(57)【要約】　　　（修正有）【課題】低消費電力を図ることができると共に、高精細化が可能となる、アクティブマトリクス型液晶表示素子及び製造方法を得る。【解決手段】ゲート配線１、ソース配線２、およびＴＦＴ３と、画素電極４との間に、層間絶縁膜６を備えてなる。層間絶縁膜６は、耐熱温度２００℃以上の材料からなる。この構成により、ＩＴＯ成膜時の温度を２００℃以上とすることができるため、比抵抗及び透過率の良好なＩＴＯ膜が得られ、ＩＴＯ膜のパターニング特性も向上する。【選択図】　図２
2004004529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に画素電極が接続された液晶表示素子において、
上記走査配線、信号配線、およびスイッチング素子と、上記画素電極との間に、層間絶縁膜を備えてなり、該層間絶縁膜は、耐熱温度２００℃以上の材料からなることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】
走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に画素電極が接続された液晶表示素子の製浩方法において、
基板上に、走査配線、信号配線、およびスイッチング素子を形成する工程と、
走査配線と信号配線とスイッチング素子とを覆うように耐熱温度２００℃以上の材料からなる樹脂を塗布し、パターニングして、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、
上記層間絶縁膜上およびコンタクトホール内部に、画素電極を２００℃以上で成膜する工程とを含むことを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
上記層間絶縁膜表面に光照射を行って該層間絶縁膜の膜質改善を行う工程をさらに含むことを特徴とする請求項２記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示素子およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１４（ａ）は、従来の透過型液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。図１４（ａ）に示すように、上記アクティブマトリクス基板上には、複数の画素電極５４がマトリクス状に設けられている。また、ゲート配線５１…およびソース配線５２…が、上記画素電極５４の各々の周囲を通り、互いに直交差するように設けられている。
【０００３】
このとき、ゲート配線５１は、画素電極５４が形成された表示領域を囲むようにリング状に形成されており、このような冗長構造をとることにより、断線対策が施されている。また、ゲート配線５１は、その一部が画素電極５４の外周部分とオーバーラップしており、その部分に付加容量（ＣＳ）が形成されている。また、このとき、画素電極５４は隣のゲート配線５１上に形成される、いわゆるＣｓ　Ｏｎ　Ｇａｔｅ　構造となっている。
【０００４】
上述したゲート配線５１とソース配線５２との交差部分には、画素電極５４に接続されるスイッチング素子としてＴＦＴ５３が設けられている。このＴＦＴ５３のゲート電極にはゲート配線５１が接続され、ＴＦＴ５３は、ゲート電極に入力される信号によって駆動制御される。また、ＴＦＴ５３のソース電極にはソース配線５２が接続され、ＴＦＴ５３はソース電極からデータ信号を入力する。
【０００５】
図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。図１４（ｂ）において、ＴＦＴ基板６０上には、図１４（ａ）で説明したゲート配線５１が設けられ、ゲート配線５１上を覆ってゲート絶縁膜５７が形成されている。さらに、ゲート絶縁膜５７上には、図１４（ａ）で説明したソース配線５２と画素電極５４とが形成されており、ブラックマトリクス（ＢＭ）６２を備えた対向基板６１との間に液晶５８を挟んで透過型の液晶表示素子を形成している。
【０００６】
また、特開昭６４−６８７２６号公報に開示されているＴＦＴを用いれば、図１５に示すような透過型液晶表示素子が実現される。この液晶表示素子では、ゲート配線７１およびソース配線７２と、画素電極７４との間に、ポリイミド（Ｐｉ）やアクリル等からなる層間絶縁膜７６が設けられている。すなわち、ゲート配線７１およびソース配線７２と、画素電極７４とが、別々の層に形成されている。なお、図１５において、８０および８１は透明基板、７８は液晶である。上記の構成では、ゲート配線７１とソース配線７２とを近づけて形成することができるので、前記した従来の液晶表示素子よりも開口率を向上させることが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６４−６８７２６号（公開日：昭和６４年３月１４日）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、低消費電力を実現すると共に、高精細化が可能な液晶表示素子、および、その製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を解決するために、本発明の請求項１記載の液晶表示素子は、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に画素電極が接続された液晶表示素子において、上記走査配線、信号配線、およびスイッチング素子と、上記画素電極との間に、層間絶縁膜を備えてなり、該層間絶縁膜は、耐熱温度２００℃以上の材料からなることを特徴としている。
【００１０】
上記構成では、画素電極としてＩＴＯを用いる透過型液晶表示装置の場合において、ＩＴＯの成膜時の温度を２００℃以上とすることができ、これにより、比抵抗および透過率の良好な膜が得られ、低消費電力を図ることができる。また、パターニング特性も良くなり、高精細化が図れる。なお、このときの成膜温度としては、２３０〜２５０℃程度が特に好ましく、１５０℃で成膜した場合と比較すると、比抵抗は半分以下となる。
【００１１】
上記の課題を解決するために、請求項２記載の液晶表示素子の製造方法は、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に画素電極が接続された液晶表示素子の製浩方法において、基板上に、走査配線、信号配線、およびスイッチング素子を形成する工程と、走査配線と信号配線とスイッチング素子とを覆うように耐熱温度２００℃以上の材料からなる樹脂を塗布し、パターニングして、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁膜上およびコンタクトホール内部に、画素電極を２００℃以上で成膜する工程とを含むことを特徴としている。
【００１２】
上記の製造方法によれば、画素電極としてＩＴＯを用いる透過型液晶表示装置の場合において、ＩＴＯの成膜時の温度を２００℃以上とすることができ、これにより、比抵抗および透過率の良好な膜が得られ、低消費電力を図ることができる。また、パターニング特性も良くなり、高精細化が図れる。なお、このときの成膜温度としては、２３０〜２５０℃程度が特に好ましく、１５０℃で成膜した場合と比較すると、比抵抗は半分以下となる。
【００１３】
請求項３記載の液晶表示素子の製造方法は、請求項２記載の製造方法において、光照射を行って該層間絶縁膜の膜質改善を行う工程をさらに含むことを特徴とする。この製造方法によれば、層間絶縁膜表面の膜質が改善され、画素電極との密着性が向上する。これにより、層間絶縁膜と画素電極とが剥離することが防止され、良品率が向上すると共に、高品位な表示が可能な液晶表示素子を提供することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明の実施の一形態について、図１ないし図３を参照しながら説明すれば、下記のとおりである。図１（ａ）は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。
【００１５】
