液晶表示装置及びそれを用いた電子機器
【課題】共通配線の低抵抗および高開口率を維持しつつ、外光の映り込みがない横電界方式の液晶表示装置及びそれを用いた電子機器の提供。
【解決手段】第１の基板と第２の基板と、該２枚の基板に狭持された液晶層とを有し、該第１の基板には２次元的にマトリクス状に画素が配置され、各画素には少なくとも薄膜トランジスタと画素電極と共通電極とを有し、該マトリクスは複数の映像信号線と複数の走査信号線が交差して形成された横電界方式の液晶表示装置であって、該映像信号線および該走査信号線上には透明絶縁膜が設けられ、該透明絶縁膜上に画素電極と共通電極と共通配線とが設けられ、該共通配線は格子状に形成され、その一方向は金属よりも可視光の反射率が小さい第１の導体からなり、他の一方向は金属層を含む第２の導体からなる。
【解決手段】第１の基板と第２の基板と、該２枚の基板に狭持された液晶層とを有し、該第１の基板には２次元的にマトリクス状に画素が配置され、各画素には少なくとも薄膜トランジスタと画素電極と共通電極とを有し、該マトリクスは複数の映像信号線と複数の走査信号線が交差して形成された横電界方式の液晶表示装置であって、該映像信号線および該走査信号線上には透明絶縁膜が設けられ、該透明絶縁膜上に画素電極と共通電極と共通配線とが設けられ、該共通配線は格子状に形成され、その一方向は金属よりも可視光の反射率が小さい第１の導体からなり、他の一方向は金属層を含む第２の導体からなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法並びに電子機器に関し、特に、横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法並びに液晶表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、平行に配置された２枚の透明基板で液晶を狭持し、マトリクス状に配置された画素毎に液晶の駆動を制御して表示を行っている。
【０００３】
液晶の駆動方式には、大別すると、ガラス基板の主面に対して垂直な電界によって液晶を駆動する縦電界方式と、平行な電界によって液晶を駆動する横電界方式とがある。このうち、横電界方式では、液晶分子の短軸方向のみを見ているため、視野角依存性が小さいという利点がある。本発明は、この横電界方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００４】
横電界方式のＴＦＴ基板側における画素の基本構成と各部の役割は下記の通りである。
【０００５】
画素電極は、所望の電位に保持されることにより共通電極との間に横方向の電界を発生する。この電界により液晶を駆動する。共通電極は、基準電位を与える。ＴＦＴは、映像信号線と画素電極の間を接続、開放するスイッチとして働く。共通配線は、共通電極に共通電位を供給する。映像信号線は、各画素に書き込む映像信号電圧を供給する。走査信号線は、ＴＦＴのオン、オフを制御する電位をＴＦＴのゲートに供給する。
【０００６】
このような横電界方式の液晶表示装置の表示を安定にするために、第１に、共通電極の電位を表示領域全体で均一にすることが重要である。このためには共通電極に電位を供給する共通配線の抵抗を低くする必要がある。
【０００７】
第２に、共通電極と画素電極の間に印加される電界が映像信号線の電位変動に影響されないことが重要である。このために絶縁膜を介して映像信号線に共通配線を重畳させ、映像信号線の電界をシールドする方法が多用されている。
【０００８】
しかしながら、この方法では映像信号線と共通配線によって形成される寄生容量に充放電電流が流れるため、消費電力が増大してしまう。消費電力を低く抑えるためにはこの寄生容量を小さくする必要がある。これらの要求を実現する技術が、例えば下記特許文献１（特開平１１−２８２８号公報）に開示されている。以下、図面を参照しながらこの技術について説明する。
【０００９】
図１３は、特許文献１の技術における画素を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００１０】
図の水平方向に走査信号線１０２、垂直方向に映像信号線１０１が延伸され、マトリクスを形成している。各マトリクスの交点に対応する位置にはＴＦＴ１０８が設置され、１マスが１画素を形成する。ＴＦＴ１０８の一方のソースドレイン電極１１０ａは映像信号線１０１に接続され、他方のソースドレイン電極１１０ｂは画素電極１０７に接続されている。画素電極１０７は画素内に伸びる櫛歯状に形成される。
【００１１】
図１３（ｂ）の断面図に示すように、映像信号線１０１上（および走査信号線１０２上、図示無し）には透明で厚い絶縁膜１１８が形成され、その絶縁膜１１８上には格子状に共通配線１０３が形成されている。共通電極１０６は画素内に伸びる櫛歯状に形成され、各櫛歯が画素電極１０７と所定の間隔を隔てるように配置される。この間隙がＴＦＴ基板における開口部である。
【００１２】
この技術の特筆すべき点は下記の２点である。
【００１３】
第１は、共通配線１０３を格子状に形成することにより、一方向に縞状の配線を形成した場合よりも著しく抵抗を低減できることである。このため、共通配線１０３の線幅を細くすることが出来、その結果、開口率も向上する。その効果は、配線に低抵抗な金属を用いることでより顕著となる。本従来例ではＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏおよびこれらの積層を用いることが示されている。
【００１４】
第２は、映像信号線１０１および走査信号線１０２と共通配線１０３の間の絶縁膜１１８を厚くすることにより、寄生容量が小さくなることである。このため、映像信号線の電圧変動に際して流れる充放電電流を低減することが出来る。なお、寄生容量を低減するには絶縁膜の誘電率を小さくすることも有効であり、その技術に関しては、例えば、下記特許文献２（ＷＯ１９９８−０４７０４４）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−２８２８号公報 ５頁 段落番号３０〜３２
【特許文献２】ＷＯ１９９８−０４７０４４ ７頁３７行〜８頁３行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に開示された液晶表示装置には問題がある。共通配線を金属で構成すると配線表面が外光を反射し、いわゆる映り込みが生じる。このため、対向基板に遮光層を設けなければならず、遮光層を設けるとその分開口率が低下する。また、製造工程においては、ＴＦＴ基板と対向基板との重ね合わせずれに対するマージンを見込む必要があり、縦、横両方のマージンを見込むとさらに開口率が低下する。
【００１７】
本発明は従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、共通配線の低抵抗および高開口率を維持しつつ、外光の映り込みがない横電界方式の液晶表示装置及びそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の基板と第２の基板と、該２枚の基板に狭持された液晶層とを有し、該第１の基板には２次元的にマトリクス状に画素が配置され、各画素には少なくとも薄膜トランジスタと画素電極と共通電極とを有し、該マトリクスは複数の映像信号線と複数の走査信号線が交差して形成された横電界方式の液晶表示装置であって、該映像信号線および該走査信号線上には透明絶縁膜が設けられ、該透明絶縁膜上に画素電極と共通電極と共通配線とが設けられ、該共通配線は格子状に形成され、その一方向は金属よりも可視光の反射率が小さい第１の導体からなり、他の一方向は金属層を含む第２の導体からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも液晶表示装置を備える電子機器であって、該液晶表示装置が前記構成の液晶表示装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶表示装置及びそれを用いた電子機器によれば、下記記載の効果を奏する。
【００２１】
