(57)【要約】【課題】製造の際のホトリソグラフィ処理の回数が、従来の構成に比べて低減される液晶表示装置を提供する。【解決手段】第２の透明基板ＳＵＢ２上に第１の方向に形成されるゲート線ＧＬと、第２の方向に形成されるデータ線ＤＬと、第１の透明共通電極ＣＴ１と、保護絶縁膜ＰＡＳと、保護絶縁膜ＰＡＳの表面に、第１の方向及び第２の方向に並べて第１の透明共通電極ＣＴ１に対向して形成される透明画素電極ＰＩＴと、透明画素電極ＰＩＴと接続する薄膜トランジスタＴＦＴと、保護絶縁膜ＰＡＳの表面に形成される第２の透明共通電極ＣＴ２と、保護絶縁膜ＰＡＳ、透明画素電極ＰＩＴ、および第２の透明共通電極ＣＴ２の上に形成される液晶層ＬＣと、を有し、第２の透明共通電極ＣＴ２は、保護絶縁膜ＰＡＳを介して、ゲート線ＧＬと、データ線ＤＬと、を覆う。【選択図】図４
2014228565.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に第１の方向に形成される複数のゲート線と、
前記基板上に前記第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数のデータ線と、
前記基板上に形成される複数の第１の透明共通電極と、
前記基板、前記複数のゲート線、前記複数のデータ線、および前記複数の第１の透明共通電極上に形成される絶縁膜と、
前記絶縁膜の表面に、前記第１の方向及び前記第２の方向に並べて前記第１の透明共通電極に対向して形成される複数の透明画素電極と、
前記複数の透明画素電極と接続する複数の薄膜トランジスタと、
前記絶縁膜の表面に形成される第２の透明共通電極と、
前記絶縁膜、前記複数の透明画素電極、および前記第２の透明共通電極の上に形成される液晶層と、
を有し、
前記第２の透明共通電極は、前記絶縁膜を介して、前記複数のゲート線と、前記複数のデータ線と、を覆うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向を行、前記第２の方向を列とする行列状に配置されており、
２本のゲート線が２行の複数の透明画素電極ごとに形成されており、前記２本のゲート線は、上行の複数の透明画素電極と下行の複数の透明画素電極の間に配置されており、前記２本のゲート線は、それぞれ前記上行の複数の透明画素電極と前記下行の透明画素電極のいずれか近い方に位置する前記複数の透明画素電極と、前記複数の薄膜トランジスタを介して接続しており、
前記第２の透明共通電極が、前記２本のゲート線を覆うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶表示装置において、
共通電位を供給する共通電位線をさらに備え、
前記共通電位線は、前記第１の方向に前記複数の第１の透明共通電極と接して形成され、１本の前記共通電位線が２行の前記複数の透明画素電極ごとに配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向を行、前記第２の方向を列とする行列状に配置され、
前記複数の透明画素電極の２列ごとに２本のデータ線が形成されており、前記２本のデータ線は、それぞれ左列の複数の透明画素電極と右列の複数の透明画素電極の間に配置されており、前記２本のデータ線は、それぞれ前記左列の複数の透明画素電極と前記右列の透明画素電極のうち近い方に位置する前記複数の透明画素電極と、前記複数の薄膜トランジスタを介して接続しており、
前記第２の透明共通電極は、前記２本のデータ線を覆うことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
基板上に、第１の電極材料層および第１の配線材料層を積層するステップと、
ホトリソグラフィにより、前記第１の電極材料層から複数の第１の透明共通電極を、前記第１の配線材料層から複数のゲート線を、それぞれ形成する第１ホトステップと、
前記基板、前記複数の第１の透明共通電極、および前記複数のゲート線上に、第１の絶縁膜、半導体層、および第２の配線材料層を積層するステップと、
ホトリソグラフィにより、前記半導体層から薄膜トランジスタを、前記第２の配線材料層から複数のデータ線および複数のソース電極を、それぞれ形成する第２ホトステップと、
前記第１の絶縁膜、前記薄膜トランジスタ、前記複数のデータ線、および前記複数のソース電極上に、第２の絶縁膜を積層するステップと、
ホトリソグラフィにより、前記第２の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３ホトステップと、
前記第２の絶縁膜上に、第２の電極材料層を積層するステップと、
ホトリソグラフィにより、前記第２の電極材料層から、複数の透明画素電極と、複数の第２の透明共通電極と、を前記第２の絶縁膜の表面に形成する第４ホトステップと、
を有し、
前記第４ホトステップにおいて、前記複数の第２の透明共通電極は、前記第２の絶縁膜を介して、前記複数のゲート線と、前記複数のデータ線と、を覆うよう形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。
【０００２】
液晶表示装置においては、マトリクス状に配列された画素電極が選択的に駆動されることで、画素電極と対向電極との間で電圧が印加され、電極間の電界によって画素電極と対向電極との間で液晶の光の透過が制御されることにより表示面に画像が表示される。
【０００３】
特許文献１には、基板上において、データ配線より上の層において形成される共通電極と、該共通電極上に絶縁膜等を介して形成される絵素電極（画素電極）との間の電界で、液晶の光の透過を制御する液晶表示装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００８／０３８４３２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示される構成を有する液晶表示装置は、通常、７回から８回のホトリソグラフィ処理により製造される。液晶表示装置の製造コストは、このホトリソグラフィ処理の回数が多くなるほど増大する。
【０００６】
本発明は、上述の課題を鑑みてなされたものであり、製造の際のホトリソグラフィ処理（ホトステップ）の回数が、従来の構成に比べて低減される液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本願発明に係る液晶表示装置は、基板上に第１の方向に形成される複数のゲート線と、前記基板上に前記第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数のデータ線と、前記基板上に形成される複数の第１の透明共通電極と、前記基板、前記複数のゲート線、前記複数のデータ線、および前記複数の第１の透明共通電極上に形成される絶縁膜と、前記絶縁膜の表面に、前記第１の方向及び前記第２の方向に並べて前記第１の透明共通電極に対向して形成される複数の透明画素電極と、前記複数の透明画素電極と接続する複数の薄膜トランジスタと、前記絶縁膜の表面に形成される第２の透明共通電極と、前記絶縁膜、前記複数の透明画素電極、および前記第２の透明共通電極の上に形成される液晶層と、を有し、前記第２の透明共通電極は、前記絶縁膜を介して、前記複数のゲート線と、前記複数のデータ線と、を覆う。