図１（ａ）において、アクティブマトリクス基板上には、ＩＴＯ等の透明材料により形成された複数の画素電極４が、マトリクス状に設けられている。また、走査配線としてのゲート配線１と、信号配線としてのソース配線２とが、画素電極４の周囲を通り、互いに直交差するように設けられている。上記ゲート配線１は、Ａｌ，Ｔａ，またはＣｒ等の不透明な金属にて形成される。ソース配線２は、Ａｌ，Ｔａ，またはＣｒ等の金属、あるいはＩＴＯによって形成される。ゲート配線１は、後に説明するが、断線に対する冗長性を持たせるために、画素電極４（表示領域）を囲むリング状の部分を連ねた形状をなしている。
【００１６】
また、ゲート配線１は、少なくともその一部分が画素電極４とオーバーラップするように形成され、ゲート配線１と画素電極４とがオーバーラップする部分に付加容量（ＣＳ）が形成される。なお、画素電極４は、ゲート配線１のほぼ全体をオーバーラップするように形成することが好ましく、これにより、付加容量（ＣＳ）をより大きく形成すると共に、ゲート配線１からの直流成分が液晶８に印加されることを防止して、液晶表示装置の寿命や信頼性を向上させることが可能となる。
【００１７】
また、このとき、画素電極４は、隣のゲート配線上に形成される、いわゆるＣＳ　Ｏｎ　Ｇａｔｅ　構造となっている。すなわち、図１（ａ）に示す複数の画素電極４…の一つを画素電極４ａとすると、この画素電極４ａは、自らとオーバーラップするゲート配線１（図中に記号ｇ１を付して示すゲート配線）ではなく、その隣のゲート配線１（図中に記号ｇ２を付して示すゲート配線）によって駆動されている。なお、以降では、画素電極４ａに対するゲート配線ｇ２のように、各画素電極４を駆動するゲート配線を、自段ゲート配線と称する。
【００１８】
ここで、ゲート配線１の形状について説明する。ゲート配線１は、例えば、図３（ａ）ないし（ｃ）に示すような形状に形成することが可能である。例えば、図３（ａ）に示すように、ゲート配線１は、各画素電極４の周囲を囲むリング状の部分（以下、リング部分と称する）Ｒが、ゲート配線１の長手方向に連続して繋った構造に形成され得る。このリング部分Ｒを、ゲート配線１の冗長部と称する。ゲート配線１は、このように冗長部を有することにより、一部に断線が生じたとしても、断線不良となり難い。
【００１９】
なお、図３（ａ）に示す構成では、隣合うリング部分Ｒ同士は、ソース配線２と平行な部分の両端部において互いに接続されている。このため、各ゲート配線１は、全体として、はしご状の構造をなしている。なお、以降では、上記の構造を、はしご構造と称する。このはしご構造は、隣合うリング部分Ｒ同士が、二箇所すなわちソース配線２と平行な部分の両端部において互いに接続されているので、この接続部分においても、両方が断線しない限りは、断線不良とならないという利点がある。
【００２０】
図３（ｂ）に示すゲート配線１も、画素電極４の周囲を囲むリング部分Ｒが、ゲート配線１の長手方向に連続して繋がった構造に形成されている。ただし、この構造は、完全なはしご構造ではなく、隣合うリング部分Ｒ同士は、ソース配線２と平行な部分の一方の端部において互いに接続されている。なお、同図（ｂ）に示す構造の変形例として、隣合うリング部分Ｒ同士が、ソース配線２と平行な部分の中央付近において互いに接続された構造としても良い。
【００２１】
図３（ｃ）に示すゲート配線１は、後に実施の形態２においても説明するが、隣合うリング部分Ｒ・Ｒにおいてソース配線２と平行な部分が共通化された形状である。この形状は、図３（ａ）または（ｂ）に示す形状よりも開口率を向上させることを目的としたものである。
【００２２】
以下では、図３（ａ）ないし（ｃ）に例示したような、リング状の冗長部を有する配線構造のすべてを、冗長構造と称する。なお、リング状部分は必ずしも画素電極の周囲を囲むように形成しなくても良く、例えば、リング状部分の一部が画素電極の真ん中を通るような構成でも構わない。
【００２３】
上述したようなゲート配線１およびソース配線２の交差部分近傍には、コンタクトホール５を介して画素電極４と接続されるスイッチング素子としてのＴＦＴ３が設けられている。ここでは、ゲート配線１がＴＦＴ３のゲート電極を兼ねており、ＴＦＴ３は、ゲート電極に入力される信号によって駆動制御される。また、ＴＦＴ３のソース電極にはソース配線２が接続され、ＴＦＴ３のソース電極にデータ信号が入力される。
【００２４】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。図１（ｂ）に示すように、上記液晶表示素子は、アクティブマトリクス基板１３と対向基板１１との間に液晶８を挟んだ構成となっている。
【００２５】
まず、アクティブマトリクス基板１３の構成について説明する。アクティブマトリクス基板１３は、ＴＦＴ基板１０、ゲート配線１、ゲート絶縁膜７、ソース配線２、層間絶縁膜６、および画素電極４が、この順に積層されて構成されている。すなわち、ＴＦＴ基板１０上には、ゲート配線１が設けられ、ゲート配線１の上部を覆うように、ＳｉＮＸまたはＳｉＯＸ等からなるゲート絶縁膜７が設けられている。ゲート絶縁膜７上には、ソース配線２が形成されている。さらに、ソース配線２を覆うように、アクリル系樹脂またはＰｉ（ポリイミド）等からなる層間絶縁膜６が形成されている。なお、この層間絶縁膜６の膜厚は１〜５μｍ、さらに望ましくは２〜３μｍとする。
【００２６】
層間絶縁膜６の膜厚を上記の範囲とする理由は、（１）層間絶縁膜６表面の平坦化を図るには、層間絶縁膜６の膜厚を配線部分の膜厚よりも厚くする必要があるため、（２）画素電極４とソース配線２とがオーバーラップしている場合、その部分に生じる寄生容量（Ｃｓｐ）を小さくするため、である。
【００２７】
ただし、層間絶縁膜６の膜厚をあまり厚くすると、コンタクトホール５の面積が大きくなってしまう。例えば、層間絶縁膜６の膜厚が６μｍ、コンタクトホール５の底面（接続部分）が５μｍ角であり、コンタクトホール５のテーパー角が６０度の場合には、層間絶縁膜６表面におけるコンタクトホール５の開口部の大きさは１３μｍ角以上となる。あるいは、コンタクトホール５のテーパー角が４５度の場合には、上記開口部の大きさは１６μｍ角以上となる。このように上記開口部が大きくなると、液晶の配向不良の原因となったり、コンタクト不良が増えたり、層間絶縁膜６の形成工程に時間を要したりする等の不具合が生じるので好ましくない。
【００２８】
続いて、前記したようにして形成された層間絶縁膜６上に、画素電極４が形成される。これにより、アクティブマトリクス基板１３が完成する。さらに、上記のアクティブマトリクス基板１３に対向させる対向基板１１には、ブラックマトリクス（ＢＭ）１２及び図示しない対向電極やカラーフィルタが形成される。そして、アクティブマトリクス基板１３と対向基板１１との間に液晶８が導入されて、本実施の形態に係る液晶表示素子が完成する。
【００２９】
以上の説明からも明らかなように、本実施形態の構成では、ゲート配線１とソース配線２との間の隙間が、従来の液晶表示装置に比べて大幅に削減されていることが分かる。従来の液晶表示装置では、ソース配線やゲート配線と同じ層に画素電極が形成されていたことにより、ソース配線やゲート配線と、画素電極とを近づけて形成するとリークやディスクリネーションが発生してしまい、液晶表示装置の良品率や表示品位が低下するという問題を有していた。これに対して、この第１実施形態の構成では、ゲート配線１およびソース配線２と、画素電極４とが層間絶縁膜６を介して別々の層に形成されていることにより、従来のような問題が発生することがなく、これらの配線を互いに近づけて形成することが可能となっている。
【００３０】
なお、層間絶縁膜６としては、なるべく比誘電率の低いものを用いることが好ましい。層間絶縁膜６の比誘電率は、ソース配線２と画素電極４とのオーバーラップが大きくなればなるほど、液晶表示装置の表示特性に関して重要な要素となってくる。なぜなら、この実施の形態１の構成では、自段ゲート配線上に画素電極４が形成されていないので、ゲート配線１と画素電極４との間には寄生容量（Ｃｇｐ）は生じないが、ソース配線２と画素電極４とがオーバーラップする場合に、これらの間に生じる寄生容量（Ｃｓｐ）が大きいと表示に悪影響を及ぼすからである。
