液晶表示装置
【課題】横電界モードを用いた液晶表示装置において、配線の抵抗の抑制を図り、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑えることができる、液晶表示装置とその作製方法を提案する。
【解決手段】第１の配線と第２の配線の交差部において、一方の配線を分断し、分断した配線を絶縁膜上の接続電極で架橋し、寄生容量を低減することができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層と同時に接続電極を形成し、これらの膜厚を厚くし、配線抵抗の小さい金属を用いることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる液晶表示装置および液晶表示装置の作製方法を提供することができる。
【解決手段】第１の配線と第２の配線の交差部において、一方の配線を分断し、分断した配線を絶縁膜上の接続電極で架橋し、寄生容量を低減することができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層と同時に接続電極を形成し、これらの膜厚を厚くし、配線抵抗の小さい金属を用いることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる液晶表示装置および液晶表示装置の作製方法を提供することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置および液晶表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
【０００３】
液晶表示装置の表示方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが代表的に用いられる。しかし、液晶層に対して縦向きに電界を印加するＴＮモードの液晶表示装置には、視野角による色変化や輝度変化が大きい、つまり、正常な表示を認識できる視野角が狭いという欠点があった。
【０００４】
これに対してＴＮモードの他によく用いられる液晶表示装置の表示方式としてＩＰＳモード（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）などの横電界モードが挙げられる。ＴＮモードとは異なり、横電界モードは、基板に対して平行に電界を印加することにより液晶分子の駆動を行う。これにより、横電界モードの液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置より視野角を広げることが可能である。しかし、横電界モードもコントラスト比や応答速度などの面において問題が残っていた。
【０００５】
液晶分子の応答速度の高速化が図られた表示モードとしては、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ブルー相を示す液晶を用いるモードが挙げられる。
【０００６】
特にブルー相を示す液晶を用いる表示モードは、液晶の応答速度が１ｍｓｅｃ以下であり、高速応答が可能なことに加えて、配向膜が不要、高視野角化が可能など、様々なメリットが挙げられる。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、近年、液晶表示装置を大型化、高精細化しようとすると動きがみられる。高速応答が可能になると、動画表示性能が改善され、高品質な動画を提供することができる。しかし、液晶表示装置の大型化と高精細化しようとすると、高品質な動画を表示するために寄生容量や配線抵抗を低減し、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑える必要がある。
【０００８】
液晶表示装置の大型化と高精細化が進むと、画素数が増加し、それに伴って走査線と、信号線とが交差する箇所が増加し、走査線と、信号線との間における寄生容量の総和が大きくなるため、信号の遅延が起こってしまうという問題もある。液晶表示装置の画素数が少ない場合、上記信号の遅延はあまり問題とはならないが、液晶表示装置の大型化と高精細化が進み、画素数が増加すると、上記寄生容量は液晶表示装置の駆動速度の向上を阻む一因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００５／０９０５２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の問題に鑑み本発明は、画素数を増加させても寄生容量が増大せず、これにより液晶表示装置の駆動速度の低下を抑えることができる液晶表示装置とその作製方法の提案を課題の一とする。
【００１１】
また、液晶表示装置における問題として高いコントラストを実現するためには、白透過率（白表示時の光の透過率）が大きいことが必要である。
【００１２】
白透過率を大きくするには、液晶層の広い領域で電界を形成し、その電界を用いて液晶分子を制御することが重要である。画素電極と共通電極との間に広く電界を形成するために液晶に高電圧を印加すると液晶層の劣化が生じる。
【００１３】
また、液晶層の劣化を解決するために横電界方式を採用した液晶表示装置では、液晶表示装置の電極構造がメーカーによって異なっており、それぞれに特色のある技術的工夫が凝らされている。しかし、電極構造の検討は未だ十分であるとは言えず、それに伴って電極の作製方法も未だ十分に確立されているとは言えない。よって、液晶の特性を生かした新規な電極や電極の作製方法の提案が求められる。
【００１４】
また、本発明は、コントラスト比の向上を図る、横電界方式を採用した高品質である液晶表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１５】
また、本発明は、横電界方式の液晶表示装置の電極とその作製方法の提案を課題の一とする。
【００１６】
また、本発明は、高品質な動画を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
開示する発明の一態様は、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、画素領域と、を有し、画素領域の各画素は、トランジスタと、トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、トランジスタと電気的に接続され、第１の配線に対して垂直で、且つ画素ごとに分断あるいは分離された第２の配線と、第１の配線と第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、トランジスタと第２の配線とを覆う第２の絶縁膜と、第１の配線を挟んで隣接する画素の第２の配線同士を電気的に接続する接続電極と、トランジスタと電気的に接続され、液晶層に接する第１の電極層と、第１の電極層の間に設けられ、且つ液晶層に接する第２の電極層と、を有する液晶表示装置であり、第２の配線は第１の配線よりも上にあり、接続電極は第２の絶縁膜を介して第１の配線の一部と重なり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層の膜厚は、それぞれ液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層は、金属膜であり、第２の絶縁膜上に設けられている。
【００１８】
また、開示する発明の他の一態様は、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、画素領域と、を有し、画素領域の各画素は、トランジスタと、トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、トランジスタと電気的に接続され、第１の配線に対して垂直で、且つ画素ごとに分断あるいは分離された第２の配線と、第１の配線と第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、トランジスタと第１の配線とを覆う第２の絶縁膜と、隣接する画素の第２の配線同士を電気的に接続する接続電極と、トランジスタと電気的に接続され、液晶層と接する第１の電極層と、第１の電極層の間に設けられ、かつ液晶層中に接する第２の電極層と、を有する液晶表示装置であり、第１の配線は第２の配線よりも上にあり、接続電極は第２の絶縁膜を介して第１の配線の一部と重なり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層の膜厚は、それぞれ液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層は、金属膜であり、第２の絶縁膜上に設けられている。
【００１９】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して第３の絶縁膜が設けられ、第３の絶縁膜は遮光性を有していてもよい。
【００２０】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して第３の絶縁膜が設けられ、第３の絶縁膜は第２の基板に接していてもよい。
【００２１】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、第３の絶縁膜は遮光性を有していてもよい。
【００２２】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、第２の絶縁膜に設けられた開口を介して、第２の配線と、第１の配線を挟んで隣接する画素の第２の配線と、接続電極とが電気的に接続されている。
【００２３】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、液晶層がブルー相を示す液晶を含んでいることが好ましい。
【００２４】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、第１の配線と同一層に、当該配線と平行に設けられる、第１の電極層に容量電位を供給するための第３の配線を有することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の電極層および第２の電極層は櫛歯状であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第２の絶縁膜の膜厚は５００ｎｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
また、本明細書等において「電極」や「配線」という用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」という用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００２８】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」という用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２９】
なお、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。
【００３０】
例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線などが接続対象間に含まれており、接続対象間において電気信号を授受するものであればよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様では、上記構成により、画素ごとに第２の配線が分断され、隣接する画素の第２の配線同士を絶縁膜上の接続電極で架橋することで接続電極を第１の配線と交差さる。その結果、絶縁膜を介して第１の配線と接続電極との間の距離をより長くすることができるため配線の交差部の寄生容量を低減することができる。よって、画素領域における寄生容量の総和を低減させることができ、画素数を増加させても画素領域における駆動速度の低下を抑制することができる。
【００３２】
分断された二つの配線を透明導電性材料からなる接続電極を用いて接続する構成が例えば特開２０１１−０１７８２１号公報で示されているが、透明導電性材料は抵抗が大きいため、配線の抵抗が増大してしまう。
【００３３】
しかし、本発明の一態様では、上記構成により、接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、かつ膜厚を大きくすることで接続配線の抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。
【００３４】
本発明の一態様では、上記構成により、高品質な動画を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の一態様では、上記構成により、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大できる。
【００３６】
よって、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比が向上された液晶表示装置および該液晶表示装置の作製方法を提供することができる。
【００３７】
また、本発明の一態様では、上記構成により、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図２】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図３】本発明の一態様に係る液晶表示装置の電界モードを説明する図。
【図４】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図７】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図８】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の一態様に係る液晶表示装置の電極の形状を説明する図。
【図１０】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図１１】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図１２】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図１３】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図１４】トランジスタの断面図。
【図１５】本発明の一態様に係る液晶表示装置を用いた電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００４０】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００４１】
また、本明細書等にて用いる第１、第２、第３などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」または「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、複数の構成が同一層に設けられるとは、該複数の構成が同時に形成され、同じ層として存在することを意味する。
【００４２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る液晶表示装置およびその作製方法について、図１乃至図５を用いて説明する。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置に含まれるトランジスタは、ボトムゲート構造の逆スタガ型のトランジスタであり、分断された上部の配線が接続電極で電気的に接続され、接続配線が下部の配線と交差する構成を一例に挙げる。
【００４３】
本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図１は液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図２は図１の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。
【００４４】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【００４５】
図１、図２に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３０１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【００４６】
まず、トランジスタ３０１の構成について説明する。図２に示すように、トランジスタ３０１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３０６と、絶縁膜３２０および半導体層３０６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３０６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【００４７】
トランジスタ３０１の各構成の詳細については、後で本発明の一態様にかかる液晶表示装置の作製方法で説明する。
【００４８】
トランジスタ３０１において、ソース電極３０７は、ソース電極３０７上の絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３が有する開口部を介して、第１の接続電極３１１に電気的に接続されている。ドレイン電極３０８は、ドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３が有する開口部を介して、第２の接続電極３１２に電気的に接続されている。導電膜３１４は、導電膜３１４上の絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３が有する開口部を介して、画素電極として機能する第１の電極層３０２に電気的に接続されている。
【００４９】
本実施の形態では、ソース電極３０７は、第１の接続電極３１１に電気的に接続されているが、ソース電極３０７と第１の接続電極３１１の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。同様にドレイン電極３０８は、第２の接続電極３１２に電気的に接続されているが、ドレイン電極３０８と第２の接続電極３１２の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。同様に、導電膜３１４は、画素電極として機能する第１の電極層３０２に電気的に接続されているが、導電膜３１４と第１の電極層３０２の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。
【００５０】
また、第１の配線３０５はゲート電極として機能し、走査線としても機能する。また、第２の配線３１０と隣接画素の第２の配線３０９は第１の接続電極３１１と電気的に接続されており、共に信号線として機能する。また、第１の配線３０５と、第２の配線３０９および第２の配線３１０とは、第１の接続電極３１１によって直交している。
【００５１】
本実施の形態では、第２の配線３０９および第２の配線３１０は、第１の接続電極３１１と電気的に接続されているが、第２の配線３０９と第１の接続電極３１１、第２の配線３１０と第１の接続電極３１１の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。
