
 図24は、図22の点線枠内の隣り合う画素間の境界部分の断面を示したものであり、効率的に開口率や(最大)透過率を改善できる構成を説明するための図である。
 表示性能悪化の要因としては、データ配線DLに映像信号が流れることで発生する漏洩電界が原因となることがある。これは画素領域の電荷及び電圧は、薄膜トランジスタTFTがオン状態で充電されるが、充電期間は1フレーム中でゲート配線GLが選択されたときのみであり、他のゲート配線GLが選択されている間は、フローティング期間である。しかし、データ配線DLには、常に他の画素領域用の映像信号が流れており、フローティング状態にある画素領域には、データ配線DLからの漏洩電界の影響を受け、画素領域内の保持容量が変動しやすくなる。図24の断面構造においては、データ配線DLから透明画素電極PITへの容量結合は、距離Ldsに依存する。距離Ldsが短いと、データ配線DLからの電圧変動が第1の透明画素電極PITに寄生容量を得て、画素電圧が変動しやすくなる。この変動が大きいと、背景に灰色で、中央に白や黒の窓を表示した際に、窓の輝度に近づいた輝度に背景の灰色の窓上部及び下部に表示が行われる。これは縦クロストークと呼ばれる表示不良である。ただし、この距離Ldsを大きく取りすぎると、透明画素電極PITの面積が小さくなるため、第1の透明共通電極CT1との重複領域も小さくなり、電界EFの形成範囲も小さくなるため、開口率が低下し、暗い画面になる。本実施例では、データ線DLと透明画素電極PITの距離Ldsを狭くしても、データ線DLと透明画素電極PIT間の寄生容量を小さくできる構造であり、更には距離Ldsを大きくしても透過率を低下しにくい構造を実現する。図24(a)は、隣り合う画素間の境界での断面図の一例を示す。透明画素電極PITとデータ配線DLの間隔Ldsは、非常に狭い構造である。このため、透明画素電極PITとデータ配線DL間の結合容量は大きくなりやすく、透明画素電極PITが、データ配線DL上の信号の影響を受けやすい構造となる。このため、本構成では透明画素電極PITが、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1と重複するまで延設されている。換言すると、透明画素電極PITとデータ配線DLの間隔Ldsは、液晶LC方向において、第1の透明共通電極CT1で蓋をされている。また、透明画素電極PITの下部には、ゲート絶縁膜GSNを介して第2の透明共通電極CT2が形成されている。第2の透明共通電極CT2の縁は、透明画素電極PITよりもLoの分だけデータ配線DLに近い位置に設定されている。換言すると、第2の透明共通電極CT2の縁が、データ配線DLと透明画素電極PITとの隙間Ldsと平面視において重複している。保護膜PASの厚さは、0.6μm程度、ゲート絶縁膜GSNの厚さは0.4μm程度であり、電極間の間隔Sや、Ldsの設定値に比べると非常に薄い。また、第1の透明共通電極CT1と第2の透明共通電極CT2は、いずれも共通電極用の共通電位で固定されている。このため、データ配線DLと透明画素電極PIT間の距離Ldsに依存する寄生容量は、第1の透明共通電極CT1が上面から、第2の透明共通電極CT2は下面から電気的シールドの効果により、小さく低減できている。すなわち、透明画素電極PITとデータ配線DLの間隔Ldsが、非常に狭い構造であっても、データ配線DLの影響を低減することが可能となる。
 一方、第1の透明共通電極CT1と透明画素電極PITは重畳しており、液晶層LCの駆動はこの2つの電極間にかかる電界で行われる。図23の計算で分かるように、第1の透明基板SUB1に形成されたブラックマトリクスBMより外側にはみ出した、第1の透明共通電極CT1からのはみ出し寸法Ls(すなわち、第1の透明共通電極CT1のスリットの縁と、ブラックマトリクスBMの縁との平面視における距離)は、電極幅Lと同等の機能を果たすため、第1の透明共通電極CT1のスリット幅Sの半分以下であれば、電界EFを密にでき、透過率の低下の少ない液晶表示装置が提供できる。
 図24(b)は、同様の断面構成において、データ配線DLと透明画素電極PIT間の距離Ldsが大きい構成である。この場合、データ配線DLと透明画素電極PITの距離が大きいので、容量結合を大きく低減している。また、データ配線DLと透明画素電極PITが、製造工程上のミスでショートしてしまう可能性も低減している。しかし、この場合は、透明画素電極PITの面積が小さくなるため、透過率を下げないようにすることが課題となる。第1の透明共通電極CT1は、データ配線DLから外側の領域で複数のスリットを有している。スリットの間隔はSである。このスリットは図19の平面図と図22の断面図でわかるように、データ配線DLに沿って同じ方向に延びている。図24(b)の透明画素電極PITの端部は、データ配線DLを被覆する第1の透明共通電極CT1の再隣接のスリット内に位置するように形成され、データ線DLに沿って平面的に延びている。
 一方、本実施例においては、このスリットの間隔S内において、透明画素電極PITとデータ配線DLを被覆する第1の透明共通電極CT1は重なっておらず、所定の間隔Liだけ離れている。すなわち、平面視において、第1の透明共通電極CT1のスリットの縁と、透明画素電極PITの縁との間に、間隔Liが形成されている。仮に、本実施例において、下部に第2の透明共通電極CT2が無い場合、液晶層LCを駆動するのは、透明画素電極PITと第1の透明共通電極CT1のみである。平面的な寸法は、図23にあるように、一例としてスリットの間隔Sは6μmであるが、従い、間隔Liを3μm以上にすると電界強度が急激に低下し、透過率が低下する。本実施例では、所定の間隔Liの下部には第2の透明共通電極CT2が形成されている。すなわち、間隔Liと第2の透明共通電極CT2とが平面視において重複している。透明画素電極PIT端部の電界は、スリットの間隔Sの領域から液晶層LCを経て、第2の透明共通電極CT2に至り液晶層LCを駆動する。これにより透過率の低下が抑えられる。つまり、データ配線DLを被覆する第1の透明共通電極CT1に隣接するスリットの間隔S内に透明画素電極PITの端部があり、この端部と第1の透明共通電極CT1の端部の隙間部分の下部に第2の透明共通電極のある構造は、寄生容量が小さい上に、透過率が高く低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
 図25は液晶表示装置の画面の端に当たる1画素の平面図である。画面端部からが外部への取り出しの端子部分を示している。データ配線DLは、データ配線DLの金属配線上に開けられたドレイン開口部CN1からデータ配線DLと第1の透明電極材料ITO1で接続され、これがドレイン端子電極DTNを構成する。共通電極金属配線MSLは、同様に共通電極金属配線開口部CN2において第1の透明電極材料ITO1と接続され、これが共通電極端子CTNとして取り出される。一方、ゲート配線GLはゲート配線開口部CN3から第1の透明電極材料ITO1で取り出され、これがゲート配線端子電極GTNを構成する。一番端のゲート配線GLDは、実際には対応する画素がないため、ダミー画素用のゲート配線となる。接着層シールSELは、液晶が漏れないようにする有機材料からなる矩形状枠である。
 図26は、図25の10-10’切断線における断面であり液晶表示装置でのゲート端子GTNから半導体層SEMに至る断面構成である。
 第1の透明基板SUB1と第2の透明基板SUB2に挟まれた領域が液晶層LCである。液晶層LCの液晶が漏れないようにするため、画面領域の周辺部に接着層シールSELが形成されている。ゲート配線DLは、液晶層LCのない第2の透明基板SUB2の周辺にまで引き出され、ゲート絶縁膜GSN及び保護膜PASの開口部から第1の透明電極材料ITO1で引き出されている。この端子電極GTNに、ゲート駆動回路が接続される。
 図27から図31は、本実施例における第2の透明基板SUB2上に形成された薄膜トランジスタTFTや配線領域、開口部の製造工程を示す。製造工程は1画素の平面図及その平面図のb-b’切断線の断面図を示す。各図は上記TFT工程における写真加工工程毎に記載している。本平面図は、図25の端子部を含む1画素の平面図、図26のゲート端子部GTNを含む断面図を示す。
 図27は、第2の透明基板SUB2上の第1ホト工程の終了後の1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図を示す。ゲート配線GL、共通電極金属配線MSL及び第2の透明共通電極CT2(ITO3)は、第1ホト工程で形成される。第2の透明基板SUB2上に、スパッタにより、第3の透明電極材料ITO3及びゲート配線GLの金属材料を形成する。第一のホト工程のレジストに対する露光工程は、ホトマスクとして完全遮光金属と半透過の金属で構成する。これを用いるとゲート配線GL上では厚いホトレジスト、第2の透明共通電極CT2上では薄いホトレジスト、他の領域ではホトレジストの無い領域を区別することができる。この状態で、ゲート配線GLの材料と第3の透明電極材料ITO3をエッチング除去し、その後、アッシング処理で薄いレジストを除去し、再度ゲート配線GLを除去すれば、一度の露光工程で第2の透明共通電極CT2と金属配線を有するゲート配線GLと共通電極金属配線MSLが形成できる。このように、一度の露光で厚さが2値のレジストを形成することをハーフトーン露光と呼び、従来2回分けていた露光工程を半分に減らすことができるので全体のホト工程を減らしてコストが低減できる効果がある。
 図28は、第2のホト工程が終了した時点での断面図を示す。ゲート配線GL上にCVDよりシリコンナイトライドのゲート絶縁膜GSN、アモルファスシリコンの半導体層SEMを積層する。さらにその上部にモリブデンMoと銅Cuの積層膜をスパッタで成膜し、データ配線DLとソース電極SMを形成する。
 上記CVD膜とスパッタ膜の上部よりホトレジストを形成し、これに対してハーフトーンホトマスクを用いて露光することで、データ配線DLとソース電極SMの領域、半導体層SEMの領域を形成することができる。
 図29は、第3のホト工程が終了した時点での1画素の平面図と断面図である。データ配線DL及びソース電極SM上に第2の透明電極材料ITO2を成膜し、これに対してホト工程を経て、透明画素電極PITを形成する。透明画素電極PITは、1画素内に方形のパターンで形成される。透明画素電極PITはソース電極SMと接続される。
 図30は、第4のホト工程が終了した時点での1画素の平面図と断面図である。データ配線DL及びソース電極SM上に、CVDにより保護膜PASを形成するこのホト工程においては、端子領域において保護膜PASをドライエッチ加工し、ゲート配線GLの表面まで貫通するコンタクトホールであるゲート配線開口部CN3を形成する。
 図31は、第5のホト工程終了後の1画素の平面図及び断面図である。第1の透明電極材料ITO1を成膜し、ホトエッチング工程を経て、第1の透明共通電極CT1を形成する。ゲート配線GLの端子領域では、ゲート端子開口部CN3と接続するゲート端子電極GTNを、第1の透明電極材料ITO1で形成する。本実施例では、半導体層SMと同じ層に透明画素電極PITに形成されているために、半導体層SEMと透明画素電極PITを接続するための層間絶縁膜に形成するスルーホールが不要に成る。従って、開口率を向上することが可能となる。
[実施例4]
 以下、本発明の実施例4の液晶表示装置について、図32~35を用いて説明する。
 図32は、本実施例に係わる液晶表示装置を示すシステム及び回路結線図である。
 共通電圧の供給は、共通電極金属配線MSLとこれに接続された透明共通電極CT1により、画面領域に伝播されている。
 前述の実施例3においては、画素内に異なる製造工程において、3種類の透明電極材料ITO1、ITO2及びITO3を用いて、第1の透明共通電極CT1、透明画素電極PIT、第2の透明共通電極CT2を形成し、これらの配置位置により、データ配線DLのブラックマトリクスBM断面付近の開口率及び透過率を向上させる例を示した。一方、実施例3では、図19の平面図及び図21の断面図で示すように、第2の透明共通電極CT2へ電圧を供給する共通電極金属配線MSLが形成してある。この共通電極金属配線MSLは不透過であり開口率を低下させている。しかし、第2の透明共通電極CT2の配線遅延を考えると金属配線と接続して抵抗を下げる必要があるため、共通電極金属配線MSLを無くすことは難しい。本実施例では、共通電極金属配線MSLの形状を工夫することにより、開口率損失を低減したものである。
 図32において、本実施例では、共通電極金属配線MSLは上下の2つの画素で共有化して配置されている。共通電極金属配線MSLに使われる金属材料は抵抗率が低いため、共有化してもその平面的な幅は実施例3における共通電極金属配線MSLの幅と同じで良い。これにより開口率は改善できる。
 図33は、画面領域DIAの複数の画素の平面図を示している。共通電極金属配線MSLを中心とする上下の画素の1組には、カラーフィルタCFが形成された第1の透明基板SUB1におけるブラックマトリクスBMが配置されている状態を示している。画面領域DIAの画素構成は、走査電圧を供給するゲート配線GL、映像信号電圧を供給するデータ配線DLがマトリクス状に配置され、各画素領域には薄膜トランジスタTFTが構成されている。
 図34は、本実施例における、共通電極金属配線MSLを中心とする上下の2つの画素の平面図、図35は図34における19-19’の断面図を示す。
 図34の平面図に示すように、共通電極金属配線MSLを中心として上下に2つの画素が配置されている。ゲート配線GLは、2つの画素に対するそれぞれのゲート配線GLが隣接して2本並列に配置されている。データ配線DLは実施例3と同様に、各画素に映像信号電圧を供給している。具体的には、一対のゲート配線GLの間には、データ配線DLの長手方向に隣り合う一対の画素領域が配置されており、一対の画素領域の間には、各々の画素領域に含まれる第2の透明共通電極CT2に接続された、ゲート線GLと平行な共通電極金属配線MSLが配置されている。この共通電極金属配線MSLは、上記本発明の液晶表示装置におけるコモン線に対応する。
 共通電極金属配線MSLを中心とした上下2つの画素は、所定の角度で屈曲するように配置されている。これにより、上下の画素でインプレーンスイッチ(IPS)表示における液晶の回転方向を互いに反対にすることにより、視野角性能の色変化を大きく低減する効果がある。実施例3においては、この画素の屈曲配置を、ゲート配線GLを中心とした上下の画素で行っていたが、本実施例では共通電極金属配線MSLを中心とした上下の画素で行った。共通電極金属配線MSLは、ゲート配線GLより幅が細く設定されるので、折り返し部分での開口率を大きくすることが出来る。さらにゲート配線GLに印加される電圧は、映像信号電圧や共通電圧と異なるので誤動作を表示に与えやすい。そのため、本実施例のように、透明画素電極PITと重畳する部分にゲート配線GLが来ない本実施例の構成では、液晶層LCのより正確な駆動を行うことが出来る。
 共通電極金属配線MSLは、低抵抗材料を用いて不透過であるので、本実施例のように2画素で共有化できれば、配線幅を増やすことなく開口率を改善でき、明るく低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
 図35は、図34の平面図における19-19’切断線の断面図である。2本のゲート配線GLが並列に配置され、その内側の中心に共通電極金属配線MSLが配置された2つの画素のゲート配線GLを横切る断面である。2本ずつ並んで配置されたゲート配線の内、それぞれ内側のゲート配線GLが2つの画素の透明画素電極PITに薄膜トランジスタTFTの半導体層SEMを通じて電圧を供給する。
 共通電極金属配線MSLの幅は、実施例3で使用した幅と同じに設定してあり、この幅で配線遅延なく、第2の透明共通CT2に共通電圧を供給できる。これにより、共通電極金属配線MSLの配線数を半減でき、開口率を改善できる。
 共通電極配線MSLに対向する第1の基板上には、ブラックマトリクスBMが形成されている。これにより画素間の表示の区切りを鮮明にすることができる。ただし、さらに開口率を上げる場合、共通電極金属配線MSLも遮光膜としての機能を持つので、ブラックマトリクスBMを省略することは可能である。
 本実施例では、開口率を上げるために、隣り合う透明画素電極PIT間の距離Psを狭く設定している。これによっても開口率を向上している。ただし、透明画素電極PIT間の距離Ps狭くした場合、開口率を向上させることはできるが、画質が低下すると言う課題が新たに生じる。本実施例では、図34の平面図に示すように、2本のゲート配線GLに挟まれた透明画素電極PITが隣接している。実際の駆動においては、上側から順に、ゲート配線GLに走査電圧が印加される。隣接する上側の画素領域のゲート配線GLに走査電圧が印加され、透明画素電極PITにデータ配線DLより映像信号電圧が印加される。次に下側のゲート配線GLに、同様に走査電圧が印加されると、他のデータである映像信号電圧がデータ配線DLより半導体層SEMを経て下側の画素の透明画素電極PITに印加される。ゲート配線GLへの走査電圧はパルス形式で印加される。上側のゲート配線GLの走査電圧が印加され、その後、下側のゲート配線GLに走査電圧が印加されると、上側の走査電圧は低下しオフとなる。走査電圧がオフになると電圧変動が大きいので、ゲート配線GLの半導体層SEM上の電荷の移動や、ゲート配線GLと透明画素電極PIT間の寄生容量の容量結合により、透明画素電極PITの電圧は低下する。薄膜トランジスタTFTは各画素に配置されており、各寄生容量はほぼ等しいので、この電圧変動により画質低下は電圧変動が大きすぎない限り影響は少ない。一方、本実施例のように、隣接する画素間の薄膜トランジスタTFTの位置が近い場合は、画質不良につながる。この対策も本実施例では提案している。