【００３１】
次に、上記のアクティブマトリクス基板１３の主要な製造プロセスについて、図２（ａ）ないし（ｈ）を参照しながら説明する。図２（ａ）ないし（ｄ）は、上記製造プロセスの各々におけるアクティブマトリクス基板１３の構成をそれぞれ示す平面図、図２（ｅ）ないし（ｈ）は、図２（ａ）ないし（ｄ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において切断された横断面をそれぞれ示す断面図である。
【００３２】
まず、図２（ｅ）に示すように、ガラス等からなるＴＦＴ基板１０上にＡｌ等をＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）　法によって４０００Åの厚さに成膜してパターニングすることにより、ゲート配線１が形成される。このとき、ゲート配線１は、図２（ａ）に示すように、後に形成される画素電極４の周辺部を囲むリング状の部分（以下、リング部分と称する）が、ゲート配線１に沿う方向に連続して繋った形状になるように、パターニングが行われる。
【００３３】
次に、ゲート配線１の表面を２０００Åの厚さだけ陽極酸化する。これは、ゲート配線１と後に形成する半導体層との間の絶縁性を向上させ、付加容量（ＣＳ）を大きくするためである。
【００３４】
その後、図２（ｂ）および（ｆ）に示すように、ＣＶＤ法により、ＳｉＮＸ等からなるゲート絶縁膜７を、３０００Åの膜厚になるように、ゲート配線１上に形成する。さらに、このゲート絶縁膜７上にＳｉ半導体層を１０００Å、ｎ＋　Ｓｉ層を５００Åの厚さになるように連続して堆積し、パターニングを行うことにより、図示しないチャネル部およびコンタクト部が形成される。
【００３５】
次に、図２（ｃ）および（ｇ）に示すように、膜厚１０００ÅのＡｌおよび膜厚３０００ÅのＣｒを、ＣＶＤ法により順次成膜してパターニングすることにより、ソース配線２が形成される。ソース配線２をこのように二層構造にすることにより、ソース配線２に断線冗長性を持たせることが可能となる。この結果、良品率が上がるばかりでなく、ソース配線２をより細く形成することができるため、液晶表示装置の開口率を大幅に向上させることができる。
【００３６】
次に、図２（ｄ）および（ｈ）に示すように、ソース配線２上に感光性のアクリル系樹脂をスピンコート法で３μｍの厚さに塗布することにより、層間絶縁膜６が形成される。ここでは、メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとのポリマーをベースポリマーとし、これに感光剤としてナフトキシジアジド系ポジ型感光剤を加えたものを、感光性アクリル樹脂として用いた。層間絶縁膜６としてアクリル系樹脂を用いる理由は次のとおりである。
【００３７】
（１）アクリル系樹脂の比誘電率は３．０〜４．０であり、従来一般的に絶縁膜として多く用いられているＳｉＮＸ等の無機膜の比誘電率（８程度）に比べて低く、感光剤を入れたとしてもその比誘電率は３．４〜３．５と充分に低い。
【００３８】
（２）透明度が高い。
【００３９】
（３）スピンコート法、ロールコート法、あるいはスロットコート法等により容易に３μｍという厚い膜厚に形成することができる。従って、ソース配線２と画素電極４との間の寄生容量（ＣＳＰ）を小さくすることができる。
【００４０】
これらの理由により、上記の寄生容量（ＣＳＰ）が表示に及ぼす影響（クロストーク等）をより低減することが可能となり、良好で明るい表示を得ることが可能となる。
【００４１】
さらに、感光性のアクリル樹脂を用いることにより、パターニングにフォトレジスト塗布工程が不要となり、生産性が向上するという利点もある。このとき、通常露光に使用する波長である、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、またはｇ線（波長４３６ｎｍ）の発光輝線スペクトルの内、エネルギーが最も強く、可視光でなく紫外光であるｉ線の波長に反応ピークがある感光性樹脂を用いるのが望ましい。これにより、コンタクトホールを精度良く形成できると共に、紫外光領域にピークがあるため着色を最小限に抑えることができる。
【００４２】
これにより、透過型液晶表示装置の透過率を高めることができ、バックライトからの光量を抑制して低消費電力化が図れる。あるいは、バックライトからの光量を従来と同じとした場合は、より明るい表示を実現できる。
【００４３】
なお、ここでは、濃度が０．１〜１．０ｍｏｌ％のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド現像液（アルカリ溶液）により現像することにより、パターニングを行った。現像液の濃度が１．０ｍｏｌ％以上であると、露光しない部分すなわちコンタクトホール以外の部分の感光性透明アクリル樹脂の膜厚の減少量が大きく、膜厚の制御が難しくなる。また、例えば２．４ｍｏｌ％程度の高濃度の現像液を使用した場合は、現像のヌキの部分、すなわちコンタクトホールを形成すべき部分に、アクリル樹脂の変質物が残滓として残り、コンタクト不良を招来するという問題を生じる。一方、現像液の濃度が０．１ｍｏｌ％より低い場合には、現像液を循環して繰り返し使用する方式の現像装置では濃度の変動が大きいために濃度制御が難しくなる。このため、上記現像液の濃度は、上述のように、０．１〜１．０ｍｏｌ％とすることが好ましい。
【００４４】
また、本実施形態では、層間絶縁膜６の材料として、あらかじめ着色されたアクリル樹脂を使用し、パターニングを行った後に全面露光処理を施してさらに透明化する。これにより、パターニングが行い易くなるので、生産性がさらに向上する。なお、このようなアクリル樹脂の透明化は、光学的な処理だけではなく、化学的な処理によって行うことも可能である。
【００４５】
次に、層間絶縁膜６上にＩＴＯを１５００Åの膜厚に堆積し、パターニングすることにより、画素電極４を前述のようにマトリクス状に形成した。その際に、画素電極４を形成する前に、層間絶縁膜６の表面に対して例えばドライエッチング装置を用いた酸素プラズマ処理により、層間絶縁膜６の表面から１０００〜３０００Å程度の厚さに対して灰化処理（アッシング処理）を行った。この灰化処理においては、平行平板型プラズマエッチング装置が使用され、ＲＦパワー１．２ＫＷ、圧力８００ｍＴｏｒｒ、酸素流量３００ｓｃｃｍ、温度７０℃、ＲＦ印加時間１２０ｓｅｃの条件で、アクリル樹脂の表面を灰化させる。
【００４６】
このとき、酸素プラズマ中で処理を行うことにより、層間絶縁膜６の表面は、有機物の酸化分解で水と二酸化炭素が抜けて出て行き、荒れた状態となる。このような効果は、膜表面から１０００Å以上に対して灰化処理を行った場合に得られるが、あまり灰化しすぎると、膜減りが大きくなりすぎて膜厚にばらつきが生じ、配向乱れを招来して表示に悪影響を与える恐れがある。このため、灰化処理を行う膜厚は、５０００Å以下とすることが好ましく、さらに好ましくは３０００Å以下に制御する。また、上記のドライエッチング装置は、バレル方式、ＲＩＥ方式等の方式によらず、層間絶縁膜６と画素電極４との密着性改善効果が得られた。
【００４７】
なお、この処理を、感光性樹脂の残滓除去工程と同時に行えば、プロセス数の増加にはつながらない。また、層間絶縁膜６として感光性でないものを用いた場合には、フォトレジスト除去工程と同時に灰化処理を行えば、プロセス数の増加にはつながらない。
【００４８】
また、層間絶縁膜６の表面にオゾン雰囲気中でエキシマ光などの紫外光を照射してその表面を荒らすことにより、灰化処理と同様の効果が得られる。
【００４９】
その後、ポリイミド等からなる配向膜（図示せず）を形成し、この配向膜表面にラビング処理を行った。このとき、層間絶縁膜６の膜厚を、従来よりも十分厚い３μｍに形成しているため、層間絶縁膜６の表面がより平坦化され、従来の問題点であった液晶の配向の乱れ等が生じない。
【００５０】
また、このように層間絶縁膜６を、数μｍと厚く形成することにより、バックライトから斜めに入射する光（斜め光）が画素部分に入射される。このため、この液晶表示装置を直視型として用いた場合、実際の開口率よりも表示に寄与する見かけ上の開口率は高くなり、コントラストの向上が図れる。また、斜め光の有効活用により視野角も広くなる。このことからも、ゲート配線１およびソース配線２と、画素電極４とを多少オーバーラップさせるように形成すると良いことが分かる。