本発明の第１の効果は、高開口率を維持しつつ外光の映り込みを低減できることである。
【００２２】
また、本発明の第２の効果は、周辺回路を一体に形成した液晶表示装置で、簡便に周辺回路が受けるノイズを低減できることである。
【００２３】
また、本発明の第３の効果は、周辺回路を一体に形成した液晶表示装置で、額縁が狭小化できることである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画素の構成を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における共通電極の構造を示す図であり、（ａ）は第１の導体の配置を示す平面図、（ｂ）は金属の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における共通配線とブラックマトリクスとの位置関係を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における液晶表示装置の構造を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ’断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＴＦＴ基板の製造方法を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（図５のＡ−Ａ’断面図）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（図５のＢ−Ｂ’断面図）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における共通電極の構造を示す図であり、（ａ）は第１の導体の配置を示す平面図、（ｂ）は金属の配置を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における共通電極の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるＴＦＴ基板の周囲の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における電子機器の模式図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態における電子機器の模式図である。
【図１３】従来の技術を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における画素の構成を模式的に示す平面図である。
【００２６】
紙面の一方向（ここでは第１の方向と呼ぶ。）に映像信号線１、これと交差する方向（ここでは第２の方向と呼ぶ。）に走査信号線２が延伸されている。それぞれの信号線は金属など、抵抗の低い導体によって形成される。そして、両信号線を覆う層間絶縁膜を介して、これらに重畳して格子状の共通配線３（共通配線３ａ及び共通配線３ｂ）が設けられる。
【００２７】
図２に共通配線３と共通電極６を抜き出した模式図を示す。図に示すように、一方向の共通配線３ａは第１の導体であり、他方の共通配線３ｂは金属５である。第１の導体４は可視光の反射率が低いものを用いる。その反射率は２０％以下、望ましくは１０％以下であり、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯなどの透明導電体を用いるのが好適である。また金属微粒子を分散した導電ペーストを用いることも可能である。金属５としてはＡｌを主成分とするものが好適であり、バリアメタルとしてＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉおよびこれらの合金を積層することが望ましい。なお縦方向の共通配線３ｂは共通電極６の役割も兼ねている。また第１の導体４を用いて共通電極６も同時に形成すると工程を簡略化できる。
【００２８】
画素電極７は、共通電極６と所定の間隔を隔てて同層に形成される。この例では３本の画素電極７と実質４本の共通電極６の組合せとなっているが、少なくとも１本の画素電極７と実質共通電極となる２本の共通配線３ａがあれば発明の要件は満たされ、その本数は制限されない。また、各電極に屈曲部を設けたり、突起部を設けたりしてもよい。
【００２９】
画素の一端近傍にはＴＦＴ８が設けられる。ＴＦＴ８のチャネル部にはゲート電極９が設けられ、走査信号線２に接続される。ＴＦＴ８の一方のソースドレイン電極１０ａは映像信号線１に接続され、他方のソースドレイン電極１０ｂは画素電極７に接続されている。
【００３０】
図３は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２を重ね合わせたときの、ＴＦＴ基板１１に設けられた共通配線３と対向基板１２に設けられたブラックマトリクス１３との位置関係を示した平面図である。ブラックマトリクス１３は金属５で形成された共通配線３ｂに対応する方向に延伸する縞状に設けられ、共通配線３ｂのみを遮光する。重ね合わせずれに対するマージンの分だけブラックマトリクス１３は共通配線３ｂよりも若干幅広に形成される。
【００３１】
次に、本実施形態の積層構造について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図４（ａ）は図１のＡ−Ａ’線における液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２と両基板に挟持された液晶層１４とで構成されている。
【００３３】
ＴＦＴ基板１１では、第１のガラス基板１５の上にゲート絶縁膜１６が設けられ、その上に第１の層間絶縁膜１７が設けられ、その上に映像信号線１が設けられている。映像信号線１を覆って第２の層間絶縁膜１８が設けられている。
【００３４】
第２の層間絶縁膜１８は他の層に比較して厚く、その表面が平坦になるように形成される。材料としては可視光に対して透明でかつ誘電率が低く、厚膜化が可能で平坦化性を有するものを用いる。これはパネルの透過率を高くすること、および、映像信号線１、走査信号線２と共通配線３とで形成される寄生容量を小さくするためである。
【００３５】
第２の層間絶縁膜１８上には、共通配線３ａ、画素電極７、共通電極６が形成される。画素電極７と共通電極６（及び共通配線３ａ）が交互に所定の間隔をもって形成される。
【００３６】
共通配線３ａの端部は映像信号線１の端部より画素電極７に近くし、対向基板１２側から見たときに映像信号線１を完全に覆うようにする。この構成により映像信号線１から発生する電界を画素電極７に対して遮蔽している。このため、表示電圧が他画素の表示電圧によって乱されるクロストークを防ぐことができる。
【００３７】
また、共通配線３の電圧は基本的に一定であるため共通配線３上の液晶は駆動されない。このため、ノーマリーブラック方式を採用すれば共通配線３ａは映像信号線１に対して遮光層の役割も果たすことになる。ただし、共通配線３ａが金属であると強い外光に対する反射が無視できなくなるため、共通配線３ａの反射率が低いことが重要である。図示はしていないが、これらを覆って液晶層１４の配向方向を制御する配向膜が形成される。
【００３８】
対向基板１２には、第２のガラス基板１９にカラーフィルターとして機能するための色層２０が設けられている。前述したように共通配線３ａが遮光層の役割を果たしているため、対向基板１２の映像信号線１に対応する位置には遮光層を設けていない。なお、色層２０をＴＦＴ基板１１に設けるＣＯＴ（Color filter On TFT）技術を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
図４（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’線における液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。
【００４０】