【００５２】
図１に示すように、第２の配線３０９、第２の配線３１０が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。第１の配線３０５は、第２の配線３０９、第２の配線３１０に対して垂直な方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。第３の配線３１６は、第１の配線３０５に隣接する位置に配置されており、第１の配線３０５に平行な方向、つまり、第２の配線３０９、第２の配線３１０に対して垂直な方向（図中左右方向）に延伸している。また、第３の配線３１６と導電膜３１４の重畳する領域に容量が形成されている。
【００５３】
また、走査線と信号線の交差部において分断され、信号線として機能する第２の配線３０９と第２の配線３１０を平坦化された絶縁膜３２３上の第１の接続電極３１１で架橋する。また、第１の配線３０５と第３の配線３１６上に設けられる絶縁膜３２３の膜厚は５００ｎｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。これにより、厚い絶縁膜３２３を介して第１の接続電極３１１と第１の配線３０５との間の距離をより長くすることができるため、配線の交差部の寄生容量を低減することができる。よって、画素領域における寄生容量の総和を低減させることができ、画素数を増加させても画素領域における駆動速度の低下を抑制することができる。
【００５４】
また、絶縁膜３２３上にある第１の接続電極３１１の材料を抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、第１の接続電極３１１を用いて、第２の配線３０９および第２の配線３１０とソース電極３０７とを電気的に接続していたが、これに限定されない。最低限、第１の接続電極３１１は、第２の配線３０９および第２の配線３１０と電気的に接続していれば良く、ソース電極３０７は、第２の配線３０９および第２の配線３１０のどちらか一方と電気的に接続する構成としても良い。
【００５６】
次に、容量素子３０４の構成について説明する。容量素子３０４は、容量線として機能する第３の配線３１６と、第３の配線３１６上の絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０上の導電膜３１４と、を有し、第３の配線３１６、絶縁膜３２０、導電膜３１４が重なっている部分が、容量素子３０４として機能する。
【００５７】
容量線として機能する配線は、第３の配線３１６に限定されない。たとえば、走査線として機能する第１の配線と兼用する構成とすることもできる。さらに、導電膜３１４においてもこれに限定されず、ドレイン電極３０８と兼用する構成とすることもできる。さらに、導電膜３１４が、第３の配線３１６、絶縁膜３２０、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２、絶縁膜３２３、第１の電極層３０２（または第２の電極層３０３）と重なる構成にして容量を形成することもできる。
【００５８】
次に、画素電極および共通電極として機能する第１の電極層３０２および第２の電極層３０３について図３を用いて説明する。図３は、液晶表示装置の画素電極および共通電極間の電界について説明する断面図である。
【００５９】
図３に示すように、画素電極として機能する第１の電極層３０２および共通電極として機能する第２の電極層３０３ａ、共通電極として機能する第２の電極層３０３ｂが絶縁膜３２３上に設けられている。第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂの膜厚は、液晶層３２８の膜厚方向に（３次元的に）広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御できる膜厚であり、具体的には液晶層３２８の膜厚の１０％以上１００％以下と厚く、絶縁膜３２３の液晶層３２８側の面から液晶層３２８中に突出して設けられている。
【００６０】
第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂは柱状である。
【００６１】
また、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂの形状は、リブ状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状などを用いることができる。
【００６２】
図３のように柱状の第１の電極層３０２を設け、柱状の第２の電極層３０３ａ、柱状の第２の電極層３０３ｂを設けることで、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂの表面積を液晶層３２８の膜厚方向に（３次元的に）も拡大できる。よって、図３に示すように、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３ａとの間に矢印３４２ａで示す電界が、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３ｂとの間に矢印３４２ｂで示す電界がそれぞれ液晶層の膜厚方向にわたって広範囲に加わる。なお、矢印３４２ａ、矢印３４２ｂに示すように、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂとの上面（上方領域）では電気力線は円状に回り込むように形成される。
【００６３】
従って、液晶層３２８全体に渡って液晶分子を応答させることができ、白透過率が向上する。よって、白透過率と黒透過率（黒表示時の光の透過率）との比であるコントラスト比も高くすることができる。また、ブルー相を示す粘度の高い液晶材料であっても、効果的に電界を印加することができるため、低消費電力化も達成できる。
【００６４】
また、画素領域における第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂが有する形状としては、閉空間を持たない櫛歯状のようなパターンが好ましい。第１の電極層３０２と、第２の電極層３０３ａおよび共第２の電極層３０３ｂとは接することなく、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面上に設けられている。
【００６５】
なお、第２の電極層３０３は、本実施の形態では、第１の配線に対して直交する方向に延設されているがこれに限定されず、第１の配線に対して平行な方向に延設されていてもよい。また、延設されている第２の電極層３０３は、画素領域の末端で外部電源と接続されている。
【００６６】
第１の基板３１８と対峙するように、第２の基板３２７が設けられている。第１の基板３１８と第２の基板３２７の間には、液晶層３２８が設けられている。液晶層３２８は、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３の間にも充填されている。第１の電極層３０２と第２の電極層３０３と液晶層３２８とを含む領域が、液晶素子として機能する。
【００６７】
本実施の形態では、トランジスタ３０１としてボトムゲート構造の逆スタガ型のトランジスタを用いたが、これに限定されない。例えば、トップゲート構造のトランジスタを用いる構成としても良い。
【００６８】
また、本実施の形態では、分断された上部の第２の配線が接続電極で電気的に接続されて接続電極が下部の第１の配線と交差する構成としたが、これに限定されない。例えば、上部の第２の配線の代わりに下部の第１の配線が分断されており、分断された下部の第１の配線が接続電極で電気的に接続されている構成としても良い。
【００６９】
また、第２の基板３２７上に、特定の波長領域の光を選択的に透過するカラーフィルタを設けても良い。
【００７０】
続いて、本発明の一態様に係る液晶表示装置の作製方法について、図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、本発明の一態様にかかる液晶表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【００７１】
まず、図４（Ａ）に示すように、第１の基板３１８上に絶縁膜３１９を形成した後、絶縁膜３１９上に第１の配線３０５および第３の配線３１６を形成する。
【００７２】
第１の基板３１８として使用することができる素材に大きな制限は特にないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、第１の基板３１８には、フュージョン法やフロート法で作製されるガラス基板、石英基板、半導体基板、セラミック基板等を用いることができる。ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。
【００７３】
絶縁膜３１９は、必ずしも設ける必要はないが、絶縁膜３１９を設けることによって第１の基板３１８中に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属が、後に形成される半導体層３０６中に拡散し、トランジスタ３０１の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。絶縁膜３１９は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【００７４】
なお、本明細書において酸化窒化シリコンのような「酸化窒化物」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、また、窒化酸化シリコンのような「窒化酸化物」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質を意味する。
【００７５】
第１の配線３０５および第３の配線３１６は、絶縁膜３１９上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工（パターニング）することで形成することができる。該導電膜の形成には、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、スピンコート法等を用いることができる。第１の配線３０５および第３の配線３１６となる導電膜は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。
【００７６】
また、第１の配線３０５および第３の配線３１６となる導電膜は、単層構造でも、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する２層構造、チタン膜と、そのチタン膜上に重ねてアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を成膜する３層構造などが挙げられる。
【００７７】
あるいは、アルミニウム、銅などの金属膜の下側若しくは上側にクロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなどの高融点金属膜を積層させた構成としても良い。また、アルミニウムまたは銅は、耐熱性や腐食性の問題を回避するために、高融点金属材料と組み合わせて用いると良い。高融点金属材料としては、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウム、イットリウム等を用いることができる。
【００７８】
導電膜形成後に加熱処理を行う場合には、この加熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。
【００７９】
本実施の形態では、第１の配線３０５および第３の配線３１６として、膜厚５０ｎｍのチタン膜、膜厚１００ｎｍのアルミニウム膜、膜厚５０ｎｍのチタン膜を順に積層することで得られる導電膜を用いる。
【００８０】
なお、マスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的に第１の配線３０５および第３の配線３１６を形成しても良い。液滴吐出法とは、組成物を含む液滴を細孔から吐出または噴出することでパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【００８１】
また、第１の配線３０５および第３の配線３１６は、導電膜を形成後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング法、平行平板型（容量結合型）エッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、２周波プラズマエッチング法またはヘリコン波プラズマエッチング法等を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、所望のテーパー形状を有するようにエッチングすることができる。また、テーパー形状は、マスクの形状によっても角度等を制御することができる。なお、エッチング用ガスとしては、塩素、塩化硼素、塩化シリコンもしくは四塩化炭素などの塩素系ガス、四弗化炭素、弗化硫黄もしくは弗化窒素などのフッ素系ガスまたは酸素を適宜用いることができる。
【００８２】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、第１の配線３０５および第３の配線３１６上の絶縁膜３２０を形成した後、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に半導体層３０６を形成する。
【００８３】
絶縁膜３２０は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムまたは酸化タンタル、酸化イットリウム、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））等を含む膜を、単層で、または積層させることで形成することができる。
【００８４】
絶縁膜３２０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることができる。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚３００ｎｍ程度の窒化シリコンを含む単層の絶縁膜を、絶縁膜３２０として用いる。
【００８５】
なお、絶縁膜３２０のプラズマＣＶＤ法による形成工程においてグロー放電プラズマの生成は、３ＭＨｚから３０ＭＨｚ、代表的には１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚの高周波電力、または３０ＭＨｚより大きく３００ＭＨｚ程度までのＶＨＦ帯の高周波電力、代表的には６０ＭＨｚを印加することで行われる。また、１ＧＨｚ以上のマイクロ波の高周波電力を印加することで行われる。なお、高周波電力がパルス状に印加されるパルス発振や、連続的に印加される連続発振とすることができる。また、ＨＦ帯の高周波電力と、ＶＨＦ帯の高周波電力を重畳させることで、大面積基板においてもプラズマのムラを低減し、均一性を高めることができると共に、成膜速度を高めることができる。また、高周波数が１ＧＨｚ以上であるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いて絶縁膜３２０を形成すると、ゲート電極として機能する第１の配線３０５と、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８との間の耐圧を向上させることができるため、信頼性の高いトランジスタ３０１を得ることができる。
【００８６】
絶縁膜３２０として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することで、後に形成する半導体層の結晶性を高め、トランジスタ３０１のオン電流、移動度および信頼性を高めることができる。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【００８７】
半導体層３０６は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、あるいは微結晶（セミアモルファス若しくはマイクロクリスタルともいう）半導体などを用いることができる。これらの半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【００８８】
ここで微結晶半導体は、短距離秩序から中距離秩序を有し、結晶粒界、双晶境界、転位欠陥、格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し、良好な微結晶半導体膜が得られる。このような微結晶半導体に関する記述は、例えば、米国特許第４，４０９，１３４号明細書で開示されている。
【００８９】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどが挙げられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また、結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体または半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。また、微結晶半導体層または結晶性半導体層とアモルファス半導体層を積層して用いることもできる。
【００９０】
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほかＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。
【００９１】
また、半導体層３０６は酸化物半導体膜を用いて形成することができる。半導体層３０６として酸化物半導体膜を用いる場合、例えば、インジウムを含有する酸化物半導体材料や、インジウムおよびガリウムを含有する酸化物半導体材料などを用いることができる。
【００９２】
また、酸化物半導体膜に用いる材料としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系の材料や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系の材料や、単元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｏ系の材料、Ｚｎ−Ｏ系の材料などがある。また、上記の材料にＳｉＯ２を含ませてもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する酸化物膜、という意味であり、その組成比は特に問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでいてもよい。
【００９３】
また、酸化物半導体膜としては、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される材料を用いた薄膜とすることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えば、Ｍとして、Ｇａ、ＧａおよびＡｌ、ＧａおよびＭｎ、またはＧａおよびＣｏなどを用いることができる。
【００９４】