【００５１】
また、ここで層間絶縁膜６は数μｍと厚く形成されるので、層間絶縁膜６の材料としては、できるだけ透過率の高いもの、具体的には透過率９０％以上のものを使用することが望ましい。その場合、人間の視感度は、緑や赤の波長に比べると、青（４００〜５００ｎｍ）の波長において若干劣るので、若干の色づきが有る材料を使用する場合には、緑や赤の分光透過率が高く、青の分光透過率が若干劣るような材料を選択することが望ましい。
【００５２】
さらにその後、アクティブマトリクス基板１３と、ブラックマトリクス１２及び図示しない対向電極やカラーフィルターを備えた対向基板１１との間に液晶８を導入することにより、本実施形態の液晶表示素子が完成する。
【００５３】
以上のようにして作製された本実施形態の液晶表示素子は、従来よりも開口率が向上するだけでなく、ゲート配線１およびソース配線２の各々と画素電極４とが同じ層内で重なることがないので、ディスクリネーションが発生しない。また、アクティブマトリクス基板１３の表面（層間絶縁膜６の表面、あるいは画素電極４における液晶８との接触面）が平坦化されているため、液晶８の配向乱れが生じない。さらには、画素電極４と自段ゲート配線とが全く重なることがなく、ソース配線２と画素電極４との重なり部分に生じる寄生容量（Ｃｓｐ）も小さいので、液晶表示装置の表示品位（コントラスト、視野角等）が大幅に向上する。
【００５４】
具体的には、本実施形態の液晶表示装置のコントラストは、従来の約３倍にあたる３００：１以上にまで改善されている。また、視野角については、液晶の屈折率異方性とセル厚との積（Δｎ×ｄ）を小さくすることにより、液晶表示装置の真横から観察しても表示内容を識別できるぐらいまでに視野角特性を改善することができる。以上のように、本実施形態の液晶表示装置では、従来の液晶表示装置では実現することのできなかった真のフルカラー１６７０万色（２５６階調）の表示が可能となる。
【００５５】
また、本実施形態の製造工程によれば、従来の製造工程に比べて、ソース配線が基板表面に露出されている時間が少ないので、ゴミ等が原因となる断線の確率が大幅に減少する。この結果、良品率が大幅に向上する。また、ソース配線をさらに細く形成することができ、開口率がさらに向上するという効果を奏する。
【００５６】
また、ゲート配線１が、ゲート絶縁膜７、層間絶縁膜６、および画素電極４により覆われた構成となっているので、液晶８に直流成分が印加されることがなく、液晶の劣化が防止される。この結果、液晶表示装置の信頼性や製品寿命が大幅に向上する。
【００５７】
なお、図１（ａ）に示すように、コンタクトホール５は、配線上に設けるのが好ましい。これは、コンタクトホールが形成された領域は平坦ではないので、その領域において液晶の配向の乱れを招来し、表示上好ましくないからである。なお、図５（ａ）に示すように、コンタクトホール５を大きく形成した方がコンタクトが取りやすく、また、コンタクト抵抗が下がることからも好ましい。
【００５８】
なお、本実施形態の液晶表示装置を、対角１０．４インチのＶＧＡ仕様とし、ゲート配線１およびソース配線２の線幅を共に１０μｍとした場合の開口率は６７％であった。これと同様の条件で作製された従来の液晶表示装置の開口率は、６０％にしかならないことから、開口率が７％も向上している（従来比１１２％）ことが分かる。従って、同じ明るさの液晶表示装置を想定した場合には、低消費電力化を図ることが可能となる。また、同じ消費電力のバックライトを使用した場合には、明るい液晶表示装置を実現することが可能となる。
【００５９】
なお、上記の開口率の差は、従来は、ゲート配線とソース配線との隙間が最低でも４μｍ程度必要であったことによる。なお、本実施形態の構成では、基板面に水平な方向におけるゲート配線１とソース配線２との間隔を０としている。また、好ましくは、ゲート配線１とソース配線２とが若干オーバーラップするように形成した方が、製造工程における精度を上げる必要がないという点で有利である。
【００６０】
また、本実施形態の液晶表示装置の駆動方法としては、１Ｈ反転駆動法を用いることが好ましい。この１Ｈ反転駆動法とは、１ゲートライン反転駆動法とも呼ばれており、ソース配線へ印加するデータ信号の極性を１水平期間（１Ｈ）毎に反転させる駆動法である。この駆動法によれば、ソース配線と画素電極との間の寄生容量が同じであっても、液晶に印加される実効電圧の影響を、フィールド反転駆動法に比べて１／５〜１／１０に低減することができる。この結果、液晶の劣化が防止され、液晶表示装置の寿命や信頼性を向上させることができる。
【００６１】
この理由は、１Ｈ反転駆動法の場合には、１フィールドの間に、１フィールドの時間に対して十分に短い周期でデータ信号の極性が反転されるため、＋極性の信号と−極性の信号とが表示に与える影響がキャンセルされるためである。
【００６２】
なお、本実施形態の液晶表示装置の駆動方法として、上記の１Ｈ反転駆動法の他に、ソース配線へ印加するデータ信号の極性を１ソース配線毎に反転させるソースライン反転駆動法や、上記データ信号の極性を隣接する１画素毎に反転させるドット反転駆動法を用いても良い。
【００６３】
上記のソースライン反転駆動法では、隣合うソース配線同士に逆極性の信号が入力されるため、ソース配線と画素電極とのオーバーラップ部分にできる寄生容量を、隣合うソース配線同士でキャンセルし合うこととなる。このため、寄生容量の大きさが同じであっても、フィールド反転駆動法に比較して、実効電圧が液晶へ与える影響を小さくすることができる。
【００６４】
また、上記のドット反転駆動法では、隣合うソース配線同士に逆極性の信号が入力され、且つ１Ｈ期間ごとにも信号の極性反転が行われる。このため、寄生容量の大きさが同じであっても、フィールド反転駆動法に比較して、実効電圧が液晶へ与える影響を小さくすることができる。また、このドット反転駆動法は、上記の１Ｈ反転駆動法とソースライン反転駆動法とを組み合わせた駆動法であり、これらの駆動法と比べて、実効電圧が液晶へ与える影響を小さくする点で最も効果的である。
【００６５】
なお、上記の１Ｈ反転駆動法、ソースライン反転駆動法、あるいはドット反転駆動法による効果は、画素電極が縦長なＯＡ用の液晶表示パネルにおいて特に顕著である。
【００６６】
また、層間絶縁膜６の材料として樹脂を用いる場合には、この樹脂を染色しても良く、これによれば、層間絶縁膜６がカラーフィルタまたは遮光膜としての機能をも有するという効果を奏する。
【００６７】
また、この実施形態においては、層間絶縁膜６の材料として感光性アクリル樹脂を用いたが、これに限定されるものではない。感光性アクリル樹脂の他には、例えば日本合成ゴム株式会社製商品名「ＪＳＳ−９２４」（二液性アクリル系樹脂）や「ＪＳＳ−９２５」（一液性アクリル系樹脂）などの感光性でないアクリル樹脂や、比誘電率が低く且つ透明度の高い材料、具体的には可視光領域の透過率が９０％以上のものを用いることが好ましい。例えば、ポリアミドイミド（比誘電率３．５〜４）、ポリアリレート（３．０）、ポリエーテルイミド（３．２）、エポキシ（３．５〜４）、あるいは透明度の高いポリイミド（３〜３．４）等を用いることができる。なお、上記の透明度の高いポリイミドは、例えばヘキサフルオロプロピレンを含む酸二無水物とジアミンとの化合物によって実現される。
【００６８】
さらに、画素電極４として、ＩＴＯを用いる透過型液晶表示装置の場合においては、層間絶縁膜６の材料として耐熱温度２００℃以上のものを用いることがより好ましい。これは、ＩＴＯの成膜時の温度を２００℃以上とすれば、比抵抗および透過率が良好な膜が得られ、低消費電力化が図れるからである。また、パターニング性も良くなり、高精細化が図れる。このときの成膜温度としては、２３０〜２５０℃程度が特に好ましく、１５０℃で成膜した場合と比較すると、比抵抗は半分以下になる。
【００６９】