 図34で示される上側の画素のゲート配線GLに走査電圧の印加がオフされると、ゲート配線GLと透明画素電極PITの間の寄生容量のカップリングで、保持期間となった上側の透明画素電極PITの電位は低下する。一方、下側のゲート配線GLへの走査電圧印加がオンして下側の透明画素電極PITの電位が上昇すると、透明画素電極PITの距離Psの容量結合で、上側の画素の電位が変動する。さらに、下側の画素へのゲート配線GLの走査電圧がオフになると、隣り合う透明画素電極PIT間の距離Psに応じて、さらに上側の透明画素電極PITの電圧が変動する。これにより、1行毎に筋状の表示になり画質が低下する。
 図35で示される隣り合う透明画素電極PIT間の距離Psの領域の下方には、ゲート絶縁膜GINを介して共通電極金属配線MSL及び第2の透明共通電極CT2が形成されている。一方、距離Psの領域の上方には、保護膜PASを介して第1の透明共通電極CT1が形成されている。第1の透明共通電極CT1と第2の透明共通電極CT2は電源として共通電圧が印加されている。つまり、2つの透明画素電極PITの間隔Psを上下からシールドする構造となっている。透明画素電極PITの間隔Psが小さいと、透明画素電極PIT間で寄生容量が発生する。このため、片方の透明画素電極PITがONすると、隣接する透明画素電極PITの電位まで変動する。しかし、本実施例では、透明画素電極PITの間隔Psが第1の透明共通電極CT1でシールドされているため、透明画素電PIT極と第1の透明共通電極CT1間の寄生容量により、隣接する透明画素電極PIT間の寄生容量を抑制することが出来る。これにより、透明画素電極PITの間隔Psを小さくしても、容量結合により電圧変動を防止でき、結果的に明るく、低消費電力の液晶表示装置を提供できる。なお、本実施例では、隣り合う透明画素電極PITの距離Psよりも第1の透明共通電極CT1の幅は大きく設定してあるが、この距離Psより小さくても、距離Psの上部に形成するだけで隣接する透明画素電極PIT間の寄生容量を抑制の効果が得られる。
[実施例5]
 以下、本発明の実施例5の液晶表示装置について、図36~45を用いて説明する。
 図36は、画面領域DIAの6つの画素の平面図を示している。上半分の3画素にはカラーフィルタCFが形成されたブラックマトリクスBMが配置されている状態を示している。画面領域DIAの画素構成は、走査電圧を供給するゲート配線GL、映像信号電圧を供給するデータ配線DLがマトリクス状に配置され、各画素領域には薄膜トランジスタTFTが構成されている。画素は横方向に赤R、緑G、青BのカラーフィルタCFが形成されている。赤Rの画素は縦方向の列を形成している。この赤Rの画素に共通電圧を供給するために、共通電極金属配線MSLは、データ配線DL上に絶縁膜を介して配置している。すなわち、共通電極金属配線MSLは、第1の透明共通電極CT1に接続され、データ配線DLと平面視において重複している。この共通電極金属配線MSLは、接続点SEGを介して第2の透明共通電極CT2に接続されている。この接続点SEGは画素の開口率を低下させるが、この影響を低減するために、白輝度への影響が少ない、赤R画素に形成されている。
 本実施例では、金属電極共通配線MSLの接続点SEGは、画素の開口率を低下させるので、金属電極共通配線MSLを間引き配置して、配線数を低減している。すなわち、接続点SEGを複数画素に1個と配置することで開口率を低減する構成としている。本実施例では、赤R、緑G、青Bの画素の中で白表示した場合の輝度低下の影響が少ない、赤Rの画素のみに接続点SEGを設けて、共通電極金属配線MSLから第1の透明共通電極CT1と第2の透明共通電極CT2に共通電圧を効率良く供給した上で、高輝度を実現する高開口率を実現している。3色の中で緑Gが白輝度への影響が大きいので、本実施例では赤Rの画素に接続点SEGを形成しているが、これは青Bでも良い。
 図37は赤R、緑G、青Bの画素の詳細な平面図、図38は図37の23-23’切断線における断面図、図39は図37の24-24’切断線における断面図を示す。ゲート配線GLには走査電圧が印加される。これにより、映像信号電圧はデータ線DLから低抵抗化された半導体SEMを経てソース金属電極SMを経て透明画素電極PIT(ITO2)に伝わる。一方、液晶層LCを駆動するもう一方の共通電位は(液晶層側の)最上面にある第1の透明共通電極CT1(ITO1)に供給される。さらにこの第1の透明共通電極CT1は、ゲート配線GLやデータ配線DLに対して絶縁膜を介して被覆して複数の画素に渡り延在している。
 図37、図38の断面図で、各配置構成について説明する。
 図38は、図37の23-23’の切断線の断面図であり、TFT部分の赤R、緑G、青Bの3画素の断面図である。横方向に、赤R、緑G、青Bの画素を横断する断面を配置している。第1の透明共通電極CT1に接続された共通電極金属配線MSLは、第1の透明共通電極CT1に被覆され、さらに保護膜PAS及びゲート絶縁膜GSNの開口部を介してコンタクト金属電極CNTMを経て、第2の透明共通電極CT2に接続されている。この接続点SEGを設けることで開口率は低下するが、これは赤R画素のみであり、白輝度に影響を与える緑Gの画素には配置されていないので影響は小さい。このコンタクト金属電極CNTMは、ITO同士を接続するための接続用の導体である。
 図39は同様に、赤R、緑G、青Bの3つの画素を横断する断面図であり、薄膜トランジスタTFTが無い部分のデータ配線DLを横切る断面図である。共通電極金属配線MSLは、緑G画素のデータ配線DL上に保護膜PASを介して配置してある。共通電極金属配線MSLは、実施例3や実施例4に示すように、開口部を横断する配置の場合は開口率を低減させる。本実施例ではデータ配線DL上で第1の透明基板SUB1に形成されたブラックマトリクスBMに隠れる位置にあるので、開口率を低減することはない。
 図40から図45は、第2の透明基板SUB2に形成された薄膜トランジスタTFTの製造工程をホト工程の終了時点で示したものである。都合6回のホト工程で形成されている。
 図40は、第2の基板SUB2上の第1ホト工程の終了後の1画素の平面図(a)と切断線の断面図(b)を示す。ゲート配線GL、コンタクト金属電極CNTM及び第2の透明共通電極CT2は第1ホト工程で形成される。第2の透明基板上SUB2上に、スパッタにより、第3の透明電極材料ITO3と、ゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTMの金属材料とを形成する第一のホト工程のレジストに対する露光工程は、完全遮光金属と半透過の金属で構成されたホトマスクを用いる。これを用いるとゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTM上では厚いホトレジスト、第2の透明共通電極CT2上では薄いホトレジスト、他の領域ではホトレジストの無い領域を区別することができる。この状態で、ゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTMの材料と第3の透明電極材料ITO3とをエッチング除去し、その後、アッシング処理で薄いレジストを除去し、再度ゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTMを除去すれば、一度の露光工程で第2の透明共通電極CT2と、ゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTMとを有するゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTMが形成できる。このように、一度の露光で厚さが2値のレジストを形成することをハーフトーン露光と呼び、従来2回分けていた露光工程を半分に減らすことができるので全体のホト工程を減らしてコストが低減できる効果がある。
 図41は、第2のホト工程が終了した時点での断面図を示す。ゲート配線GL及びコンタクト金属電極CNTM上に、CVDにより、シリコンナイトライドのゲート絶縁膜GSN、アモルファスシリコンの半導体層SEMを積層する。さらにその上部に、金属配線としてデータ配線DLとソース電極SMをハーフトーン露光により形成する。
 図42は、第3のホト工程が終了した時点での1画素の平面図と断面図である。データ配線DL及びソース電極SM上に、第2の透明電極材料ITO2を成膜し、これに対してホト工程を経て、透明画素電極PITを形成する。透明画素電極PITは、1画素内に方形のパターンで形成される。透明画素電極PITはソース電極SMと接続される。
 図43は、第4のホト工程が終了した時点での1画素の平面図と断面図である。データ配線DL及びソース電極SM上に、CVDにより、保護膜PASを形成する。保護膜PASはシリコンナイトライドで、厚さは200から400nmである。このホト工程においては、保護膜PAS及びゲート絶縁膜GSNをドライエッチ加工し、コンタクト金属電極CNTMの表面まで貫通するコンタクトホールである開口を形成する。
 図44は、第5のホト工程終了後の1画素の平面図及び断面図である。保護膜PAS上に、スパッタにより、共通電極金属配線MSL及びコンタクト金属電極CNTMの金属材料を成膜し、これに対してホト工程を経て、共通電極金属配線MSL及びコンタクト金属電極CNTMを形成する。共通電極金属配線MSLは、データ配線DLと平面視と重複するように形成される。また、共通電極金属配線MSLは、保護膜PAS及びゲート絶縁膜GSNに形成されたホールを埋めて、コンタクト金属電極CNTMと接続される。
 図45は、第6のホト工程終了後の1画素の平面図及び断面図である。透明電極材料ITO1を成膜し、ホトエッチング工程を経て、第1の透明共通電極CT1を形成する。
[実施例6]
 以下、本発明の実施例6の液晶表示装置について、図46~48を用いて説明する。
 図46は本実施例における3画素の平面図である。3画素は実施例5と同様、縦ストライプのカラーフィルタCFを有する液晶表示装置であり、3つの画素は左から赤R、緑G、青Bの画素に対応している。赤Rの画素には接続点SEG、緑Gのデータ配線DLの配線上には共通電極金属配線MSLが配置されている。
 図47及び図48は、図46の32-32’及び33-33’切断線における断面図である。図47の断面図においては、赤Rの画素に接続点SEGが形成され、緑Gの画素のデータ配線DL上に共通電極金属配線MSLが形成されている点は、実施例5と共通であるが、共通電極金属配線MSLは、第1の透明共通電極CT1上に形成されているのが特徴である。これは実施例5の製造工程が6回であったのに対して、これを5回に低減することができる。すなわち、上記図44及び図45に示した工程に代わり、第1の透明共通電極CT1の透明電極材料ITO1と、共通電極金属配線MSLの金属配線材料と、を連続してスパッタ法により成膜し、これを実施例5で詳細を示したハーフトーン露光を用いることで、露光工程を1回削減できる。これにより、高開口率で低消費電力の液晶表示装置を提供できる。また、本実施例では、第1の透明共通電極CT2のコンタクト金属電極CNTMには、透明電極材料ITO1が直接接続される。すなわち、透明電極材料ITO1が、保護膜PAS及びゲート絶縁膜GSNに形成されたホールを埋めて、コンタクト金属電極CNTMと接続される。
[実施例7]
 以下、本発明の実施例7の液晶表示装置について、図49~59を用いて説明する。
 図49は1つの画素領域の詳細な平面図を示し、図50は図49の3-3’切断線における断面図を示し、図51は図49の4-4’切断線における断面図を示し、図52は図49の5-5’切断線における断面図を示し、図53は図49の6-6’切断線における断面図を示す。
 図49は、図1における薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。構造を理解しやすくするため、図49(a)ではほぼ全層のパターンを示す一方で、図49(b)では、各透明電極のパターンと、ブラックマトリクスBMの開口の投影位置(破線)のみを示している。ブラックマトリクスBMの開口の内側部分が光透過領域であり、開口の外側部分が遮光領域である。
 図49(a)における各構成の配置及びその機能について説明する。ゲート配線GLは低抵抗の金属層で形成され、図1の走査配線駆動回路に接続され、走査電圧を印加される。一方、データ配線DLも低抵抗の金属層により形成され、映像データ電圧を印加される。ゲート配線GLにゲートオン電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層SEMが低抵抗となり、データ配線DLの電圧が低抵抗の金属層で形成されたソース電極SMに伝わり、これと接続された透明画素電極PITに伝わる。
 液晶層に印加されるもう一方の電圧である共通電圧は、図1の共通駆動電極駆動回路から透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITに印加される。透明保持容量電極MITの上方には、絶縁膜を介して透明画素電極PITが積層されている。さらに、透明画素電極PITの上方には、絶縁膜を介して透明共通電極CITが積層されており、透明共通電極CITには複数のスリットが形成されている。透明画素電極PITからの電界は、その上方に配置された透明共通電極CITのスリットを通じて液晶層内まで至り、液晶層内で折り返されて、最終的に透明共通電極CITに至る。これにより、液晶層内に横電界が印加される。
 また、透明保持容量電極MITにも、図1の共通電極駆動回路が接続され、共通電圧が印加される。透明保持容量電極MITは、透明画素電極PITの下方に絶縁膜を介して配置されており、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITとの間には保持容量STGが構成されている。このように、本実施例7では画素領域に、スリットを有する透明共通電極CIT、透明画素電極PIT、透明保持容量電極MITが形成されている。これら3つの透明導電膜は、異なる工程で成膜加工されている。透明画素電極PITは、ソース電極SMに接続され、各々の画素領域に独立して配置される。一方、透明保持容量電極MIT及び透明共通電極CITは、複数の画素領域に跨るように画面領域の全体に亘ってネットワーク状に連結されている。
 本実施例7では、1つの画素領域における透明共通電極CIT、透明保持容量電極MIT及び透明画素電極PITの平面パターンに主な特徴があるので、この関係について図49(a)と図49(b)とを比較しながら説明する。
 図49(b)におけるブラックマトリクスBMの輪郭の内側は開口である。逆に、ゲート配線GLやデータ配線DLの領域は遮光されている。開口から見える最上層のパターンは図49(a)におけるデータ配線DLと平行に延びる透明共通電極CITである。透明共通電極CITのスリットの内側には上面から透明画素電極PITが見える。
 透明共通電極CITは、データ配線DLと平行に延びる複数の帯状部を備えており、これら帯状部の間に複数のスリットが形成されている。そして、このデータ配線DLと平行に延びる複数の帯状部は、データ配線DLの上方でデータ配線DLより広い幅でデータ配線DLを被覆している。
 また、透明共通電極CITは、ゲート配線GLの上方では、データ配線DLを完全には被覆せず、データ配線DLとソース電極SMに挟まれた半導体層SMを被覆しないように開口している。これは、透明共通電極CITが保護絶縁膜PASを介して半導体層SEMの抵抗を下げることによる誤動作の発生を防止するためである。なお、ゲート配線GLを挟んでデータ配線DLの長手方向に隣り合う透明共通電極CITは互いに連結されている。これは、マトリクス状に透明共通電極CITを連結することで配線遅延時間を低減することが目的である。
 透明画素電極PITは、各々の画素領域に独立して設けられる平面パターンである。透明画素電極PITはソース電極SMに接続されている。隣り合う透明画素電極PITの外縁は、データ配線DLとゲート配線GLのそれぞれを境として分離されている。
 透明画素電極PITの下方には、絶縁膜を介して透明保持容量電極MITが配置されている。透明保持容量電極MITは、画素領域内ではほぼ矩形状の平面パターンである。データ配線DLを挟んでゲート配線GLの長手方向に隣り合う透明保持容量電極MITは、データ配線DLの下方において接続部によって互いに連結されており、ゲート配線GLを挟んでデータ配線DLの長手方向に隣り合う透明保持容量電極MITも、ゲート配線GLの下方において接続部によって互いに連結されている。このように、透明保持容量電極MITもマトリクス状に連結されて、配線遅延時間を低減している。こうした配線遅延時間の短縮により、表示の均一性が高い液晶表示装置を実現することが可能である。