酸化物半導体膜は、水素や水などが混入しにくい方法で作製するのが望ましい。例えば、スパッタリング法などを用いて作製することができる。酸化物半導体膜の成膜の雰囲気は、希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、または、希ガスと酸素の混合雰囲気下などとすればよい。また、酸化物半導体膜への水素、水、水酸基を有する化合物、水素化物などの混入を防ぐために、水素、水、水酸基を有する化合物、水素化物などの水素原子を含む不純物が十分に除去された高純度ガスを用いた雰囲気とすることが望ましい。また、成膜後、酸化物半導体膜に熱処理を行うのが望ましい。熱処理を行うことにより、酸化物半導体膜中の水や水素などの不純物を除去する、または酸化物半導体膜中に酸素を供給することができる。
【００９５】
このようなバンドギャップの広い酸化物半導体膜を半導体層３０６として用いることにより、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力をより抑制する効果を奏する。
【００９６】
半導体層、電極層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウェットエッチングを用いることができる。
【００９７】
ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲやＩＣＰなどの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる。
【００９８】
所望の加工形状にエッチングできるように、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節する。
【００９９】
また、所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。
【０１００】
次に、図４（Ｃ）に示すように、絶縁膜３２０と、半導体層３０６とを覆うように導電膜を形成した後、第１の配線３０５および第３の配線３１６の加工と同様に上記導電膜を加工（パターニング）することで、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、導電膜３１４を形成する。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８を形成する際にトランジスタ３０１の半導体層３０６も一部がエッチングされ、半導体層３０６は溝部（凹部）を有する。
【０１０２】
第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、導電膜３１４は、第１の配線３０５および第３の配線３１６と同様の材料、および同様の積層構造で形成することができる。
【０１０３】
なお、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｃａ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ合金、Ｍｏ−Ｔｉ合金、Ｔｉ、Ｍｏ、は、酸化膜との密着性が高い。よって、下層にＣｕ−Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｃａ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ合金、Ｍｏ−Ｔｉ合金、Ｔｉ、あるいはＭｏで構成される導電膜、上層にＣｕで構成される導電膜を積層して第２の配線３０９、第２の配線３１０、導電膜３１４を形成することで、絶縁膜３２０が酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムまたは酸化タンタル、酸化イットリウムなどの酸化膜である場合において、第２の配線３０９、第２の配線３１０、導電膜３１４と絶縁膜３２０との密着性を高めることができる。
【０１０４】
以上の工程により、図４（Ｃ）に示すようなトランジスタ３０１を作製することができる。
【０１０５】
次いで、図４（Ｄ）に示すように、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３を形成する。本実施の形態では、絶縁膜３２１と絶縁膜３２２と絶縁膜３２３を積層しているが、単層構造の絶縁膜としても良いし、２層以上の積層構造でもよい。
【０１０６】
単層構造の絶縁膜または積層構造の最も第２の基板側の絶縁膜は、平坦性の高い絶縁膜であることが、後に形成される第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、および第２の接続電極３１２の高さを均一に揃える上で望ましい。
【０１０７】
絶縁膜３２１、絶縁膜３２２として、例えば、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の無機絶縁材料を含む材料を用いて形成することができる。また、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機絶縁材料を用いて形成することも可能である。また、上記材料の他に、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等の低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いることができる。シロキサン系樹脂は、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、水素の他、フッ素、有機基（例えば、アルキル基、アリール基）、フッ素を含む有機基などを有していても良い。そして、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２の形成には、その材料に応じて、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）等を用いることができる。
【０１０８】
また、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２として、有機シランを用いて化学気相成長法により作製される酸化シリコン膜を用いることもできる。有機シランとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、トリメチルシラン（ＴＭＳ：（ＣＨ３）３ＳｉＨ）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等を用いることができる。もちろん、モノシラン、ジシラン、またはトリシラン等の無機シランを用いて、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを形成しても良い。
【０１０９】
平坦性の高い絶縁膜３２３は、ポリイミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の有機材料を用いることができる。また、上記有機材料の他に、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等の低誘電材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いることができる。そして、絶縁膜３２３の形成には、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等を用いることができる。
【０１１０】
絶縁膜３２１および絶縁膜３２２の合計の膜厚は１００ｎｍ以上１．５μｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以上１．０μｍ以下がより好ましい。また、平坦性の高い絶縁膜３２３は、５００ｎｍ以上５μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上２．０μｍ以下がより好ましい。
【０１１１】
絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３の膜厚を厚くすることで第１の配線と第１の接続電極との間の距離をより長くすることができるため配線の交差部の寄生容量を低減することができる。よって、画素領域における寄生容量の総和を低減させることができ、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。
【０１１２】
本実施の形態では、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２と平坦性の高い絶縁膜３２３の３層構造であり、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２を窒化シリコンを用いて合計の膜厚を３００ｎｍとして形成し、絶縁膜３２３をアクリルを用いて膜厚１．５μｍで形成する。
【０１１３】
次いで、図５（Ａ）に示すように、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に開口部を形成し、第２の配線３０９の一部、第２の配線３１０の一部、ソース電極３０７の一部、ドレイン電極３０８の一部、導電膜３１４の一部を露出させる。そして、開口部において、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４に接するように、絶縁膜３２３上に導電膜３４０を形成する。
【０１１４】
導電膜３４０は、第１の配線３０５および第３の配線３１６と同様の材料、および同様の積層構造で形成することができる。なお、液晶表示装置の高速駆動の低下を抑制するため、抵抗の小さい金属を用いるのが好ましい。後に形成される第１の接続電極３１１の材料が抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、後に形成される第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の膜厚を大きくし、横電界を液晶に印加しやすいように導電膜３４０の膜厚を大きくすることが好ましい。また、第１の接続電極３１１、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の膜厚は、液晶層３２８の膜厚の１０％以上１００％以下が好ましく、２０％以上８０％以下がより好ましい。
【０１１５】
また、還元力の高い元素であるチタンを用いて導電膜３４０の下にバリアメタル膜を形成すると、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４上に薄い酸化膜ができていたとしても、バリアメタル膜に含まれるチタンがこの酸化膜を還元し、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４と、導電膜３４０とが、それぞれ良好なコンタクトをとることができる。
【０１１６】
よって、例えば、チタン膜上にアルミニウム膜、タングステン膜を順に積層する３層構造、チタン膜上にアルミニウム膜、窒化タンタル膜を順に積層する３層構造とすることで、上述した２つの利点に加えて、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４との接続部におけるコンタクト抵抗を下げるという利点を得ることができる。
【０１１７】
また、導電膜３４０の膜厚は、５００ｎｍ以上５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上４μｍ以下であることが望ましい。本実施の形態では、膜厚２００ｎｍのチタン膜、膜厚６００ｎｍのアルミニウム膜、膜厚２００ｎｍのタングステン膜を順に積層して、導電膜３４０を形成する。
【０１１８】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、ドライエッチングにより導電膜３４０を加工することで、島状の第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１および第２の接続電極３１２を形成する。第１の接続電極３１１は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に形成された開口部を介してソース電極３０７、第２の配線３０９および第２の配線３１０に接続している。第２の接続電極３１２は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に形成された開口部を介してドレイン電極３０８に接続している。画素電極として機能する第１の電極層３０２は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に形成された開口部を介して導電膜３１４に接続されている。また、第１の電極層３０２は、導電膜３１４および第２の接続電極３１２を介してドレイン電極３０８と接続されている。
【０１１９】
上記ドライエッチングには、例えば、反応性イオンエッチング法、ＩＣＰエッチング法、ＥＣＲエッチング法、平行平板型（容量結合型）エッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、２周波プラズマエッチング法またはヘリコン波プラズマエッチング法等のドライエッチング法を用いることができる。
【０１２０】
エッチングガスには、塩素、塩化硼素、塩化シリコン、三塩化ホウ素または四塩化炭素などの塩素系ガス、四弗化炭素、弗化硫黄または弗化窒素などのフッ素系ガス、酸素などを適宜用いることができる。
【０１２１】
具体的に、本実施の形態では、チタン膜、アルミニウム膜、タングステン膜を順に積層して形成された導電膜３４０を用いているので、エッチングガスである塩素の流量４５ｓｃｃｍ、四弗化炭素の流量５５ｓｃｃｍ、酸素の流量５５ｓｃｃｍ、反応圧力０．６７Ｐａ、下部電極の温度−１０℃、コイル型の電極に投入するＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力３０００Ｗ、下部電極（バイアス側）に投入する電力１４０Ｗとした後、エッチングガスである塩素の流量２０ｓｃｃｍ、三塩化ホウ素の流量６０ｓｃｃｍ、反応圧力１．９Ｐａ、下部電極の温度−１０℃、コイル型の電極に投入するＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力４５０Ｗ、下部電極（バイアス側）に投入する電力１００Ｗとなるように、途中で条件を変更してドライエッチングを行う。
【０１２２】
あるいは、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜を順に積層して形成された導電膜３４０を用いる場合、エッチングガスである塩素の流量２０ｓｃｃｍ、三塩化ホウ素の流量６０ｓｃｃｍ、反応圧力１．９Ｐａ、下部電極の温度−１０℃、コイル型の電極に投入するＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力４５０Ｗ、下部電極（バイアス側）に投入する電力１００Ｗとなるようしてドライエッチングを行う。
【０１２３】
上記工程の後、第１の基板３１８と対峙するように第２の基板３２７を設け、液晶層３２８を充填することで、図２に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【０１２４】
液晶層３２８を形成するために行われる液晶の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【０１２５】
液晶は、サーモトロピック液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いることができ、これらは低分子液晶、高分子液晶のいずれでも構わない。
【０１２６】
液晶層３２８は、横電界モードで使用可能な液晶材料を用いれば良く、特にブルー相を示す液晶材料が好ましい。ブルー相を示す液晶材料は、液晶およびカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、３重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【０１２７】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ、ねじれ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【０１２８】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１２９】
ブルー相であるコレステリックブルー相およびスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。可視光の波長以下の秩序を有しているため、透明であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上およびコスト削減が可能である。
【０１３０】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶材料に、光硬化樹脂および光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、および光重合開始剤を含む液晶材料に、光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、温度制御を行い、等方相を示した状態で光照射して行っても良いし、ブルー相を示した状態で光照射して行ってもよい。
【０１３１】
例えば、液晶層の温度を制御し、ブルー相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行う。但し、これに限定されず、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の等方相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行ってもよい。ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度または降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。高分子安定化処理の一例としては、液晶層を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射することができる。他にも、液晶層を徐々に加熱して等方相に相転移させた後、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内状態（等方相を発現した状態）で光を照射することができる。また、液晶材料に含まれる光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を用いる場合、液晶層に紫外線を照射すればよい。なお、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内で等方相を発現させ、光を照射して高分子安定化処理を行えば、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能である。
【０１３２】
光硬化樹脂は、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマー、あるいはこれらに単官能モノマーを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。
【０１３３】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【０１３４】