また、本実施形態の液晶表示装置では、図１（ａ）および（ｂ）に示すように、ゲート配線１のほぼ全体が、画素電極４の下方に位置するようになっているので、液晶８に直流成分が印加されないという利点がある。この結果、液晶の劣化が防止され、液晶表示装置の信頼性や寿命が向上するという効果を奏する。
【００７０】
〔実施の形態２〕
本発明の実施の形態２について図３および図４を参照しながら説明すると、下記のとおりである。なお、前記した実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成には、同一の符号を付記し、その説明を省略する。後述する他の実施形態においても同様とする。
【００７１】
図４（ａ）は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において切断された上記液晶表示素子の横断面を示す断面図である。
【００７２】
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態のアクティブマトリクス基板と、前記実施の形態１のアクティブマトリクス基板との違いは次のとおりである。
【００７３】
（１）ゲート配線１が、図３（ｃ）に示したように、隣合うリング部分Ｒ・Ｒにおいてソース配線２と平行な部分が共通化された形状をなしていること。
【００７４】
（２）隣合うリング部分Ｒ・Ｒにおいて共通化された部分がソース配線２の下側に形成されていること。
【００７５】
本実施形態の液晶表示装置は、図４（ｂ）に示すように、ゲート配線１とソース配線２との交差部分での段差が大幅に小さくなるため、ソース配線２が断線しにくくなっている。この結果、良品率が向上するだけでなく、ソース配線２をさらに細く形成することができるので開口率がさらに向上するという効果を奏している。
【００７６】
また、配線のパターニングにおけるプロセスマージンを無くすことができるため、開口率も向上している。さらに、ゲート配線１においてソース配線２と平行に配設されている部分をこれまでよりも太く形成することが可能となるため、断線が起こりにくい。
【００７７】
なお、この実施形態の構成では、ゲート絶縁膜７を厚く形成することが好ましい。これは、ゲート絶縁膜７を厚く形成した方が、ゲート配線１とソース配線２との重なり部分に生じる寄生容量の減少が図れるからである。また、ＴＦＴ３におけるゲート配線１と半導体層との絶縁性が向上するためである。このとき、ゲート絶縁膜７としては、ＳｉＯ２　を用いることがより好ましい。これは、
（１）ＳｉＯ２　の比誘電率は４と低いため、ゲート配線１とソース配線２との重なり部分に生じる寄生容量をさらに抑えることができる。
【００７８】
（２）透明度が高いため、膜厚を厚くした場合でも色純度が落ちない。
という理由による。
【００７９】
なお、この実施形態においては、対向基板１１に形成されたブラックマトリクス１２の線幅を細く形成することが可能となっている。しかしながら、ブラックマトリクス１２の線幅は、アクティブマトリクス基板１３と対向基板１１とを貼り合わせる際のマージン等を考慮すると、具体的には配線幅の３／４〜１／２程度とすることが好ましい。
【００８０】
また、この実施形態では、冗長構造のゲート配線１において、ソース配線２と平行に配設されている部分の線幅を２０μｍ、その他の配線幅を１０μｍとしている。
【００８１】
このときの液晶表示装置の開口率は７５％であった。この値は、従来の液晶表示装置の開口率（６０％）に比べると１５％（従来比１２５％）も向上した値となっている。すなわち、本実施形態の液晶表示装置は、開口率が大幅に向上していることが分かる。
【００８２】
また、本実施形態２においては、画素電極４を長方形に形成することにより、パターニングの容易化を図っている。この構成は、後述する実施の形態８で詳述するが、ＴＦＴ３のオフ特性を大幅に向上させることができる。この結果、かすみ（画面が全体に白っぽく見える現象）の見えない高表示品位の液晶表示装置が実現される。
【００８３】
〔実施の形態３〕
本発明の実施の形態３について、図５（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明すると以下のとおりである。図５（ａ）は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う平面において切断された液晶表示素子の横断面を示す断面図である。
【００８４】
図５（ａ）および（ｂ）に示すように、実施の形態３に係るアクティブマトリクス基板では、冗長構造のゲート配線１においてソース配線２と平行に配設されている部分が、ソース配線２の下側に、該ソース配線２と同じもしくはそれよりも細い線幅で形成されている。
【００８５】
さらに、冗長構造のゲート配線１においてソース配線２と直交して配設されている部分であって、コンタクトホール５またはＴＦＴ３が形成されていない部分の上に、ソース配線２と同じ材料によって、容量配線２１が形成されている。本液晶表示装置では、この容量配線２１によって付加容量（ＣＳ）が形成されている。なお、この容量配線２１が形成されている位置を分かりやすくするために、図５（ａ）において、容量配線２１に斜線を付して図示した。
【００８６】
なお、図５（ｂ）に示すように、ゲート配線１において上記容量配線２１が形成されている部分は、ゲート絶縁膜７が除去されている。さらに、容量配線２１の上部の層間絶縁膜６は、他の部分よりも薄くなるように形成されている。このように、容量配線２１を形成した箇所において、画素電極４とゲート配線１との間隔を小さくしたことにより、画素電極４とゲート配線１との間に大きな付加容量（ＣＳ）を形成することができる。
【００８７】
また、本液晶表示装置のアクティブマトリクス基板では、対向基板１１において、ブラックマトリクス等の遮光膜がゲート配線１の長手方向にのみ設けられている。本実施形態に係る液晶表示装置は、上記の点において実施の形態２と異なっており、その他の構成は、実施の形態２と同様である。
【００８８】
ここで、本実施形態に係る液晶表示装置の製造方法について説明する。まず、ＴＦＴ基板１０上にゲート配線１を形成する。次に、このゲート配線１を覆うように、ゲート絶縁膜７を形成する。さらに、上記ゲート絶縁膜７上に、図示しない半導体層、ｎ＋　層を形成する。さらに、ゲート絶縁膜７において、後で容量配線２１を形成する箇所に、開口部を形成する。すなわち、ゲート配線１においてソース配線２と直交する部分であって、コンタクトホール５およびＴＦＴ３が形成されない部分のゲート絶縁膜７が除去される。このようにゲート絶縁膜７に開口部を形成する処理を、ゲート配線１の外部駆動回路を実装する端子上のゲート絶縁膜７を除去する処理と同時に行えば、工程数の増加はない。
【００８９】
次に、Ｔａ、Ａｌ等によって、ソース配線２、画素電極４とのコンタクト電極（ドレイン電極）、および容量配線２１を形成する。このように、同じ材料を用いてソース配線２と同時に容量配線２１を形成することにより、工程数の増加は生じない。
【００９０】
次に、基板を電解液に浸した状態でゲート配線１に電源を接続し、陽極酸化を行う。このとき、半導体層等をゴム系レジスト等で保護することが望ましい。その後、層間絶縁膜６、画素電極４、および図示しない配向膜を順次形成した後、ブラックマトリクス１２を有する対向基板１１と貼り合わせた後に液晶８を封入すれば、液晶表示素子が完成する。
【００９１】
本実施形態の液晶表示素子においては、上記したようにゲート配線１上に、ソース配線２と同じ材料からなる容量配線２１が形成されているため、付加容量（ＣＳ）が増える。また、上記したように容量配線２１を形成するためだけの工程を必要としないので、全体工程数が増加しないという利点もある。
【００９２】
なお、上記の容量配線２１は、陽極酸化法等によってその表面に金属酸化膜を形成しておくことが好ましい。これは、陽極酸化法等によって酸化された金属酸化膜は、一般に比誘電率が高いからである。例えば、酸化タンタルの比誘電率は２５、酸化チタンの比誘電率は９０である。これにより、さらに大きな付加容量（ＣＳ）を容易に得ることができる。引いては、配線をさらに細く形成することができるため、開口率を向上させることができる。また、容量配線２１を陽極酸化した場合には、容量配線２１と画素電極４との間に層間絶縁膜６を設ける必要はない。ただし、層間絶縁膜６を少し残した方が、リークの危険性が減るので好ましい。