 このように、本実施例7では、透明画素電極PITの上方の透明共通電極CITがデータ配線DLの上方の保護絶縁膜PAS上で互いに連結するように延在し、透明画素電極PITの下方の透明保持容量電極MITもゲート配線GLの下方の下部絶縁膜LPAS下で互いに連結するように延在しているので、保持容量が大きく、開口率が高く、低消費電力で、さらに画質均一性が高い液晶表示装置を提供することが特徴である。
 本実施例7の図49においては、透明画素電極PITとデータ配線DLの間隔は小さく設定されており、しかも、その隙間の上方には透明共通電極CITが配置されており、その隙間の下方には透明保持容量電極MITが配置されている。この場合、透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITがデータ配線DLのシールドの役目を果たすので、データ配線DL上のブラックマトリクスBMを細く設定でき、開口率を大きくできる。
 図50は、図49の3-3’切断線における断面図である。
 透明保持容量電極MITの上方には下部絶縁膜LPASが配置されている。透明共通電極MITは、下部絶縁膜LPASによってゲート配線GLと異なる層に分離されているので、ゲート配線GLの下方を通じて互いに連結することが可能である。透明保持容量電極MITと透明画素電極PITとは、下部絶縁膜LPASとゲート絶縁膜GSNを挟み、画素領域内で保持容量STGを構成している。
 なお、透明保持容量電極MITは上記本発明の液晶表示装置における第1の共通電極に対応し、下部絶縁膜LPASは上記本発明の液晶表示装置における第3の絶縁膜に対応し、ゲート絶縁膜GSNは上記本発明の液晶表示装置における第1の絶縁膜に対応する。
 図49における平面構成と同様に、1画素領域内では液晶層LCをコンデンサと見立てた場合の一方の透明画素電極PITと他方の透明共通電極CITとの間に駆動電圧が印加される。透明保持容量電極MITにも透明共通電極CITと同じ共通電圧が印加される。まず、金属層で形成されたゲート配線GLにオン電圧が印加される。
 ゲート配線GLの上方にはゲート絶縁膜GSNが配置されている。ゲート配線GL上には、半導体層SEMが島状に加工されて配置されている。
 半導体層SEM上には、データ配線DL及びソース電極SMが形成される。データ配線DL及びソース電極SMは、同一工程で形成された低抵抗の金属材料からなる。
 データ配線DL及びソース電極SM上には保護絶縁膜PASが形成される。
 透明画素電極PITは、ソース電極SMを上方から被覆し、電気的に接続される。透明画素電極PITは、マトリクス状に配列されたゲート配線GLとドレイン配線DLとに区切られた各画素領域内で独立した平面パターンを有する。ゲート配線GLにオン電圧が印加されて半導体層SEMが低抵抗になったときに、映像データ電圧がデータ配線DLからソース電極SMを経て透明画素電極PITに伝わる。映像データ電圧は、透明画素電極PITと透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITとの間の容量に充電される。
 透明画素電極PITの上方には、保護絶縁膜PASを介して透明共通電極CITが配置されている。なお、保護絶縁膜PASは上記本発明の液晶表示装置における第2の絶縁膜に対応し、透明共通電極CITは上記本発明の液晶表示装置における第2の共通電極に対応する。
 透明画素電極PITには、ゲート配線GLにオン電圧が印加された時に、映像データ電圧がデータ配線DL、半導体層SEM、ソース電極SMを経て伝えられる。この映像データ電圧は、透明画素電極PITと、共通電位を持つ透明共通電極CITと透明保持容量電極MITとの間の容量に充電される。ゲート配線GLにオフ電圧が印加された場合、それ以降は保持期間となり、半導体層SEMは高抵抗になるため、充電された電荷(電圧)は基本的に保持される。ただし、半導体層SEMの抵抗や液晶層LCの抵抗による漏洩により、画素電極PITの電圧が変動することがある。
 一般的には、透明共通電極CITと透明画素電極PITの積層で構成される容量で保持特性が得られるが、本実施例7では、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITの間の容量もあり、全体の容量を大きく設定できるため、保持特性を良好に保つことができ、画質の優れた液晶表示装置を提供できる。
 図51は、図49の4-4’切断線における断面図である。本図は、データ配線DLを境界とする3つの画素の断面図である。中央にある画素は、縦ストライプ状に配置されたカラーフィルタCFにおける緑のカラーフィルタCF(G)に対応している。その左右にある画素は、赤のカラーフィルタCF(R)、青のカラーフィルタCF(B)に対応している。データ配線DLが位置する画素領域の境界には、液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1の内側の面にブラックマトリクスBMが形成されている。
 図51の断面は、光が透過しないブラックマトリクスBM或いはデータ配線DLが位置する画素境界領域と、光が透過する開口領域と、に面内方向に2分されている。まず、開口領域の構造と動作について説明する。
 開口領域では、透明画素電極PITと透明共通電極CITに映像データ電圧と共通電圧がそれぞれ印加され、これらの間に生じる電界が液晶層LCに加わり、その電界強度により液晶層LCの楕円偏光強度が変わることで、透過率が制御されて諧調表示が実現する。
 透明共通電極CITは、複数の帯状部を有しており、これらの間にスリットが形成されている。スリットの下方には上層絶縁膜UPASを介して透明画素電極PITがあるので、透明画素電極PITと透明共通電極CITの間の電圧が大きくなると、液晶層LCで折り返されるような電気力線の電界が形成される。透明共通電極CITの帯状部とスリットの境界付近が最大電界領域となるので、この付近で液晶分子LCMの回転が大きくなり、透過率が高くなる。透明共通電極CITの帯状部の幅やスリットの間隔を大きくすると、帯状部やスリットの中央付近の電界が弱くなり、透過率が低下する。そのため、透明共通電極CITの帯状部の幅とスリットの間隔は、液晶層LCの厚みも考慮して、詳細に設定する必要がある。従って、画素領域は、図51の断面図の横方向に透過率分布を持つことになる。
 図51には、液晶層LCを駆動する電気力線EF1とEF2を矢印で示している。すなわち、電気力線EF1は透明画素電極PITから液晶層LCを経て折れ曲がるように透明共通電極CITに至り、電気力線EF2は画素電極PITから液晶層LCを経て折れ曲がるように透明保持容量電極MITに至る。透明共通電極CITと透明保持容量電極MITはともに共通電圧になっており、2つの電気力線は液晶層LCの駆動つまり表示に寄与する。ブラックマトリクスBMの開口の大半では画素電極PITから透明共通電極CITへの電気力線EF1が液晶層LCを駆動するが、ブラックマトリクスBMの開口の周縁部では電気力線EF2が液晶層LCを駆動する。透明画素電極PITと透明共通電極CITの平面視の境界(スリットの縁)付近で電界が最大になるので、この付近で透過率が最大になる。しかし、ブラックマトリクスBMの開口の周縁部では、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITの平面視の境界(透明画素電極PITの外縁)付近で透過率を高くすることができるので、本実施例7の画素構造では透明画素電極PITの上方全体を有効に表示に活用でき、高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を提供できる。
 一方、高透過率かつ低消費電力の液晶表示装置を実現するために、まず画素領域の境界に位置する、遮光領域を形成するブラックマトリクスBMの幅或いはデータ配線DLの幅を狭くすることが必要である。これにより、開口率を上げることができる。さらに、透明画素電極PITの幅をこの遮光領域まで大きく広げることが必要である。具体的には、隣り合う透明画素電極PITの間隔を狭くし、それぞれの縁を平面視においてデータ配線DLと重複させている。
 ゲート配線GLを挟んでデータ配線DLの長手方向に隣り合う透明画素電極PITの隙間の下方には、ゲート絶縁膜GSN及び下部絶縁膜LPASを介して、ゲート配線GLを挟んで透明保持容量電極MITを連結する接続部が配置されている。この接続部の幅は、ゲート配線GLと平面視において重複しており、透明保持容量電極MITの画素領域内の矩形状の部分よりもゲート配線GLの長手方向に細い。
 データ配線DLを挟んでゲート配線GLの長手方向に隣り合う透明画素電極PITの隙間の下方には、ゲート絶縁膜GSN及び下部絶縁膜LPASを介して、データ配線DLを挟んでゲート配線GLの長手方向に隣り合う透明保持容量電極MITを連結する接続部が配置されている。この接続部の幅は、データ配線DLと平面視において重複しており、透明保持容量電極MITの画素領域内の矩形状の部分よりもデータ配線DLの長手方向に細い。
 透明保持容量電極MITが配置されることで、データ配線DLから発生する電界ノイズが第2の透明基板SUB2を回りこんで透明画素電極PITに至ることが抑制される。この透明保持容量電極MITによりデータ配線DLの下方はシールドされており、透明画素電極PITとデータ配線DLの間の寄生容量を減らすことができる。
 また、ブラックマトリクスBMとデータ配線DLに挟まれた部分には、透明共通電極CITがデータ配線DLよりも幅広く形成されている。これにより、データ配線DLから保護絶縁膜PASを通って上方へ向かう電界がシールドされる。結果的に、データ配線DLから上方に向かう不要な電界ノイズはデータ配線DLよりも幅広の透明共通電極CITでシールドされ、下方に向かう不要な電界ノイズは透明保持容量電極MITでシールドされる。このシールド効果は、データ配線DLを被覆する透明共通電極CITの縁よりも画素領域の内側に透明画素電極PITを配置することで高めることができる。これにより、開口率の高い液晶表示装置が提供できる。
 本実施例7では、透明保持容量電極MITは、ゲート絶縁膜GSN及び下部絶縁膜LPASを介して平面視においてデータ配線DL及びゲート線GLと重複しており、これによって複数の画素領域の透明保持容量電極MITが連結され、配線遅延時間を短くできている。これにより均一性の高い液晶表示装置が実現できる。
 図52は図49の5-5’切断線の断面図である。図51の断面図の構成と主要部分は同じである。異なる点は、データ配線DLの下方のゲート絶縁膜GSN及び下部絶縁膜LPASの下方に埋設されている透明共通電極MITがデータ配線DLの下方で開口され、データ配線DLと平面視において重畳していない点である。これは図49の平面図でわかるように、透明共通電極MITはそれよりも細幅の接続部を介して互いに連結されており、この接続部がデータ配線DLと平面視において交差しているため、この接続部以外の部分では、透明共通電極MITはデータ配線DLと重畳していない。これは大型液晶表示装置への適用の場合にデータ配線DLの配線容量を下げる効果がある。
 一方、透明画素電極PITは、データ配線DLからの電界ノイズの影響を低減するため、透明共通電極CITと透明保持容量電極MITでシールドしておく必要がある。このシールド効果を高めるには、透明画素電極PITの縁は透明保持容量電極MITの縁よりも画素領域の内側に位置させることが好ましい。すなわち、透明保持容量電極MITの縁は、平面視において、透明画素電極PITとデータ配線DLの間、及び透明画素電極PITとゲート配線GLの間に位置することが好ましい。
 図53は図49の6-6’切断線の断面図である。本断面は、ゲート配線GLの下方において下部絶縁膜LPASに埋設されている透明保持容量電極MITがゲート配線GLと交差している部分を示す。ゲート配線GLを挟んでデータ配線DLの長手方向に隣り合う透明保持容量電極MITもそれよりも幅狭の接続部によって連結されている。このように、各々の画素領域の透明保持容量電極MITはゲート配線GLの長手方向にもデータ配線DLの長手方向にも互いに連結されており、これにより配線遅延時間を短くして均一な画像が表示できる液晶表示装置を提供できる。
 図54~図59は、本実施例7における第2の透明基板SUB2上に形成された薄膜トランジスタTFTを含む積層体の製造工程を示す。各図は、1画素領域の平面図及びその平面図中のb-b’切断線の断面図を含んでいる。各図は、写真加工工程(ホト工程)毎に記載している。
 図54は、第1のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。透明保持容量電極MITは、第2の透明基板SUB2上にスパッタにより成膜された後、第1のホト工程でパターン化される。透明電極材料の成膜後、ホトエッチング工程を経て、透明保持容量電極MITが形成される。透明保持容量電極MITは、各々の画素領域内ではほぼ矩形状であると共に、ゲート配線GLの長手方向やデータ配線DLの長手方向に互いに連結する接続部を有している。
 図55は、第2のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。透明保持容量電極MIT上にCVDより下部絶縁膜LPASが成膜される。その上に、ゲート配線GLがスパッタにより成膜された後、第2のホト工程でパターン化される。
 図56は、第3のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。ゲート配線GL上にCVDよりシリコンナイトライドのゲート絶縁膜GSN、アモルファスシリコンの半導体層SEMが積層される。さらにその上に、配線材料としての導電膜がスパッタで成膜される。
 上記CVD及びスパッタにより積層膜が形成された後、当該積層膜上にホトレジストが形成され、これがハーフトーンホトマスクを用いて露光されることで、データ配線DL及びソース電極SMの領域と、半導体層SEMの領域とが形成される。
 図57は、第4のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。データ配線DL及びソース電極SM上にスパッタにより透明電極材料が成膜され、ホトエッチング工程により透明画素電極PITが形成される。透明画素電極PITはソース電極SMを直接被覆し、これによりソース電極SMと電気的に接続される。
 図58は、第5のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。透明画素電極PIT上に保護絶縁膜PASが形成される。第5のホト工程は、この保護絶縁膜PASに開口するためのホトエッチング工程である。開口は、図58の画面領域にはなく、画面領域の外側の周辺領域でゲート配線GL或いはデータ配線DLと透明共通電極CITとを接続するためのコンタクトホールである。
 図59は、第6のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。保護絶縁膜PAS上に透明導電膜が成膜された後、ホトエッチング工程により透明共通電極CITが形成される。
 以上のように、都合6回のホトエッチング工程を経て、本実施例7に係る液晶表示装置の第2の透明基板SUB2の加工が終了する。
[実施例8]
 以下、本発明の実施例8の液晶表示装置について、図60~62を用いて説明する。
 図60は本発明の実施例8に係る液晶表示装置の1つの画素領域の詳細な平面図を示し、図61は図60の14-14’切断線における断面図を示し、図62は図60の15-15’切断線における断面図を示す。
 本実施例8においては、透明共通電極CITの配線遅延を低減するために、金属材料で構成された共通電極配線MSLをデータ配線DL上にデータ配線DLと平面視で重なるように、透明共通電極CITの下側に直接接続していることが特徴である。これにより、液晶表示装置が大画面になっても透明共通電極CITの配線遅延が少なく、開口率が高く、低消費電力に加えて、良好な画質が実現できる。
 図60は、薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。この平面図では、上記実施例7の図49の平面図に加えて、データ配線DLと平面視で重複するように、データ配線DLより細い金属配線からなる共通電極配線MSLが配置されている。共通電極配線MSLは、ゲート配線GLと交差して複数の画素領域に亘って延在している。
 図61は、図60の14-14’切断線の断面図である。本図は、隣り合うデータ配線DLに囲まれた画素領域を示している。最下層に透明保持容量電極MITが配置されており、その上方に下部絶縁膜LPASとゲート絶縁膜GSNが配置されており、その上方に下部に半導体層SEMを含むデータ配線DLが配置されている。隣り合うデータ配線DLの間には透明画素電極PITが配置されている。さらに、その上方には保護絶縁膜PASが配置されており、その上方にはスリットが形成された透明共通電極CITが配置されている。透明共通電極CITと画素電極PITとの間に印加される電界が液晶層LCを駆動している。