第１のガラス基板１５上にゲート絶縁膜１６が積層され、ゲート絶縁膜１６上には走査信号線２が形成され、次いで第１の層間絶縁膜１７、第２の層間絶縁膜１８が形成されている。第２の層間絶縁膜１８上には共通配線３ｂ、共通電極６、画素電極７が設けられている。共通配線３ｂは金属５であり、走査信号線２に重畳して設けられる。共通電極６は共通配線３ｂの第１の導体４が延伸されて構成される。
【００４１】
対向基板１２には第２のガラス基板１９に色層２０とブラックマトリクス１３が形成されている。ブラックマトリクス１３は共通配線３ｂと対向する位置に設けられている。ブラックマトリクス１３は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２の重ね合わせずれマージンを見込む分だけ共通配線３ｂよりも幅広に形成される。ブラックマトリクス１３により共通配線３ｂ表面の金属５による外光の反射を防ぐことができる。
【００４２】
図４（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ’線における液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図であり、ＴＦＴ８近傍の構造を示している。ここではトップゲート型の例を示すが、基本的に本発明においてＴＦＴ８の構造は重要ではない。
【００４３】
第１のガラス基板１５に島状の半導体層２１が形成され、これを覆ってゲート絶縁膜１６が形成され、その上にゲート電極９が形成される。その上に第１の層間絶縁膜１７を介してソースドレイン電極１０が形成され、第１のコンタクトホール２２を介してソースドレイン電極１０と半導体層２１のソースドレイン領域２１ｂとが接続されている。ゲート電極９の下部は半導体層２１のチャネル領域２１ａである。
【００４４】
ソースドレイン電極１０上には第２の層間絶縁膜１８が全面に形成されている。第２の層間絶縁膜１８には第２のコンタクトホール２３が設けられる。一方のソースドレイン電極１０ａは映像信号線１に接続され（図示せず）、他方のソースドレイン電極１０ｂは第２のコンタクトホール２３を介して画素電極７と接続される。対向基板１２側には色層２０が設けられる。
【００４５】
前記した通りＴＦＴ８はトップゲート型に限らずボトムゲート型、フィン型など何でも良い。また半導体層２１もアモルファスシリコン、低温ポリシリコン、酸化物半導体、有機半導体など何でも良い。このうち低温ポリシリコンはアモルファスシリコンより電子またはホールの移動度が高いため、表示部の他にゲートドライバ、ソースドライバ、信号処理回路、電源回路などの周辺回路を同じ基板上に作り込める利点がある。またトランジスタの型はｎ型、ｐ型いずれでも良い。
【００４６】
以上説明したように本実施形態によれば、（１）共通電位の安定化による画質の均一性向上、（２）共通配線を微細化したことおよび対向基板側のブラックマトリクスを一方向のみとしたことによる開口率の向上、（３）配線間寄生容量の低減による低消費電力化を同時に達成することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態の製造方法について説明する。図５はＴＦＴ基板の製造工程を模式的に示す平面図であり、図６及び図７は、図５のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’線における断面図である。
【００４８】
まず、第１の方向に延伸して映像信号線１、第２の方向に延伸して走査信号線２を形成して画素マトリクスを為し、画素の一端近傍にＴＦＴ８を形成する。なおＴＦＴ８およびその駆動に関する要素の形成方法は、本発明において重要ではないので説明を省略する。
【００４９】
図５〜７の（ａ）に示すように、ＴＦＴ８と映像信号線１などＴＦＴ８の駆動に関する要素を覆って透明かつ誘電率の低い第２の層間絶縁膜１８を厚く形成する。材料としては可視光の透過率が９０％以上、望ましくは９５％以上、誘電率は４以下が好適であり、さらに望ましくは３以下であると良い。膜厚は配線の数倍で０．５〜５μｍ、望ましくは１〜３μｍである。これらの条件を満たす材料としてはアクリル、ポリアミド、ポリイミド、ベンゾシクロブテンなどの有機材料、またはポリシロキサン、ポリシラザンなどの無機材料またはこれ等に有機基を付加した樹脂などがある。これらをスピンコート法やスリットコート法などを用いて塗布し、加熱や紫外線照射によって硬化する。なお、これらの膜の下地として窒化シリコン、酸化シリコンなどを積層すると耐湿性、ガスバリア性などを向上することが出来る。
【００５０】
次に、第２の層間絶縁膜１８に第２のコンタクトホール２３を形成する。紫外線硬化型の樹脂の場合は、マスクを用いて露光することにより、膜の硬化とコンタクトホールの形成が同時に行われる。熱硬化型の場合はフォトレジストのパターンを形成した後ドライエッチングなどにより膜を除去すれば良い（図示せず）。
【００５１】
次に、図５〜７の（ｂ）に示すように、第１の導体４を全面にＣＶＤ法、スパッタ法、塗布法などによって成膜し、フォトリソグラフィによりパターン化し、共通配線３ａ、共通電極６、画素電極７を形成する。第１の導体４としてはＩＴＯ、ＺｎＯ系のＡＺＯ、ＧＺＯなどの透明導電体が好適である。エッチングはウェットエッチング、ドライエッチングなどが用いられる。この他には金属微粒子を分散した導電ペーストを用いることも可能である。
【００５２】
次に、図５〜７の（ｃ）に示すように、全面に金属５をスパッタ法やＣＶＤ法などによって成膜する。用いる金属はＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕまたはそれらの合金あるいはこれ等の積層などが好適である。Ａｌを用いる場合にはＩＴＯと直接接触させると界面で酸化還元反応が起きやすいため、間にＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒなどのバリア層を設けると良い。次にフォトリソグラフィで第２の方向に延伸する共通配線３ｂのレジストパターンを形成する。次にドライエッチング、ウェットエッチングなどによって不要な金属５を除去する。
【００５３】
次に、配向膜を形成する。配向膜は液晶を特定の方向に配向させる機能を有する（図示せず）。
【００５４】
対向基板１２にはカラーフィルターの色層２０とブラックマトリクス１３を形成する。これらの材料には、例えば赤・緑・青・黒などの所望の色の顔料を分散した樹脂を用いればよい。これらの樹脂に感光性が付与された物を用いれば、フォトリソグラフィによりパターンニングできる。ブラックマトリクス１３は貼り合せた時にＴＦＴ基板に形成された第２の方向の共通配線３ｂと対向するように縞状に形成する。
【００５５】
次に、表示領域にスペーサーを配置し、シール材を介してＴＦＴ基板１１と対向基板１２を貼り合わせる。貼り合わせは両基板に設けられた目合わせマークを用いて正確に位置合わせをして行う。しかしながら装置の誤差、基板の歪み等種々の要因により、重ね合わせずれを完全に排除することは困難である。そのため本実施形態ではブラックマトリクス１３を共通配線３ｂの一部である金属５の線幅より若干幅広く形成する。
【００５６】
次に、液晶を注入し、注入口を封孔する。このようにして本実施の形態の液晶表示装置が完成する。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態における共通配線３の構成を模式的に示す平面図である。
【００５８】
本実施の形態では第１の導体４を用いて格子状の共通配線３を形成し、次いで一方向にのみ延伸し金属５からなる共通配線３ｂを重畳する。この構成を取ることにより、第１の導体４と金属５の接触面積が増大するため、接触抵抗が減少し、また信頼性が向上する。
【００５９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態における共通配線３の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’における断面図である。
【００６０】
