(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板で液晶を挟む液晶表示装置であって、
前記一対の基板のうち一方の基板上には
複数のゲート配線と、
前記複数のゲート配線と交差し遮光性のある複数のソース配線と、
前記各ゲート配線と前記各ソース配線の交差に対応して設けられたトランジス
タと、
前記トランジスタに対応して設けられた画素電極と、
前記ソース配線と同一層で、前記ゲート配線と重なり、端部が前記ソース配線と重ならないよう島状に形成された遮光部とを有し、
前記ソース配線を挟んで隣り合う前記画素電極の各々の端部が前記ソース配線に重なり、
前記ゲート配線を挟んで隣り合う前記画素電極の各々の端部は前記遮光部に重なり、
前記一対の基板のうち他方の基板上には、
前記一方の基板上の前記遮光部の端部と前記ソース配線との隙間に個別に重なる複数の島状の遮光部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二枚の基板に挟まれた液晶を、薄膜トランジスタを用いて駆動することにより、表示を行う液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の液晶表示体装置の斜視図である。従来、薄膜トランジスタを有する液晶表示装置では、表示画像のコントラストおよび色再現性を向上させるために配線と画素電極のすき間からの光漏れを防ぐために、対向基板側に遮光性のある金属等によりブラックマトリックスを設けていた。従って、薄膜トランジスタを形成した基板と対向基板との組み合わせずれを考慮して１０μｍ以上の合わせマージンが必要となる。また、ソース配線と画素電極は同一平面上にあるために、両者を電気的に分離するための間隙が必要である。以上の理由から、液晶表示装置の画素部の開口率は減少する。これらの問題を解決するために、図２（ａ）から（ｃ）に示されるような方法が考案されている。図２（ａ）は、薄膜トランジスタが形成された基板の平面図を示し、図２（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図２（ａ）におけるＡＡ部およびＢＢ部の断面図を示す。本方式の特徴は、前記薄膜トランジスタのソース配線ならびにゲート配線と画素電極を層間絶縁膜で分離し、各々が異なる平面に形成されることにより、前記薄膜トランジスタのソース配線とゲート配線が、ブラックマトリックスを兼ねるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の液晶表示装置の構造では、自段の薄膜トランジスタのゲート配線およびソース配線と画素電極との重なり部分に生じる寄生容量にるクロストークを生じる。そのためにはソース配線およびゲート配線と画素電極を絶縁分離する層間絶縁膜を厚くする必要があった。よって従来のような、前段の薄膜トランジスタのゲート配線と画素電極を重ね合わせる構造、あるいは容量配線と画素電極を重ね合わせる構造によって保持容量を形成するのでは、十分な保持容量を備え、かつクロストークのない液晶表示装置を作製することは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
一対の基板で液晶を挟む液晶表示装置であって、前記一対の基板のうち一方の基板上には複数のゲート配線と、前記複数のゲート配線と交差し遮光性のある複数のソース配線と、前記各ゲート配線と前記各ソース配線の交差に対応して設けられたトランジスタと、前記トランジスタに対応して設けられた画素電極と、前記ゲート配線を覆い、前記ソース配線と同一層で、前記ゲート配線と重なり、前記ソース配線との間に隙間を有するように島状に形成された遮光部とを有し、前記ソース配線を挟んで隣り合う前記画素電極の各々の端部が前記ソース配線に重なり、前記ゲート配線を挟んで隣り合う前記画素電極の各々の端部は前記遮光部に重なり、前記一対の基板のうち他方の基板上には、前記一方の基板上の前記遮光部と前記ソース配線との間の前記隙間に個別に重なる複数の島状の遮光部が形成されていることを特徴とする。
【０００５】
本願発明によれば、遮光性のソース配線とゲート配線上に設けられた島状の遮光部、及び対向基板に設けられた島状の遮光部により、表示部分の開口率を減少させることなく画素電極周辺の遮光を行うことができる。