 また、透明共通電極CITはデータ配線DLの上方を保護絶縁膜PASを介して幅広く覆っている。これは、データ配線DLの不要な電界をシールドすることによって、結果的に開口率を上げる効果がある。しかし、この透明共通電極CITはデータ線DLの殆どを覆う構成であるため、データ配線DLとの間に大きな容量を形成している。データ配線DLは低抵抗の金属配線であるため配線遅延の発生はないが、透明共通電極CITはインジウム・錫・酸化物ITOのような抵抗の高い材料であるため、画面サイズが大きくなると配線遅延のために画像の均一性が低下するおそれがある。
 本実施例8では、銅Cuを材料とする共通電極配線MSLを保護絶縁膜PAS上で透明共通電極CITの下側に配置している。この共通電極配線MSLは低抵抗であり、これと透明共通電極CITとが接触しているため、結果として透明共通電極CITの配線遅延を大幅に低減でき、大画面でも良好な画像均一性を実現することができる。
 共通電極配線MSLは、データ配線DLの上方に配置され、その幅は透明共通電極CITよりも幅が狭く設定され、開口率を低減させないように設定される。また、共通電極配線MSLの幅は、データ配線DLの幅と同等かそれより狭く設定される。これにより、高開口率で大画面でも画質の均一性の優れた液晶表示装置を提供できる。
 図62は、図60の15-15’切断線の断面図である。本図では、隣り合うゲート配線GLと平面視で交差するデータ配線DLに沿った断面図である。隣り合うゲート配線GLの下方には下部絶縁膜LPASを介して透明保持容量電極MITが配置されている。隣り合うゲート配線GLの上方にはゲート絶縁膜GSNを介して半導体層SEMと一体化されたデータ配線DLが配置されている。その上方には保護絶縁膜PASがあり、その上方にはデータ配線DLを覆うように且つ2本のゲート配線GLと交差するように共通電極配線MSLと透明共通電極CITが配置されている。共通電極配線MSLは透明共通電極CITと接続されており、これにより配線遅延を低減している。
[実施例9]
 以下、本発明の実施例9の液晶表示装置について、図63、64を用いて説明する。
 図63及び図64は、本発明の実施例9に係る液晶表示装置の断面図である。本実施例9における画素領域の平面構成は上記実施例7と同じであるので省略している。図63は図49(a)の3-3’切断線における断面図に相当し、図64は図49(a)の6-6’切断線における断面図に相当する。
 本実施例9によると、露光工程における位置合わせ精度を改善し、より高精細の液晶表示装置において開口率を向上することができる。一般に、TFT工程におけるホトマスクを用いた露光は、第1層目の金属膜の露光及びエッチングで形成されたパターンを基準に行われる。パターンの読み取り認識としては、膜の反射率に基づいて境界を検出する方法や段差を検出する方法がある。しかし、上記実施例7においては、第1層が透明保持容量電極MITのパターンであるため、金属材料に比べて反射率測定による境界検出の精度が低くなる。透明保持容量電極MITの膜厚はゲート配線GLよりも薄いので、段差も検出しにくい。上記実施例1の製造工程の説明では詳細を記載していないが、露光工程での位置合わせは、まず第2の透明基板SUB2上に透明保持容量電極MITを形成し、このパターンをゲート配線GLを加工する際の位置合わせ基準にする。ゲート配線GLを加工した後の工程においては、ゲート配線GLのパターンを位置合わせ基準とする。そのため、以降の工程での合わせ精度は高いものになる。
 これに対し、本実施例9においては、上記実施例7とは異なり、第1層をゲート配線GLとするように工程手順を変更して、位置合わせ精度を向上している。画素領域の平面構造は実施例7と同じであるが、断面構成が異なっている。
 第2の透明基板SUB2上に構成された薄膜積層構成において上記実施例7と異なる点は、上記実施例7では第2の透明基板SUB2上に透明共通電極MITを形成し、下地絶縁膜LPASを形成後、ゲート配線GLを形成していたことに対して、本実施例9ではゲート配線GLを形成し、下地絶縁膜LPASを形成後、透明保持容量電極MITを形成している点である。
 半導体層SEMの動作の観点から、実際のゲート絶縁膜は、下地絶縁膜LPASとゲート絶縁膜GSNの積層層になる。下地絶縁膜LPASとゲート絶縁膜GSNの間に透明保持容量電極MITが配置される。これで、上記実施例7と同様に、透明保持容量電極MITは、ゲート絶縁膜GSNが介在するためデータ配線DLと平面視で交差してもショートすることなく複数の画素領域に延在し、下地絶縁膜LPASが介在するためゲート配線GLと平面視で交差してもショートすることなく複数の画素領域に延在することができる。結果的に開口率が改善される。さらに、ゲート配線GLは露光工程の基準マークとして使用できるので、位置合わせ精度が向上し、開口率を上げることができる。
 図64は、ゲート配線GLの上方において下部絶縁膜LPAS上に配置されている透明保持容量電極MITがゲート配線GLと平面視で交差するように配置されている部分を示す。ゲート配線GLを挟んでデータ配線DLの長手方向に隣り合う複数の画素領域の透明保持容量電極MITは互いに連結され、データ配線DLを挟んでゲート配線GLの長手方向に隣り合う複数の画素領域の透明保持容量電極MITは互いに連結されている。すなわち、透明保持容量電極MITはマトリクス状に連結している。これにより配線遅延時間を短くして均一な画像が表示できる液晶表示装置を提供できる。
[実施例10]
 以下、本発明の実施例10の液晶表示装置について、図65~74を用いて説明する。
 図65は1つの画素領域の詳細な平面図を示し、図66は図65の19-19’切断線における断面図を示し、図67は図65の20-20’切断線における断面図を示す。本実施例10では、データ配線DLと透明画素電極PITの露光工程における位置合わせ精度を画素領域の断面構造とTFT製造方法を変えることで改善しており、上記実施例7~9と比べてさらに開口率が向上している。
 図65は、薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。本実施例10の画素領域の平面構造において、実施例7~10と比べて異なる点は、データ配線DL、ソース電極SM及び透明画素電極PITのパターン輪郭が一体化されていることである。製造工程において透明画素電極PITの透明電極材料とデータ配線DLの金属材料とを連続的に成膜し、これを同一露光工程で加工することで同一輪郭となる。このことは、結果としてゲート絶縁膜GSN上に配置されるデータ配線DLと透明画素電極PITの位置合わせずれを抑制し、開口率を向上することができる。以下、それを実現する構成を示す。
 ゲート配線GLは低抵抗の金属層で形成され、図1の走査配線駆動回路に接続され、走査電圧を印加される。一方、データ配線DLも低抵抗の金属層により形成され、映像データ電圧を印加される。ゲート配線GLにゲートオン電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層SEMが低抵抗となり、データ配線DLの電圧が低抵抗の金属層で形成されたソース電極SMに伝わり、これと接続された透明画素電極PITに伝わる。
 液晶層に印加されるもう一方の電圧である共通電圧は、図1の共通駆動電極駆動回路から透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITに印加される。透明保持容量電極MITの上方には、絶縁膜を介して透明画素電極PITが積層されている。さらに、透明画素電極PITの上方には、絶縁膜を介して透明共通電極CITが積層されており、透明共通電極CITには複数のスリットが形成されている。
 また、透明保持容量電極MITにも、図1の共通電極駆動回路が接続され、共通電圧が印加される。このように、本実施例10では画素領域に、スリットを有する透明共通電極CIT、透明画素電極PIT、透明保持容量電極MITが形成されている。これら3つの透明導電膜は、異なる工程で成膜加工されている。透明画素電極PITは、ソース電極SMに接続され、各々の画素領域に独立して配置される。一方、透明保持容量電極MIT及び透明共通電極CITは、複数の画素領域に跨がるように画面領域の全体に亘ってネットワーク状に連結されている。
 透明画素電極PITは、各々の画素領域に独立して設けられる平面パターンである。透明画素電極PITとソース電極SMは一体化され互いに接続されている。隣り合う透明画素電極PITの外縁は、データ配線DLとゲート配線GLのそれぞれを境として分離されている。
 透明画素電極PITの下方には、絶縁膜を介して透明保持容量電極MITが配置されている。透明保持容量電極MITは、画素領域内ではほぼ矩形状の平面パターンである。データ配線DLを挟んでゲート配線GLの長手方向に隣り合う透明保持容量電極MITは、データ配線DLの下方において接続部によって互いに連結されており、ゲート配線GLを挟んでデータ配線DLの長手方向に隣り合う透明保持容量電極MITも、ゲート配線GLの下方において接続部によって互いに連結されている。このように、透明保持容量電極MITもマトリクス状に連結されて、配線遅延時間を低減している。こうした配線遅延時間の短縮により、表示の均一性が高い液晶表示装置を実現することが可能である。
 本実施例10の図65においては、透明画素電極PITとデータ配線DLの間隔は小さく設定されており、しかも、その隙間の上方には透明共通電極CITが配置されているので、この透明共通電極CITがデータ配線DLのシールドの役目を果たしている。
 図66は、図65の19-19’切断線における断面図である。断面構造における構成要素及びその機能、使用材料について説明する。第2の透明基板SUB2上には透明保持容量電極MITが配置されており、その上方には下地絶縁膜LPASが配置されており、その上方にはゲート配線GLが形成されている。ゲート配線GL上にはゲート絶縁膜GSNが配置されており、その上方には半導体層SEMが形成されている。
 半導体層SEMと、データ配線DL及びソース電極SMとは、透明画素電極PITを介して接続される。これは、半導体層SEMを島パターンに加工後に透明画素電極PITの透明電極材料を成膜し、さらにデータ配線DLの金属配線材料を連続して成膜した後、同一露光工程において加工しているためである。そのため、本実施例10においてはドレイン配線DL及びソース電極SMの下側には透明画素電極PITと同一工程で形成された透明電極材料が形成されている。
 データ配線DL、ソース電極SM及び透明画素電極PIT上には保護絶縁膜PASが形成される。保護絶縁膜PAS上には、透明共通電極CITが形成されている。
 図67は、図65の20-20’切断線における断面図である。本図は、データ配線DLを境界とする3つの画素の断面図である。
 図67の断面は、光が透過しないブラックマトリクスBM或いはデータ配線DLが位置する画素境界領域と、光が透過する開口領域と、に面内方向に2分されている。データ配線DLの両側には、データ配線DLと透明画素電極PITの間の間隔領域LDPR,LDPLがある。データ線DLを覆う透明共通電極CITは、データ配線DLより幅広く設定される。これは、データ配線DLからの不要なノイズ電界が液晶LCに侵入しないようにシールドするためである。データ配線DLよりも面内方向にはみ出す透明共通電極CITの幅が狭いと誤動作を起こすおそれがある。しかし、このはみ出す幅が大きくなりすぎると開口領域の透過率が低下する。これは、本液晶表示装置が、透明画素電極PITと透明共通電極CITの間にかかる電界で液晶を駆動しているためである。駆動電界は、透明画素電極PITから保護絶縁膜PASを経て液晶層LCに入り、折り返されてデータ配線DL上を覆う透明共通電極CITに至る。つまり、透明共通電極CITのうち、透明画素電極PITから離れた部分の上方では駆動電界が低下し、透過率が低下する。
 間隔領域LDPR,LDPLは、データ配線DLから液晶層LCへの電界ノイズを押さえる範囲内において、可能な限り短くする必要がある。上記実施例7の図51の断面構造においては、データ配線DLと透明画素電極PITは異なる露光工程で加工している。そのため、透明画素電極PITを基準とすると、透明画素電極PITとデータ配線DLの間隔は、露光工程における位置合わせずれが発生した場合、データ配線DLの幅方向の一方と他方とで異なってしまう。この場合、間隔が短い方ではデータ配線DLを被覆する透明共通電極CITがデータ配線DLに対してはみ出す幅が狭くなる。すなわち、シールドが不足して電界ノイズが液晶層LCに侵入し、誤動作を起こすおそれがある。これを対策する方法の1つには、元々のデータ配線DLと透明画素電極PITの間隔を幅広く設定することがあるが、これでは駆動電界が低くなり透過率が大きく下がってしまう。
 本実施例10においては、透明画素電極PITとデータ配線DLは連続的な成膜後に同一露光工程で加工パターンニングしている。従って、データ配線DLと透明画素電極PITの間の間隔領域LDPR,LDPLは常に同じ大きさになり、位置がずれることが無い。従って、開口領域の透過率を高くすることができ、低消費電力の液晶表示装置を提供することができる。さらに、この間隔領域LDPR,LDPLを短く設定しても、データ配線DLと透明画素電極PITは、露光工程での位置合わせずれによるショート不良を発生されることも少なく、歩留まりを上げることができる。
 図68~図74は、本実施例10における第2の透明基板SUB2上に形成された薄膜トランジスタTFTを含む積層体の製造工程を示す。各図は、1画素領域の平面図及びその平面図中のb-b’切断線の断面図を含んでいる。各図は、基本的には上記TFT工程における写真加工工程(ホト工程)毎に記載している。
 図68は、第1のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明保持容量電極MITは、第2の透明基板SUB2上にスパッタにより成膜された後、第1のホト工程でパターン化される。透明電極材料の成膜後、ホトエッチング工程を経て、透明保持容量電極MITが形成される。透明保持容量電極MITは、各々の画素領域内ではほぼ矩形状であると共に、ゲート配線GLの長手方向やデータ配線DLの長手方向に互いに連結する接続部を有している。
 図69は、第2のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明保持容量電極MIT上にCVDより下部絶縁膜LPASが成膜される。その上に、ゲート配線GLがスパッタにより成膜された後、第2のホト工程でパターン化される。透明保持容量電極MITの接続部は、ゲート配線GLと平面視において重複する。上記第1及び第2のホト工程は実施例10と同じである。
 図70は、第2のホト工程の終了後、ゲート配線GL上に化学気相成長法CVDによりゲート絶縁膜GSN、半導体層SEMが積層され、さらにその上にスパッタによりCOMEが成膜された状態を示している。半導体層SEMは、N型半導体をほとんど含まない低濃度アモルファスシリコン層SEMIと、燐を高濃度に添加したN型半導体のアモルファスシリコン層SEMNと、を含む積層体となっている。N型半導体層SEMN上には、第2の透明基板SUB2を加熱した状態でモリブデンMoが成膜される。この加熱を伴う成膜でシリサイド層COSI(図71に記載)が形成される。本図には記載していないが、モリブデンMoはウエットエッチングで除去され、反応層であるシリサイド層COSIが表面層として残る。
 図71は、第3のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。モリブデンMoを除去した後にシリサイド層COSI上にホトレジストを塗布し、ホトマスクを用いて露光現像し、シリサイド層COSIと半導体層SEMをエッチング除去して島パターンを形成する。このシリサイド層COSIは後述する透明画素電極PIT形成時に透明画素電極PITと半導体層SEMの接続抵抗を下げて、TFTとして良好なオンオフ性能を引き出すことができる。このシリサイド層COSIが無いと、透明画素電極PITからの酸素供給により半導体層SEMの表面に酸化膜が形成され、接続特性が不十分となるおそれがある。
 図72は第4のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。シリサイド層COSIの形成された半導体層SEM上に、スパッタにより透明電極材料が成膜される。引き続き、その上にモリブデンMoと銅Cuの積層膜の配線材料がスパッタで成膜される。
 金属配線材料上にホトレジストを塗布し、ホトマスクを用いて金属配線材料と透明電極材料を加工する。露光工程のホトマスクはハーフトーンマスクを用いることで、透明電極材料と金属配線材料を両方パターンとして残す領域と、透明電極材料のみを残す領域と、に分けることができる。データ配線DLとソース電極SMの領域の下側には必ず透明電極材料が存在する。透明電極材料のみの領域は、開口部で透明画素電極PITの役割を果たし、液晶層LCを駆動して透過領域を構成する。データ配線DLとソース電極SMの間のチャネル分離は、本レジストパターンでシリサイド層COSIとN型半導体層SEMNをエッチング除去することで実現する。図71に示したシリサイド層COSIは、透明電極材料で形成された透明画素電極PITと半導体層SEMとの接続を良好に保つ働きをする。