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシルアクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレートを用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを用いることができる。
【０１３５】
また、第２の基板３２７上に、特定の波長領域の光を選択的に透過するカラーフィルタを設けても良い。
【０１３６】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることができ、その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。
【０１３７】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、他の本発明の一態様に係る液晶表示装置およびその作製方法について、図６乃至図８を用いて説明する。
【０１３９】
本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図６は液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図７は、図６の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。また、図８は、本発明の一態様にかかる液晶表示装置の作製方法を説明する図である。
【０１４０】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【０１４１】
図６、図７に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３０１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【０１４２】
トランジスタ３０１の構成について説明する。トランジスタ３０１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３０６と、絶縁膜３２０および半導体層３０６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３０６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【０１４３】
トランジスタ３０１の構成については、先の実施の形態を参酌できる。
【０１４４】
また、第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２や第１の配線３０５、第２の配線３０９、第２の配線３１０、第３の配線３１６、導電膜３１４においても先の実施の形態を参酌できる。
【０１４５】
本実施の形態に示す液晶表示装置と実施の形態１で示した液晶表示装置と比較して、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上に接して設けられている絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを有する点が異なる。
【０１４６】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３から反射する光を吸収する。光を吸収することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３などの金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１４７】
絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄには、カーボンブラック、または黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。
【０１４８】
絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄは、画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐ、あるいは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐ機能を有する。
【０１４９】
また、絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを設けることで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上面の凹部の深さより絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの上面の凹部の深さが浅くなるため、後に形成される液晶層３２８の液晶の配向乱れを低減することができ、液晶層３２８の配向状態を制御することができる。
【０１５０】
続いて、本発明の一態様に係る液晶表示装置の作製方法について図８を用いて説明する。
【０１５１】
図８（Ａ）の構成は先の実施の形態に示した図５（Ａ）と同様に作製することができる。導電膜３４０を形成した後、図８（Ｂ）のように該導電膜３４０に接するように絶縁膜３３３を形成する。
【０１５２】
次いで、図８（Ｃ）に示すように、ドライエッチングにより導電膜３４０および絶縁膜３３３を加工することで、島状の第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３を形成し、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３に接して設けられた絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを形成する。同一工程で導電膜３４０および絶縁膜３３３を加工することにより、導電膜３４０および絶縁膜３３３のそれぞれを加工する際に使用するマスクを１つにでき、マスクを削減することができる。
【０１５３】
上記工程の後、第１の基板３１８と対峙するように第２の基板３２７を設け、液晶層３２８を充填することで、図７に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【０１５４】
次いで、図９を用いて、絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄ、並びに第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の断面形状について説明する。ここでは、一例として、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄ、並びに第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の断面形状について説明する。
【０１５５】
図９（Ａ）に示すように絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの側面は、第１の基板３１８に対して傾いて設けられている、所謂テーパー形状としてもよい。また、図９（Ｂ）に示すように第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の側面においてテーパー形状としてもよい。さらに、図９（Ｃ）に示すように絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの側面のテーパー角と、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の側面のテーパー角が同じであり、連続したテーパー形状としてもよい。さらに、図９（Ｄ）に示すように絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの側面のテーパー角と、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の側面のテーパー角が異なっていても良い。
【０１５６】
つまり、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上面が絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄで覆われている構成であれば良い。
【０１５７】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることができ、その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。また、遮光性を有する絶縁膜が、第１の電極層、第２電極層などの金属層から反射する光を吸収し、金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１５８】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５９】
（実施の形態３）
他の本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図１０は、液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図１１は、図１０の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。
【０１６０】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【０１６１】
図１０、図１１に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３０１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【０１６２】
トランジスタ３０１の構成について説明する。トランジスタ３０１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３０６と、絶縁膜３２０および半導体層３０６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３０６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【０１６３】
トランジスタ３０１の構成については、先の実施の形態を参酌できる。
【０１６４】
また、第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２や第１の配線３０５、第２の配線３０９、第２の配線３１０、第３の配線３１６、導電膜３１４においても先の実施の形態を参酌できる。
【０１６５】
本実施の形態に示す液晶表示装置と実施の形態１で示した液晶表示装置の相違点は、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上に接して設けられている絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄがあり、絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄが第２の基板３２７と接している点である。
【０１６６】
図１１に示すように第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の接して設けられている絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄは、第２の基板３２７と接する構成にすることで液晶素子のセルギャップを調整するスペーサとしての機能している。
【０１６７】
本発明の一態様に係る液晶表示装置の作製方法について説明する。
【０１６８】
先の実施の形態の図８（Ｂ）と同様に該導電膜３４０上に接するように絶縁膜３３４を形成する。
【０１６９】
また、先の実施の形態と同様に、ドライエッチングにより導電膜３４０および絶縁膜３３４を加工することで、島状の第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３を形成し、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３に接して設けられた絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄを形成する。同一工程で導電膜３４０および絶縁膜３３４を加工することにより、導電膜３４０および絶縁膜３３４のそれぞれを加工する際に使用するマスクを１つにでき、マスクを削減することができる。
【０１７０】
絶縁膜３３４には、例えば、アクリル樹脂などを用いることができる。
【０１７１】
上記工程の後、第１の基板３１８と対峙し、かつ、絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄと接するように第２の基板３２７を設け、液晶層３２８を充填することで、図１０に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【０１７２】
また、絶縁膜３３４の代わりに実施の形態２のように遮光性を有する絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄを用いることもでき、その場合、絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄは第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３と共に第２の基板３２７と接する。
【０１７３】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３から反射する光を吸収する。光を吸収することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３などの金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１７４】
遮光性を有する絶縁膜３３３を用いていることにより、さらに画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐ、あるいは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐことができる。
【０１７５】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部分において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることができ、その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。また、絶縁膜が第２の基板と接する構成にすることで液晶素子のセルギャップを調整することができる。
【０１７６】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１７７】
（実施の形態４）
本発明の一態様に係る液晶表示装置のトランジスタは趣旨およびその範囲から逸脱することがなければどのような構成でもいいが特に微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタが好ましい。よって、本実施の形態では、微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタを含む本発明の一態様の液晶表示装置について図１２、図１３を用いて説明する。
【０１７８】
本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図１２は、液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図１３は、図１２の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。
【０１７９】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【０１８０】
図１２、図１３に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３５１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【０１８１】
トランジスタ３５１の構成について説明する。トランジスタ３５１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３５６と、絶縁膜３２０および半導体層３５６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３５６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【０１８２】
トランジスタ３５１の構成については、半導体層３５６以外は先の実施の形態を参酌できる。
【０１８３】
また、第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２や第１の配線３０５、第２の配線３０９、第２の配線３１０、第３の配線３１６、導電膜３１４においても先の実施の形態を参酌できる。
【０１８４】
本実施の形態に示す液晶表示装置と実施の形態２で示した液晶表示装置の相違点は、トランジスタ３５１が微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタである点である。
【０１８５】
図１３に示す液晶表示装置は、微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタ３５１を含んでおり、トランジスタ３５１は、ゲート電極として機能する第１の配線３０５と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３５６と、半導体層３５６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、を有する。トランジスタ３５１以外の構成は先の実施の形態と同様であるため、先の実施の形態を参酌する。
【０１８６】
半導体層３５６は、絶縁膜３２０上に半導体膜を形成し、上記半導体膜をエッチング等により所望の形状に加工することで、形成することができる。
【０１８７】
次いで、図１３に示したトランジスタ３５１の断面を、拡大して図１４に示す。図１４に示すように、トランジスタ３５１が有する半導体層３５６には、微結晶半導体層３２９と、微結晶半導体層３２９上の非晶質半導体層３３０と、非晶質半導体層３３０上のソース領域またはドレイン領域として機能する不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２とが含まれる。不純物半導体層３３１は、非晶質半導体層３３０とソース電極３０７の間に位置し、不純物半導体層３３２は、非晶質半導体層３３０とドレイン電極３０８の間に位置する。
【０１８８】
なお、図１４では、一の非晶質半導体層３３０が微結晶半導体層３２９と不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２との間に設けられている場合を例示している。本発明の一態様では、半導体層が、微結晶半導体層上に一対の非晶質半導体層を有し、一方の非晶質半導体層上に不純物半導体層の一つを有し、他方の非晶質半導体層上に不純物半導体層の他の一つを有していても良い。