【０００８】
本発明によれば、複数の第１の透明共通電極と、複数のゲート線と、を形成する第１のホトステップ、薄膜トランジスタと、複数のデータ線と、を形成する第２のホトステップ、絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３のホトステップ、および複数の透明画素電極と、複数の第２の透明共通電極と、を絶縁膜の表面に形成する第４のホトステップ、の４つのホトステップにより製造される液晶表示装置が提供される。
【０００９】
また、本発明の一態様では、前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向を行、前記第２の方向を列とする行列状に配置されており、２本のゲート線が２行の複数の透明画素電極ごとに形成されており、前記２本のゲート線は、上行の複数の透明画素電極と下行の複数の透明画素電極の間に配置されており、前記２本のゲート線は、それぞれ前記上行の複数の透明画素電極と前記下行の透明画素電極のいずれか近い方に位置する前記複数の透明画素電極と、前記複数の薄膜トランジスタを介して接続しており、前記第２の透明共通電極が、前記２本のゲート線を覆う。
【００１０】
本発明によれば、第２の透明共通電極が１本のゲート線を覆う構成に比べて開口率が向上する。
【００１１】
また、本発明の一態様では、共通電位を供給する共通電位線をさらに備え、前記共通電位線は、前記第１の方向に前記複数の第１の透明共通電極と接して形成され、１本の前記共通電位線が２行の前記複数の透明画素電極ごとに配置されている。
【００１２】
本発明によれば、１本の共通電位線が１行の複数の透明画素電極に対して配置される構成に比べて、開口率が向上する。
【００１３】
また、本発明の一態様では、前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向を行、前記第２の方向を列とする行列状に配置され、前記複数の透明画素電極の２列ごとに２本のデータ線が形成されており、前記２本のデータ線は、それぞれ左列の複数の透明画素電極と右列の複数の透明画素電極の間に配置されており、前記２本のデータ線は、それぞれ前記左列の複数の透明画素電極と前記右列の透明画素電極のうち近い方に位置する前記複数の透明画素電極と、前記複数の薄膜トランジスタを介して接続しており、前記第２の透明共通電極は、前記２本のデータ線を覆う。
【００１４】
本発明によれば、第２の透明共通電極が１本のデータ線を覆う構成に比べて開口率が向上する。
【００１５】
また、本願発明に係る液晶表示装置の製造方法は、基板上に、第１の電極材料層および第１の配線材料層を積層するステップと、ホトリソグラフィにより、前記第１の電極材料層から複数の第１の透明共通電極を、前記第１の配線材料層から複数のゲート線を、それぞれ形成する第１ホトステップと、前記基板、前記複数の第１の透明共通電極、および前記複数のゲート線上に、第１の絶縁膜、半導体層、および第２の配線材料層を積層するステップと、ホトリソグラフィにより、前記半導体層から薄膜トランジスタを、前記第２の配線材料層から複数のデータ線および複数のソース電極を、それぞれ形成する第２ホトステップと、前記第１の絶縁膜、前記薄膜トランジスタ、前記複数のデータ線、および前記複数のソース電極上に、第２の絶縁膜を積層するステップと、ホトリソグラフィにより、前記第２の絶縁膜にコンタクトホールを形成する第３ホトステップと、前記第２の絶縁膜上に、第２の電極材料層を積層するステップと、ホトリソグラフィにより、前記第２の電極材料層から、複数の透明画素電極と、複数の第２の透明共通電極と、を前記第２の絶縁膜の表面に形成する第４ホトステップと、を有し、前記第４ホトステップにおいて、前記複数の第２の透明共通電極は、前記第２の絶縁膜を介して、前記複数のゲート線と、前記複数のデータ線と、を覆うよう形成される。
【００１６】
本発明によれば、第１から第４の４回のホトステップにより液晶表示装置が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態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２】図１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３】図２に示す液晶表示装置の２画素の平面図である。
【図４】図３に示す液晶表示装置の４−４’線断面図である。
【図５】図３に示す液晶表示装置の５−５’線断面図である。
【図６】図３に示す液晶表示装置の開口部の透過率分布である。
【図７】図３に示す液晶表示装置の７−７’線断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態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１５】図１４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１６】図１５に示す液晶表示装置の２画素の平面図である。
【図１７】図１６に示す液晶表示装置の１７−１７’線断面図である。
【図１８】図１６に示す液晶表示装置の１８−１８’線断面図である。
【図１９】図１６に示す液晶表示装置の１９−１９’線断面図である。
【図２０】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図２１】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図２２】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図２３】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図２４】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。
【図２６】本発明の第３の実施形態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２７】図２６に示す液晶表示装置の複数画素の平面図である。
【図２８】図２７に示す液晶表示装置の４画素を取り出した平面図である。
【図２９】図２８に示す液晶表示装置の２９−２９’線断面図である。
【図３０】図２９に示す断面構成部分の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤのシステム及び等価回路を示す図である。図１には、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤを示すシステム及び回路結線図を示す。液晶表示装置ＬＣＤは、第２の透明基板ＳＵＢ２上に第１の方向に形成される複数のゲート線ＧＬと、第２の透明基板ＳＵＢ２上に第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数のデータ線ＤＬと、第２の透明基板ＳＵＢ２上に形成される複数の第１の透明共通電極ＣＴ１と、第２の透明基板ＳＵＢ２、ゲート線ＧＬ、データ線ＤＬ、および第１の透明共通電極ＣＴ１上に形成される保護絶縁膜ＰＡＳと、保護絶縁膜ＰＡＳの表面に、第１の方向および第２の方向に並べて第１の透明共通電極ＣＴ１に対向して形成される複数の透明画素電極ＰＩＴと、透明画素電極ＰＩＴと接続する複数の薄膜トランジスタＴＦＴと、保護絶縁膜ＰＡＳの表面に形成される第２の透明共通電極ＣＴ２と、保護絶縁膜ＰＡＳ、透明画素電極ＰＩＴ、および第２の透明共通電極ＣＴ２の上に形成される液晶層ＬＣと、を有する。ここで、透明画素電極ＰＩＴは、第１の方向を行、第２の方向を列とする行列状に配置されている。