 図73は、第5のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。透明画素電極PIT上に保護絶縁膜PASが形成される。第5のホト工程は、この保護絶縁膜PASに開口するためのホトエッチング工程である。開口は、図73の画面領域にはなく、画面領域の外側の周辺領域でゲート配線GL或いはデータ配線DLと透明共通電極CITとを接続するためのコンタクトホールである。
 図74は、第6のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)とを示す。保護絶縁膜PAS上に、透明導電膜の材料であるインジュウム・錫・酸化物ITOが成膜された後、ホトエッチング工程により透明共通電極CITが形成される。
 以上のように、都合6回のホトエッチング工程を経て、本実施例10の液晶表示装置の第2の透明基板SUB2の加工が終了する。
[実施例11]
 以下、本発明の実施例11の液晶表示装置について、図75~87を用いて説明する。
 図75は1画素の詳細な平面図、図76は図75の3-3’切断線における断面図、図77は図75の4-4’切断線における断面図を示す。
 図75は、図1における薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL、データ配線DLに囲まれた1画素の領域と隣接する周囲の画素を含む領域の平面図である。平面的な配置とその機能を示す。ゲート配線GLは低抵抗の金属層で形成され、図1の走査配線駆動回路に接続され走査電圧が印加される。一方、データ配線DLも低抵抗の金属層により形成され、映像信号電圧が印加される。ゲート配線GLにゲートオンとなる走査電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層SEMが低抵抗となり、データ配線DLの映像信号電圧が低抵抗の金属層で形成されたソース電極SMに伝わり、更にこれとコンタクトホールを介して接続された透明画素電極PIT(ITO2)に伝わる。ここで透明画素電極PITに用いられる透明電極材料は、透明画素電極PITのみならず、液晶表示パネルの外部装置との接続に使用される端子部にも用いられるため、その透明電極材料をITO2と称する。
 液晶層LCに印加されるもう一方の電圧、共通電圧は、図1の共通電極駆動回路から共通電極金属配線MSLを経て第1の透明共通電極CT1(ITO1)に印加される。第1の透明共通電極CT1(ITO1)は第1の透明電極材料ITO1で構成されている。透明画素電極PIT(ITO2)と第1の透明電極CT1(ITO1)は絶縁膜を介して積層されている。さらに、第1の透明共通電極CT1(ITO1)は1画素分の画素領域内でスリットが形成されている。このスリットは、上面からは透明画素電極PITからの電界が液晶層LCを経由して第1の透明共通電極CT1(ITO1)に到達するために形成されたものであり、この電界が液晶層LCを駆動することで表示を行う。
 一方、第2の透明共通電極CT2(ITO3)には、図1に示した共通電極駆動回路に接続され、共通電圧が印加される。第2の透明共通電極CT2(ITO3)は絶縁膜を介して透明画素電極PIT(ITO2)と積層されており、保持容量STGを構成している。このように、本実施例では画素領域に、スリットを有する第1の透明共通電極CT(ITO1)、透明画素電極PIT(ITO2)、第2の透明共通電極CT2(ITO3)が形成されている。上記3つの透明電極材料層ITO1、ITO2、及びITO3はその製造工程において異なる工程で成膜加工されている。
 なお、第1の透明共通電極CT1(ITO1)は上記本発明の液晶表示装置における第2の共通電極に対応し、第2の透明共通電極CT2(ITO3)は上記本発明の液晶表示装置における第1の共通電極に対応する。
 図76は、図75の3-3’切断線に沿った断面図である。断面構造における構成要素及びその機能、使用材料を示す。
 ゲート配線GLの上部には、ゲート絶縁膜GSNが形成されている。
 ゲート配線GL上には半導体層SEMで島状に加工され配置されている。
 半導体層SEMへの映像信号電圧の印加のために、データ配線DL及びソース電極SMが形成される。
 データ配線DL及びソース電極SM上には保護絶縁膜PASが形成される。
 保護膜PAS上には層間絶縁膜ORGが形成されている。層間絶縁膜ORGはアクリルを主成分とする感光性の有機材料が用いられる。有機材料は比誘電率が4以下であり、シリコンナイトライドの6.7に比べて低い。また製法上、シリコンナイトライドに比べて厚く成膜することができる。本実施例ではその厚さは1.5μmから3μmに設定している。この比誘電率の低さと大きな厚さにより、第2の透明共通電極CT2(ITO3)とデータ配線DLあるいはゲート配線GLとの間の容量で構成される配線容量を大幅に低減することができる。そのため、抵抗が比較的高い透明導電膜材料ITO3を用いた第2の透明共通電極CT2の配線遅延も当然低減できる。また、第2の透明共通電極CT2(ITO3)には低抵抗の金属配線を形成、接続しなくても、かなりの大きなサイズの液晶表示装置を構成することができる。
 なお、保護膜PASと層間絶縁膜ORGの組は、上記本発明の液晶表示装置における第3の絶縁膜に対応し、層間絶縁膜ORGは上記本発明の液晶表示装置における有機絶縁膜に対応する。
 この第2の透明共通電極CT2は、第2の絶縁膜SNG2(SIN2)を介して形成されている透明画素電極PIT(ITO2)との間で、画素内に保持容量STGを構成している。この保持容量STGは、薄膜トランジスタTFTのオン状態で印加された映像信号電圧の保持動作期間内での減衰を防止することができる。
 なお、第2の絶縁膜SNG2(SIN2)は、上記本発明の液晶表示装置における第1の絶縁膜に対応する。
 透明画素電極PIT(ITO2)は、保護膜PAS、層間絶縁膜ORG、第2の絶縁膜SNG2に開けられたコンタクトホールを介してソース電極SMと電気的に接続される。透明画素電極PITはマトリクス状に配列されたゲート配線GLとデータ配線DLに区切られた1画素領域内に閉じた平面パターンを有する。透明画素電極PITへの映像信号電圧の供給は、ゲート配線GLにゲートオンとなる走査電圧が印加された時に、半導体層SEMが低抵抗になり、データ配線DLからソース電極SMを経て透明画素電極PITに映像信号電圧が伝わる。透明画素電極PITに印加された映像電圧信号と、第1の透明共通電極CT1及び第2の透明共通電極CT2に印加された共通電圧との間の電位差により、各画素領域は充電される。
 なお、第1の絶縁膜SNG1(SIN1)は、上記本発明の液晶表示装置における第2の絶縁膜に対応する。
 透明画素電極PIT上部には、保護膜PASを介して第1の透明共通電極CT1(ITO1)が形成されている。一般的には、第1の透明共通電極CT1と透明画素電極PITの積層で構成される容量で保持特性を保つが、本実施例では、透明画素電極PITと第2の透明共通電極CT2の間で保持容量を大きく設定できるので、さらに良好の保持特性を保つことができ、画質の優れた液晶表示装置を提供できる。
 図77は、図75の4-4’切断線における断面図である。本図はデータ配線DLを境界とする3つの画素の断面図である。中心にある画素は縦ストライプのカラーフィルタCFの配置において緑のカラーフィルタCF(G)に対応している。左右は赤のカラーフィルタCF(R)、青のカラーフィルタCF(B)に対応している。データ配線DLのある画素間の境界には液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1内側の面にブラックマトリクスBMが形成されている。
 図77の断面は、ブラックマトリクスBMあるいはデータ配線DLの画素の遮光領域と、光が透過する開口領域とに2分されている。まず開口領域の構造と動作について示す。
 開口領域では、透明画素電極PIT(ITO2)と第1の透明共通電極CT1の間に映像信号電圧と共通電圧がそれぞれ印加され、これらの電極間に発生した電界が液晶層LCに加わり、その電界強度により液晶層LCの楕円偏光強度が変わることで透過率を制御して階調表示を行う。本液晶表示装置はインプレーンスイッチイング(IPS)方式の液晶表示装置であるので、最大電圧差が印加された時に液晶表示装置の透過率が最大になり、白表示となるように設定される。透明画素電極PITと第1の透明共通電極CT1の電位差が小さくなると透過率が低下し、黒表示に向かう。最大電圧を印加した場合の最大透過率を単純に透過率と表現する場合もある。
 液晶層LCは有機材料の液晶分子LCMが充填されている。第1の透明基板SUB1の内側表面に形成された配向膜AL1と、第2の透明基板SUB2の内側表面に形成された配向膜AL2の表面には、配向処理で液晶分子LCMの長軸が固定される。複数のスリットを有する第1の透明共通電極CT1は、その電極幅はLで間隔はSとなっている。間隔Sであるスリット部からは、保護膜PASを介してその下部に透明画素電極PITがあるので、2つの電極間の電位差が大きくなると、液晶層LCに折り返すような電界による電気力線が形成される。第1の透明共通電極CT1の電極幅Lとスリットの間隔Sの境界が最大電界領域となる。従って、この境界部で液晶分子LCMの回転が大きくなり透過率が高くなる。逆に、電極幅Lや間隔Sの中央付近は、電界が弱く、液晶分子LCMの回転が小さくなり、透過率が低くなる。すなわち、画素領域は図77の断面図の横方向に透過率分布を持つことになる。このため、第1の透明共通電極CT1の幅Lやスリット幅Sを大きくすると、電極幅Lやスリット幅Sの中央付近の電界が弱くなり透過率が低下する。そのため第1の透明共通電極の電極幅Lとスリットの間隔Sは、液晶層LCの厚みも考慮して、その幅を細く設定する必要がある。
 明るく、消費電力の低い液晶表示装置を実現するためには、まず画素の境界のドレイン配線DLの遮光領域であるブラックマトリクスBMの幅あるいはデータ配線DLの幅を狭くすることが必要である。これにより、開口率を上げることができる。さらに、液晶層LCの駆動領域を拡大するために、透明画素電極幅PITをこの遮光領域へ向けて大きく広げることが必要である。すなわち、透明画素電極PITと隣り合うデータ配線DLの間隔Ldsを狭くする必要がある。さらに、1画素内の横方向の透過率分布においては、第1の透明共通電極CT1の電極幅Lとスリットの間隔Sの境界部の透過率が最大になり、電極幅Lとスリットの間隔Sの中央付近での透過率が低い点も考慮する必要がある。
 図78は、図77の開口領域の透過率分布の計算結果を示す。第1の透明共通電極CT1の電極幅Lとスリットの間隔Sは、本実施例においては、図面中に記載している4μmと6μmである。
 透過率は断面構造の横方向において周期的に増減している。透過率は相対値である。最大透過率は第1の透明共通電極CT1の電極端部で、第1の透明共通電極CT1から液晶層LCを経て透明画素電極PITに至る電界EFが最大となる部分である。この部分は液晶層LC中の液晶分子の回転角が最大となる領域であり、透過率が最大となる。透過率が低下するのは電界EFが弱くなる第1の透明共通電極CT1の電極幅Lの中央付近とスリットの間隔Sの中央付近である。スリットの間隔Sの中央付近の透過率が最低であるのは、電界EFの強さが低いためである。
 したがって、透過率を向上するためには、電界EFの強い領域を密にすることであるが、そのためには、上下の電極間で電界を形成できる範囲で、第1の透明共通電極CT1の電極幅Lと間隔Sをいずれも可能な限り細く設定すればよいことになる。また、図78に示した相対透過率が50%以上を常に保つようにするには、電極幅Lと間隔Sができるだけ等しくなるように、第1の透明共通電極CT1が形成されるべきである。
 また、この関係は、画素領域の開口率に最も大きな影響を与えるブラックマトリクスBMやデータ配線DL周辺の遮光領域においても、同様に留意する必要がある。
 次に、ブラックマトリクスBMあるいはデータ配線DLの画素の遮光領域の構造について説明する。図79及び図80は、図77の点線枠内の隣り合う画素間の境界部分の詳細を示した断面図である。
 開口率や透過率を改善するには、液晶表示装置の表示性能への他の悪化要因を増やさない範囲で、図79及び図80に示した遮光領域の各電極等の寸法を設定していく必要がある。
 表示性能悪化の要因としては、データ配線またはゲート配線から発生する電界が表示領域に漏えいする配線電界の影響や、これら配線電界による各配線と画素電極間の容量結合の増大、また、画素電極から隣接する画素領域へ漏洩する画素電極電界の影響や、これら画素電極電界による隣り合う画素電極間の容量結合の増大など、がある。
 上記配線電界については、本実施例では、図79及び図80に示されるように、データ配線DLの上に、保護膜PASと層間絶縁膜ORGを介して表示領域の全面に重畳する第2の透明共通電極CT2が対策となる。データ配線DLからの電界は、かなりの厚みのある保護膜PASおよび層間絶縁膜ORGの層と、その上に形成される第2の透明共通電極CT2によってシールドされ、液晶層LCへ到達することはなくなる。また、データ配線DLと透明画素電極PIT間で容量結合が発生することも当然無くすことができる。これは、ゲート配線GLも同様である。
 次に、上記画素電極電界の対策について説明する。開口率を上げるためには、各画素領域内の画素電極PITの面積をできるだけ大きくし、その隣り合う画素間の透明画素電極間の距離Psを狭くすることが好ましい。一方、この隣り合う画素電極間の距離Psを狭くすると、隣り合う画素電極間で容量結合が増加する。
 本実施例では、隣り合う透明画素電極PIT間の境界において距離Psの上部に第1の透明共通電極CT1を配置し、下部に第2の透明共通電極CT2を配置する構造になっている。透明画素電極PITの上下に配置される第1の絶縁膜SNG1及び第2の絶縁膜SNG2の厚さは、距離Psより小さく(薄く)設定される。そのために、透明画素電極PITから発生する電界EFは、隣接した透明画素電極よりも近い位置にいる第1の透明共通電極CT1と第2の透明共通電極CT2に向かい、隣接した透明画素電極に向かう量は低減する。このため隣り合う画素電極間の容量結合は発生し難い環境となり、その距離Psを小さくできるため、各画素領域内の画素電極PITの面積をできるだけ大きくでき、開口率向上に貢献できる。
 また、隣接した透明画素電極の間に重畳する位置に第1の透明共通電極CT1が配置されているため、透明画素電極PITからの電界をシールドし、隣接する画素領域の液晶層LCに電界が漏洩することを防止できる。
 更に透過率を上げるためには、上述のように、第1の透明共通電極CT1とブラックマトリクスBM、データ配線DLの大きさの関係も重要である。
 図79(a)は、遮光領域のブラックマトリクスBMがデータ配線DLよりもその幅が広い場合である(すなわち、ブラックマトリクスBMが遮光部である場合)。これはデータ配線DLの配線遅延が課題となりにくい画面サイズが小型の高精細液晶表示に好適な構成例である。
 ブラックマトリクスBMより幅の広い第1の透明共通電極CT1のはみ出した寸法Ls(すなわち、第1の透明共通電極CT1のスリットの縁と、ブラックマトリクスBMの縁との平面視における距離)は、ここでは図示しない開口部の第1の透明共通電極CT1のスリット間隔Sの半分より小さく設定される。すなわち、画素の開口部は、ブラックマトリクスBMの縁ぎりぎりまで、透過率を高い値で維持できる。このため、本構成では、単純に開口率が高いだけでなく、透過率が高いことにより、明るく低消費電力な液晶表示装置を提供できる。
 図79(b)は、同様の断面構成において、ブラックマトリクスBMの幅よりデータ配線DLの幅が広い場合である(すなわち、データ配線DLが遮光部の機能を持つ場合)。この場合、データ配線DLから第1の透明共通電極CT1がはみ出した幅Ls(すなわち、第1の透明共通電極CT1のスリットの縁と、データ配線DLの縁との平面視における距離)は、ここでは図示しない開口部の第1の透明共通電極CT1のスリット幅Sの半分より小さく設定される。これにより、画素の開口部は、データ配線DLの縁ぎりぎりまで、透過率を高い値で維持でき、開口部の透過率を最大化することができる。
 図80は、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1の間隔が、ブラックマトリクスBMまたはデータ配線DLの幅より狭い場合の設定である。
 図80の実施例では、第1の透明共通電極CT1の電極端部が、ブラックマトリクスBMあるいはデータ配線DLによる遮光領域内部にあるので、開口部では透過率は効率が良くなっている。
 図80(a)は、図79(a)と同様に、ブラックマトリクスBM>データ配線DLの関係であり、ブラックマトリクスBMが遮光膜の機能を持つ構成例である。この図において、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1の間隔が、ブラックマトリクスBMより狭く設定される。
 この構成例では、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1の端部と透明画素電極PITの重なり部は、図79(a)の構成例に比べると、面積が小さくなる。そのため、第1の透明共通電極CT1の端部と透明画素電極PITの間の保持容量は形成しづらくなるが、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1の端部と透明画素電極PITの距離(第1の絶縁膜SNG1の厚み)は、隣接する画素電極PIT間の距離Psよりも小さいため、隣り合う透明画素電極PIT間の容量結合を低減する効果は十分に有する。