本実施の形態では、第１の透明基板１１に近い側から、金属５、第１の導体４の順に積層されている。その際、第１の導体４は金属５を完全に覆うように形成する。これは第１の導体４をパターニングするときのウェットプロセスで、電池反応による腐食を防止するためである。金属５の主配線材料２４としてはＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕなどを用いることが出来る。特に、Ａｌ、Ｃｕを主成分とする金属は抵抗が低いため好適であるが、これらの金属はＩＴＯなど第１の導体との界面で反応を起こしやすいため、間にバリアメタル２５を積層すると良い。バリアメタルとしてはＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒなどが好適である。
【００６１】
この構成にすると、共通配線３ｂ表面での反射率を著しく低減できるため、第１の実施の形態で対向基板１２に設けていたブラックマトリクス１３が不要になる。このため、開口率をさらに向上させることが出来る。
【００６２】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００６３】
液晶表示装置には表示領域２６の周囲に表示領域と同じ半導体層２１を用いて周辺回路２７を同時に作り込むことも可能である。この場合、共通配線３を延伸してノイズに対するシールドとすることができる。本発明では共通配線３が第２の層間絶縁膜１８上に設けられており、共通配線３がどのようなレイアウトを取っても映像信号線１や走査信号線２と干渉しないからである。
【００６４】
図１０は本発明の第４の実施の形態における表示領域周囲の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。表示領域２６に隣接して周辺回路２７が設けられ、周辺回路２７の外側には走査線信号などを外部回路から供給する太い基幹配線２８が設けられている。周辺回路２７は第２の層間絶縁膜１８で覆われ、その上方には共通配線３が延伸されて相互に接続されて共通配線接続部３ｃをなす。この共通配線接続部３ｃは周辺回路２７を電気的にシールドしている。周辺回路２７としてはゲートドライバ、ソースドライバ、プリチャージ回路、電源回路などが挙げられる。
【００６５】
共通配線接続部３ｃは周辺回路２７をシールドする一方で、基幹配線２８上には重畳しないことが望ましい。なぜならば、基幹配線２８は面積が広く、電位の変動も大きいため、そこにシールドを設けてしまうと寄生容量の充放電による消費電力が著しく増大するためである。
【００６６】
また、この構成では、共通配線接続部３ｃと外部端子（図示せず）とを接続する配線を他の基幹配線２８と別層で形成しているため、配線幅の分だけ狭額縁化を図ることができる。なお、図１０では共通配線接続部３ｃを第１の導体４のみで形成しているが、金属５を延伸した積層構造としても良い。
【００６７】
このように本実施の形態によれば、前記した第１乃至第３の実施の形態の効果に加えて、周辺回路のノイズ耐性向上と狭額縁化を消費電力の顕著な増大なしに達成することができる。
【００６８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、前述した液晶表示装置を各種電子機器に適用する場合について説明する。
【００６９】
図１１は、前述した第１〜４の実施の形態の液晶表示装置を液晶ＴＶに応用した例を示す斜視図である。この液晶ＴＶは液晶パネル２９、スピーカー３０、リモコンからの操作信号を受信する赤外線受光部３１などを備えている。また、図示していないが、バックライト、制御回路、受信機等を備えている。
【００７０】
また、図１２は、前述した第１〜４の実施の形態の液晶表示装置を携帯電話機に応用した例を示す斜視図である。この携帯電話機は液晶パネル２９、操作パネル３２などを備えている。また、図示していないが、送受信機、通話機能等を備えている。携帯電話機の場合、高精細と明るさの両立が求められるため、本発明が効力を発揮するのに相応しい応用例である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の活用例として、携帯電話機、デジタルカメラ、ＰＣモニター、液晶テレビなどに使用される液晶表示装置が挙げられる。
【符号の説明】
【００７２】
１，１０１ 映像信号線
２，１０２ 走査信号線
３，１０３ 共通配線
３ａ 共通配線（第１の導体）
３ｂ 共通配線（第１の導体と金属の積層）
４ 第１の導体
５ 金属
６，１０６ 共通電極
７，１０７ 画素電極
８、１０８ ＴＦＴ
９ ゲート電極
１０、１０ａ、１０ｂ ソースドレイン電極
１１ ＴＦＴ基板
１２ 対向基板
１３ ブラックマトリクス
１４ 液晶
１５ 第１のガラス基板
１６ ゲート絶縁膜
１７ 第１の層間絶縁膜
１８、１１８ 第２の層間絶縁膜
１１８ 層間絶縁膜
１９ 第２のガラス基板
２０ 色層
２１ 半導体層
２１ａ チャネル領域
２１ｂ ソースドレイン領域
２２ 第１のコンタクトホール
２３ 第２のコンタクトホール
２４ 主配線材料
２５ バリアメタル
２６ 表示領域
２７ 周辺回路
２８ 基幹配線
２９ 液晶パネル
３０ スピーカー
３１ 赤外線受光部
３２ 操作パネル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置及びその製造方法並びに電子機器に関し、特に、横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法並びに液晶表示装置を用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）を用いたアクティブマトリクス型の液晶表示装置では、平行に配置された２枚の透明基板で液晶を狭持し、マトリクス状に配置された画素毎に液晶の駆動を制御して表示を行っている。
【０００３】
液晶の駆動方式には、大別すると、ガラス基板の主面に対して垂直な電界によって液晶を駆動する縦電界方式と、平行な電界によって液晶を駆動する横電界方式とがある。このうち、横電界方式では、液晶分子の短軸方向のみを見ているため、視野角依存性が小さいという利点がある。本発明は、この横電界方式の液晶表示装置に関するものである。
【０００４】
横電界方式のＴＦＴ基板側における画素の基本構成と各部の役割は下記の通りである。
【０００５】
画素電極は、所望の電位に保持されることにより共通電極との間に横方向の電界を発生する。この電界により液晶を駆動する。共通電極は、基準電位を与える。ＴＦＴは、映像信号線と画素電極の間を接続、開放するスイッチとして働く。共通配線は、共通電極に共通電位を供給する。映像信号線は、各画素に書き込む映像信号電圧を供給する。走査信号線は、ＴＦＴのオン、オフを制御する電位をＴＦＴのゲートに供給する。
【０００６】
このような横電界方式の液晶表示装置の表示を安定にするために、第１に、共通電極の電位を表示領域全体で均一にすることが重要である。このためには共通電極に電位を供給する共通配線の抵抗を低くする必要がある。
【０００７】
第２に、共通電極と画素電極の間に印加される電界が映像信号線の電位変動に影響されないことが重要である。このために絶縁膜を介して映像信号線に共通配線を重畳させ、映像信号線の電界をシールドする方法が多用されている。
【０００８】
しかしながら、この方法では映像信号線と共通配線によって形成される寄生容量に充放電電流が流れるため、消費電力が増大してしまう。消費電力を低く抑えるためにはこの寄生容量を小さくする必要がある。これらの要求を実現する技術が、例えば下記特許文献１（特開平１１−２８２８号公報）に開示されている。以下、図面を参照しながらこの技術について説明する。
【０００９】
図１３は、特許文献１の技術における画素を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【００１０】
図の水平方向に走査信号線１０２、垂直方向に映像信号線１０１が延伸され、マトリクスを形成している。各マトリクスの交点に対応する位置にはＴＦＴ１０８が設置され、１マスが１画素を形成する。ＴＦＴ１０８の一方のソースドレイン電極１１０ａは映像信号線１０１に接続され、他方のソースドレイン電極１１０ｂは画素電極１０７に接続されている。画素電極１０７は画素内に伸びる櫛歯状に形成される。
【００１１】