【００９３】
本実施形態に係る液晶表示装置の開口率は８４％であった。なお、この開口率は、ゲート配線１およびソース配線２の線幅を、共に１０μｍとした場合の値である。この値は、従来の液晶表示装置の開口率（６０％）に比べると２４％（従来比１４０％）も向上している。従って、本実施形態の構成によれば、開口率が大幅に向上した液晶表示装置を提供することが可能となる。また、従来とほぼ同様の設計ルールおよび製造プロセスを用いることができるので、非常に有効であることが分かる。
【００９４】
〔実施の形態４〕
本発明の実施の形態４について、図６を参照しながら説明すると以下のとおりである。図６は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。
【００９５】
図６に示すように、本実施形態のアクティブマトリクス基板では、冗長構造のゲート配線１においてソース配線２と直交して配設されている部分の線幅を太く形成することで、付加容量（ＣＳ）領域を大きくしている。また、ＴＦＴ３が形成されていないゲート配線１ａの線幅が、ＴＦＴ３が形成されているゲート配線１ｂよりも太く形成されている。ゲート配線１ａの線幅は２０μｍ、ゲート配線１ｂの線幅は上記ゲート配線１ａの半分の１０μｍとする。また、ソース配線２は、厚さ３０００ÅのＡｌ膜の単層である。その他の構成は、前記実施の形態２と同様である。
【００９６】
このように、ゲート配線１ａの線幅をゲート配線１ｂよりも太く形成する理由は、次のとおりである。すなわち、ゲート配線１ａ上にはコンタクトホール５が形成されるため、ゲート配線１ａと画素電極４との間に形成される層間絶縁膜６の厚みは薄くなっており、より効果的に付加容量（ＣＳ）を形成することができるからである。また、コンタクトホール５のコンタクト部の面積を広くとることが可能となると共に、マージンを持たせることが可能となっている。
【００９７】
本実施形態の液晶表示装置の開口率は８１％（従来比１３５％）であった。つまり、本実施形態の構成は、配線幅を太く形成しているにも拘わらず、従来よりも開口率が向上している。
【００９８】
なお、この実施形態の構成においても、上述した実施の形態３に示したように、ソース配線材料と同じ材料を用いて、ゲート配線１上に、付加容量を形成するための薄膜を形成すると効果的である。また、このとき、ゲート配線１ｂを細く形成し、ＴＦＴ３における半導体層も細く形成することにより、ＴＦＴ３の特性を向上させることができる。
【００９９】
〔実施の形態５〕
本発明の実施の形態５について、図７および図８を参照しながら説明すると以下のとおりである。
【０１００】
図７（ａ）は、本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う平面において切断された液晶表示素子の横断面を示す断面図である。
【０１０１】
図７（ａ）および（ｂ）に示すように、この実施形態の液晶表示装置のアクティブマトリクス基板では、冗長構造のゲート配線１のリング状の部分において、ソース配線２に直交し、且つＴＦＴ３が形成されていない側のほぼ全面に、ゲート絶縁膜７を介してドレイン電極３０が形成されている。また、このドレイン電極３０表面のほぼ全面が露出するように、層間絶縁膜６にコンタクトホール１５が形成されている。ドレイン電極３０と画素電極４とは、このコンタクトホール１５を介して互いに接続されている。このとき、付加容量（ＣＳ）は、ドレイン電極３０とゲート配線１との重なり部分に介在するゲート絶縁膜７により形成されている。
【０１０２】
この実施形態では、ソース配線２として、ＡｌまたはＴａ等の遮光性を有する金属材料を使用することができる。また、このソース配線２と同じ材料および同じプロセスにて形成される遮光膜２２が、隣合うゲート配線１同士の間に介在するゲート絶縁膜７の上に、上記ゲート配線１に沿って形成されている。一方、遮光膜２２に直交する方向においては、ソース配線２が遮光膜を兼ねる。すなわち、この実施形態の構成では、対向基板１１にブラックマトリクス等の遮光膜を形成する必要がない。
【０１０３】
以上のように、この実施形態の液晶表示装置は、ゲート絶縁膜７によって付加容量が形成された構成である。ゲート絶縁膜７は、層間絶縁膜６に比べて非常に薄く、また、比誘電率の高いＳｉＮＸ，ＳｉＯＸ等から形成されている。これにより、大きな付加容量を得ることが可能となる。また、ソース配線２と同じ材料・同じプロセスで形成される遮光膜２２を用いて、互いに隣接するゲート配線１・１間を遮光するようになっているので、プロセスの短縮とコストダウンを図ることができる。なお、この遮光膜２２は、互いに隣接するゲート配線１・１と重なりをもつように形成されていても良い。
【０１０４】
上記では、ソース配線２と同じ材料を用いて遮光膜２２を形成した構成について説明したが、この遮光膜２２の代わりにＴＦＴ３のドレイン電極を利用して、隣合うゲート配線１・１間を遮光する構成としても良い。より具体的には、図８（ａ）および（ｂ）に示すように、ＴＦＴ３のドレイン電極３１を、隣合うゲート配線１・１間を覆うように、自段ゲート配線とオーバーラップする位置まで延設する。
【０１０５】
なお、この場合、自段ゲート配線とドレイン電極３１との間で寄生容量（Ｃｇｄ）ができる。この寄生容量（Ｃｇｄ）は、すなわち自段ゲート配線と画素電極４との間の寄生容量（Ｃｇｐ）である。しかしながら、自段ゲート配線とドレイン電極３１との重なりを最小限に抑えることで、寄生容量の影響を極力抑制することができる。また、上記の構成では、付加容量（ＣＳ）は、ドレイン電極３１と、自段ゲート配線に隣接するゲート配線１とがオーバーラップする部分によって形成される。
【０１０６】
〔実施の形態６〕
本発明の実施の形態６について、図９（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明すると以下のとおりである。
【０１０７】
図９（ａ）は、本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において切断された上記液晶表示素子の横断面を示す断面図である。
【０１０８】
図９（ａ）および（ｂ）に示すように、本実施形態のアクティブマトリクス基板では、スイッチング素子としてのＴＦＴ３２が、前述の実施の形態１ないし５で説明したようなボトムゲート配線構造（例えば逆スタガ型）ではなく、トップゲート配線構造（例えばスタガ型）になっている。
【０１０９】
本実施形態の構成では、最初にソース配線２やドレイン電極が形成され、次に半導体層およびゲート絶縁膜７が形成され、さらにその後にゲート配線１が形成される。そして、ゲート絶縁膜７およびゲート配線１の上部に層間絶縁膜６が形成され、コンタクトホール３５が形成された後、画素電極４が形成される。なお、この他の構成は、前記した実施の形態１と同様である。
【０１１０】
本実施形態の構成では、コンタクトホール３５はできるだけ小さく形成する方が好ましい。これは、ゲート配線１がソース配線２の上部に形成されているので、表示に寄与しない配線上でのコンタクトホールの形成が難しく、コンタクトホール３５は、表示領域内に形成せざるを得ないからである。
【０１１１】
また、本実施形態の構成では、ソース配線２が画素電極４と全く重ならない構造となっているので、ソース配線２と画素電極４との間の寄生容量（Ｃｓｐ）が全く無い。また、ゲート配線１と画素電極４との距離が近い構造となっているので、ゲート配線１と画素電極４との間に生じる付加容量（Ｃｓ）は大きい。このため、各配線を細く形成することができ、開口率の向上を図ることができる。
【０１１２】
また、コンタクトホール３５の部分に図示しない平坦化層を埋め込むことにより、表示領域中に形成されたコンタクトホール３５の表面を平坦化することができる。これにより、液晶８の配向乱れが生じなくなり、液晶表示装置の表示品位はさらに向上する。
【０１１３】
〔実施の形態７〕
本発明の実施の形態７について、図１０および図１１を参照しながら説明すると以下のとおりである。
【０１１４】