【０１８９】
微結晶半導体層３２９は、微結晶半導体を含む。微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体である。微結晶半導体は、熱力学的に安定な状態を有する半導体であって、短距離秩序から中距離秩序を有し、結晶粒界、双晶境界、転位欠陥、格子歪みを有する。柱状、針状または逆錐状結晶が下地膜表面に対して法線方向に成長しており、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状結晶、針状結晶または逆錐状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。その他の特徴は前述したとおりである。
【０１９０】
微結晶半導体層３２９の厚さ、即ち、絶縁膜３２０との界面から、微結晶半導体層３２９の突起（凸部）の先端までの距離を、３ｎｍ以上４１０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１９１】
また、微結晶半導体層３２９に含まれる酸素および窒素の二次イオン質量分析法によって計測される濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とすることで、微結晶半導体層３２９の結晶性を高めることができるため好ましい。
【０１９２】
非晶質半導体層３３０は、窒素を有する非晶質半導体で形成される。非晶質半導体層３３０に含まれる窒素は、例えば、ＮＨ基またはＮＨ２基として存在していてもよい。非晶質半導体としては、非晶質シリコンを用いることができる。
【０１９３】
窒素を含む非晶質半導体は、従来の非晶質半導体と比較して、ＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥に由来する吸収が小さい半導体である。即ち、窒素を含む非晶質半導体は、従来の非晶質半導体と比較して、欠陥が少なく、価電子帯のバンド端における準位に由来する吸収のテール（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い非晶質半導体である。
【０１９４】
トランジスタ３５１がｎチャネル型である場合、不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２は、リンが添加された非晶質シリコン、リンが添加された微結晶シリコン等で形成する。また、リンが添加された非晶質シリコンおよびリンが添加された微結晶シリコンの積層構造とすることもできる。なお、トランジスタ３５１がｐチャネル型である場合、不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２は、ボロンが添加された微結晶シリコン、ボロンが添加された非晶質シリコン等で形成する。なお、半導体層３５６と、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８とがオーミックコンタクトをする場合は、不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２を半導体層３５６が有していなくともよい。
【０１９５】
また、本発明の一態様では、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８は半導体層３５６の側面と離隔している。すなわち本発明の一態様では、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８が、半導体層３５６が有する微結晶半導体層３２９の側面と接していない。ソース電極３０７およびドレイン電極から半導体層３５６の側面へはリーク電流が流れやすい。よって、トランジスタ３５１のオフ電流を低減させることができるので、電荷のリークを防ぎ、表示品質を向上させることができる。
【０１９６】
そして、図１３に示すように絶縁膜３２３上に導電膜３４０を形成し、さらに該導電膜３４０上に遮光性を有する絶縁膜３３３を形成し、該導電膜および該絶縁膜を同一工程でエッチング等により所望の形状に加工することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、画素電極として機能する第１の電極層３０２および共通電極として機能する第２の電極層３０３を形成し、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３に接するように設けられた絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃ、および絶縁膜３３３ｄを形成する。同一工程で導電膜３４０および絶縁膜３３３を加工することにより、導電膜３４０および絶縁膜３３３のそれぞれを加工する際に使用するマスクを１つにでき、マスクを削減することができる。
【０１９７】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３から反射する光を吸収する。光を吸収することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３などの金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１９８】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐ、あるいは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐ機能を有する。
【０１９９】
また、絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを設けることで、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上面の凹部の深さより絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの上面の凹部の深さが浅くなるため、後に形成される液晶層３２８の液晶の配向乱れを低減することができ、液晶層３２８の配向状態を制御することができる。
【０２００】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることがでる。その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。また、遮光性を有する絶縁膜が、第１の電極層、第２電極層など金属層から反射する光を吸収し、金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０２０１】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０２】
（実施の形態５）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、電子書籍、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２０３】
図１５（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置１０００は、筐体１００１に表示部１００３が組み込まれている。表示部１００３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド１００５により筐体１００１を支持した構成を示している。
【０２０４】
テレビジョン装置１０００の操作は、筐体１００１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機１０１０により行うことができる。リモコン操作機１０１０が備える操作キー１００９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部１００３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機１０１０に、当該リモコン操作機１０１０から出力する情報を表示する表示部１００７を設ける構成としてもよい。
【０２０５】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１００３、表示部１００７を作製することにより、白透過率を大きくし、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができ、コントラスト比の向上を図ったテレビジョン装置１０００を提供することができる。
【０２０６】
なお、テレビジョン装置１０００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２０７】
図１５（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム１１００は、筐体１１０１に表示部１１０３が組み込まれている。表示部１１０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えば、デジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０２０８】
なお、デジタルフォトフレーム１１００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部１１０３に表示させることができる。
【０２０９】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１１０３を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ったデジタルフォトフレーム１１００を提供することができる。
【０２１０】
また、デジタルフォトフレーム１１００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０２１１】
図１５（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体１２８１と筐体１２９１の２つの筐体で構成されており、連結部１２９３により、開閉可能に連結されている。筐体１２８１には表示部１２８２が組み込まれ、筐体１２９１には表示部１２８３が組み込まれている。また、図１５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカー部１２８４、記録媒体挿入部１２８６、ＬＥＤランプ１２９０、入力手段（操作キー１２８５、接続端子１２８７、センサ１２８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン１２８９）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図１５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図１５（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２１２】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１２８２、表示部１２８３を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯型遊技機を提供することができる。
【０２１３】
図１５（Ｄ）は、携帯電話機であり、筐体１３４０と筐体１３４１の２つの筐体で構成されている。さらに、筐体１３４０と筐体１３４１は、スライドし、図１５（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。また、筐体１３４１は、表示パネル１３４２、スピーカー１３４３、マイクロフォン１３４４、ポインティングデバイス１３４６、カメラ用レンズ１３４７、外部接続端子１３４８などを備えている。また、筐体１３４０は、携帯電話機の充電を行う太陽電池セル１３４９、外部メモリスロット１３５０などを備えている。また、アンテナは、筐体１３４１に内蔵されている。なお、図１５（Ｄ）では、表示パネル１３４２に表示された表示ボタン１３４５を図示しており、指などで触れることにより入力を行うことができる。
【０２１４】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示パネル１３４２を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯電話機を提供することができる。
【０２１５】
また、図１５（Ｅ）は、腕時計のように使用者の腕に装着可能な形態を有している携帯電話機の一例を示す斜視図である。
【０２１６】
この携帯電話機は、少なくとも電話機能を有する通信装置およびバッテリーを有する本体、本体を腕に装着するためのバンド部１４０４、腕に対するバンド部１４０４の固定状態を調節する調節部１４０５、表示部１４０１、スピーカー１４０７、およびマイク１４０８から構成されている。
【０２１７】
また、本体は、操作スイッチ１４０３を有し、電源入力スイッチや、表示切り替えスイッチや、撮像開始指示スイッチの他、例えばボタンを押すとインタネット用のプログラムが起動されるなど、各ファンクションを対応づけることができる。
【０２１８】
この携帯電話機の入力操作は、表示部１４０１に指や入力ペンなどで触れること、または操作スイッチ１４０３の操作、またはマイク１４０８への音声入力により行われる。なお、図１５（Ｅ）では、表示部１４０１に表示された表示ボタン１４０２を図示しており、指などで触れることにより入力を行うことができる。
【０２１９】
また、本体は、撮影レンズを通して結像される被写体像を電子画像信号に変換する撮像手段を有するカメラ部１４０６を有する。なお、特にカメラ部は設けなくともよい。
【０２２０】
また、図１５（Ｅ）に示す携帯電話機は、テレビ放送の受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部１４０１に表示することができ、さらにメモリなどの記憶装置などを備えた構成として、テレビ放送をメモリに録画できる。また、図１５（Ｅ）に示す携帯電話は、ＧＰＳなどの位置情報を収集できる機能を有していてもよい。
【０２２１】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１４０１を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯電話機を提供することができる。
【０２２２】
図１５（Ｆ）は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０２２３】
図１５（Ｆ）の携帯型のコンピュータは、上部筐体１５０１と下部筐体１５０２とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部１５０３を有する上部筐体１５０１と、キーボード１５０４を有する下部筐体１５０２とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部１５０３を見て入力操作を行うことができる。
【０２２４】
また、下部筐体１５０２はキーボード１５０４の他に入力操作を行うポインティングデバイス１５０６を有する。また、表示部１５０３をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体１５０２はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体１５０２は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート１５０５を有している。
【０２２５】
上部筐体１５０１にはさらに上部筐体１５０１内部にスライドさせて収納可能な表示部１５０７を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部１５０７の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部１５０７をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０２２６】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１５０３、収納可能な表示部１５０７を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯型のコンピュータを提供することができる。
【０２２７】
また、図１５（Ｆ）の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体１５０１と下部筐体１５０２とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、収納可能な表示部１５０７をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを開状態として表示部１５０３を表示させることなく、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【０２２８】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０２２９】
３０１ トランジスタ
３０２ 第１の電極層
３０３ 第２の電極層
３０３ａ 第２の電極層
３０３ｂ 第２の電極層
３０４ 容量素子
３０５ 第１の配線
３０６ 半導体層
３０７ ソース電極
３０８ ドレイン電極
３０９ 第２の配線
３１０ 第２の配線
３１１ 第１の接続電極
３１２ 第２の接続電極
３１４ 導電膜
３１６ 第３の配線
３１８ 第１の基板
３１９ 絶縁膜
３２０ 絶縁膜
３２１ 絶縁膜
３２２ 絶縁膜
３２３ 絶縁膜
３２７ 第２の基板
３２８ 液晶層
３２９ 微結晶半導体層
３３０ 非晶質半導体層
３３１ 不純物半導体層
３３２ 不純物半導体層
３３３ 絶縁膜
３３３ａ 絶縁膜
３３３ｂ 絶縁膜
３３３ｃ 絶縁膜
３３３ｄ 絶縁膜
３３４ 絶縁膜
３３４ａ 絶縁膜
３３４ｂ 絶縁膜
３３４ｃ 絶縁膜
３３４ｄ 絶縁膜
３４０ 導電膜
３４２ａ 矢印
３４２ｂ 矢印
３５１ トランジスタ
３５６ 半導体層
１０００ テレビジョン装置
１００１ 筐体
１００３ 表示部
１００５ スタンド
１００７ 表示部
１００９ 操作キー
１０１０ リモコン操作機
１１００ デジタルフォトフレーム
１１０１ 筐体
１１０３ 表示部
１２８１ 筐体
１２８２ 表示部
１２８３ 表示部
１２８４ スピーカー部
１２８５ 操作キー
１２８６ 記録媒体挿入部
１２８７ 接続端子
１２８８ センサ
１２８９ マイクロフォン
１２９０ ＬＥＤランプ
１２９１ 筐体
１２９３ 連結部
１３４０ 筐体
１３４１ 筐体
１３４２ 表示パネル
１３４３ スピーカー
１３４４ マイクロフォン
１３４５ 表示ボタン
１３４６ ポインティングデバイス
１３４７ カメラ用レンズ
１３４８ 外部接続端子
１３４９ 太陽電池セル
１３５０ 外部メモリスロット
１４０１ 表示部
１４０２ 表示ボタン
１４０３ 操作スイッチ
１４０５ 調節部
１４０６ カメラ部
１４０７ スピーカー
１４０８ マイク
１５０１ 上部筐体
１５０２ 下部筐体
１５０３ 表示部
１５０４ キーボード