【００１９】
液晶表示装置ＬＣＤは、画像表示領域ＤＩＡとこれを駆動する駆動回路領域からなる。画素領域はアクティブマトリクス表示処理として、ゲート線駆動回路からのゲート線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、‥Ｇｎを介したゲート電圧、及びデータ線駆動回路からのデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、‥Ｄｍを介した映像データ電圧の供給を受け、薄膜トランジスタＴＦＴのオン、オフでデータ電圧を透明画素電極ＰＩＴに供給し、このデータ電圧と、共通電極駆動回路から供給された共通（コモン）電圧との間の電界で液晶層ＬＣを駆動する。液晶層ＬＣの電圧低下を防止するために、各画素領域に保持容量ＳＴＧが形成されている。共通電圧の供給は、共通電極駆動回路に接続された共通電極金属配線（共通電位線）ＭＳＬに伝わり透明共通電極ＣＴにて画面領域に伝播される。カラー表示を行う場合は、縦ストライプ状のカラーフィルタで形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の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。
【００２０】
図２は、図１に示す液晶表示装置ＬＣＤのマトリクス状の複数画素の平面図である。図３は、図２に示す液晶表示装置ＬＣＤの２画素の平面図である。図４は、図３に示す液晶表示装置ＬＣＤの４−４’線断面図である。図５は、図３に示す液晶表示装置ＬＣＤの５−５’線断面図である。また、図７は、図３に示す液晶表示装置ＬＣＤの７−７’線断面図である。
【００２１】
図２は液晶表示装置ＬＣＤにおける横方向に３つの画素、縦方向に４つの画素、すなわち１２画素を取り出した平面図である。ゲート線ＧＬは薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電圧を供給する配線であり、データ線ＤＬは薄膜トランジスタＴＦＴに映像データ電圧を供給する配線である。共通電極金属配線ＭＳＬは透明共通電極ＣＴに共通電圧を供給する。図２の複数の画素の２つには、第１の透明基板ＳＵＢ１に形成されたブラックマトリクスＢＭの平面配置が例として示してある。データ線ＤＬ及びゲート線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、その中央部が開口部である。
【００２２】
図３は図２における２つの画素の領域を取り出した平面図である。図３は、図２の点線で囲まれた領域に対応する。
【００２３】
平面的な配置とその機能を示す。ゲート線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、ゲート電圧が印加される。一方、データ線ＤＬも低抵抗の金属層により形成され、映像用のデータ電圧が印加される。ゲート線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。
【００２４】
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共通電極金属配線ＭＳＬを経て、第１の透明共通電極ＣＴ１に印加される。その透明電極材料をＩＴＯ１と称する。第１の透明共通電極ＣＴ１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と第１の透明共通電極ＣＴ１は、保護絶縁膜ＰＡＳを介して積層されている。さらに、透明画素電極ＰＩＴには、１画素の表示領域内でスリットが形成されている。このスリットの上面から第１の透明共通電極ＣＴ１に至る電界が液晶駆動として液晶層ＬＣに印加され表示を行う。
【００２５】
本発明の実施形態では、データ線ＤＬとゲート線ＧＬは、第２の透明共通電極ＣＴ２により保護絶縁膜ＰＡＳを介して複数の画素をまたがるように、上部より被覆されている。第２の透明共通電極ＣＴ２の電位はシールド電位であるので、データ線ＤＬやゲート線ＧＬから漏れ出す不要な電界ノイズを遮断する効果がある。この遮断効果がないと、一度書き込まれた透明画素電極ＰＩＴの電位は、薄膜トランジスタＴＦＴがオフ状態の時に、電界ノイズにより誤動作を起こす。このシールド効果のある第２の透明共通電極ＣＴ２が無いと、データ線ＤＬやゲート線ＧＬから透明画素電極ＰＩＴを平面的に遠い位置に配置する必要がある。結果として、ブラックマトリクスＢＭの幅を広くすることになり、開口率が低下し、明るく低消費電力な液晶表示装置が提供できなくなる。前記第２の透明共通電極ＣＴ２は、透明画素電極ＰＩＴと同じ工程で形成される第２の透明電極材料ＩＴＯ２で構成される。
【００２６】
ソース電極ＳＭから透明画素電極ＰＩＴへの接続は、保護絶縁膜ＰＡＳに開けられたコンタクトホールＣＯＮＴの開口部を経由して行われている。上下に位置する複数の画素のそれぞれの透明画素電極ＰＩＴに対してコンタクトホールＣＯＮＴが形成されている。
【００２７】
図４は図３の４−４’切断線にそった断面図である。図４にはデータ電位をデータ線ＤＬから供給し、ゲート線ＧＬにオン電圧を印加した際に半導体層ＳＥＭが低抵抗化され、これがソース電極ＳＭから保護絶縁膜ＰＡＳに開口されたコンタクトホールＣＯＮＴを介して透明画素電極ＰＩＴに伝わるルートと、隣り合う画素の境界にあるデータ線ＤＬを中心とする断面構造を示している。
【００２８】
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。液晶層ＬＣは２枚の透明基板である第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が封入されている。液晶層ＬＣの厚みは３から４μｍである。第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２はガラスで形成され、その厚みは製造工程では０．４から０．７ｍｍであるが、最終的には液晶層ＬＣが封入され第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２が形成された後に化学研磨され約０．２ｍｍと薄くする場合もある。基板材料としては、ガラス以外に例えばプラスティックを使用しても本発明は実現できる。
【００２９】