図１０（ａ）は、本発明の実施の形態７に係る液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において切断された上記液晶表示素子の横断面を示す断面図である。
【０１１５】
図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、上記アクティブマトリクス基板では、ゲート配線１は画素電極４が形成された表示領域を囲むようなリング状部分を有する冗長構造とされており、これによって断線対策が施されている。さらに、ソース配線２０は、各画素電極４の両側に形成される二本の分岐配線２０ａ・２０ｂと、画素電極４の真ん中を横切って分岐配線２０ａ・２０ｂを互いに接続する接続配線２０ｃとによって形成されている。つまり、この構成では、ゲート配線１だけでなく、ソース配線２０もはしご状の冗長構造をなしており、これによって断線対策が施されている。
【０１１６】
なお、上記の分岐配線２０ａは、ＴＦＴ３と接続されており、ＴＦＴ３にデータ信号を供給する。一方、上記の分岐配線２０ｂは、予備配線として機能するものである。
【０１１７】
従来、予備配線を表示領域外に設けておき、レーザ照射等によって断線箇所と予備配線とを接続することにより、断線不良を修正する方法が一般的に用いられている。しかし、この方法によると、修正できる本数が予備配線の数によって限られている。多くの予備配線を形成すると非表示領域が大きくなってしまうため好ましくない。また、レーザ照射等の修正工程が必要である。
【０１１８】
これに対して、本実施形態の構成では、ゲート配線１とソース配線２０との両方がリング状部分を有する冗長構造をなす。このため、例えば、ソース配線２０に関しては、分岐配線２０ａ・２０ｂが、隣合う接続配線２０ｃの間で２本とも切れない限りは断線不良とならず、従来のレーザ照射のような修正工程が必要ない。
【０１１９】
なお、本実施形態では、図１０（ａ）および（ｂ）に示すように、ソース配線２０は、各画素電極４の両側に形成される二本の分岐配線２０ａ・２０ｂと、画素電極４の真ん中を横切るように配置され、分岐配線２０ａおよび２０ｂを互いに接続する接続配線２０ｃとによって形成されている。しかし、ソース配線２０の構成は、これに限らず、例えば分岐配線２０ｂを、画素電極４の真ん中を縦断する位置に形成しても良い。また、本実施形態では、接続配線２０ｃは、１つの画素電極４毎に形成されているが、これに限定されるものではない。
【０１２０】
また、ソース配線２０を金属のみで形成すると、画素電極４を横切る接続配線２０ｃの分だけ開口率が低下してしまう。しかし、（１）ソース配線２０をＩＴＯの単層で形成する、あるいは、（２）ソース配線２０を金属とＩＴＯとの二層構造とする場合には、接続配線２０ｃをＩＴＯのみにより形成する、という方法によれば、開口率の低下を防止することができる。
【０１２１】
図１１は、本実施形態のアクティブマトリクス基板におけるソース配線２０の変形例を示す平面図である。この変形例では、上記の接続配線２０ｃの代わりに、図１１に示すように、ソース配線２０の分岐配線２０ａがＴＦＴ３と接続するために枝別れしている部分が延長されて、分岐配線２０ａおよび２０ｂを互いに接続するための接続配線２０ｄが形成されている。このとき、接続配線２０ｄは、互いに隣接するゲート配線１・１の間を通り、且つこれらのゲート配線１・１の各々と重なり部分を有するように形成することが好ましい。この構成によれば、開口率の低下を招くことが無く、さらに、接続配線２０ｄが互いに隣接するゲート配線１・１間の遮光膜を兼ねることが可能となる。
【０１２２】
以上のように、本実施形態の液晶表示装置は、ゲート配線１およびソース配線２０がそれぞれリング状の部分を有する冗長構造である。これにより、ソース配線２０に関しても、隣合う接続配線２０ｃまたは２０ｄの間で分岐配線２０ａ・２０ｂが二本とも切れていない限りは断線不良とはならず、良品率が大幅に向上されると共に、コストダウンが図れる。
【０１２３】
〔実施の形態８〕
本発明の実施の形態８について、図１２を参照しながら説明すると以下のとおりである。
【０１２４】
実施の形態８に係る液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板では、ゲート配線１およびソース配線２の交差部の近傍、すなわちＴＦＴ３の近傍が、ゲート絶縁膜７や層間絶縁膜６が分極化してスイッチング素子としてのＴＦＴ３のオフ特性が劣化することを防ぐための構造となっている。これは、層間絶縁膜６としてアクリル等の有機樹脂材料が用いられた場合に特に効果的である。
【０１２５】
上記したゲート配線１とソース配線２との交差部近傍の具体的な構造を、図１２（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。まず、図１２（ａ）において交差部Ａとして図示した構造は、ＴＦＴ３の上部を覆うように、画素電極４と同じ材料からなる補助電極２４が、層間絶縁膜６上にアイランド状に設けられた構成である。
【０１２６】
また、交差部Ｂとして図示した構造は、層間絶縁膜６上の画素電極４が、ＴＦＴ３の上部を覆うように延設された構成である。この構成は、各画素電極４は長方形状に形成されるので、パターニングが容易であることから特に好ましい。
【０１２７】
また、交差部Ｃとして図示した構造は、層間絶縁膜６を介してＴＦＴ３の上部を覆うように、画素電極４と同じ材料からなる補助電極２５が形成された構成である。なお、上記補助電極２５は、図１２（ｂ）に示すように、隣接するゲート配線１と、層間絶縁膜６に設けられたコンタクトホール２６を介して接続されている。なお、図１２（ｂ）は、上記交差部Ｃを、図１２（ａ）に示すＤ−Ｄ’線に沿う平面において切断した横断面を示す断面図である。
【０１２８】
上記した交差部Ａ、Ｂ、またはＣの構造は、高温（６０℃）でのエージング試験でいずれもＴＦＴ３のオフ特性の劣化を防止する点において非常に効果があり、これらの構造のいずれかを適用した液晶表示装置では、ＴＦＴ３のオフ特性のシフト量は非常に小さかった。そのため、信頼性が高く、また、かすみの無い非常に鮮明な表示の液晶表示装置を得ることができた。
【０１２９】
〔実施の形態９〕
本発明の実施の形態９について、主に図１３を参照しながら説明すると、下記のとおりである。
【０１３０】
図１３（ａ）に示すように、本実施形態に係る液晶表示装置が備えるアクティブマトリクス基板は、図３（ｃ）に示したようなはしご構造のゲート配線１を備えている。また、このゲート配線１においてソース配線２と平行な部分は、ソース配線２に完全に覆われるように、ソース配線２と同じ線幅か、あるいはソース配線２よりも細い線幅に形成されている。
【０１３１】
上記アクティブマトリクス基板は、マトリクス状に配置された長方形の画素電極４…を備えており、各画素電極４は、隣合うソース配線２・２のそれぞれとオーバーラップするように形成されている。さらに、図１３（ｂ）に示すように、上記アクティブマトリクス基板は、画素電極４…が、隣合うゲート配線１・１の隙間を覆うように配置されていることを特徴とする。
【０１３２】
ここで、本実施形態のアクティブマトリクス基板における画素電極４…の構成について、図１３（ａ）において、複数の画素電極４…の一つである画素電極４ａを例に挙げて具体的に説明する。ここで、説明の便宜上、図１３（ａ）において、画素電極４ａを駆動するＴＦＴ３が形成されているゲート配線（画素電極４ａの自段ゲート配線）に記号ｇ２を付し、上記ゲート配線の一段上に位置するゲート配線に記号ｇ１を付す。
【０１３３】
画素電極４ａは、ゲート配線ｇ１においてソース配線２と直交すると共にゲート配線ｇ２に隣合わない部分とオーバーラップし、且つ、ゲート配線ｇ２においてソース配線２と直交すると共にゲート配線ｇ１と隣合う部分とオーバーラップするように形成されている。すなわち、画素電極４ａは、自段ゲート配線（ゲート配線ｇ２）とオーバーラップする位置まで延設されており、これにより、ゲート配線ｇ１とｇ２との間が画素電極４ａによって覆われた状態となっている。
【０１３４】