１５０５ 外部接続ポート
１５０６ ポインティングデバイス
１５０７ 表示部
【技術分野】
【０００１】
液晶表示装置および液晶表示装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量化を図った表示装置（所謂フラットパネルディスプレイ）には液晶素子を有する液晶表示装置、自発光素子を有する発光装置、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）などが競合し、開発されている。
【０００３】
液晶表示装置の表示方式としては、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードが代表的に用いられる。しかし、液晶層に対して縦向きに電界を印加するＴＮモードの液晶表示装置には、視野角による色変化や輝度変化が大きい、つまり、正常な表示を認識できる視野角が狭いという欠点があった。
【０００４】
これに対してＴＮモードの他によく用いられる液晶表示装置の表示方式としてＩＰＳモード（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）などの横電界モードが挙げられる。ＴＮモードとは異なり、横電界モードは、基板に対して平行に電界を印加することにより液晶分子の駆動を行う。これにより、横電界モードの液晶表示装置は、ＴＮモードの液晶表示装置より視野角を広げることが可能である。しかし、横電界モードもコントラスト比や応答速度などの面において問題が残っていた。
【０００５】
液晶分子の応答速度の高速化が図られた表示モードとしては、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）モード、ブルー相を示す液晶を用いるモードが挙げられる。
【０００６】
特にブルー相を示す液晶を用いる表示モードは、液晶の応答速度が１ｍｓｅｃ以下であり、高速応答が可能なことに加えて、配向膜が不要、高視野角化が可能など、様々なメリットが挙げられる。（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、近年、液晶表示装置を大型化、高精細化しようとすると動きがみられる。高速応答が可能になると、動画表示性能が改善され、高品質な動画を提供することができる。しかし、液晶表示装置の大型化と高精細化しようとすると、高品質な動画を表示するために寄生容量や配線抵抗を低減し、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑える必要がある。
【０００８】
液晶表示装置の大型化と高精細化が進むと、画素数が増加し、それに伴って走査線と、信号線とが交差する箇所が増加し、走査線と、信号線との間における寄生容量の総和が大きくなるため、信号の遅延が起こってしまうという問題もある。液晶表示装置の画素数が少ない場合、上記信号の遅延はあまり問題とはならないが、液晶表示装置の大型化と高精細化が進み、画素数が増加すると、上記寄生容量は液晶表示装置の駆動速度の向上を阻む一因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２００５／０９０５２０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述の問題に鑑み本発明は、画素数を増加させても寄生容量が増大せず、これにより液晶表示装置の駆動速度の低下を抑えることができる液晶表示装置とその作製方法の提案を課題の一とする。
【００１１】
また、液晶表示装置における問題として高いコントラストを実現するためには、白透過率（白表示時の光の透過率）が大きいことが必要である。
【００１２】
白透過率を大きくするには、液晶層の広い領域で電界を形成し、その電界を用いて液晶分子を制御することが重要である。画素電極と共通電極との間に広く電界を形成するために液晶に高電圧を印加すると液晶層の劣化が生じる。
【００１３】
また、液晶層の劣化を解決するために横電界方式を採用した液晶表示装置では、液晶表示装置の電極構造がメーカーによって異なっており、それぞれに特色のある技術的工夫が凝らされている。しかし、電極構造の検討は未だ十分であるとは言えず、それに伴って電極の作製方法も未だ十分に確立されているとは言えない。よって、液晶の特性を生かした新規な電極や電極の作製方法の提案が求められる。
【００１４】
また、本発明は、コントラスト比の向上を図る、横電界方式を採用した高品質である液晶表示装置を提供することを課題の一とする。
【００１５】
また、本発明は、横電界方式の液晶表示装置の電極とその作製方法の提案を課題の一とする。
【００１６】
また、本発明は、高品質な動画を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
開示する発明の一態様は、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、画素領域と、を有し、画素領域の各画素は、トランジスタと、トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、トランジスタと電気的に接続され、第１の配線に対して垂直で、且つ画素ごとに分断あるいは分離された第２の配線と、第１の配線と第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、トランジスタと第２の配線とを覆う第２の絶縁膜と、第１の配線を挟んで隣接する画素の第２の配線同士を電気的に接続する接続電極と、トランジスタと電気的に接続され、液晶層に接する第１の電極層と、第１の電極層の間に設けられ、且つ液晶層に接する第２の電極層と、を有する液晶表示装置であり、第２の配線は第１の配線よりも上にあり、接続電極は第２の絶縁膜を介して第１の配線の一部と重なり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層の膜厚は、それぞれ液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層は、金属膜であり、第２の絶縁膜上に設けられている。
【００１８】
また、開示する発明の他の一態様は、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、画素領域と、を有し、画素領域の各画素は、トランジスタと、トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、トランジスタと電気的に接続され、第１の配線に対して垂直で、且つ画素ごとに分断あるいは分離された第２の配線と、第１の配線と第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、トランジスタと第１の配線とを覆う第２の絶縁膜と、隣接する画素の第２の配線同士を電気的に接続する接続電極と、トランジスタと電気的に接続され、液晶層と接する第１の電極層と、第１の電極層の間に設けられ、かつ液晶層中に接する第２の電極層と、を有する液晶表示装置であり、第１の配線は第２の配線よりも上にあり、接続電極は第２の絶縁膜を介して第１の配線の一部と重なり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層の膜厚は、それぞれ液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、接続電極、第１の電極層および第２の電極層は、金属膜であり、第２の絶縁膜上に設けられている。
【００１９】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して第３の絶縁膜が設けられ、第３の絶縁膜は遮光性を有していてもよい。
【００２０】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して第３の絶縁膜が設けられ、第３の絶縁膜は第２の基板に接していてもよい。
【００２１】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、第３の絶縁膜は遮光性を有していてもよい。
【００２２】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、第２の絶縁膜に設けられた開口を介して、第２の配線と、第１の配線を挟んで隣接する画素の第２の配線と、接続電極とが電気的に接続されている。
【００２３】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、液晶層がブルー相を示す液晶を含んでいることが好ましい。
【００２４】
また、開示する発明の他の一態様は、上記構成において、第１の配線と同一層に、当該配線と平行に設けられる、第１の電極層に容量電位を供給するための第３の配線を有することが好ましい。
【００２５】
また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第１の電極層および第２の電極層は櫛歯状であることが好ましい。
【００２６】
また、本発明の他の一態様は、上記構成において、第２の絶縁膜の膜厚は５００ｎｍ以上５μｍ以下であることが好ましい。
【００２７】
また、本明細書等において「電極」や「配線」という用語は、これらの構成要素を機能的に限定するものではない。例えば、「電極」は「配線」の一部として用いられることがあり、その逆もまた同様である。さらに、「電極」や「配線」という用語は、複数の「電極」や「配線」が一体となって形成されている場合なども含む。
【００２８】
また、「ソース」や「ドレイン」の機能は、異なる極性のトランジスタを採用する場合や、回路動作において電流の方向が変化する場合などには入れ替わることがある。このため、本明細書においては、「ソース」や「ドレイン」という用語は、入れ替えて用いることができるものとする。
【００２９】
なお、本明細書等において、「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限を受けない。
【００３０】
例えば、「何らかの電気的作用を有するもの」には、電極や配線などが接続対象間に含まれており、接続対象間において電気信号を授受するものであればよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の一態様では、上記構成により、画素ごとに第２の配線が分断され、隣接する画素の第２の配線同士を絶縁膜上の接続電極で架橋することで接続電極を第１の配線と交差さる。その結果、絶縁膜を介して第１の配線と接続電極との間の距離をより長くすることができるため配線の交差部の寄生容量を低減することができる。よって、画素領域における寄生容量の総和を低減させることができ、画素数を増加させても画素領域における駆動速度の低下を抑制することができる。
【００３２】
分断された二つの配線を透明導電性材料からなる接続電極を用いて接続する構成が例えば特開２０１１−０１７８２１号公報で示されているが、透明導電性材料は抵抗が大きいため、配線の抵抗が増大してしまう。
【００３３】
しかし、本発明の一態様では、上記構成により、接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、かつ膜厚を大きくすることで接続配線の抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。
【００３４】
本発明の一態様では、上記構成により、高品質な動画を提供することができる。
【００３５】
また、本発明の一態様では、上記構成により、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大できる。
【００３６】
よって、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比が向上された液晶表示装置および該液晶表示装置の作製方法を提供することができる。
【００３７】
また、本発明の一態様では、上記構成により、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図２】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図３】本発明の一態様に係る液晶表示装置の電界モードを説明する図。
【図４】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の作製方法を説明する図。
【図５】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の作製方法を説明する図。
【図６】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図７】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図８】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の作製方法を説明する図。
【図９】本発明の一態様に係る液晶表示装置の電極の形状を説明する図。
【図１０】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図１１】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図１２】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の上面図。
【図１３】本発明の一態様に係る液晶表示装置を説明する画素の断面図。
【図１４】トランジスタの断面図。
【図１５】本発明の一態様に係る液晶表示装置を用いた電子機器を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、以下の説明に限定されず、趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態および詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する構成において、同一部分または同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。
【００４０】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００４１】
また、本明細書等にて用いる第１、第２、第３などの用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではない。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」または「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、複数の構成が同一層に設けられるとは、該複数の構成が同時に形成され、同じ層として存在することを意味する。
【００４２】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る液晶表示装置およびその作製方法について、図１乃至図５を用いて説明する。また、本発明の一態様に係る液晶表示装置に含まれるトランジスタは、ボトムゲート構造の逆スタガ型のトランジスタであり、分断された上部の配線が接続電極で電気的に接続され、接続配線が下部の配線と交差する構成を一例に挙げる。
【００４３】
本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図１は液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図２は図１の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。
【００４４】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【００４５】
図１、図２に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３０１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【００４６】
まず、トランジスタ３０１の構成について説明する。図２に示すように、トランジスタ３０１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３０６と、絶縁膜３２０および半導体層３０６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３０６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【００４７】
トランジスタ３０１の各構成の詳細については、後で本発明の一態様にかかる液晶表示装置の作製方法で説明する。
【００４８】
トランジスタ３０１において、ソース電極３０７は、ソース電極３０７上の絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３が有する開口部を介して、第１の接続電極３１１に電気的に接続されている。ドレイン電極３０８は、ドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３が有する開口部を介して、第２の接続電極３１２に電気的に接続されている。導電膜３１４は、導電膜３１４上の絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３が有する開口部を介して、画素電極として機能する第１の電極層３０２に電気的に接続されている。
【００４９】
本実施の形態では、ソース電極３０７は、第１の接続電極３１１に電気的に接続されているが、ソース電極３０７と第１の接続電極３１１の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。同様にドレイン電極３０８は、第２の接続電極３１２に電気的に接続されているが、ドレイン電極３０８と第２の接続電極３１２の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。同様に、導電膜３１４は、画素電極として機能する第１の電極層３０２に電気的に接続されているが、導電膜３１４と第１の電極層３０２の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。
【００５０】
また、第１の配線３０５はゲート電極として機能し、走査線としても機能する。また、第２の配線３１０と隣接画素の第２の配線３０９は第１の接続電極３１１と電気的に接続されており、共に信号線として機能する。また、第１の配線３０５と、第２の配線３０９および第２の配線３１０とは、第１の接続電極３１１によって直交している。
【００５１】
本実施の形態では、第２の配線３０９および第２の配線３１０は、第１の接続電極３１１と電気的に接続されているが、第２の配線３０９と第１の接続電極３１１、第２の配線３１０と第１の接続電極３１１の間に電極や配線などを介して電気信号を授受する構成としてもよい。
【００５２】