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と第２の偏光板ＰＯＬ２が貼られている。これは、第２の偏光板ＰＯＬ２の外側からのバックライトからの光に偏光を加え液晶層ＬＣを通過させ、液晶層ＬＣが光学的な複屈折効果により楕円偏光となり、これを更に第１の透明基板ＳＵＢ１の外側の第１の偏光板ＰＯＬ１を通過する際に直線偏光として通過する。本発明の液晶表示装置ＬＣＤにおいては、第１の偏光板ＰＯＬ１と第２の偏光板ＰＯＬ２の偏光軸は直行する（いわゆるクロスニコス）ように貼ってある。従って無電界では、バックライトの光が液晶層ＬＣを通過しても第１の偏光板ＰＯＬ１が光を遮断し、黒表示となる。一方、液晶層ＬＣに、主に透明画素電極ＰＩＴと第２の透明共通電極ＣＴ２の間の電圧により電界が印加されると液晶層ＬＣは複屈折動作で光を楕円偏光に変え、その駆動電圧に応じて透過率を変えることができ、階調表示から白表示が可能になる。
【００３０】
液晶層ＬＣの両面には、その表面に液晶分子を固定できる第１の配向膜ＡＬ１と第２の配向膜ＡＬ２が形成されている。第１の配向膜ＡＬ１及び第２の配向膜ＡＬ２は主成分をポリイミドで構成され、その表面に液晶分子を整列させる方法としては、ラビングあるいは偏光された紫外線を照射することで実現する。色表示は、第１の透明基板ＳＵＢ１に形成された顔料を着色層とするカラーフィルタＣＦを光が透過することで実現する。顔料は液晶へ溶け込み汚染源となるため、その表面には有機材料であるオーバーコート膜ＯＣで被覆している。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。
【００３１】
半導体層ＳＥＭの種類によって外部光が直接当たった場合、半導体層の抵抗が低下し、液晶表示装置の保持特性が低下し良好な画像表示が行えないことがある。そのため、第１の透明基板ＳＵＢ１には、半導体層ＳＥＭの上面にはブラックマトリクスＢＭが形成される。このブラックマトリクスＢＭは、カラーフィルタＣＦの画素間の境界にも配置され、隣りあう画素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効果を有する。ただし、このブラックマトリクス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ＬＣＤにおいて、明るく低消費電力な性能を実現するには、このブラックマトリクスＢＭの幅を斜めから見た時の混色が起こらない範囲で、最小の幅にする必要がある。ブラックマトリクスＢＭは、黒色顔料を用いた樹脂材料あるいは金属材料が構成される。
【００３２】
１画素内では液晶層ＬＣをコンデンサと見立てた場合に、一方の透明画素電極ＰＩＴと他方の第１の透明共通電極ＣＴ１に駆動電圧が印加される。まず、金属層で形成されたゲート線ＧＬにオン電圧が印加される。ゲート線ＧＬは、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、チタンＴｉあるいは銅Ｃｕを主成分とする金属材料、あるいは上記の複数の積層層あるいは、上記金属材料にタングステンＷやマンガンＭｎなどを添加された合金あるいは上記の組み合わせからなる積層金属層から形成される。ゲート線ＧＬの厚さは１００ｎｍから３００ｎｍである。
【００３３】
ゲート線ＧＬの上部にはゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＳＮはプラズマ化学気相成長方法（ＣＶＤ）で形成されたシリコンナイトライドが用いられる。ただし、代替的に、二酸化シリコンＳｉＯ２、あるいはアルミナＡｌ２Ｏ３で形成されても良い。ゲート線ＧＬ上には半導体層ＳＥＭが島状に加工され配置されている。半導体層材料は、シリコンナイトライドとの組み合わせとしてはアモルファスシリコンａ−Ｓｉ、二酸化シリコンＳｉＯ２との組み合わせは酸化物半導体、あるいは低温ポリシリコンＬＴＰＳが用いられ、酸化物半導体としてはインジウム、ガリウム、亜鉛の酸化物などを使用することが可能である。
【００３４】
半導体層ＳＥＭの電流取り出し手段としては、データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭが形成される。データ線ＤＬとソース電極ＳＭは同一工程で形成された低抵抗の金属材料で構成される。この金属材料は、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、チタンＴｉあるいは銅Ｃｕを主成分とする金属材料、あるいは上記の複数の積層層あるいは、上記金属材料にタングステンＷやマンガンＭｎなどを添加された合金、あるいは上記の組み合わせからなる積層金属層から形成される。
【００３５】
ソース電極ＳＭ上には透明画素電極ＰＩＴが接続されている。透明画素電極ＰＩＴは、マトリクス状に配列されたゲート線ＧＬとデータ線ＤＬに区切られた１画素領域内に、線形電極とスリットを有するパターンを有する。透明画素電極ＰＩＴへのデータ電圧の供給は、ゲート線ＧＬにオン電圧が印加された時に、半導体層ＳＥＭが低抵抗されデータ線ＤＬからソース電極ＳＭを経て透明画素電極ＰＩＴに伝わる。これと第１の透明共通電極ＣＴ１との間の容量において充電が行われる。
【００３６】
データ線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ＳｉＮ３あるいは二酸化シリコンＳｉＯ２を使うことができる。厚さは２００から４００ｎｍである。
【００３７】
保護絶縁膜ＰＡＳ上には、第２の透明共通電極ＣＴ２と透明画素電極ＰＩＴが形成されている。第２の透明共通電極ＣＴ２と透明画素電極ＰＩＴは、インジウム、錫、酸化物、あるいはインジウム、亜鉛、酸化物の材料で構成された第２の透明電極材料ＩＴＯ２で構成される。この第２の透明電極材料ＩＴＯ２を成膜した後、ホト工程において、同じ材料を平面的な領域で透明画素電極ＰＩＴと第２の透明共通電極ＣＴ２に使いわける。第２の透明共通電極ＣＴ２は、保護絶縁膜ＰＡＳを介してデータ線ＤＬやゲート線ＧＬ上に複数の画素にまたがるように被覆され、これがそれぞれの配線からの液晶層ＬＣに漏れる電界ノイズを遮蔽するシールド効果があり、結果として第１の透明基板ＳＵＢ１に形成されたブラックマトリクスＢＭの幅を狭くでき、開口率を向上できる。
【００３８】
透明画素電極ＰＩＴは、透明共通電極ＣＴと同様にインジウム、錫、酸化物などの透明電極材料で構成され、ソース電極ＳＭ上の保護絶縁膜ＰＡＳに開口されたコンタクトホールＣＯＮＴを通じて接続されている。本実施例の構成では、保護絶縁膜ＰＡＳ上で第２の透明電極材料ＩＴＯ２を用いて、シールド効果を発揮する第２の透明共通電極ＣＴ２と透明画素電極ＰＩＴを使い分けている。
【００３９】
図５は図３の５−５’切断線における断面図であり、２本のデータ線ＤＬに挟まれた画素の断面図である。隣接する画素の断面も一部示してある。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Ｇ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。
【００４０】
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のを防ぐ効果がある。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第２の偏光板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、このデータ線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、液晶表示装置ＬＣＤの表示における明度が暗くなること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ＬＣＤ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やデータ線ＤＬを細くしても表示不良が起こらない液晶表示装置ＬＣＤが要望されている。