このように、本実施形態の液晶表示素子が備えるアクティブマトリクス基板では、画素電極４が隣合うゲート配線１・１間の隙間を覆うように形成されているので、画像を表示させた場合にこの隙間は見えなくなる。この結果、隣合うゲート配線間を遮光する遮光膜を別途設ける必要が無くなるので、開口率を低下させることなく高品位な表示が実現される液晶表示装置を提供できる。上記の遮光膜を形成する必要が無く、さらに、画素電極４を上記のように形成することは、パターニングによって容易に行うことができるので、製造工程を簡略化することができ、コストダウンを図れる。
【０１３５】
なお、各画素電極４が、自段ゲート配線とオーバーラップしていることにより、ゲート配線１と画素電極４との間に寄生容量（Ｃｇｐ）が若干できるが、画素電極４と自段ゲート配線とのオーバーラップ部分を最小限に抑えたり、あるいは層間絶縁膜６を厚く形成することにより、上記寄生容量（Ｃｇｐ）の影響を抑制することが可能である。
【０１３６】
なお、上記した本実施形態の構成では、前記した各実施形態の構成と比較して、画素電極４を自段ゲート配線側へ延長させた構成、すなわち、ソース配線２の長手方向において隣合う画素電極４・４の両方が、ゲート配線１においてソース配線２と直交する部分のＴＦＴ３が形成されている側とオーバーラップするように形成されている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、ソース配線２の長手方向において隣合う画素電極４・４の両方が、ゲート配線１においてソース配線２と直交する部分のＴＦＴ３が形成されていない側とオーバーラップするように形成しても良い。この場合には、自段ゲート配線と画素電極４とがオーバーラップしないので、寄生容量（Ｃｇｐ）は生じないが、コンタクトホール５の面積は小さくなるという欠点はある。しかし、この欠点は、前記した実施の形態５（図７（ａ）参照）のように、コンタクトホール５を横長に形成してコンタクト面積を大きくとることによって克服できる。
【０１３７】
また、隣合うゲート配線１・１間の遮光効果をさらに向上させてコントラストを高めるためには、前記した実施の形態５で説明したように、ソース配線２と同じ材料を用いて隣合うゲート配線１・１間に遮光膜を形成したり、あるいは、ソース配線２の代わりに、前記した実施の形態７で説明したような、ＴＦＴ３との接続部分からゲート配線１・１間を遮光する接続配線２０ｄが分岐して設けられたソース配線２０を備えた構成とすることが効果的である。
【０１３８】
【発明の効果】
以上のように、請求項１記載の液晶表示素子は、走査配線、信号配線、およびスイッチング素子と、上記画素電極との間に、耐熱温度２００℃以上の材料からなる層間絶縁膜を備えた構成である。この構成によれば、画素電極としてＩＴＯを用いる透過型液晶表示装置の場合において、ＩＴＯの成膜時の温度を２００℃以上とすることができるため、比抵抗および透過率の良好な膜が得られ、低消費電力が図れるという効果を奏する。また、パターニング特性も良くなり、高精細化が図れるという効果を奏する。
【０１３９】
上記の課題を解決するために、請求項２記載の液晶表示素子の製造方法は、
走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に画素電極が接続された液晶表示素子の製浩方法において、基板上に、走査配線、信号配線、およびスイッチング素子を形成する工程と、走査配線と信号配線とスイッチング素子とを覆うように耐熱温度２００℃以上の材料からなる樹脂を塗布し、パターニングして、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成する工程と、上記層間絶縁膜上およびコンタクトホール内部に、画素電極を２００℃以上で成膜する工程とを含む。
【０１４０】
上記の製造方法によれば、画素電極としてＩＴＯを用いる透過型液晶表示装置の場合において、ＩＴＯの成膜時の温度を２００℃以上とすることができるため、比抵抗および透過率の良好な膜が得られ、低消費電力が図れるという効果を奏する。また、パターニング特性も良くなり、高精細化が図れるという効果を奏する。
【０１４１】
請求項３記載の液晶表示素子の製造方法は、層間絶縁膜表面に灰化処理を行う工程をさらに含む。この製造方法によれば、層間絶縁膜表面と画素電極との密着性が向上するので、良品率が向上すると共に、高品位な表示が可能な液晶表示素子を提供できるという効果を奏する。なお、上記灰化処理の代わりに、光照射を行って該層間絶縁膜の膜質改善を行っても同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施に係る一形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）ないし（ｄ）は、主要な製造工程の各々における上記アクティブマトリクス基板の構成をそれぞれ示す平面図、図２（ｅ）ないし（ｈ）は、図２（ａ）ないし（ｄ）のＡ−Ａ’線に沿う平面における横断面をそれぞれ示す断面図である。
【図３】図３（ａ）ないし（ｃ）は、上記アクティブマトリクス基板に設けられるゲート配線の形状の例をそれぞれ示す平面図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明の実施に係る他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は、本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図６】本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図８】図８（ａ）は、図７（ａ）に示したアクティブマトリクス基板の変形例を示す平面図である。図８（ｂ）は、上記アクティブマトリクス基板を備える液晶表示素子を、図８（ａ）に示すＢ−Ｂ’線に沿う平面において切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図９】図９（ａ）は、本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は、本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図１１】図１０（ａ）に示したアクティブマトリクス基板におけるソース配線の変形例を示す平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板におけるゲート配線とソース配線との交差部近傍の構成例を示す平面図であり、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＤ−Ｄ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図１３】図１３（ａ）は、本発明の実施に係るさらに他の形態としての液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は、従来の透過型液晶表示装置が備える液晶表示素子のアクティブマトリクス基板の構成を示す平面図である。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う平面において上記液晶表示素子を切断した場合の横断面を示す断面図である。
【図１５】従来の透過型液晶表示装置が備える液晶表示素子の他の構成例を示す断面図である。
【符号の説明】
１　　　ゲート配線（走査配線）
２　　　ソース配線（信号配線）
３　　　ＴＦＴ（スイッチング素子）
４　　　画素電極
５　　　コンタクトホール
６　　　層間絶縁膜
８　　　液晶
２０ａ　分岐配線
２０ｂ　分岐配線（予備配線）
２０ｃ　接続配線
２０ｄ　接続配線
２１　　容量配線
２２　　遮光膜
２４　　補助電極
３０　　ドレイン電極（接続電極）
３１　　ドレイン電極（接続電極）
Ｒ　　　リング部分（リング状の冗長部）
【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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