図１に示すように、第２の配線３０９、第２の配線３１０が互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間した状態で配置されている。第１の配線３０５は、第２の配線３０９、第２の配線３１０に対して垂直な方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間するように配置されている。第３の配線３１６は、第１の配線３０５に隣接する位置に配置されており、第１の配線３０５に平行な方向、つまり、第２の配線３０９、第２の配線３１０に対して垂直な方向（図中左右方向）に延伸している。また、第３の配線３１６と導電膜３１４の重畳する領域に容量が形成されている。
【００５３】
また、走査線と信号線の交差部において分断され、信号線として機能する第２の配線３０９と第２の配線３１０を平坦化された絶縁膜３２３上の第１の接続電極３１１で架橋する。また、第１の配線３０５と第３の配線３１６上に設けられる絶縁膜３２３の膜厚は５００ｎｍ以上５μｍ以下とすることが好ましい。これにより、厚い絶縁膜３２３を介して第１の接続電極３１１と第１の配線３０５との間の距離をより長くすることができるため、配線の交差部の寄生容量を低減することができる。よって、画素領域における寄生容量の総和を低減させることができ、画素数を増加させても画素領域における駆動速度の低下を抑制することができる。
【００５４】
また、絶縁膜３２３上にある第１の接続電極３１１の材料を抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、第１の接続電極３１１を用いて、第２の配線３０９および第２の配線３１０とソース電極３０７とを電気的に接続していたが、これに限定されない。最低限、第１の接続電極３１１は、第２の配線３０９および第２の配線３１０と電気的に接続していれば良く、ソース電極３０７は、第２の配線３０９および第２の配線３１０のどちらか一方と電気的に接続する構成としても良い。
【００５６】
次に、容量素子３０４の構成について説明する。容量素子３０４は、容量線として機能する第３の配線３１６と、第３の配線３１６上の絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０上の導電膜３１４と、を有し、第３の配線３１６、絶縁膜３２０、導電膜３１４が重なっている部分が、容量素子３０４として機能する。
【００５７】
容量線として機能する配線は、第３の配線３１６に限定されない。たとえば、走査線として機能する第１の配線と兼用する構成とすることもできる。さらに、導電膜３１４においてもこれに限定されず、ドレイン電極３０８と兼用する構成とすることもできる。さらに、導電膜３１４が、第３の配線３１６、絶縁膜３２０、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２、絶縁膜３２３、第１の電極層３０２（または第２の電極層３０３）と重なる構成にして容量を形成することもできる。
【００５８】
次に、画素電極および共通電極として機能する第１の電極層３０２および第２の電極層３０３について図３を用いて説明する。図３は、液晶表示装置の画素電極および共通電極間の電界について説明する断面図である。
【００５９】
図３に示すように、画素電極として機能する第１の電極層３０２および共通電極として機能する第２の電極層３０３ａ、共通電極として機能する第２の電極層３０３ｂが絶縁膜３２３上に設けられている。第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂの膜厚は、液晶層３２８の膜厚方向に（３次元的に）広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御できる膜厚であり、具体的には液晶層３２８の膜厚の１０％以上１００％以下と厚く、絶縁膜３２３の液晶層３２８側の面から液晶層３２８中に突出して設けられている。
【００６０】
第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂは柱状である。
【００６１】
また、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂの形状は、リブ状、錐形の先端が平面である断面が台形の形状などを用いることができる。
【００６２】
図３のように柱状の第１の電極層３０２を設け、柱状の第２の電極層３０３ａ、柱状の第２の電極層３０３ｂを設けることで、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂの表面積を液晶層３２８の膜厚方向に（３次元的に）も拡大できる。よって、図３に示すように、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３ａとの間に矢印３４２ａで示す電界が、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３ｂとの間に矢印３４２ｂで示す電界がそれぞれ液晶層の膜厚方向にわたって広範囲に加わる。なお、矢印３４２ａ、矢印３４２ｂに示すように、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂとの上面（上方領域）では電気力線は円状に回り込むように形成される。
【００６３】
従って、液晶層３２８全体に渡って液晶分子を応答させることができ、白透過率が向上する。よって、白透過率と黒透過率（黒表示時の光の透過率）との比であるコントラスト比も高くすることができる。また、ブルー相を示す粘度の高い液晶材料であっても、効果的に電界を印加することができるため、低消費電力化も達成できる。
【００６４】
また、画素領域における第１の電極層３０２および第２の電極層３０３ａ、第２の電極層３０３ｂが有する形状としては、閉空間を持たない櫛歯状のようなパターンが好ましい。第１の電極層３０２と、第２の電極層３０３ａおよび共第２の電極層３０３ｂとは接することなく、互いの櫛歯状のパターンがかみ合うように同一の絶縁表面上に設けられている。
【００６５】
なお、第２の電極層３０３は、本実施の形態では、第１の配線に対して直交する方向に延設されているがこれに限定されず、第１の配線に対して平行な方向に延設されていてもよい。また、延設されている第２の電極層３０３は、画素領域の末端で外部電源と接続されている。
【００６６】
第１の基板３１８と対峙するように、第２の基板３２７が設けられている。第１の基板３１８と第２の基板３２７の間には、液晶層３２８が設けられている。液晶層３２８は、第１の電極層３０２と第２の電極層３０３の間にも充填されている。第１の電極層３０２と第２の電極層３０３と液晶層３２８とを含む領域が、液晶素子として機能する。
【００６７】
本実施の形態では、トランジスタ３０１としてボトムゲート構造の逆スタガ型のトランジスタを用いたが、これに限定されない。例えば、トップゲート構造のトランジスタを用いる構成としても良い。
【００６８】
また、本実施の形態では、分断された上部の第２の配線が接続電極で電気的に接続されて接続電極が下部の第１の配線と交差する構成としたが、これに限定されない。例えば、上部の第２の配線の代わりに下部の第１の配線が分断されており、分断された下部の第１の配線が接続電極で電気的に接続されている構成としても良い。
【００６９】
また、第２の基板３２７上に、特定の波長領域の光を選択的に透過するカラーフィルタを設けても良い。
【００７０】
続いて、本発明の一態様に係る液晶表示装置の作製方法について、図４および図５を用いて説明する。図４および図５は、本発明の一態様にかかる液晶表示装置の作製方法を説明する断面図である。
【００７１】
まず、図４（Ａ）に示すように、第１の基板３１８上に絶縁膜３１９を形成した後、絶縁膜３１９上に第１の配線３０５および第３の配線３１６を形成する。
【００７２】
第１の基板３１８として使用することができる素材に大きな制限は特にないが、少なくとも、後の加熱処理に耐えうる程度の耐熱性を有している必要がある。例えば、第１の基板３１８には、フュージョン法やフロート法で作製されるガラス基板、石英基板、半導体基板、セラミック基板等を用いることができる。ガラス基板としては、後の加熱処理の温度が高い場合には、歪み点が７３０℃以上のものを用いると良い。
【００７３】
絶縁膜３１９は、必ずしも設ける必要はないが、絶縁膜３１９を設けることによって第１の基板３１８中に含まれるアルカリ金属やアルカリ土類金属が、後に形成される半導体層３０６中に拡散し、トランジスタ３０１の特性に悪影響を及ぼすのを防ぐことができる。絶縁膜３１９は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化アルミニウム等の絶縁性を有する材料を用いて形成する。
【００７４】
なお、本明細書において酸化窒化シリコンのような「酸化窒化物」とは、その組成として、窒素よりも酸素の含有量が多い物質であり、また、窒化酸化シリコンのような「窒化酸化物」とは、その組成として、酸素よりも窒素の含有量が多い物質を意味する。
【００７５】
第１の配線３０５および第３の配線３１６は、絶縁膜３１９上に導電膜を形成した後、該導電膜を所定の形状に加工（パターニング）することで形成することができる。該導電膜の形成には、ＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法、スピンコート法等を用いることができる。第１の配線３０５および第３の配線３１６となる導電膜は、アルミニウム、クロム、銅、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンから選ばれた元素、または上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。
【００７６】
また、第１の配線３０５および第３の配線３１６となる導電膜は、単層構造でも、２層以上の積層構造としてもよい。例えば、シリコンを含むアルミニウム膜の単層構造、アルミニウム膜上にチタン膜を積層する２層構造、チタン膜と、そのチタン膜上に重ねてアルミニウム膜を積層し、さらにその上にチタン膜を成膜する３層構造などが挙げられる。
【００７７】
あるいは、アルミニウム、銅などの金属膜の下側若しくは上側にクロム、タンタル、チタン、モリブデン、タングステンなどの高融点金属膜を積層させた構成としても良い。また、アルミニウムまたは銅は、耐熱性や腐食性の問題を回避するために、高融点金属材料と組み合わせて用いると良い。高融点金属材料としては、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、ネオジム、スカンジウム、イットリウム等を用いることができる。
【００７８】
導電膜形成後に加熱処理を行う場合には、この加熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。
【００７９】
本実施の形態では、第１の配線３０５および第３の配線３１６として、膜厚５０ｎｍのチタン膜、膜厚１００ｎｍのアルミニウム膜、膜厚５０ｎｍのチタン膜を順に積層することで得られる導電膜を用いる。
【００８０】
なお、マスクを用いずに、液滴吐出法を用いて選択的に第１の配線３０５および第３の配線３１６を形成しても良い。液滴吐出法とは、組成物を含む液滴を細孔から吐出または噴出することでパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【００８１】
また、第１の配線３０５および第３の配線３１６は、導電膜を形成後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）法、ＩＣＰ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング法、ＥＣＲ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｃｙｃｌｏｔｒｏｎ Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）エッチング法、平行平板型（容量結合型）エッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、２周波プラズマエッチング法またはヘリコン波プラズマエッチング法等を用い、エッチング条件（コイル型の電極層に印加される電力量、基板側の電極層に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節することにより、所望のテーパー形状を有するようにエッチングすることができる。また、テーパー形状は、マスクの形状によっても角度等を制御することができる。なお、エッチング用ガスとしては、塩素、塩化硼素、塩化シリコンもしくは四塩化炭素などの塩素系ガス、四弗化炭素、弗化硫黄もしくは弗化窒素などのフッ素系ガスまたは酸素を適宜用いることができる。
【００８２】
次いで、図４（Ｂ）に示すように、第１の配線３０５および第３の配線３１６上の絶縁膜３２０を形成した後、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に半導体層３０６を形成する。
【００８３】
絶縁膜３２０は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法などを用い、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムまたは酸化タンタル、酸化イットリウム、ハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムシリケート（ＨｆＳｉｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））、窒素が添加されたハフニウムアルミネート（ＨｆＡｌｘＯｙ（ｘ＞０、ｙ＞０））等を含む膜を、単層で、または積層させることで形成することができる。
【００８４】
絶縁膜３２０の厚さは、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上４００ｎｍ以下とすることができる。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚３００ｎｍ程度の窒化シリコンを含む単層の絶縁膜を、絶縁膜３２０として用いる。
【００８５】
なお、絶縁膜３２０のプラズマＣＶＤ法による形成工程においてグロー放電プラズマの生成は、３ＭＨｚから３０ＭＨｚ、代表的には１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚの高周波電力、または３０ＭＨｚより大きく３００ＭＨｚ程度までのＶＨＦ帯の高周波電力、代表的には６０ＭＨｚを印加することで行われる。また、１ＧＨｚ以上のマイクロ波の高周波電力を印加することで行われる。なお、高周波電力がパルス状に印加されるパルス発振や、連続的に印加される連続発振とすることができる。また、ＨＦ帯の高周波電力と、ＶＨＦ帯の高周波電力を重畳させることで、大面積基板においてもプラズマのムラを低減し、均一性を高めることができると共に、成膜速度を高めることができる。また、高周波数が１ＧＨｚ以上であるマイクロ波プラズマＣＶＤ装置を用いて絶縁膜３２０を形成すると、ゲート電極として機能する第１の配線３０５と、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８との間の耐圧を向上させることができるため、信頼性の高いトランジスタ３０１を得ることができる。
【００８６】
絶縁膜３２０として、有機シランガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリコン層を形成することで、後に形成する半導体層の結晶性を高め、トランジスタ３０１のオン電流、移動度および信頼性を高めることができる。有機シランガスとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：化学式Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメチルシラン（ＴＭＳ：化学式Ｓｉ（ＣＨ３）４）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等のシリコン含有化合物を用いることができる。
【００８７】
半導体層３０６は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、あるいは微結晶（セミアモルファス若しくはマイクロクリスタルともいう）半導体などを用いることができる。これらの半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、またはプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。
【００８８】
ここで微結晶半導体は、短距離秩序から中距離秩序を有し、結晶粒界、双晶境界、転位欠陥、格子歪みを有する。柱状または針状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。微結晶半導体の代表例である微結晶シリコンは、そのラマンスペクトルが単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１よりも低波数側に、シフトしている。即ち、単結晶シリコンを示す５２０ｃｍ−１とアモルファスシリコンを示す４８０ｃｍ−１の間に微結晶シリコンのラマンスペクトルのピークがある。また、未結合手（ダングリングボンド）を終端するため水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで、安定性が増し、良好な微結晶半導体膜が得られる。このような微結晶半導体に関する記述は、例えば、米国特許第４，４０９，１３４号明細書で開示されている。
【００８９】
アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどが挙げられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また、結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体または半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。また、微結晶半導体層または結晶性半導体層とアモルファス半導体層を積層して用いることもできる。
【００９０】
また、半導体の材料としてはシリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）などの単体のほかＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＳｉＣ、ＺｎＳｅ、ＧａＮ、ＳｉＧｅなどのような化合物半導体も用いることができる。
【００９１】
また、半導体層３０６は酸化物半導体膜を用いて形成することができる。半導体層３０６として酸化物半導体膜を用いる場合、例えば、インジウムを含有する酸化物半導体材料や、インジウムおよびガリウムを含有する酸化物半導体材料などを用いることができる。
【００９２】