【００４１】
図５の断面は前記の光の透過しないブラックマトリクスＢＭあるいはデータ線ＤＬの画素の境界領域と光が透過する開口領域に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。
【００４２】
開口領域では透明画素電極ＰＩＴと第１の透明共通電極ＣＴ１とにそれぞれ映像データ電圧、共通電圧が印加され、この電極間の電界が液晶層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。第２の透明基板ＳＵＢ２上に透明画素電極ＰＩＴ及び第１の透明共通電極ＣＴ１が形成され、これらの２つの電極間に印加される電界が液晶層ＬＣに伝播され、これで液晶分子ＬＣＭが水平に回転して光の透過率を階調制御するいわゆるインプレーン・スイッチングが行われる。各電極に印加される電位および液晶層ＬＣの特性は、２つの電極に最大電圧差が印加された時に液晶表示装置ＬＣＤの透過率が最大に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。電圧差が最大に向けて透過率が上昇し、白表示となる。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。
【００４３】
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に形成された第１の配向膜ＡＬ１と第２の透明基板ＳＵＢ２の内側表面に形成された第２の配向膜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。前記透明画素電極ＰＩＴは、その電極幅Ｌとスリット幅Ｓを持つ。透明画素電極ＰＩＴからの電界ＥＦは液晶を経て折れ曲がり、スリット幅Ｓから保護絶縁膜ＰＡＳ及びゲート絶縁膜ＧＳＮを経て第１の透明共通電極ＣＴ１に至る。
【００４４】
図６は、図３に示す液晶表示装置ＬＣＤの開口部の透過率分布である。ここでは、図５の開口領域の透過率分布の計算結果を示す。透明画素電極ＰＩＴの電極幅Ｌとスリット幅Ｓは図面中に記載している４μｍと６μｍである。ホトマスクの寸法は５μｍであったが、透明画素電極ＰＩＴがエッチングの際に０．５μｍ後退したのでスリット幅Ｓは広くなっている。透過率は断面構造の横方向の位置により変動しており周期的に増減している。透過率は相対値である。最大透過率は透明画素電極ＰＩＴの電極端部で、透明画素電極ＰＩＴから液晶層ＬＣを経て第１の透明共通電極ＣＴ１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が弱くなる透明画素電極ＰＩＴの電極幅Ｌの中央付近とスリット幅Ｓの中央付近である。スリット幅Ｓの中央付近の透過率が最低であるのはスリット幅Ｓが電極幅Ｌより広く、電界ＥＦが弱いためである。従って、本実施形態のようなＩＰＳ方式による液晶表示装置ＬＣＤにおいては、例え、開口部が透明電極材料で構成されていても、透明画素電極ＰＩＴの電極幅Ｌやスリット幅Ｓの半分の距離以上の遠い領域では、開口部にある場合透過率が低下してしまう点を考慮して開口部の電極幅Ｌやスリット幅Ｓの寸法を設定する必要があることがわかる。
【００４５】
次に、図６で示した開口部の透明電極幅やスリット幅の知見をベースに、図５のデータ線ＤＬやブラックマトリクスＢＭのある隣り合う画素の領域の境界での構造と本発明との関係を示す。
【００４６】
データ線ＤＬ上には保護絶縁膜ＰＡＳを介して第２の透明共通電極ＣＴ２がデータ線ＤＬより幅広く形成されている。データ線ＤＬ上の第２の透明共通電極ＣＴ２の幅ＬＯＶは、データ線ＤＬよりはみ出す幅（はみ出し幅）が、開口領域の透明画素電極ＰＩＴの電極幅Ｌの１／２より広くなるよう規設定される。これは、このデータ線ＤＬ上に配置された第１の透明共通電極ＣＴ１と第２の透明共通電極ＣＴ２は共に共通電圧が印加され、これはデータ線ＤＬ側から上に伸びる電界ノイズは第２の透明共通電極ＣＴ２が、データ線ＤＬから第２の透明基板ＳＵＢ２側の下に伸びる電界ノイズの効果を高めるために必要であることによる。すなわち、データ線ＤＬと第２の透明共通電極ＣＴ２は異なるホト工程で加工している。そのために、位置合わせがずれる。ずれが大きいとデータ線ＤＬからはみ出す第２の透明共通電極ＣＴ２のシールド効果が片側で弱まり誤動作を起こす。そのため、このはみ出し幅は最低、透明画素電極ＰＩＴの電極幅Ｌの半分より大きくする必要がある。ただし、この場合、図６で示したように、透明画素電極ＰＩＴ上の透過率が低下することになる。このように、データ線ＤＬからの電界ノイズを低減するには、データ線ＤＬの下部に第１の透明共通電極ＣＴ１、上部から幅広の第２の透明共通電極ＣＴ２を形成することにより抑えられる。
【００４７】
データ線ＤＬから発生する電界ノイズは、上記のようにデータ線ＤＬ上に保護絶縁膜ＰＡＳを介してデータ線ＤＬより幅広く配置された第２の透明共通電極ＣＴ２により液晶層ＬＣへの侵入を抑えられる。この進入防止により、たとえば、白、黒や灰色の背景に、小さい小窓状の黒、白のパターンを画面中央に映した場合に、窓上下領域の色が背景に近くなる表示不良である縦クロストークの１つの原因を除去でき、画質が良く高開口率の液晶表示装置ＬＣＤが実現できる。
【００４８】
他方、液晶表示装置ＬＣＤにおける画素の駆動手段として、１画面を走査する際に、データ電圧の極性を同一にする低消費電力駆動であるコラム反転や列毎反転を使用する場合は、他の原因でも上記縦クロストークは発生する。その原因はデータ線ＤＬから下部の第１の透明基板ＳＵＢ１を経て透明画素電極ＰＩＴに至る電界ノイズである。これは透明画素電極ＰＩＴが保持状態ではフローティング状態であるので、容量結合の形で発生する。本実施形態では、データ線ＤＬの下両側であり、さらに透明画素電極ＰＩＴ下部に第１の透明共通電極ＣＴ１が配置されている。このため、データ線ＤＬから第１の透明基板ＳＵＢ１経由の電界ノイズも遮断し、低消費電力の駆動であるコラム反転が使用でき、開口率向上に加えて明るく低消費電力を実現する。
【００４９】
具体的な本実施例における寸法では、データ線ＤＬの幅は６μｍ、透明画素電極ＰＩＴの電極幅Ｌは４μｍ、スリット幅Ｓは５μｍである。ブラックマトリクスＢＭの幅は６μｍであり、データ線ＤＬ上の第２の透明共通電極ＣＴ２の幅ＬＯＶは、１２μｍである。シールド効果のある第２の透明共通電極ＣＴ２がデータ線ＤＬ上に配置されていない場合、データ線ＤＬからの電界ノイズは幅広く液晶層ＬＣに広がるので、透明画素電極ＰＩＴをデータ線ＤＬから遠ざけてさらに、この領域を隠すためにブラックマトリクスＢＭの幅を２５μｍにする必要がある。結果として、この第２の透明共通電極ＣＴ２のシールド効果により実質、ブラックマトリクスＢＭの幅を２５μｍからデータ線ＤＬと第２の透明共通電極ＣＴ２の幅ＬＯＶの内、３μｍは透過に貢献するので、９μｍまで縮小した効果がある。これにより、明るく低消費電力の消費電力の液晶表示装置ＬＣＤが実現できる。