図１３（ｂ）の断面図に示すように、映像信号線１０１上（および走査信号線１０２上、図示無し）には透明で厚い絶縁膜１１８が形成され、その絶縁膜１１８上には格子状に共通配線１０３が形成されている。共通電極１０６は画素内に伸びる櫛歯状に形成され、各櫛歯が画素電極１０７と所定の間隔を隔てるように配置される。この間隙がＴＦＴ基板における開口部である。
【００１２】
この技術の特筆すべき点は下記の２点である。
【００１３】
第１は、共通配線１０３を格子状に形成することにより、一方向に縞状の配線を形成した場合よりも著しく抵抗を低減できることである。このため、共通配線１０３の線幅を細くすることが出来、その結果、開口率も向上する。その効果は、配線に低抵抗な金属を用いることでより顕著となる。本従来例ではＡｌ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｏおよびこれらの積層を用いることが示されている。
【００１４】
第２は、映像信号線１０１および走査信号線１０２と共通配線１０３の間の絶縁膜１１８を厚くすることにより、寄生容量が小さくなることである。このため、映像信号線の電圧変動に際して流れる充放電電流を低減することが出来る。なお、寄生容量を低減するには絶縁膜の誘電率を小さくすることも有効であり、その技術に関しては、例えば、下記特許文献２（ＷＯ１９９８−０４７０４４）に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平１１−２８２８号公報 ５頁 段落番号３０〜３２
【特許文献２】ＷＯ１９９８−０４７０４４ ７頁３７行〜８頁３行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１に開示された液晶表示装置には問題がある。共通配線を金属で構成すると配線表面が外光を反射し、いわゆる映り込みが生じる。このため、対向基板に遮光層を設けなければならず、遮光層を設けるとその分開口率が低下する。また、製造工程においては、ＴＦＴ基板と対向基板との重ね合わせずれに対するマージンを見込む必要があり、縦、横両方のマージンを見込むとさらに開口率が低下する。
【００１７】
本発明は従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、共通配線の低抵抗および高開口率を維持しつつ、外光の映り込みがない横電界方式の液晶表示装置及びそれを用いた電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の基板と第２の基板と、該２枚の基板に狭持された液晶層とを有し、該第１の基板には２次元的にマトリクス状に画素が配置され、各画素には少なくとも薄膜トランジスタと画素電極と共通電極とを有し、該マトリクスは複数の映像信号線と複数の走査信号線が交差して形成された横電界方式の液晶表示装置であって、該映像信号線および該走査信号線上には透明絶縁膜が設けられ、該透明絶縁膜上に画素電極と共通電極と共通配線とが設けられ、該共通配線は格子状に形成され、その一方向は金属よりも可視光の反射率が小さい第１の導体からなり、他の一方向は金属層を含む第２の導体からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、少なくとも液晶表示装置を備える電子機器であって、該液晶表示装置が前記構成の液晶表示装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶表示装置及びそれを用いた電子機器によれば、下記記載の効果を奏する。
【００２１】
本発明の第１の効果は、高開口率を維持しつつ外光の映り込みを低減できることである。
【００２２】
また、本発明の第２の効果は、周辺回路を一体に形成した液晶表示装置で、簡便に周辺回路が受けるノイズを低減できることである。
【００２３】
また、本発明の第３の効果は、周辺回路を一体に形成した液晶表示装置で、額縁が狭小化できることである。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における画素の構成を模式的に示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態における共通電極の構造を示す図であり、（ａ）は第１の導体の配置を示す平面図、（ｂ）は金属の配置を示す平面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における共通配線とブラックマトリクスとの位置関係を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における液晶表示装置の構造を示す図であり、（ａ）は図１のＡ−Ａ’断面図、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ’断面図、（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ’断面図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＴＦＴ基板の製造方法を示す平面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（図５のＡ−Ａ’断面図）である。
【図７】本発明の第１の実施の形態におけるＴＦＴ基板の製造方法を示す断面図（図５のＢ−Ｂ’断面図）である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における共通電極の構造を示す図であり、（ａ）は第１の導体の配置を示す平面図、（ｂ）は金属の配置を示す平面図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における共通電極の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態におけるＴＦＴ基板の周囲の構造を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【図１１】本発明の第５の実施の形態における電子機器の模式図である。
【図１２】本発明の第５の実施の形態における電子機器の模式図である。
【図１３】従来の技術を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第１の実施の形態］
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態における画素の構成を模式的に示す平面図である。
【００２６】
紙面の一方向（ここでは第１の方向と呼ぶ。）に映像信号線１、これと交差する方向（ここでは第２の方向と呼ぶ。）に走査信号線２が延伸されている。それぞれの信号線は金属など、抵抗の低い導体によって形成される。そして、両信号線を覆う層間絶縁膜を介して、これらに重畳して格子状の共通配線３（共通配線３ａ及び共通配線３ｂ）が設けられる。
【００２７】
図２に共通配線３と共通電極６を抜き出した模式図を示す。図に示すように、一方向の共通配線３ａは第１の導体であり、他方の共通配線３ｂは金属５である。第１の導体４は可視光の反射率が低いものを用いる。その反射率は２０％以下、望ましくは１０％以下であり、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＺｎＯなどの透明導電体を用いるのが好適である。また金属微粒子を分散した導電ペーストを用いることも可能である。金属５としてはＡｌを主成分とするものが好適であり、バリアメタルとしてＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉおよびこれらの合金を積層することが望ましい。なお縦方向の共通配線３ｂは共通電極６の役割も兼ねている。また第１の導体４を用いて共通電極６も同時に形成すると工程を簡略化できる。
【００２８】
画素電極７は、共通電極６と所定の間隔を隔てて同層に形成される。この例では３本の画素電極７と実質４本の共通電極６の組合せとなっているが、少なくとも１本の画素電極７と実質共通電極となる２本の共通配線３ａがあれば発明の要件は満たされ、その本数は制限されない。また、各電極に屈曲部を設けたり、突起部を設けたりしてもよい。