 尚且つ、開口部のブラックマトリクスBMの縁には、第1の透明共通電極CT1のスリットが位置づけられるようになるため、開口部の透過率の高い液晶表示装置を提供できる。
 図80(b)は、図79(b)と同様に、ブラックマトリクスBM<データ配線DLの関係であり、データ配線DLが遮光膜の機能を持つ構成例である。この図において、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1の幅は、隣り合う透明画素電極PIT間の距離Psより狭く設定される。
 この構成例では、第1の透明共通電極CT1と透明画素電極PITは直接重なってはいない。そのため、第1の透明共通電極CT1の端部と透明画素電極PITの間の保持容量は図80(a)の例よりも、さらに形成しづらくなるが、データ配線DL上の第1の透明共通電極CT1の端部と透明画素電極PITの距離(第1の絶縁膜SNG1の厚み)は、隣接する画素電極PIT間の距離Psよりも十分小さいため、第1の透明共通電極CT1の端部と透明画素電極PITの間の距離は、隣接する画素電極PIT間の距離Psよりも小さくできるため、隣り合う透明画素電極PIT間の容量結合を低減する効果は、本構成例でも十分に有する。
 尚且つ、開口部のデータ配線DLの縁には、第1の透明共通電極CT1のスリットが位置づけられるようになるため、開口部の透過率の高い液晶表示装置を提供できる。
 図81から図87は、本実施例における第2の透明基板SUB2上に形成された薄膜トランジスタTFTや配線領域、開口部の製造工程を示す。製造工程は1画素の平面図及その平面図のb-b’切断線の断面図を示す。各図は上記TFT工程における写真加工工程毎に記載している。
 図81は、第2の透明基板SUB2上の第1ホト工程の終了後の1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)を示す。隣り合うゲート配線GLは第1の基板上にスパッタにより成膜され、第1のホト工程でパターン化される。
 図82は、第2のホト工程が終了した時点での1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)を示す。ゲート配線GL上にCVDよりゲート絶縁膜GSN、半導体層SEMを積層する。さらにその上部に金属配線をスパッタで成膜する。金属配線の材料はゲート配線GLの材料と同様である。
 上記CVD膜とスパッタ膜の上部よりホトレジストを形成し、これをハーフトーンホトマスクを用いて露光することで、データ配線DLとソース電極SMの領域、半導体層SEMの領域を形成することができる。
 図83は、第3のホト工程が終了した時点での1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)である。データ配線DL及びソース電極SM上にCVDにより保護膜PASを形成、さらに感光性アクリルである層間絶縁膜ORGを塗布する。保護膜PASはシリコンナイトライドで厚さは200から400nmである。感光性アクリルの材料はそれ自身でホト工程でのレジストとして使用できるので、これにホトマスクでソース電極SM上に開口部を現像処理により形成する。この層間絶縁膜ORG自身をホトマスクとして保護膜PASをドライエッチ加工し、ソース電極SMの表面まで貫通するコンタクトホールを形成する。
 図84は、第4のホト工程終了後の1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)である。第3の透明電極材料ITO3を成膜し、ホトエッチング工程を経て、第2の透明共通電極CT2を形成する。
 図85は、第5のホトエッチング工程終了後の1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)である。第2の透明共通電極CT2上に第2の絶縁膜SNG2をCVDで形成する。
 図86は、第6のホトエッチング工程終了後の1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)である。第2の層間絶縁膜SNG2にITO2を成膜し、これをホトエッチングして透明画素電極PITを加工する。この透明画素電極PITは1つの画素内で平面的に加工され、ソース電極SMと接続される。
 図87は、第7及び第8のホトエッチング工程終了後の1画素の平面図(a)と切断線b-b’の断面図(b)である。透明画素電極PIT上に第1の絶縁膜SNG1を成膜する。これを端子取り出しのための開口部を画素領域の端子部で開口する(図示なし)。これが第7のホト工程である。その後で、ITO1を成膜、ホトエッチングして第1の透明共通電極CT1を形成する。
 以上のように、都合8回のホトエッチング工程を経て本実施例の液晶表示装置の第1の基板SUB1の加工が終了する。
[実施例12]
 以下、本発明の実施例12の液晶表示装置について、図88、89を用いて説明する。
 以下、上記実施例11と重複する構成については、同番号を付すことで詳細な説明を省略する。実施例12において主に上記実施例11と異なる点は、保持容量金属配線MSLを備える点である。この保持容量金属配線MSLは、上記本発明の液晶表示装置におけるコモン線に対応する。
 保持容量金属配線MSLは、第2の透明共通電極CT2(ITO3)の配線遅延を低減するために、第2の透明共通電極CT2(ITO3)上に低抵抗の金属によって形成される。また、保持容量金属配線MSLは、画素領域の開口率を低下させないように、データ配線DLと平面視において重複するように配置されている。こうした低抵抗化により大画面の液晶表示装置においても輝度が高く、消費電力が小さい液晶表示装置を実現することが可能である。
[実施例13]
 以下、本発明の実施例13の液晶表示装置について、図90~99を用いて説明する。図90は1つの画素領域の詳細な平面図を示し、図91は図90の3-3’切断線における断面図を示し、図92は図90の4-4’切断線における断面図を示す。
 図90は、図1における薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。構造を理解しやすくするため、図90(a)ではほぼ全層のパターンを示す一方で、図90(b)では、各透明電極のパターンと、ブラックマトリクスBMの開口の投影位置(破線)のみを示している。ブラックマトリクスBMの開口の内側部分が光透過領域であり、開口の外側部分が遮光領域である。
 図90(a)における各構成の配置及びその機能について説明する。ゲート配線GLは低抵抗の金属層で形成され、図1の走査配線駆動回路に接続され、走査電圧を印加される。一方、データ配線DLも低抵抗の金属層により形成され、映像データ電圧を印加される。ゲート配線GLにゲートオン電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層SEMが低抵抗となり、データ配線DLの電圧が低抵抗の金属層で形成されたソース電極SMに伝わり、これとコンタクトホールを介して接続された透明画素電極PITに伝わる。
 液晶層に印加されるもう一方の電圧である共通電圧は、図1の共通駆動電極駆動回路から透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITに印加される。透明保持容量電極MITの上方には、絶縁膜を介して透明画素電極PITが積層されている。さらに、透明画素電極PITの上方には、絶縁膜を介して透明共通電極CITが積層されており、透明共通電極CITには複数のスリットが形成されている。透明画素電極PITからの電界は、その上方に配置された透明共通電極CITのスリットを通じて液晶層内まで至り、液晶層内で折り返されて、最終的に透明共通電極CITに至る。これにより、液晶層内に横電界が印加される。
 また、透明保持容量電極MITにも、図1の共通電極駆動回路が接続され、共通電圧が印加される。透明保持容量電極MITは、透明画素電極PITの下方に絶縁膜を介して配置されており、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITとの間には保持容量STGが構成されている。このように、本実施例では画素領域に、スリットを有する透明共通電極CIT、透明画素電極PIT、透明保持容量電極MITが形成されている。これら3つの透明導電膜は、異なる工程で成膜加工されている。透明画素電極PITは、絶縁膜に形成されたコンタクトホールCONTを通じてソース電極SMに接続され、各々の画素領域に独立して配置される。一方、透明保持容量電極MIT及び透明共通電極CITは、複数の画素領域に跨るように画面領域の全体に亘ってネットワーク状に連結されている。
 本実施例では、1つの画素領域における透明共通電極CIT、透明保持容量電極MIT及び透明画素電極PITの平面パターンに主な特徴があるので、この関係について図90(a)と図90(b)とを比較しながら説明する。
 図90(b)における最上層のパターンは、透明共通電極CITである。透明共通電極CITは、データ配線DLと平行に延びる複数の帯状部C1を備えており、これら帯状部C1の間に複数のスリットCSが形成されている。本実施例では、スリットCSの長手方向とはデータ配線DLの延伸方向であり、スリットCSの幅方向とはゲート線GLの延伸方向である。
 平面視において、透明共通電極CITの各々のスリットCSの内側には透明画素電極PITが見えている。これらのスリットCSのうち、データ配線DLの上方に位置するスリットCSは、他のスリットCSよりも幅広に形成されており、その内側には、スリットCSの長手方向と平行な透明画素電極PITの外縁P1が含まれている。
 具体的には、データ配線DLの上方に位置するスリットCSの内側には、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSと、が含まれている。言い換えると、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明共通電極CITによって覆われていない、すなわち平面視において透明共通電極CITと重複していない。
 また、データ配線DLの上方に位置するスリットCSの長手方向に延びる一対の縁C1sは、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの、スリットCSの幅方向と平行な透明画素電極PITの外縁P2とそれぞれ平面視において交差する。
 また、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明画素電極PITの下方に配置される透明保持容量電極MITと平面視において重複している。また、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明保持容量電極MITの下方に配置されるデータ配線DLとも平面視において重複している。
 また、透明共通電極CITは、ゲート配線GLの上方で複数の帯状部C1をスリットCSの幅方向に連結する複数の連結部C2を備えている。これらの連結部C2は、ブラックマトリクスBMによって遮光される領域に配置されている。このため、ブラックマトリクスBMの開口の内側では、透明共通電極CITの帯状部C1が主として液晶を駆動する電極となる。
 透明画素電極PITは、各々の画素領域に独立して設けられる平面パターンである。絶縁膜に形成されたコンタクトホールCONTを通じて透明画素電極PITとソース電極SMとは互いに接続されている。また、隣り合う透明画素電極PITの外縁P1,P2は、データ配線DLとゲート配線GLのそれぞれを境として分離されている。
 透明画素電極PITの下方には、絶縁膜を介して透明保持容量電極MITが配置されている。透明保持容量電極MITは、面内に広がった面状に形成されており、各々の画素領域に対応して開口MAが形成されている。図90では、開口MAの縁が表されている。開口MAは、スリットCSの長手方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの間の領域と重複するように形成されている。開口MAの内側には、コンタクトホールCONTが形成される。透明保持容量電極MITは、ゲート配線GL及びデータ配線DLの上方に絶縁膜を介して配置されており、ゲート配線GL及びデータ配線DLを被覆している。これにより、液晶層LC中にゲート配線GLやデータ配線DLからの電界ノイズが侵入しない構成となっている。
 IPS表示の液晶表示装置においては、データ配線DLやゲート配線GLを、絶縁膜を介して、共通電圧が印加された透明電極で被覆することで、開口率の向上を図ることが知られている。このような方式においては、最上層の透明共通電極CITは、データ配線DLの上方を覆うように、データ線DLが延びる方向に延び、幅広く形成されている。この場合、データ配線DLを被覆する透明共通電極CITの幅は、TFT工程における位置合わせのマージンを取るために、データ配線DLよりかなり幅広く設定される。透明共通電極CITの幅を広くすると、その部分は例え電極が透明であっても横方向の電界が加わらず、表示における透過には貢献しない。すなわち、表示の開口率向上が得られない。
 本実施例の図90においては、左右方向に並ぶ透明画素電極PITの間隔は小さく設定されており、しかも、その隙間部分の下方には透明保持容量電極MITが配置されている。この場合、透明保持容量電極MITがデータ配線DLのシールドの役目を果たすので、データ配線DL上のブラックマトリクスBMを細く設定でき、開口率を大きくできる。すなわち、データ配線DLの上方に透明保持容量電極MITを配置し、透明共通電極CITを配置しないことで、開口率の向上を実現している。
 図90において、水平方向に延びるゲート配線GLの上方にも、その大部分に透明保持容量電極MITが配置されている。また、透明共通電極CITは、複数の画素領域に渡ってデータ配線DLが延びる垂直方向に延びる複数の細長い帯状部を有し、さらに、ゲート配線GLを被覆するブラックマトリクスBMの垂直方向のほぼ中央付近に水平方向に延びて帯状部同士を連結する連結部を有しており、網の目状の平面パターンとなっている。これによると、垂直方向に延びる帯状部が断線した場合でも共通電圧の供給が途絶えないという効果と、透明共通電極CITの配線抵抗を低減する効果とがある。さらに、このゲート配線GLの上方の、ブラックマトリクスBMで遮光された領域では、垂直方向に延びる透明共通電極CITのスリットの一対の縁は、透明画素電極PITの外縁とほぼ垂直に交差している。
 図91は、図90の3-3’切断線に沿った断面図である。
 図90における平面構成と同様に、1画素領域内では液晶層LCをコンデンサと見立てた場合の一方の透明画素電極PITと他方の透明共通電極CITとの間に駆動電圧が印加される。透明保持容量電極MITにも透明共通電極CITと同じ共通電圧が印加される。まず、金属層で形成されたゲート配線GLにオン電圧が印加される。
 ゲート配線GLの上方にはゲート絶縁膜GSNが配置されている。ゲート配線GL上には、半導体層SEMが島状に加工されて配置されている。
 半導体層SEM上には、データ配線DL及びソース電極SMが形成される。データ配線DL及びソース電極SMは、同一工程で形成された低抵抗の金属材料からなる。
 データ配線DL及びソース電極SM上には保護絶縁膜PASが形成される。保護膜PAS上には層間絶縁膜ORGが形成されている。層間絶縁膜ORGとしては、アクリルを主成分とする感光性の有機材料が用いられる。
 なお、保護膜PASと層間絶縁膜ORGの組は上記本発明の液晶表示装置における第3の絶縁膜に対応し、層間絶縁膜ORGは上記本発明の液晶表示装置における有機絶縁膜に対応する。
 透明保持容量電極MITと透明画素電極PITとは、絶縁膜SNGを挟み、画素領域内で保持容量STGを構成している。この保持容量STGは、薄膜トランジスタTFTのオン状態で蓄えられた電荷による映像電圧が保持動作期間に減衰することを防止することができる。なお、透明保持容量電極MITは、上記本発明の液晶表示装置における第1の共通電極に対応し、絶縁膜SNGは、上記本発明の液晶表示装置における第1の絶縁膜に対応する。
 透明画素電極PITは、保護膜PAS、層間絶縁膜ORG及び絶縁膜SNGに開けられたコンタクトホールCONTを介してソース電極SMと電気的に接続される。
 透明画素電極PITの上方には、上層絶縁膜UPASを介して透明共通電極CITが配置されている。
 透明画素電極PITには、ゲート配線GLにオン電圧が印加された時に、映像データ電圧がデータ配線DL、半導体層SEM、ソース電極SMを経て伝えられる。この映像データ電圧は、透明画素電極PITと、共通電位を持つ透明共通電極CITと透明保持容量電極MITとの間の容量に充電される。ゲート配線GLにオフ電圧が印加された場合、それ以降は保持期間となり、半導体層SEMは高抵抗になるため、充電された電荷(電圧)は基本的に保持される。ただし、半導体層SEMの抵抗や液晶層LCの抵抗による漏洩により、画素電極PITの電圧が変動することがある。