【００５０】
図７は図３の画素平面図における７−７’切断線の断面図である。透明画素電極ＰＩＴから液晶層ＬＣ、保護絶縁膜ＰＡＳ、ゲート絶縁膜ＧＳＮを経て第１の透明共通電極ＣＴ１に至る電界で、液晶層ＬＣを駆動する隣接する画素の中心には共通電極金属配線ＭＳＬが形成されている。この共通電極金属配線ＭＳＬは、低抵抗の配線材料を使用することで、第１の透明共通電極ＣＴ１の配線遅延を低減している。従って、共通電極金属配線ＭＳＬは、第１の透明共通電極ＣＴ１と直接接続されている。共通電極金属配線ＭＳＬの材料としては、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、チタンＴｉあるいは銅Ｃｕを主成分とする金属材料、あるいは上記の複数の積層層あるいは、上記金属材料にタングステンＷやマンガンＭｎなどを添加された合金あるいは上記の組み合わせが使用され、これらからなる積層金属層から形成される。共通電極金属配線ＭＳＬの厚さは５０ｎｍから２００ｎｍである。
【００５１】
この共通電極金属配線ＭＳＬは、複数の画素にまたがって第２の透明共通電極ＣＴ２とも画像表示領域ＤＩＡの周辺外部で接続し共通電圧が供給されている。
【００５２】
第２の透明共通電極ＣＴ２は、ゲート線ＧＬ上に保護絶縁膜ＰＡＳを介して配置されている。
【００５３】
図８から図１３は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの製造方法を示す図である。図８から図１３は本実施形態における第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画素の平面図及びその平面図のｂ−ｂ’切断線の断面図を示す。各図は基本的に上記ＴＦＴ工程におけるホトごとに記載している。ただし、第１のホト工程（第１ホトステップ）と第２のホト工程（第２ホトステップ）についてはハーフトーン露光工程の説明を容易にするため２つの図面を用いて工程を示している。
【００５４】
図８及び図９は第２の透明基板ＳＵＢ２上の薄膜トランジスタＴＦＴ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。図８及び図９で示す第１ホト工程では、隣り合う２本のゲート線ＧＬ、共通電極金属配線ＭＳＬ及びこれに接続された第１の透明共通電極ＣＴ１の領域をパターン形成する。第２の透明基板ＳＵＢ２上に、第１の透明電極材料であるインジウム、錫、酸化物からなる第１の電極材料層をスパッタ法で成膜、引き続き、厚さは１００ｎｍから３００ｎｍの銅とその上面にモリブデンＭｏを成膜した積層膜からなる第１の配線材料層を成膜する。この配線材料は銅ＣｕだけなくＭｏとアルミニウムＡｌの積層膜や、チタンＴｉとＡｌの積層膜あるいはＭｏとタングステンの合金のＭｏＷなども使用することができる。上記積層膜にポジ型のホトレジストを塗布する。この工程では、ホトマスクとしてハーフトーンを用いたものを使用する。図８の断面図において、ホトレジストＰＲＥＳはゲート線ＧＬ上では厚く、第１の透明共通電極上は露光、現像後は薄く構成されている。これはホトマスクのパターンが３値、すなわち、遮光膜、半透過膜、透過領域で構成されているため、露光、現像後に厚さの異なる２つのホトレジストＰＲＥＳの領域が形成されるためである。このホトレジストパターンを用いてエッチング処理を行うと図８のような厚さＴＤＲが薄い領域と厚い領域が残る。
【００５５】
引き続き、アッシング処理でホトレジストＰＲＥＳを削っていくと、第１の透明共通電極ＣＴ１領域でのホトレジストＰＲＥＳは除去できる。この状態で、低抵抗の金属配線材料をエッチング除去し、ホトレジストを剥離すると図９に示す第１ホト工程終了後の平面図と断面図になる。このようにハーフトーン露光を用いることで、１度の露光、現像工程で、第１の配線材料層からゲート線ＧＬおよび共通電極金属配線ＭＳＬが、第１の電極材料層から第１の透明共通電極ＣＴ１の領域が形成される。このハーフトーン露光を用いると、ゲート線ＧＬや共通電極金属配線ＭＳＬの下部には、第１の透明電極材料ＩＴＯ１が一体になり形成される。
【００５６】
図１０及び図１１は第２のホト工程が終了した時点での断面図を示す。第２の透明基板ＳＵＢ２、第１の透明共通電極ＣＴ１、およびゲート線ＧＬ上にＣＶＤよりシリコンナイトライドのゲート絶縁膜ＧＳＮ（第１の絶縁膜）、アモルファスシリコンの半導体層ＳＥＭを積層する。ゲート絶縁膜ＧＳＮ、半導体層ＳＥＭの厚さは、おおよそ４００ｎｍ、２００ｎｍである。引き続き、半導体層ＳＥＭの上部にモリブデンＭｏと銅Ｃｕの積層膜からなる第２の配線材料層をスパッタで成膜する。金属配線の材料は、ゲート線ＧＬと同様である。
【００５７】
上記金属配線の上部よりホトレジストを形成し、ホト工程を経てパターン分離する。この工程でも、ホトマスクとしてハーフトーンを用いたものを使用する。図１０の断面図において、ホトレジストＰＲＥＳはデータ線ＤＬ及びソース電極ＳＭ上では厚く、半導体層ＳＥＭ上で、金属材料を除去するチャネル領域では露光、現像後は薄く構成されている。これはホトマスクのパターンが３値、すなわち、遮光膜、半透過膜、透過領域で構成されているため、露光、現像後に厚さの異なる２つのホトレジストＰＲＥＳの領域が形成されるためである。このホトレジストパターンを用いてエッチング処理を行うと図１０のような厚さＴＤＲが薄い領域と厚い領域が残る。
【００５８】
引き続き、アッシング処理でホトレジストＰＲＥＳを削っていくと、データ線ＤＬとソース電極ＳＭが分離される半導体層ＳＥＭでのホトレジストＰＲＥＳは除去できる。この状態で、低抵抗の金属配線材料をエッチング除去し、ホトレジストを剥離すると図１１に示す第２ホト工程終了後の平面図と断面図になる。半導体層ＳＥＭ上でデータ線ＤＬとソース電極をパターン分離される。以上の第２のホト工程（第２ホトステップ）により、半導体層ＳＥＭから薄膜トランジスタＴＦＴが、第２の配線材料層からデータ線ＤＬおよびソース電極が形成される。
【００５９】
図１２は第３のホト工程（第３ホトステップ）が終了した時点での１画素の平面図と断面図である。ゲート絶縁膜ＧＳＮ（第１の絶縁膜）、薄膜トランジスタＴＦＴ、データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭ上にＣＶＤにより保護絶縁膜ＰＡＳ（第２の絶縁膜）を形成する。保護絶縁膜ＰＡＳは、厚さは２００から４００ｎｍのシリコンナイトライドである。そしてホトリソグラフィにより、保護絶縁膜ＰＡＳ（第２の絶縁膜）の、ソース電極ＳＭ上の位置にコンタクトホールＣＯＮＴを開口する。
【００６０】
図１３は第４のホト工程（第４ホトステップ）終了後の１画素の平面図及び断面図である。保護絶縁膜ＰＡＳ（第２の絶縁膜）上に透明電極材料であるインジウム、錫、酸化物の第２の透明電極材料ＩＴＯ２を成膜して第２の電極材料層を形成し、ホトエッチング工程を経て、第２の電極材料から第２の透明共通電極ＣＴ２と透明画素電極ＰＩＴを保護絶縁膜ＰＡＳ（第２の絶縁膜）上に形成する。ここで、第２の透明共通電極ＣＴ２は、保護絶縁膜ＰＡＳ（第２の絶縁膜）を介して、ゲート線ＧＬと、データ線ＤＬと、を覆うよう形成される。
【００６１】