【００２９】
画素の一端近傍にはＴＦＴ８が設けられる。ＴＦＴ８のチャネル部にはゲート電極９が設けられ、走査信号線２に接続される。ＴＦＴ８の一方のソースドレイン電極１０ａは映像信号線１に接続され、他方のソースドレイン電極１０ｂは画素電極７に接続されている。
【００３０】
図３は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２を重ね合わせたときの、ＴＦＴ基板１１に設けられた共通配線３と対向基板１２に設けられたブラックマトリクス１３との位置関係を示した平面図である。ブラックマトリクス１３は金属５で形成された共通配線３ｂに対応する方向に延伸する縞状に設けられ、共通配線３ｂのみを遮光する。重ね合わせずれに対するマージンの分だけブラックマトリクス１３は共通配線３ｂよりも若干幅広に形成される。
【００３１】
次に、本実施形態の積層構造について図面を参照しながら説明する。
【００３２】
図４（ａ）は図１のＡ−Ａ’線における液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２と両基板に挟持された液晶層１４とで構成されている。
【００３３】
ＴＦＴ基板１１では、第１のガラス基板１５の上にゲート絶縁膜１６が設けられ、その上に第１の層間絶縁膜１７が設けられ、その上に映像信号線１が設けられている。映像信号線１を覆って第２の層間絶縁膜１８が設けられている。
【００３４】
第２の層間絶縁膜１８は他の層に比較して厚く、その表面が平坦になるように形成される。材料としては可視光に対して透明でかつ誘電率が低く、厚膜化が可能で平坦化性を有するものを用いる。これはパネルの透過率を高くすること、および、映像信号線１、走査信号線２と共通配線３とで形成される寄生容量を小さくするためである。
【００３５】
第２の層間絶縁膜１８上には、共通配線３ａ、画素電極７、共通電極６が形成される。画素電極７と共通電極６（及び共通配線３ａ）が交互に所定の間隔をもって形成される。
【００３６】
共通配線３ａの端部は映像信号線１の端部より画素電極７に近くし、対向基板１２側から見たときに映像信号線１を完全に覆うようにする。この構成により映像信号線１から発生する電界を画素電極７に対して遮蔽している。このため、表示電圧が他画素の表示電圧によって乱されるクロストークを防ぐことができる。
【００３７】
また、共通配線３の電圧は基本的に一定であるため共通配線３上の液晶は駆動されない。このため、ノーマリーブラック方式を採用すれば共通配線３ａは映像信号線１に対して遮光層の役割も果たすことになる。ただし、共通配線３ａが金属であると強い外光に対する反射が無視できなくなるため、共通配線３ａの反射率が低いことが重要である。図示はしていないが、これらを覆って液晶層１４の配向方向を制御する配向膜が形成される。
【００３８】
対向基板１２には、第２のガラス基板１９にカラーフィルターとして機能するための色層２０が設けられている。前述したように共通配線３ａが遮光層の役割を果たしているため、対向基板１２の映像信号線１に対応する位置には遮光層を設けていない。なお、色層２０をＴＦＴ基板１１に設けるＣＯＴ（Color filter On TFT）技術を用いても同様の効果を得ることができる。
【００３９】
図４（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ’線における液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。
【００４０】
第１のガラス基板１５上にゲート絶縁膜１６が積層され、ゲート絶縁膜１６上には走査信号線２が形成され、次いで第１の層間絶縁膜１７、第２の層間絶縁膜１８が形成されている。第２の層間絶縁膜１８上には共通配線３ｂ、共通電極６、画素電極７が設けられている。共通配線３ｂは金属５であり、走査信号線２に重畳して設けられる。共通電極６は共通配線３ｂの第１の導体４が延伸されて構成される。
【００４１】
対向基板１２には第２のガラス基板１９に色層２０とブラックマトリクス１３が形成されている。ブラックマトリクス１３は共通配線３ｂと対向する位置に設けられている。ブラックマトリクス１３は、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２の重ね合わせずれマージンを見込む分だけ共通配線３ｂよりも幅広に形成される。ブラックマトリクス１３により共通配線３ｂ表面の金属５による外光の反射を防ぐことができる。
【００４２】
図４（ｃ）は、図１のＣ−Ｃ’線における液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図であり、ＴＦＴ８近傍の構造を示している。ここではトップゲート型の例を示すが、基本的に本発明においてＴＦＴ８の構造は重要ではない。
【００４３】
第１のガラス基板１５に島状の半導体層２１が形成され、これを覆ってゲート絶縁膜１６が形成され、その上にゲート電極９が形成される。その上に第１の層間絶縁膜１７を介してソースドレイン電極１０が形成され、第１のコンタクトホール２２を介してソースドレイン電極１０と半導体層２１のソースドレイン領域２１ｂとが接続されている。ゲート電極９の下部は半導体層２１のチャネル領域２１ａである。
【００４４】
ソースドレイン電極１０上には第２の層間絶縁膜１８が全面に形成されている。第２の層間絶縁膜１８には第２のコンタクトホール２３が設けられる。一方のソースドレイン電極１０ａは映像信号線１に接続され（図示せず）、他方のソースドレイン電極１０ｂは第２のコンタクトホール２３を介して画素電極７と接続される。対向基板１２側には色層２０が設けられる。
【００４５】
前記した通りＴＦＴ８はトップゲート型に限らずボトムゲート型、フィン型など何でも良い。また半導体層２１もアモルファスシリコン、低温ポリシリコン、酸化物半導体、有機半導体など何でも良い。このうち低温ポリシリコンはアモルファスシリコンより電子またはホールの移動度が高いため、表示部の他にゲートドライバ、ソースドライバ、信号処理回路、電源回路などの周辺回路を同じ基板上に作り込める利点がある。またトランジスタの型はｎ型、ｐ型いずれでも良い。
【００４６】
以上説明したように本実施形態によれば、（１）共通電位の安定化による画質の均一性向上、（２）共通配線を微細化したことおよび対向基板側のブラックマトリクスを一方向のみとしたことによる開口率の向上、（３）配線間寄生容量の低減による低消費電力化を同時に達成することができる。
【００４７】
次に、本実施の形態の製造方法について説明する。図５はＴＦＴ基板の製造工程を模式的に示す平面図であり、図６及び図７は、図５のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’線における断面図である。
【００４８】
まず、第１の方向に延伸して映像信号線１、第２の方向に延伸して走査信号線２を形成して画素マトリクスを為し、画素の一端近傍にＴＦＴ８を形成する。なおＴＦＴ８およびその駆動に関する要素の形成方法は、本発明において重要ではないので説明を省略する。
【００４９】
図５〜７の（ａ）に示すように、ＴＦＴ８と映像信号線１などＴＦＴ８の駆動に関する要素を覆って透明かつ誘電率の低い第２の層間絶縁膜１８を厚く形成する。材料としては可視光の透過率が９０％以上、望ましくは９５％以上、誘電率は４以下が好適であり、さらに望ましくは３以下であると良い。膜厚は配線の数倍で０．５〜５μｍ、望ましくは１〜３μｍである。これらの条件を満たす材料としてはアクリル、ポリアミド、ポリイミド、ベンゾシクロブテンなどの有機材料、またはポリシロキサン、ポリシラザンなどの無機材料またはこれ等に有機基を付加した樹脂などがある。これらをスピンコート法やスリットコート法などを用いて塗布し、加熱や紫外線照射によって硬化する。なお、これらの膜の下地として窒化シリコン、酸化シリコンなどを積層すると耐湿性、ガスバリア性などを向上することが出来る。
【００５０】