【０００６】
【実施例】
図３（ａ）から（ｃ）は、本発明の液晶表示装置の一実施例を示す平面図および断面図である。図３（ａ）は平面図を示し、図３（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図３（ａ）におけるＡＡ部およびＢＢ部での断面図を示す。石英やガラスなどの透明基板３０１上に設けられた薄膜トランジスタのゲート配線３０２、前記ゲート配線と薄膜トランジスタのソース配線を絶縁分離する第一の層間絶縁膜３０３、ＡｌやＭｏ、Ｃｒ、Ｔａなどの金属で形成され、薄膜トランジスタのゲート配線と直交するブラックマトリックスを兼ねるソース配線３０４、前記ゲート配線と平行な遮光部３０７を絶縁分離する第二の層間絶縁膜３０５、前段の薄膜トランジスタのゲート配線３０６に重なり、かつ前記ゲート線３０６と平行で島状に形成された遮光部３０７、前記の遮光部３０７と、薄膜トランジスタのドレイン電極３０８および３１０とを絶縁分離する第三の層間絶縁膜３０９を示す。なお、３１１は画素電極３１０と前段のゲート配線３０６に平行に重なる遮光部３０７とを電気的に接続するためのコンタクトホールである。
【０００７】
前記ソース配線と直交する遮光部に、ＡｌやＭｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕなどの導電性を有する金属を用いると、前記遮光部３０７と前段のゲート線３０６との重なり部に、保持容量Ｃ０  が生じる。また、前段のドレイン電極３０８と遮光部３０７との重なり部に、容量Ｃ１  が生じる。液晶表示装置の表示品質を劣化させないためには、前記の容量Ｃ０が容量Ｃ１に比べて、十分に大きくなるようにすることが必要である。従って、前記の第一の層間絶縁膜３０３ならびに第二の層間絶縁膜３０５には、ＳｉＯ２やＳｉＮｘなどの比誘電率の大きい絶縁膜を用いることが好ましく、前記の第三の層間絶縁膜３０９には、ポリイミド系樹脂・アクリル系樹脂・フッ素系樹脂などの比誘電率が小さい有機絶縁膜を１〜５μｍ程度と厚く塗布することが好ましく、さらに平坦化効果もあり液晶の配向性も改善される。図４は、本発明の液晶表示装置を示す斜視図である。図３（ａ）から（ｃ）に示した構造をもつ薄膜トランジスタが形成された基板を用いることにより、対向基板側のブラックマトリックスが廃止され、従って表示部分の開口率を大きくできると同時に、対向基板と薄膜トランジスタが形成された基板との貼り合わせが容易になる。
【０００８】
図５（ａ）から（ｃ）は、本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す平面図および断面図である。図５（ａ）は平面図を示し、図５（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図５（ａ）のＡＡ部ならびにＢＢ部の断面図を示す。図５（ａ）から（ｃ）においても、島状に形成された遮光部５０２と前段のゲート線５０４との重なり部に形成される保持容量Ｃ２と、島状に形成された遮光部５０２と前段の画素電極５０１との重なり部に形成される容量Ｃ３において、前記容量Ｃ２が容量Ｃ３よりも十分に大きくなるようにすればよい。従って、前記の第一の層間絶縁膜５０７には、ＳｉＯ２やＳｉＮｘなどの比誘電率の大きい絶縁膜を用いることが好ましく、前記の第二の層間絶縁膜５０６には、ポリイミド系樹脂・アクリル系樹脂・フッ素系樹脂などの比誘電率が小さい有機絶縁膜を１〜５μｍ程度と厚く塗布することが好ましく、さらに平坦化効果もあり液晶の配向性も改善される。図５（ａ）から（ｃ）において、前記ゲート配線５０４に平行に重なる遮光部５０２として、薄膜トランジスタのソース配線５０５の層を島状に形成することも可能である。
【０００９】
図６（ａ）から（ｃ）は、本発明の液晶表示装置の別の実施例を示す平面図および断面図である。図６（ａ）は平面図を示し、図６（ｂ）および（ｃ）は、それぞれ図６（ａ）のＡＡ部ならびにＢＢ部の断面図を示す。
【００１０】