 一般的には、透明共通電極CITと透明画素電極PITの積層で構成される容量で保持特性が得られるが、本実施例では、透明画素電極PITと透明保持容量電極MITの間の容量もあり、全体の容量を大きく設定できるため、保持特性を良好に保つことができ、画質の優れた液晶表示装置を提供できる。
 図92は、図90の4-4’切断線における断面図である。本図は、データ配線DLを境界とする3つの画素の断面図である。中央にある画素は、縦ストライプ状に配置されたカラーフィルタCFにおける緑のカラーフィルタCF(G)に対応している。その左右にある画素は、赤のカラーフィルタCF(R)、青のカラーフィルタCF(B)に対応している。データ配線DLが位置する画素領域の境界には、液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1の内側の面にブラックマトリクスBMが形成されている。
 図92の断面は、光が透過しないブラックマトリクスBM或いはデータ配線DLが位置する画素境界領域と、光が透過する開口領域と、に面内方向に2分されている。まず、開口領域の構造と動作について説明する。
 データ配線DLの上方に位置する、隣り合う透明画素電極PITの隙間の下方では、透明保持容量電極MITがデータ配線DLの上方を広く覆うように配置されている。従って、データ配線DLから発生する電界ノイズはこの透明保持容量電極MITによりシールドされ、液晶層LCへの電界ノイズが遮蔽される。また、ブラックマトリクスBMとデータ配線DLとの間には、透明共通電極CITが配置されていない。一般的に、こうした透明保持容量電極MITが配置されず、共通電極が最上層にのみ配置される液晶表示装置では、共通電極は、隣り合う透明画素電極の隙間を幅広く蓋をするように配置される。その場合は、共通電極の幅が広いので、駆動用の電界が弱くなり、例え透明電極材料を用いても透過率が低下する、或いはブラックマトリクスBMの幅が太くなって開口率が低下すると言う問題がある。本実施例においては、隣り合う透明画素電極PITの隙間の上方に透明共通電極CITが無くても、データ配線DLが透明保持容量電極MITによりシールドされているので、開口率を大きくすることができる。
 図93~図99は、本実施例における第1の基板SUB1上に形成された薄膜トランジスタTFTを含む積層体の製造工程を示す。各図は、1画素領域の平面図及その平面図中のb-b’切断線の断面図を含んでいる。各図は、写真加工工程(ホト工程)毎に記載している。
 図93は、第1のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。ゲート配線GLは、第1の透明基板SUB1上にスパッタにより成膜された後、第1のホト工程でパターン化される。
 図94は、第2のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。ゲート配線GL上にCVDよりシリコンナイトライドのゲート絶縁膜GSN、アモルファスシリコンの半導体層SEMが積層される。さらにその上に、モリブデンMoと銅Cuの積層膜がスパッタで成膜される。
 ゲート絶縁膜GSN、半導体層SEM、及びドレイン配線DL・ソース電極SMの厚さは、それぞれおおよそ400nm、200nm、300nmである。上記CVD及びスパッタにより積層膜が形成された後、当該積層膜上にホトレジストが形成され、これがハーフトーンホトマスクを用いて露光されることで、データ配線DL及びソース電極SMの領域と、半導体層SEMの領域とが形成される。
 図95は、第3のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。データ配線DL及びソース電極SM上にはCVDにより保護膜PASが形成され、さらに感光性アクリルである層間絶縁膜ORGが塗布される。保護膜PASはシリコンナイトライドからなり、その厚さは100nm~400nmである。感光性アクリルの材料は、それ自身をホト工程でのレジストとして使用できるので、ホトマスクを利用した現像処理によりソース電極SM上に開口OCONTが形成される。
 図96は、第4のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明電極材料であるインジウム・錫・酸化物の成膜後、ホトエッチング工程を経て、透明保持容量電極MITが形成される。
 図97は、第5のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明共通保持容量電極MIT上に絶縁膜SNGがCVDで形成される。絶縁膜SNGはシリコンナイトライドからなり、その厚さは200nm~600nmである。ホトエッチング工程を経て、層間絶縁膜ORGの開口OCONTの内側に、層間絶縁膜SNGと保護膜PASとを貫通するコンタクトホールPCONTが形成される。
 図98は、第6のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。絶縁膜SNG上に透明導電膜の材料となるインジュウム・錫・酸化物が成膜された後、ホトエッチング工程により透明画素電極PITが加工される。この透明画素電極PITは、各々の画素領域内で加工され、ソース電極SMと接続される。
 図99は、第7及び第8のホト工程が終了した時点での1画素領域の平面図(a)と切断線b-b’の断面図とを示す。透明画素電極PIT上には上層絶縁膜UPASが成膜される。この上層絶縁膜UPASには、端子取り出しのための開口が画面領域DIAの端子部で形成される(図示なし)。これが第7のホト工程である。その後、透明導電膜の材料であるインジュウム・錫・酸化物が成膜され、ホトエッチング工程により透明共通電極CITが形成される。
 以上のように、都合8回のホトエッチング工程を経て、本実施例に係る液晶表示装置の第1の基板SUB1の加工が終了する。
[実施例14]
 以下、本発明の実施例14の液晶表示装置について、図100~101を用いて説明する。
 図100は1つの画素領域の詳細な平面図を示し、図101は図100の14-14’切断線における断面図を示す。
 図100(a)は薄膜トランジスタTFT、ゲート配線GL及びデータ配線DLに囲まれた1つの画素領域と、これに隣接する周囲の画素領域の一部と、を示す平面図である。構造を理解しやすくするため、図100(a)ではほぼ全層のパターンを示す一方で、図100(b)では、各透明電極のパターンと、ブラックマトリクスBMの開口の投影位置(破線)のみを示している。
 カラーフィルタCFの配列は、上記実施例13ではデータ配線DLを境に赤と緑及び青の色層が切り替わる縦ストライプ方式であったが、本実施例ではゲート配線GLを境に赤と緑及び青の色層が切り替わる横ストライプカラーフィルタ方式である。従って、上記実施例13においては隣り合うデータ配線DLの間隔の3倍程度が隣り合うゲート配線GLの間隔であるのに対し、本実施例においては隣り合うゲート配線GLの間隔の3倍程度が隣り合うデータ配線DLの間隔となっている。
 図100(a)における各構成の配置とその機能について説明する。ゲート配線GL及びデータ配線DLの機能と、これらへの電圧供給方式は、上記実施例13と同じである。さらに、液晶層LCを駆動する透明画素電極PIT、透明共通電極CIT及び透明保持容量電極MITの機能も、上記実施例13と同じである。
 本実施例においても、1つの画素領域における透明共通電極CIT、透明保持容量電極MIT及び透明画素電極PITの平面パターンに主な特徴があるので、この関係について図100(a)と図100(b)とを比較しながら説明する。
 図100(b)における最上層のパターンは、透明共通電極CITである。透明共通電極CITは、ゲート配線GLと平行に延びる複数の帯状部C1を備えており、これら帯状部C1の間に複数のスリットCSが形成されている。本実施例では、スリットCSの長手方向とはゲート配線GLの延伸方向であり、スリットCSの幅方向とはデータ配線DLの延伸方向である。
 平面視において、透明共通電極CITの各々のスリットCSの内側には透明画素電極PITが見えている。これらのスリットCSのうち、ゲート配線GLの上方に位置するスリットCSは、他のスリットCSよりも幅広に形成されており、その内側には、スリットCSの長手方向と平行な透明画素電極PITの外縁P1が含まれている。
 具体的には、ゲート配線GLの上方に位置するスリットCSの内側には、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSと、が含まれている。言い換えると、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明共通電極CITによって覆われていない、すなわち平面視において透明共通電極CITと重複していない。
 また、ゲート配線GLの上方に位置するスリットCSの長手方向に延びる一対の縁C1sは、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの、スリットCSの幅方向と平行な透明画素電極PITの外縁P2とそれぞれ平面視において交差する。
 また、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明画素電極PITの下方に配置される透明保持容量電極MITと平面視において重複している。また、スリットCSの幅方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの近接する2つの外縁P1と、これら近接する2つの外縁P1の隙間PSとは、透明保持容量電極MITの下方に配置されるゲート配線GLとも平面視において重複している。
 また、透明共通電極CITは、データ配線DLの上方で複数の帯状部C1をスリットCSの幅方向に連結する複数の連結部C2を備えている。これらの連結部C2は、ブラックマトリクスBMによって遮光される領域に配置されている。このため、ブラックマトリクスBMの開口の内側では、透明共通電極CITの帯状部C1が主として液晶を駆動する電極となる。
 透明画素電極PITは、各々の画素領域に独立して配置される平面パターンである。上記実施例13と同様に、絶縁膜に形成されたコンタクトホールCONTを通じて透明画素電極PITとソース電極SMとは互いに接続されている。また、隣り合う透明画素電極PITの外縁P1,P2は、データ配線DLとゲート配線GLのそれぞれを境として分離されている。
 透明画素電極PITの下方には、絶縁膜を介して透明保持容量電極MITが配置されている。透明保持容量電極MITは、上記実施例13と同様に、面内に広がった面状に形成されており、各々の画素領域に対応して開口MAが形成されている。図100では、開口MAの縁が表されている。開口MAは、スリットCSの長手方向に隣り合う2つの透明画素電極PITの間の領域と重複するように形成されている。開口MAの内側には、コンタクトホールCONTが形成される。透明保持容量電極MITは、ゲート配線GL及びデータ配線DLの上方に絶縁膜を介して配置されており、ゲート配線GL及びデータ配線DLを被覆している。これにより、液晶層中にゲート配線GLやデータ配線DLからの電界ノイズが侵入しない構成となっている。
 本実施例の図100においては、上下方向に並ぶ透明画素電極PITの間隔は小さく設定されており、しかも、その隙間部分の下方には透明保持容量電極MITが配置されている。この場合、透明保持容量電極MITがゲート配線GLのシールドの役目を果たすので、ゲート配線GL上のブラックマトリクスBMを細く設定でき、開口率を大きくできる。すなわち、ゲート配線GLの上方に透明保持容量電極MITを配置し、透明共通電極CITを配置しないことで、開口率の向上を実現している。
 横ストライプカラーフィルタ方式では、1画素領域におけるゲート配線GLの長さはデータ配線DLの長さの3倍程度である。従って、ゲート配線GLの上方に透明保持容量電極MITを配置し、その上方に隣り合う透明画素電極PITを配置し、その上方に透明共通電極CITのスリットを配置する(すなわち、帯状部を配置しない)ことで、横ストライプカラーフィルタ方式の液晶表示装置の開口率を向上できる。
 図100において、垂直方向に延びるデータ配線DLの上方にも、その大部分に透明保持容量電極MITが配置されている。また、透明共通電極CITは、複数の画素領域に渡ってゲート配線GLが延びる垂直方向に延びる複数の細長い帯状部を有し、さらに、データ配線DLを被覆するブラックマトリクスBMの水平方向のほぼ中央付近に垂直方向に延びて帯状部同士を連結する連結部を有しており、網の目状の平面パターンとなっている。これによると、水平方向に延びる帯状部が断線した場合でも共通電圧の供給が途絶えないという効果と、透明共通電極CITの配線抵抗を低減する効果とがある。
 図101は、図100の14-14’切断線に沿った断面図である。本図は、ゲート配線GLを境界とする3つの画素の断面図である。中央にある画素は、横ストライプ状に配置されたカラーフィルタCFにおける緑のカラーフィルタCF(G)に対応している。その左右にある画素は、赤のカラーフィルタCF(R)、青のカラーフィルタCF(B)に対応している。ゲート配線GLが位置する画素領域の境界には、液晶層LCを挟んで第1の透明基板SUB1の内側の面にブラックマトリクスBMが形成されている。
 ゲート配線GLの上方に位置する、隣り合う透明画素電極PITの隙間の下方では、透明保持容量電極MITがゲート配線GLの上方を広く覆うように形成されている。従って、ゲート配線GLから発生する電界ノイズはこの透明保持容量電極MITによりシールドされ、液晶層LCへの電界ノイズが遮蔽される。また、ブラックマトリクスBMとゲート配線GLとの間には、透明共通電極CITが配置されていない。一般的に、こうした透明保持容量電極MITが配置されず、共通電極が最上層にのみ配置される液晶表示装置にでは、共通電極は、隣り合う透明画素電極の隙間を幅広く蓋をするように配置される。その場合は、共通電極の幅が広いので、駆動用の電界が弱くなり、例え透明電極材料を用いても透過率が低下する、或いはブラックマトリクスBMの幅が太くなって開口率が低下すると言う問題がある。本実施例においては、隣り合う透明画素電極PITの隙間の上方に透明共通電極CITが無くても、ゲート配線GLが透明保持容量電極MITによりシールドされているので、開口率を大きくすることができる。

Claims (50)

  1.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     を備え、
     前記スリットの長手方向に延びる一対の縁は、前記画素電極の外縁と平面視において交差し、
     前記第1の共通電極は、前記一対の縁のうち前記外縁より外側に位置する部分と、前記外縁のうち前記一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  2.  前記スリットの幅方向に延びる縁は、前記画素電極の前記外縁より外側に位置する、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記第2の共通電極は、
     前記スリットの長手方向に延び、前記スリットの幅方向に並ぶ複数の帯状部と、
     前記スリットの幅方向に延び、前記帯状部同士を繋ぐ複数の連結部と、
     を備え、
     前記複数の連結部は、前記画素電極の前記外縁より外側に位置する、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  4.  前記スリットの前記一対の縁は、前記スリットの長手方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁と平面視において交差する、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  5.  前記第1の共通電極は、前記スリットの前記一対の縁と前記近接する2つの外縁とに囲まれる領域の全部と平面視において重複する、
     請求項4に記載の液晶表示装置。
  6.  前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁は、平面視において前記スリットの内側に位置する、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  7.  前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁は、平面視において前記第2の共通電極と重複しない、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  8.  前記第1の共通電極に開口が形成され、
     前記スリットの前記一対の縁は、前記開口の縁と平面視において交差する、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  9.  前記画素領域は、前記第1の共通電極と前記第1の基板との間に配置される第3の絶縁膜を備え、
     前記データ線と前記薄膜トランジスタとは、前記第3の絶縁膜の前記第1の基板側に配置される、
     請求項1に記載の液晶表示装置。