次に、第２の層間絶縁膜１８に第２のコンタクトホール２３を形成する。紫外線硬化型の樹脂の場合は、マスクを用いて露光することにより、膜の硬化とコンタクトホールの形成が同時に行われる。熱硬化型の場合はフォトレジストのパターンを形成した後ドライエッチングなどにより膜を除去すれば良い（図示せず）。
【００５１】
次に、図５〜７の（ｂ）に示すように、第１の導体４を全面にＣＶＤ法、スパッタ法、塗布法などによって成膜し、フォトリソグラフィによりパターン化し、共通配線３ａ、共通電極６、画素電極７を形成する。第１の導体４としてはＩＴＯ、ＺｎＯ系のＡＺＯ、ＧＺＯなどの透明導電体が好適である。エッチングはウェットエッチング、ドライエッチングなどが用いられる。この他には金属微粒子を分散した導電ペーストを用いることも可能である。
【００５２】
次に、図５〜７の（ｃ）に示すように、全面に金属５をスパッタ法やＣＶＤ法などによって成膜する。用いる金属はＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕまたはそれらの合金あるいはこれ等の積層などが好適である。Ａｌを用いる場合にはＩＴＯと直接接触させると界面で酸化還元反応が起きやすいため、間にＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒなどのバリア層を設けると良い。次にフォトリソグラフィで第２の方向に延伸する共通配線３ｂのレジストパターンを形成する。次にドライエッチング、ウェットエッチングなどによって不要な金属５を除去する。
【００５３】
次に、配向膜を形成する。配向膜は液晶を特定の方向に配向させる機能を有する（図示せず）。
【００５４】
対向基板１２にはカラーフィルターの色層２０とブラックマトリクス１３を形成する。これらの材料には、例えば赤・緑・青・黒などの所望の色の顔料を分散した樹脂を用いればよい。これらの樹脂に感光性が付与された物を用いれば、フォトリソグラフィによりパターンニングできる。ブラックマトリクス１３は貼り合せた時にＴＦＴ基板に形成された第２の方向の共通配線３ｂと対向するように縞状に形成する。
【００５５】
次に、表示領域にスペーサーを配置し、シール材を介してＴＦＴ基板１１と対向基板１２を貼り合わせる。貼り合わせは両基板に設けられた目合わせマークを用いて正確に位置合わせをして行う。しかしながら装置の誤差、基板の歪み等種々の要因により、重ね合わせずれを完全に排除することは困難である。そのため本実施形態ではブラックマトリクス１３を共通配線３ｂの一部である金属５の線幅より若干幅広く形成する。
【００５６】
次に、液晶を注入し、注入口を封孔する。このようにして本実施の形態の液晶表示装置が完成する。
【００５７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図８は、本発明の第２の実施の形態における共通配線３の構成を模式的に示す平面図である。
【００５８】
本実施の形態では第１の導体４を用いて格子状の共通配線３を形成し、次いで一方向にのみ延伸し金属５からなる共通配線３ｂを重畳する。この構成を取ることにより、第１の導体４と金属５の接触面積が増大するため、接触抵抗が減少し、また信頼性が向上する。
【００５９】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図９は、本発明の第２の実施の形態における共通配線３の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’における断面図である。
【００６０】
本実施の形態では、第１の透明基板１１に近い側から、金属５、第１の導体４の順に積層されている。その際、第１の導体４は金属５を完全に覆うように形成する。これは第１の導体４をパターニングするときのウェットプロセスで、電池反応による腐食を防止するためである。金属５の主配線材料２４としてはＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｕなどを用いることが出来る。特に、Ａｌ、Ｃｕを主成分とする金属は抵抗が低いため好適であるが、これらの金属はＩＴＯなど第１の導体との界面で反応を起こしやすいため、間にバリアメタル２５を積層すると良い。バリアメタルとしてはＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒなどが好適である。
【００６１】
この構成にすると、共通配線３ｂ表面での反射率を著しく低減できるため、第１の実施の形態で対向基板１２に設けていたブラックマトリクス１３が不要になる。このため、開口率をさらに向上させることが出来る。
【００６２】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００６３】
液晶表示装置には表示領域２６の周囲に表示領域と同じ半導体層２１を用いて周辺回路２７を同時に作り込むことも可能である。この場合、共通配線３を延伸してノイズに対するシールドとすることができる。本発明では共通配線３が第２の層間絶縁膜１８上に設けられており、共通配線３がどのようなレイアウトを取っても映像信号線１や走査信号線２と干渉しないからである。
【００６４】
図１０は本発明の第４の実施の形態における表示領域周囲の構成を模式的に示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ’断面図である。表示領域２６に隣接して周辺回路２７が設けられ、周辺回路２７の外側には走査線信号などを外部回路から供給する太い基幹配線２８が設けられている。周辺回路２７は第２の層間絶縁膜１８で覆われ、その上方には共通配線３が延伸されて相互に接続されて共通配線接続部３ｃをなす。この共通配線接続部３ｃは周辺回路２７を電気的にシールドしている。周辺回路２７としてはゲートドライバ、ソースドライバ、プリチャージ回路、電源回路などが挙げられる。
【００６５】
共通配線接続部３ｃは周辺回路２７をシールドする一方で、基幹配線２８上には重畳しないことが望ましい。なぜならば、基幹配線２８は面積が広く、電位の変動も大きいため、そこにシールドを設けてしまうと寄生容量の充放電による消費電力が著しく増大するためである。
【００６６】
また、この構成では、共通配線接続部３ｃと外部端子（図示せず）とを接続する配線を他の基幹配線２８と別層で形成しているため、配線幅の分だけ狭額縁化を図ることができる。なお、図１０では共通配線接続部３ｃを第１の導体４のみで形成しているが、金属５を延伸した積層構造としても良い。
【００６７】
このように本実施の形態によれば、前記した第１乃至第３の実施の形態の効果に加えて、周辺回路のノイズ耐性向上と狭額縁化を消費電力の顕著な増大なしに達成することができる。
【００６８】
［第５の実施の形態］
次に、本発明の第５の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態では、前述した液晶表示装置を各種電子機器に適用する場合について説明する。
【００６９】
図１１は、前述した第１〜４の実施の形態の液晶表示装置を液晶ＴＶに応用した例を示す斜視図である。この液晶ＴＶは液晶パネル２９、スピーカー３０、リモコンからの操作信号を受信する赤外線受光部３１などを備えている。また、図示していないが、バックライト、制御回路、受信機等を備えている。
【００７０】
また、図１２は、前述した第１〜４の実施の形態の液晶表示装置を携帯電話機に応用した例を示す斜視図である。この携帯電話機は液晶パネル２９、操作パネル３２などを備えている。また、図示していないが、送受信機、通話機能等を備えている。携帯電話機の場合、高精細と明るさの両立が求められるため、本発明が効力を発揮するのに相応しい応用例である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の活用例として、携帯電話機、デジタルカメラ、ＰＣモニター、液晶テレビなどに使用される液晶表示装置が挙げられる。
【符号の説明】
【００７２】
１，１０１ 映像信号線
２，１０２ 走査信号線
３，１０３ 共通配線
３ａ 共通配線（第１の導体）
３ｂ 共通配線（第１の導体と金属の積層）
４ 第１の導体
５ 金属
６，１０６ 共通電極