以上のように、４回のホトエッチング工程を経て、高開口率で透過率が高く低消費電力の液晶表示装置ＬＣＤが実現できる。さらに、ホト工程の回数が４回に抑えられるので低コストも同時に達成される。
【００６２】
以下では、本発明の他の実施形態について図面を用いて以下に説明する。なお、第１の実施形態において示した要素と同一の機能を有する要素の説明は省略する。また、第１の実施形態において定義した用語については特に断らない限り、以下の各実施形態においてもその定義に則って用いるものとする。
【００６３】
［第２の実施形態］
図１４は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤのシステム及び等価回路を示す図であり、第１の実施形態の図１に対応する。第１の実施形態と異なり、本実施形態では、アクティブマトリクスにおける画素配列に関して、ゲート線の上下２画素分が２本並列に配置され、共通電極金属配線ＭＳＬが２画素で１本に共通化されている。すなわち、前述の第１の方向を行、第２の方向を列とした場合、２行の複数の透明画素電極ＰＩＴごとに形成される２本のゲート線ＧＬが、上行の複数の透明画素電極ＰＩＴと下行の複数の透明画素電極ＰＩＴとの間に配置されており、該２本のゲート線ＧＬは、それぞれ上行の複数の透明画素電極ＰＩＴと下行の透明画素電極ＰＩＴのいずれか近い方に位置する複数の透明画素電極ＰＩＴと、複数の薄膜トランジスタＴＦＴを介して接続しており、第２の透明共通電極ＣＴ２は、該２本のゲート線ＧＬを覆っている。２本のゲート線が並走し、さらに共通電極金属配線ＭＳＬを共通化することにより、上下２画素それぞれに共通電極金属配線ＭＳＬが配置する場合に比べて開口率を向上できる。
【００６４】
図１５は、図１４に示す液晶表示装置ＬＣＤのマトリクス状の複数画素の平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。図１６は、図１５に示す液晶表示装置ＬＣＤの２画素の平面図であり、第１の実施形態の図３に対応する。図１７は、図１６に示す液晶表示装置ＬＣＤの１７−１７’線断面図であり、第１の実施形態の図４に対応する。図１８は、図１６に示す液晶表示装置ＬＣＤの１８−１８’線断面図であり、第１の実施形態の図５に対応する。また、図１９は、図１６に示す液晶表示装置ＬＣＤの１９−１９’線断面図であり、第１の実施形態の図７に対応する。
【００６５】
図１５は液晶表示装置ＬＣＤにおける横方向に３つの画素、縦方向に４つの画素、すなわち１２画素を取り出した平面図である。本実施形態では、上下２つの画素が１つの共通電極金属配線ＭＳＬを共有している。すなわち、共通電極金属配線ＭＳＬは、前述の第１の方向に複数の第１の透明共通電極ＣＴ１と接して形成され、１本の共通電極金属配線ＭＳＬが２行の複数の透明画素電極ＰＩＴごとに配置されている。この上下に配置した２つの画素の境界には、共通電極金属配線ＭＳＬのみが遮光として存在しており、ブラックマトリクスＢＭは形成されていない。これによっても、第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２との間の合わせずれによる開口率変動が少なく、結果的にそれぞれの画素の開口率を上げることができる。
【００６６】
図１９に示した通り、第１の実施形態と異なり、本実施形態では、共通電極金属配線ＭＳＬは、ゲート線の延在方向に配列した複数の画素だけでなく、ソース線の延在方向に配列した上下２つの画素にまたがった第２の透明共通電極ＣＴ２に共通電圧を供給している。前記共通電極金属配線ＭＳＬは、画像表示領域ＤＩＡの周辺外部で接続し、共通電圧が供給されている。共通電極金属配線ＭＳＬは抵抗の低い金属材料から形成されているので、その幅は画素毎に共通電極金属配線ＭＳＬを形成した第１の実施形態の幅と同じにできる。従って、第２の実施形態では、これが上下２画素で共有されているので開口率が向上されている。また、この共通電極金属配線ＭＳＬは不透明材料であるので、第１の透明基板ＳＵＢ１にブラックマトリクスＢＭを配置せずとも画素の境界を区切ることができる。第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２の位置合わせ精度は低いので、ブラックマトリクスＢＭを除去したことで開口率も改善できる。
【００６７】
また、第２の実施形態では、第２の透明共通電極ＣＴ２は、２本並列に配置されたゲート線ＧＬ上に保護絶縁膜ＰＡＳを介して配置されている。前述のようにシールド効果を高めるには、第２の透明共通電極ＣＴ２は、ゲート線ＧＬ上の幅ＬＯＶＧを大きく取る必要がある。本実施形態では、ゲート線ＧＬが２画素分、並走している。そのため、第１の実施形態のように、画素毎に均等の間隔でゲート線ＧＬを配置した場合に比べて、ゲート線ＧＬ間の間隔ＬＧＧを透明画素電極ＰＩＴの幅Ｌより狭く配置した本実施形態では、この第２の透明共通電極ＣＴ２の幅ＬＯＶＧを狭く設定でき、開口率を向上できる。
【００６８】
図２０から図２５は、第２の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの製造方法を示す図である。図２０から図２５は本実施形態における第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。各図は基本的に上記ＴＦＴ工程におけるホトごとに記載している。ただし、第１のホト工程（第１ホトステップ）と第２のホト工程（第２ホトステップ）についてはハーフトーン露光工程の説明を容易にするため２つの図面を用いて工程を示している。
【００６９】
図２０及び図２１は第２の透明基板ＳＵＢ２上の薄膜トランジスタＴＦＴ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’の断面図を示し、第１の実施形態の図８及び図９に対応する。図２０及び図２１で示す第１ホト工程では、隣り合う２本のゲート線ＧＬ、共通電極金属配線ＭＳＬ及びこれに接続された第１の透明共通電極ＣＴ１の領域をパターン形成する。
【００７０】
図２２及び図２３は第２のホト工程が終了した時点での断面図を示し、第１の実施形態の図１０及び図１１に対応する。図２４は第３のホト工程（第３ホトステップ）が終了した時点での１画素の平面図と断面図であり、第１の実施形態の図１２に対応する。図２５は第４のホト工程（第４ホトステップ）終了後の１画素の平面図及び断面図であり、第１の実施形態の図１３に対応する。本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの製造方法は、基本的に第１の実施形態と同じであり、詳細な説明は省略する。
【００７１】
以上のように、本実施形態においても、第１の実施形態と同様に、ホト工程の回数が４回に抑えられるので低コストの液晶表示装置ＬＣＤが達成される。しかも、本実施形態では、第１の実施形態よりもさらに、高開口率で透過率が高く低消費電力の液晶表示装置ＬＣＤが実現できる。
【００７２】
［第３の実施形態］