  10.  前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも誘電率が低い有機材料からなる有機絶縁膜を含む、
     請求項9に記載の液晶表示装置。
  11.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、前記データ線に沿って延びる複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     を備え、
     前記スリットの前記データ線に沿って延びる一対の縁は、前記画素電極の前記ゲート線に沿って延びる外縁と平面視において交差し、
     前記第1の共通電極は、前記一対の縁のうち前記外縁より外側に位置する部分と、前記外縁のうち前記一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  12.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、前記ゲート線に沿って延びる複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     を備え、
     前記スリットの前記ゲート線に沿って延びる一対の縁は、前記画素電極の前記データ線に沿って延びる外縁と平面視において交差し、
     前記第1の共通電極は、前記一対の縁のうち前記外縁より外側に位置する部分と、前記外縁のうち前記一対の縁の間に位置する部分と、平面視において重複する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  13.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記データ線及び前記画素電極の前記第1の基板側に配置される第1の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記データ線及び前記画素電極の前記液晶層側に配置される第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置される、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     を備え、
     前記第1の共通電極と前記第2の共通電極と、が前記データ線と前記画素電極との隙間と平面視において重複する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  14.  前記第1の共通電極の縁が、前記データ線と前記画素電極との隙間と平面視において重複する、
     請求項13に記載の液晶表示装置。
  15.  前記データ線と、前記第2の基板に配置され、前記データ線に対応するブラックマトリックスとのうち、幅が大きい方を遮光部とするとき、前記第2の共通電極の前記スリットの縁が平面視において前記遮光部の外側に位置するとともに前記画素電極と重複し、
     前記第2の共通電極の前記スリットの縁と、前記遮光部の縁との平面視における距離が、前記第2の共通電極の前記スリットの幅の半分よりも小さい、
     請求項13に記載の液晶表示装置。
  16.  平面視において、前記第1の共通電極の前記スリットの縁と、前記画素電極の縁との間に隙間が形成されるとともに、前記隙間に前記第1の共通電極が重複する、
     請求項13に記載の液晶表示装置。
  17.  一対の前記ゲート線の間に、前記データ線の長手方向に隣り合う一対の前記画素領域が配置され、
     一対の前記画素領域の間に、各々の前記画素領域に含まれる前記第1の共通電極に接続された、前記ゲート線と平行なコモン線が配置される、
     請求項13に記載の液晶表示装置。
  18.  前記データ線の長手方向に隣り合う一対の前記画素電極の近接する2本の縁の隙間が、前記第1の共通電極と前記第2の共通電極と前記コモン線と平面視において重複する、
     請求項17に記載の液晶表示装置。
  19.  前記ゲート線の長手方向に配列する複数の前記画素領域に含まれる前記第1の共通電極が連続的に形成され、
     前記データ線と平面視において重複し、前記第1の共通電極に接続されるコモン線が配置される、
     請求項13に記載の液晶表示装置。
  20.  前記ゲート線の長手方向に配列する複数の前記画素領域のうちの一部の画素領域に、前記第1の絶縁膜と前記第2の絶縁膜とに形成されたホールを通じて前記第1の共通電極と前記第2の共通電極とに接続されるビア導体が配置される、
     請求項13に記載の液晶表示装置。
  21.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記データ線及び前記画素電極と、前記第1の基板との間に配置される第1の絶縁膜と、
     前記データ線及び前記画素電極と、前記液晶層との間に配置される第2の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される第3の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     を備え、
     前記ゲート線及び前記第1の共通電極のうち、一方が前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜との間に配置され、他方が前記第3の絶縁膜と前記第1の基板との間に配置される、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  22.  前記ゲート線と前記第1の共通電極とが平面視において重複する、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  23.  前記ゲート線を挟んで、前記データ線の長手方向に隣り合う2つの前記第1の共通電極が、前記ゲート線と平面視において重複する接続部を介して互いに接続される、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  24.  前記接続部は、前記第1の共通電極よりも前記ゲート線の長手方向に細い、
     請求項23に記載の液晶表示装置。
  25.  前記データ線を挟んで、前記ゲート線の長手方向に隣り合う2つの前記第1の共通電極が、前記データ線と平面視において重複する接続部を介して互いに接続される、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  26.  前記接続部は、前記第1の共通電極よりも前記データ線の長手方向に細い、
     請求項25に記載の液晶表示装置。
  27.  前記第1の共通電極の縁が、平面視において前記画素電極と前記ゲート線との間に位置する、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  28.  前記第1の共通電極の縁が、平面視において前記画素電極と前記データ線との間に位置する、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  29.  前記データ線は、前記画素電極と同材料からなる透明導電膜と、前記透明導電膜上に配置される金属膜と、を含む、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  30.  前記薄膜トランジスタのソース電極又はドレイン電極と半導体層とに前記画素電極が挟まれる、
     請求項21に記載の液晶表示装置。
  31.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記データ線及び前記画素電極と、前記第1の基板との間に配置される第1の絶縁膜と、
     前記データ線及び前記画素電極と、前記液晶層との間に配置される第2の絶縁膜と、
     前記第1の絶縁膜と前記第1の基板との間又は前記第2の絶縁膜と前記液晶層との間に配置される共通電極と、
     を備える液晶表示装置の製造方法であって、
     第1のマスクを用いて前記薄膜トランジスタの半導体層を形成し、
     前記第1のマスクと異なる第2のマスクを用いて、前記画素電極と、前記データ線と、前記薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極と、を形成する、
     ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  32.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、
     前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、
     を備え、
     前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続され、
     前記ゲート線の長手方向に隣り合う一対の前記画素電極の近接する2本の縁の隙間が、前記第1の共通電極と前記第2の共通電極と平面視において重複する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  33.  前記第1の絶縁膜の厚さと前記第2の絶縁膜の厚さとが、前記2本の縁の隙間の距離よりも小さい、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  34.  前記画素電極の縁と、前記第1の共通電極と、前記第2の共通電極と、が前記データ線と平面視において重複する、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  35.  前記ゲート線の長手方向に隣り合う一対の前記画素電極の近接する2本の縁が、前記データ線と平面視において重複し、
     前記第1の共通電極と、前記第2の共通電極と、が前記2本の縁の隙間と平面視において重複する、
     請求項34に記載の液晶表示装置。
  36.  前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも誘電率が低い有機材料からなる有機絶縁膜を含む、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  37.  前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも厚い有機材料からなる有機絶縁膜を含む、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  38.  前記データ線と、前記第2の基板に配置され、前記データ線に対応するブラックマトリックスとのうち、幅が大きい方を遮光部とするとき、前記第2の共通電極の前記スリットの縁が平面視において前記遮光部の外側に位置し、
     前記第2の共通電極の前記スリットの縁と、前記遮光部の縁との平面視における距離が、前記第2の共通電極の前記スリットの幅の半分よりも小さい、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  39.  前記データ線と、前記第2の基板に配置され、前記データ線に対応するブラックマトリックスとのうち、幅が大きい方を遮光部とするとき、前記第2の共通電極の前記スリットの縁が平面視において前記遮光部の内側に位置する、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  40.  平面視において前記データ線と重複し、前記第1の共通電極に接続される、前記第1の共通電極よりも導電率が高いコモン線をさらに備える、
     請求項32に記載の液晶表示装置。
  41.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、
     前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、
     を備え、
     前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続され、
     前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の近接する2つの外縁が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  42.  前記近接する2つの外縁の全部が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  43.  前記近接する2つの外縁は、平面視において前記第2の共通電極と重複しない、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  44.  前記スリットの長手方向に延びる一対の縁は、前記スリットの幅方向に隣り合う2つの前記画素電極の前記スリットの幅方向に延びる縁とそれぞれ平面視において交差する、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  45.  前記スリットは、前記データ線に沿って延び、
     前記第1の共通電極には、前記薄膜トランジスタと前記画素電極とを接続するための開口が形成され、
     前記開口は、前記データ線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の間の領域と平面視において重複する、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  46.  前記スリットは、前記ゲート線に沿って延び、
     前記第1の共通電極には、前記薄膜トランジスタと前記画素電極とを接続するための開口が形成され、
     前記開口は、前記ゲート線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の間の領域と平面視において重複する、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  47.  前記近接する2つの外縁は、平面視において前記データ線または前記ゲート線と重複する、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  48.  前記第3の絶縁膜は、前記第1の絶縁膜又は前記第2の絶縁膜よりも誘電率が低い有機材料からなる有機絶縁膜を含む、
     請求項41に記載の液晶表示装置。
  49.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、
     前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、
     を備え、
     前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続され、
     前記スリットは、前記データ線に沿って延び、
     前記ゲート線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の、前記データ線に沿って延びる近接する2つの外縁が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
  50.  第1の基板と、
     第2の基板と、
     前記第1の基板と前記第2の基板とに挟まれる液晶層と、
     を備え、
     前記第1の基板は、
     複数のデータ線と、
     複数のゲート線と、
     前記データ線と前記ゲート線とに囲まれる複数の画素領域と、
     を備え、
     前記画素領域は、
     前記データ線に接続される薄膜トランジスタと、
     前記薄膜トランジスタに接続される透明導電性の画素電極と、
     前記画素電極と前記第1の基板との間に配置される透明導電性の第1の共通電極と、
     前記画素電極と前記第1の共通電極との間に配置され、前記第1の共通電極を覆う第1の絶縁膜と、
     前記画素電極を覆う第2の絶縁膜と、
     前記第2の絶縁膜上に配置され、複数のスリットが形成された透明導電性の第2の共通電極と、
     前記データ線及び前記薄膜トランジスタと、前記第1の共通電極との間に配置され、前記データ線と前記薄膜トランジスタとを覆う第3の絶縁膜と、
     を備え、
     前記画素電極は、前記第1の絶縁膜と前記第3の絶縁膜とに形成されたコンタクトホールを通じて前記薄膜トランジスタに接続され、
     前記スリットは、前記ゲート線に沿って延び、
     前記データ線が延びる方向に隣り合う2つの前記画素電極の、前記ゲート線に沿って延びる近接する2つの外縁が、平面視において前記第1の共通電極と重複すると共に、前記第2の共通電極の前記スリットの内側に位置する、
     ことを特徴とする液晶表示装置。
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