７，１０７ 画素電極
８、１０８ ＴＦＴ
９ ゲート電極
１０、１０ａ、１０ｂ ソースドレイン電極
１１ ＴＦＴ基板
１２ 対向基板
１３ ブラックマトリクス
１４ 液晶
１５ 第１のガラス基板
１６ ゲート絶縁膜
１７ 第１の層間絶縁膜
１８、１１８ 第２の層間絶縁膜
１１８ 層間絶縁膜
１９ 第２のガラス基板
２０ 色層
２１ 半導体層
２１ａ チャネル領域
２１ｂ ソースドレイン領域
２２ 第１のコンタクトホール
２３ 第２のコンタクトホール
２４ 主配線材料
２５ バリアメタル
２６ 表示領域
２７ 周辺回路
２８ 基幹配線
２９ 液晶パネル
３０ スピーカー
３１ 赤外線受光部
３２ 操作パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板と、該２枚の基板に狭持された液晶層とを有し、該第１の基板には２次元的にマトリクス状に画素が配置され、各画素には少なくとも薄膜トランジスタと画素電極と共通電極とを有し、該マトリクスは複数の映像信号線と複数の走査信号線が交差して形成された横電界方式の液晶表示装置であって、
該映像信号線および該走査信号線上には透明絶縁膜が設けられ、該透明絶縁膜上に画素電極と共通電極と共通配線とが設けられ、該共通配線は格子状に形成され、その一方向は金属よりも可視光の反射率が小さい第１の導体からなり、他の一方向は金属層を含む第２の導体からなることを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の導体が透明導電体であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の導体がＩＴＯ、ＺｎＯのいずれか、あるいはこれらの積層であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記金属層がＡｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉまたはその合金を主成分とする層を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記金属層がＡｌを主成分とする層とＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉまたはその合金の積層であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の導体が前記第１の導体と前記金属層との積層であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の導体が前記第１の基板に近い側から前記第１の導体、前記金属層の順に積層されていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の導体が前記第１の基板に近い側から前記金属、前記第１の導体の順に積層され、かつ前記第１の導体が前記金属を覆っていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２の基板がカラーフィルターとブラックマトリクスとを有し、該ブラックマトリクスが前記第２の導体に対応する方向のみに設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
表示領域の周囲に該表示領域と同一の半導体層を用いた周辺回路が設けられ、前記共通配線から延伸された導体が前記透明絶縁膜を介して前記周辺回路の一部を覆っていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記周辺回路の一部が信号処理回路であることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
少なくとも液晶表示装置を備える電子機器であって、
該液晶表示装置が、請求項１乃至１１のいずれか一項記載の液晶表示装置であることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
第１の基板と第２の基板と、該２枚の基板に狭持された液晶層とを有し、該第１の基板には２次元的にマトリクス状に画素が配置され、各画素には少なくとも薄膜トランジスタと画素電極と共通電極とを有し、該マトリクスは複数の映像信号線と複数の走査信号線が交差して形成された横電界方式の液晶表示装置であって、
該映像信号線および該走査信号線上には透明絶縁膜が設けられ、該透明絶縁膜上に画素電極と共通電極と共通配線とが設けられ、該共通配線は格子状に形成され、その一方向は金属よりも可視光の反射率が小さい第１の導体からなり、他の一方向は金属層を含む第２の導体からなることを特徴とする横電界方式の液晶表示装置。
【請求項２】
前記第１の導体が透明導電体であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第１の導体がＩＴＯ、ＺｎＯのいずれか、あるいはこれらの積層であることを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記金属層がＡｌ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉまたはその合金を主成分とする層を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記金属層がＡｌを主成分とする層とＷ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｎｉまたはその合金の積層であることを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の導体が前記第１の導体と前記金属層との積層であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の導体が前記第１の基板に近い側から前記第１の導体、前記金属層の順に積層されていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の導体が前記第１の基板に近い側から前記金属、前記第１の導体の順に積層され、かつ前記第１の導体が前記金属を覆っていることを特徴とする請求項６記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２の基板がカラーフィルターとブラックマトリクスとを有し、該ブラックマトリクスが前記第２の導体に対応する方向のみに設けられていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
表示領域の周囲に該表示領域と同一の半導体層を用いた周辺回路が設けられ、前記共通配線から延伸された導体が前記透明絶縁膜を介して前記周辺回路の一部を覆っていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記周辺回路の一部が信号処理回路であることを特徴とする請求項１０記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
少なくとも液晶表示装置を備える電子機器であって、
該液晶表示装置が、請求項１乃至１１のいずれか一項記載の液晶表示装置であることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１９０９３３（Ｐ２０１０−１９０９３３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３２２３９（Ｐ２００９−３２２３９）
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＥＣ液晶テクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１６日（２００９．２．１６）
【出願人】（３０３０１８８２７）ＮＥＣ液晶テクノロジー株式会社 (547)
【Ｆターム（参考）】
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