図２６は、第３の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤのシステム及び等価回路を示す図であり、第１の実施形態の図１に対応する。図２７は、図２６に示す液晶表示装置ＬＣＤの複数画素の平面図であり、第１の実施形態の図２に対応する。図２７は、液晶表示装置ＬＣＤにおける横方向に６つの画素、縦方向に３つの画素、すなわち１８画素を取り出した平面図である。本実施形態は、第１の実施形態と異なり、ゲート線ＧＬとデータ線ＤＬは２本ずつ並走しており、この２本分の領域をブラックマトリクスＢＭが遮光している。また、本実施形態では、上下の２つの画素が１つの共通電極金属配線ＭＳＬを共有している。２本のゲート線ＧＬと２本のデータ線ＤＬで囲まれた上下左右の４つの画素の間には共通電極金属配線ＭＳＬのみが遮光として存在しており、ブラックマトリクスＢＭは形成されていない。これによっても、第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２との間の合わせずれによる開口率変動が少なく、結果的にそれぞれの画素の開口率を上げることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、複数の透明画素電極ＰＩＴは、前述の第１の方向を行、前述の第２の方向を列とする行列状に配置されている。また、２本のゲート線ＧＬが２行の複数の透明画素電極ＰＩＴごとに形成されており、この２本のゲート線ＧＬは、上行の複数の透明画素電極ＰＩＴと下行の複数の透明画素電極ＰＩＴの間に配置されている。この２本のゲート線ＧＬは、それぞれ上行の複数の透明画素電極ＰＩＴと下行の透明画素電極ＰＩＴのいずれか近い方に位置する複数の透明画素電極ＰＩＴと、複数の薄膜トランジスタＴＦＴを介して接続している。第２の透明共通電極ＣＴ２が、これら２本のゲート線ＧＬを覆っている。
【００７４】
さらに、本実施形態では、複数の透明画素電極ＰＩＴの２列ごとに２本のデータ線ＤＬが形成されており、これら２本のデータ線ＤＬは、左列の複数の透明画素電極ＰＩＴと右列の複数の透明画素電極ＰＩＴの間に配置されている。これら２本のデータ線ＤＬは、それぞれ左列の複数の透明画素電極ＰＩＴと右列の透明画素電極ＰＩＴのうち近い方に位置する複数の透明画素電極ＰＩＴと、複数の薄膜トランジスタＴＦＴを介して接続している。第２の透明共通電極ＣＴ２が、これら２本のデータ線ＤＬを覆っている。
【００７５】
図２８は、図２７に示す液晶表示装置ＬＣＤの８画素を取り出した平面図であり、第１の実施形態の図３に対応する。図２９は、図２８に示す液晶表示装置ＬＣＤの２９−２９’線断面図である。本実施形態では、共通電極金属配線ＭＳＬが上下２画素共有されているので開口率向上できる。また、この共通電極金属配線ＭＳＬは不透明材料であるので、第１の透明基板ＳＵＢ１にブラックマトリクスＢＭを配置せずとも画素の境界を区切ることができる。第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２の位置合わせ精度は低いのでブラックマトリクスＢＭを除去したことで開口率も改善できる。
【００７６】
第１の透明共通電極ＣＴ１は、２本並列に配置されたデータ線ＤＬ上に保護絶縁膜ＰＡＳを介して幅広く配置されている。前述のようにシールド効果を高めるには、データ線ＤＬを被覆する第２の透明共通電極ＣＴ２に関して、２本のデータ線ＤＬの領域幅より大きく取る必要がある。本実施形態では、ゲート線ＧＬが２画素分並走しているのに、加えてデータ線ＤＬも２画素分並走している。そのため、画素毎に均等の間隔でゲート線ＧＬやデータ線ＤＬを配置した第１の実施形態に比べて、ゲート線ＧＬ間やデータ線ＤＬの間隔を透明画素電極ＰＩＴの幅Ｌより狭く配置した本実施形態では、この第２の透明共通電極ＣＴ２の幅を従来独立に１本の配線を被覆していた寸法の２倍より狭く設定できるので開口率を向上できる。
【００７７】
図３０は、図２９に示す２本並走するデータ線ＤＬ部分の断面構成部分の拡大図である。データ線ＤＬの下側左右には、第１の透明共通電極ＣＴ１が配置されている。これは透明画素電極ＰＩＴからの液晶層ＬＣを経て第１の透明共通電極ＣＴ１に至る電界で液晶分子を駆動する役目を持つ。さらに、データ線ＤＬから第２の透明基板ＳＵＢ２を経て透明画素電極ＰＩＴに至る電界ノイズを遮断する効果がある。一方、データ線ＤＬ上の第２の透明共通電極ＣＴ２は、保護絶縁膜ＰＡＳ上に形成された第２の透明電極材料ＩＴＯ２で構成された透明画素電極ＰＩＴからの電界で液晶を駆動する効果と、データ線ＤＬからの上側へ延びる電界ノイズを遮断する効果がある。この第２の透明共通電極ＣＴ２の効果により、ブラックマトリクスＢＭの幅を狭くでき、開口率を改善している。しかし、データ線ＤＬ上を覆う第２の透明共通電極ＣＴ２はデータ線ＤＬとの製造工程の合わせ裕度も考慮し、幅ＬＯＶＤだけはみ出している。はみ出し端部は透明画素電極ＰＩＴからの電界を一部透過するが、この幅ＬＯＶＤの部分の透過率は低下しており、可能な限り短くする必要がある。上述のとおり、第１の実施形態においてはデータ線ＤＬが画素毎に１本走っており、データ線ＤＬを覆う透明共通電極ＣＴ２の間隔は、データ線ＤＬ幅に加えて、はみ出した幅ＬＯＶＤの２倍必要であった。これに対し本実施形態では、２本並列するデータ線ＤＬ間隔ＬＤＤは、幅ＬＯＶＤの２倍より小さく設定できているので、開口率を向上でき、明るく低消費電力の液晶表示装置ＬＣＤが提供できる。
【００７８】
以上のように、データ線ＤＬあるいはゲート線ＧＬを並走させ、これを被覆する透明共通電極を共有化することで、開口率が向上されている。さらに、透明共通電極を２画素以上で共通化し、この間はデータ線やゲート線と交差させないことによっても開口率が向上されている。さらに、配線を上部から被覆する共通電極と画素電極を同一平面内で同一材料でパターン化して使いわけることにより、薄膜トランジスタＴＦＴを構成する基板の製造工程を４回のホト工程で加工でき、シンプルで低コストの液晶表示装置ＬＣＤが提供される。
【符号の説明】
【００７９】
ＬＣＤ  液晶表示装置、ＤＩＡ  画像表示領域、ＳＵＢ１  第１の透明基板、ＳＵＢ２  第２の透明基板、ＡＬ１  第１の配向膜、ＡＬ２  第２の配向膜、ＬＣ  液晶層、ＬＣＭ  液晶分子、ＰＯＬ  偏光板、ＰＯＬ１  第１の偏光板、ＰＯＬ２  第２の偏光板、ＧＬ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇｎ  ゲート線、ＳＴＧ  保持容量、ＢＭ  ブラックマトリクス、ＴＦＴ  薄膜トランジスタ、ＧＳＮ  ゲート絶縁膜、ＰＡＳ  保護絶縁膜、ＤＬ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄｎ  データ線、ＭＳＬ  共通電極金属配線、ＣＯＮＴ  コンタクトホール、ＳＭ  ソース電極、ＳＥＭ  半導体層、ＣＴ  透明共通電極、ＣＴ１  第１の透明共通電極、ＣＴ２  第２の透明共通電極、ＰＩＴ  透明画素電極、ＣＦ  カラーフィルタ、ＯＣ  オーバーコート膜、ＩＴＯ１  第１の透明電極材料、ＩＴＯ２  第２の透明電極材料、ＰＲＥＳ  ホトレジスト、Ｌ  電極幅、ＬＯＶ，ＬＯＶＧ，ＬＯＶＤ  幅、ＬＧＧ，ＬＤＤ  間隔、Ｓ  スリット幅、ＥＦ  電界。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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