図７は、本発明の液晶表示装置の別の実施例の斜視図を示す。図５（ａ）から（ｃ）に示された構造をもつ薄膜トランジスタ、または図６（ａ）から（ｃ）に示された構造をもつ薄膜トランジスタが形成された基板を用いる場合、ソース配線・ゲート配線の一部・ゲート配線に平行に重なる遮光部がブラックマトリックスとる。なお、ゲート配線に平行に設けられた遮光部とソース配線の隙間（薄膜トランジスタの部分）からの光の漏れは、対向基板側に遮光部を島状に形成する。従って表示部分の開口率を減じることなく、十分な保持容量をもつ液晶表示装置が作製できる。
【００１１】
【発明の効果】
本発明により解決しようとする課題は、以下の通りである。
（１）．開口率を大きく減じることなく十分な保持容量を設けて液晶表示装置の表示特性を向上させる。
（２）．液晶駆動用の薄膜トランジスタが形成されている基板と対向基板の貼り合わせ工程を簡略化し、生産性と歩留まりを向上する。
（３）．液晶表示装置のパネル組立工程において、薄膜トランジスタが形成された基板と対向基板のブラックマトリックスとの合わせマージンによる開口率の減少量を小さくする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の斜視図である。
【図２】（ａ）から（ｃ）は、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置にもちいる薄膜トランジスタの従来例の平面図および断面図である。
【図３】（ａ）から（ｃ）は、本発明の液晶表示装置の一実施例を示す平面図および断面図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の一実施例を示す斜視図である。
【図５】（ａ）から（ｃ）は、本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す平面図および断面図である。
【図６】（ａ）から（ｃ）は、本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す平面図および断面図である。
【図７】本発明の液晶表示装置の他の実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３０１  石英やガラスなどの透明基板
３０２  前段の薄膜トランジスタのゲート配線
３０３  ゲート配線とソース配線を絶縁分離する第一の層間絶縁膜
３０４  液晶表示装置のブラックマトリックスを兼ねるソース配線
３０５  ソース配線と前記ソース配線と直交する遮光部を絶縁分離する第二の層間絶縁膜
３０６  自段の薄膜トランジスタのゲート配線
３０７  ゲート配線と平行に設けられた遮光部
３０８  自段の薄膜トランジスタの画素電極
３０９  ゲート配線と平行に設けられた遮光部と画素電極を絶縁分離する第三の層間絶縁膜
３１０  前段の薄膜トランジスタの画素電極
３１１  ゲート配線と平行に設けられた遮光部と自段の画素電極を接続するコンタクトホール
５０１  前段の薄膜トランジスタの画素電極
５０２  ゲート配線と平行に設けられた遮光部
５０３  自段の薄膜トランジスタの画素電極
５０４  自段の薄膜トランジスタのゲート配線
５０５  液晶表示装置のブラックマトリックスを兼ねるソース配線
５０６  ゲート配線と平行に設けられた遮光部と画素電極を絶縁分離する第二の層間絶縁膜
５０７  ゲート配線とソース配線を絶縁分離する第一の層間絶縁膜
５０８  石英やガラスなどの透明基板
５０９  前段の薄膜トランジスタのゲート配線
５１０  ゲート配線と平行に設けられた遮光部と自段の画素電極を接続するコンタクトホール
６０１  前段の薄膜トランジスタの画素電極
６０２  ゲート配線と平行に設けられた遮光部
６０３  自段の薄膜トランジスタの画素電極
６０４  前段の薄膜トランジスタのゲート配線
６０５  液晶表示装置のブラックマトリックスを兼ねるソース配線
６０６  石英やガラスなどの透明基板
６０７  ゲート配線と画素電極を絶縁分離する第一の層間絶縁膜
６０８  ゲート配線と平行に設けられた遮光部およびソース配線と画素電極を絶縁分離する第二の層間絶縁膜
６０９  自段の薄膜トランジスタのゲート配線
６１０  ゲート配線と平行に設けられた遮光部と自段の画素電極を接続するコンタクトホール
【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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