また、酸化物半導体膜に用いる材料としては、四元系金属酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料や、三元系金属酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系の材料や、二元系金属酸化物であるＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ａｌ−Ｚｎ−Ｏ系の材料、Ｚｎ−Ｍｇ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｍｇ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ｍｇ−Ｏ系の材料、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系の材料や、単元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｏ系の材料、Ｓｎ−Ｏ系の材料、Ｚｎ−Ｏ系の材料などがある。また、上記の材料にＳｉＯ２を含ませてもよい。ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の材料とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する酸化物膜、という意味であり、その組成比は特に問わない。また、ＩｎとＧａとＺｎ以外の元素を含んでいてもよい。
【００９３】
また、酸化物半導体膜としては、化学式ＩｎＭＯ３（ＺｎＯ）ｍ（ｍ＞０）で表記される材料を用いた薄膜とすることができる。ここで、Ｍは、Ｇａ、Ａｌ、ＭｎおよびＣｏから選ばれた一または複数の金属元素を示す。例えば、Ｍとして、Ｇａ、ＧａおよびＡｌ、ＧａおよびＭｎ、またはＧａおよびＣｏなどを用いることができる。
【００９４】
酸化物半導体膜は、水素や水などが混入しにくい方法で作製するのが望ましい。例えば、スパッタリング法などを用いて作製することができる。酸化物半導体膜の成膜の雰囲気は、希ガス（代表的にはアルゴン）雰囲気下、酸素雰囲気下、または、希ガスと酸素の混合雰囲気下などとすればよい。また、酸化物半導体膜への水素、水、水酸基を有する化合物、水素化物などの混入を防ぐために、水素、水、水酸基を有する化合物、水素化物などの水素原子を含む不純物が十分に除去された高純度ガスを用いた雰囲気とすることが望ましい。また、成膜後、酸化物半導体膜に熱処理を行うのが望ましい。熱処理を行うことにより、酸化物半導体膜中の水や水素などの不純物を除去する、または酸化物半導体膜中に酸素を供給することができる。
【００９５】
このようなバンドギャップの広い酸化物半導体膜を半導体層３０６として用いることにより、オフ状態における電流値（オフ電流値）を低くすることができる。よって、画像信号等の電気信号の保持時間を長くすることができ、電源オン状態では書き込み間隔も長く設定できる。よって、リフレッシュ動作の頻度を少なくすることができるため、消費電力をより抑制する効果を奏する。
【００９６】
半導体層、電極層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウェットエッチングを用いることができる。
【００９７】
ドライエッチングに用いるエッチング装置としては、反応性イオンエッチング法（ＲＩＥ法）を用いたエッチング装置や、ＥＣＲやＩＣＰなどの高密度プラズマ源を用いたドライエッチング装置を用いることができる。
【００９８】
所望の加工形状にエッチングできるように、エッチング条件（コイル型の電極に印加される電力量、基板側の電極に印加される電力量、基板側の電極温度等）を適宜調節する。
【００９９】
また、所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。
【０１００】
次に、図４（Ｃ）に示すように、絶縁膜３２０と、半導体層３０６とを覆うように導電膜を形成した後、第１の配線３０５および第３の配線３１６の加工と同様に上記導電膜を加工（パターニング）することで、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、導電膜３１４を形成する。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８を形成する際にトランジスタ３０１の半導体層３０６も一部がエッチングされ、半導体層３０６は溝部（凹部）を有する。
【０１０２】
第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、導電膜３１４は、第１の配線３０５および第３の配線３１６と同様の材料、および同様の積層構造で形成することができる。
【０１０３】
なお、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｃａ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ合金、Ｍｏ−Ｔｉ合金、Ｔｉ、Ｍｏ、は、酸化膜との密着性が高い。よって、下層にＣｕ−Ｍｇ−Ａｌ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｃａ−Ｏ合金、Ｃｕ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｏ合金、Ｍｏ−Ｔｉ合金、Ｔｉ、あるいはＭｏで構成される導電膜、上層にＣｕで構成される導電膜を積層して第２の配線３０９、第２の配線３１０、導電膜３１４を形成することで、絶縁膜３２０が酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウムまたは酸化タンタル、酸化イットリウムなどの酸化膜である場合において、第２の配線３０９、第２の配線３１０、導電膜３１４と絶縁膜３２０との密着性を高めることができる。
【０１０４】
以上の工程により、図４（Ｃ）に示すようなトランジスタ３０１を作製することができる。
【０１０５】
次いで、図４（Ｄ）に示すように、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３を形成する。本実施の形態では、絶縁膜３２１と絶縁膜３２２と絶縁膜３２３を積層しているが、単層構造の絶縁膜としても良いし、２層以上の積層構造でもよい。
【０１０６】
単層構造の絶縁膜または積層構造の最も第２の基板側の絶縁膜は、平坦性の高い絶縁膜であることが、後に形成される第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、および第２の接続電極３１２の高さを均一に揃える上で望ましい。
【０１０７】
絶縁膜３２１、絶縁膜３２２として、例えば、酸化シリコン、窒化酸化シリコン、窒化シリコン、酸化ハフニウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル等の無機絶縁材料を含む材料を用いて形成することができる。また、ポリイミド、アクリル樹脂等の有機絶縁材料を用いて形成することも可能である。また、上記材料の他に、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等の低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いることができる。シロキサン系樹脂は、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成される材料である。置換基として、水素の他、フッ素、有機基（例えば、アルキル基、アリール基）、フッ素を含む有機基などを有していても良い。そして、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２の形成には、その材料に応じて、ＣＶＤ法、スパッタリング法、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）等を用いることができる。
【０１０８】
また、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２として、有機シランを用いて化学気相成長法により作製される酸化シリコン膜を用いることもできる。有機シランとしては、珪酸エチル（ＴＥＯＳ：Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、トリメチルシラン（ＴＭＳ：（ＣＨ３）３ＳｉＨ）、テトラメチルシクロテトラシロキサン（ＴＭＣＴＳ）、オクタメチルシクロテトラシロキサン（ＯＭＣＴＳ）、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）、トリエトキシシラン（ＳｉＨ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリスジメチルアミノシラン（ＳｉＨ（Ｎ（ＣＨ３）２）３）等を用いることができる。もちろん、モノシラン、ジシラン、またはトリシラン等の無機シランを用いて、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化シリコン、窒化酸化シリコンなどを形成しても良い。
【０１０９】
平坦性の高い絶縁膜３２３は、ポリイミド、アクリル樹脂、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ樹脂等の有機材料を用いることができる。また、上記有機材料の他に、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等の低誘電材料（ｌｏｗ−ｋ材料）を用いることができる。そして、絶縁膜３２３の形成には、その材料に応じて、スピンコート、ディップ、スプレー塗布、液滴吐出法（インクジェット法等）、印刷法（スクリーン印刷、オフセット印刷等）、ロールコート、カーテンコート、ナイフコート等を用いることができる。
【０１１０】
絶縁膜３２１および絶縁膜３２２の合計の膜厚は１００ｎｍ以上１．５μｍ以下が好ましく、３００ｎｍ以上１．０μｍ以下がより好ましい。また、平坦性の高い絶縁膜３２３は、５００ｎｍ以上５μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以上２．０μｍ以下がより好ましい。
【０１１１】
絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３の膜厚を厚くすることで第１の配線と第１の接続電極との間の距離をより長くすることができるため配線の交差部の寄生容量を低減することができる。よって、画素領域における寄生容量の総和を低減させることができ、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。
【０１１２】
本実施の形態では、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２と平坦性の高い絶縁膜３２３の３層構造であり、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２を窒化シリコンを用いて合計の膜厚を３００ｎｍとして形成し、絶縁膜３２３をアクリルを用いて膜厚１．５μｍで形成する。
【０１１３】
次いで、図５（Ａ）に示すように、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に開口部を形成し、第２の配線３０９の一部、第２の配線３１０の一部、ソース電極３０７の一部、ドレイン電極３０８の一部、導電膜３１４の一部を露出させる。そして、開口部において、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４に接するように、絶縁膜３２３上に導電膜３４０を形成する。
【０１１４】
導電膜３４０は、第１の配線３０５および第３の配線３１６と同様の材料、および同様の積層構造で形成することができる。なお、液晶表示装置の高速駆動の低下を抑制するため、抵抗の小さい金属を用いるのが好ましい。後に形成される第１の接続電極３１１の材料が抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、後に形成される第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の膜厚を大きくし、横電界を液晶に印加しやすいように導電膜３４０の膜厚を大きくすることが好ましい。また、第１の接続電極３１１、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の膜厚は、液晶層３２８の膜厚の１０％以上１００％以下が好ましく、２０％以上８０％以下がより好ましい。
【０１１５】
また、還元力の高い元素であるチタンを用いて導電膜３４０の下にバリアメタル膜を形成すると、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４上に薄い酸化膜ができていたとしても、バリアメタル膜に含まれるチタンがこの酸化膜を還元し、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４と、導電膜３４０とが、それぞれ良好なコンタクトをとることができる。
【０１１６】
よって、例えば、チタン膜上にアルミニウム膜、タングステン膜を順に積層する３層構造、チタン膜上にアルミニウム膜、窒化タンタル膜を順に積層する３層構造とすることで、上述した２つの利点に加えて、第２の配線３０９、第２の配線３１０、ソース電極３０７、ドレイン電極３０８、および導電膜３１４との接続部におけるコンタクト抵抗を下げるという利点を得ることができる。
【０１１７】
また、導電膜３４０の膜厚は、５００ｎｍ以上５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以上４μｍ以下であることが望ましい。本実施の形態では、膜厚２００ｎｍのチタン膜、膜厚６００ｎｍのアルミニウム膜、膜厚２００ｎｍのタングステン膜を順に積層して、導電膜３４０を形成する。
【０１１８】
次いで、図５（Ｂ）に示すように、ドライエッチングにより導電膜３４０を加工することで、島状の第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１および第２の接続電極３１２を形成する。第１の接続電極３１１は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に形成された開口部を介してソース電極３０７、第２の配線３０９および第２の配線３１０に接続している。第２の接続電極３１２は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に形成された開口部を介してドレイン電極３０８に接続している。画素電極として機能する第１の電極層３０２は、絶縁膜３２１、絶縁膜３２２および絶縁膜３２３に形成された開口部を介して導電膜３１４に接続されている。また、第１の電極層３０２は、導電膜３１４および第２の接続電極３１２を介してドレイン電極３０８と接続されている。
【０１１９】
上記ドライエッチングには、例えば、反応性イオンエッチング法、ＩＣＰエッチング法、ＥＣＲエッチング法、平行平板型（容量結合型）エッチング法、マグネトロンプラズマエッチング法、２周波プラズマエッチング法またはヘリコン波プラズマエッチング法等のドライエッチング法を用いることができる。
【０１２０】
エッチングガスには、塩素、塩化硼素、塩化シリコン、三塩化ホウ素または四塩化炭素などの塩素系ガス、四弗化炭素、弗化硫黄または弗化窒素などのフッ素系ガス、酸素などを適宜用いることができる。
【０１２１】
具体的に、本実施の形態では、チタン膜、アルミニウム膜、タングステン膜を順に積層して形成された導電膜３４０を用いているので、エッチングガスである塩素の流量４５ｓｃｃｍ、四弗化炭素の流量５５ｓｃｃｍ、酸素の流量５５ｓｃｃｍ、反応圧力０．６７Ｐａ、下部電極の温度−１０℃、コイル型の電極に投入するＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力３０００Ｗ、下部電極（バイアス側）に投入する電力１４０Ｗとした後、エッチングガスである塩素の流量２０ｓｃｃｍ、三塩化ホウ素の流量６０ｓｃｃｍ、反応圧力１．９Ｐａ、下部電極の温度−１０℃、コイル型の電極に投入するＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力４５０Ｗ、下部電極（バイアス側）に投入する電力１００Ｗとなるように、途中で条件を変更してドライエッチングを行う。
【０１２２】
あるいは、チタン膜、アルミニウム膜、チタン膜を順に積層して形成された導電膜３４０を用いる場合、エッチングガスである塩素の流量２０ｓｃｃｍ、三塩化ホウ素の流量６０ｓｃｃｍ、反応圧力１．９Ｐａ、下部電極の温度−１０℃、コイル型の電極に投入するＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）電力４５０Ｗ、下部電極（バイアス側）に投入する電力１００Ｗとなるようしてドライエッチングを行う。
【０１２３】
上記工程の後、第１の基板３１８と対峙するように第２の基板３２７を設け、液晶層３２８を充填することで、図２に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【０１２４】
液晶層３２８を形成するために行われる液晶の注入は、ディスペンサ式（滴下式）を用いても良いし、ディップ式（汲み上げ式）を用いていても良い。
【０１２５】
液晶は、サーモトロピック液晶、強誘電液晶、反強誘電液晶等を用いることができ、これらは低分子液晶、高分子液晶のいずれでも構わない。
【０１２６】
液晶層３２８は、横電界モードで使用可能な液晶材料を用いれば良く、特にブルー相を示す液晶材料が好ましい。ブルー相を示す液晶材料は、液晶およびカイラル剤を含む。カイラル剤は、液晶を螺旋構造に配向させ、ブルー相を発現させるために用いる。例えば、３重量％以上のカイラル剤を混合させた液晶材料を液晶層に用いればよい。
【０１２７】
カイラル剤は、液晶に対する相溶性が良く、かつ、ねじれ力の強い材料を用いる。また、Ｒ体、Ｓ体のどちらか片方の材料が良く、Ｒ体とＳ体の割合が５０：５０のラセミ体は使用しない。
【０１２８】
上記液晶材料は、条件により、コレステリック相、コレステリックブルー相、スメクチック相、スメクチックブルー相、キュービック相、カイラルネマチック相、等方相等を示す。
【０１２９】
ブルー相であるコレステリックブルー相およびスメクチックブルー相は、螺旋ピッチが５００ｎｍ以下とピッチの比較的短いコレステリック相またはスメクチック相を有する液晶材料にみられる。液晶材料の配向は二重ねじれ構造を有する。可視光の波長以下の秩序を有しているため、透明であり、電圧印加によって配向秩序が変化して光学的変調作用が生じる。ブルー相は光学的に等方であるため視野角依存性がなく、配向膜を形成しなくとも良いため、表示画像の質の向上およびコスト削減が可能である。
【０１３０】
また、ブルー相は狭い温度範囲でしか発現が難しく、温度範囲を広く改善するために液晶材料に、光硬化樹脂および光重合開始剤を添加し、高分子安定化処理を行うことが好ましい。高分子安定化処理は、液晶、カイラル剤、光硬化樹脂、および光重合開始剤を含む液晶材料に、光重合開始剤が反応する波長の光を照射して行う。この高分子安定化処理は、温度制御を行い、等方相を示した状態で光照射して行っても良いし、ブルー相を示した状態で光照射して行ってもよい。
【０１３１】
例えば、液晶層の温度を制御し、ブルー相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行う。但し、これに限定されず、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内の等方相を発現した状態で液晶層に光を照射することにより高分子安定化処理を行ってもよい。ブルー相と等方相間の相転移温度とは、昇温時にブルー相から等方相に転移する温度または降温時に等方相からブルー相に相転移する温度をいう。高分子安定化処理の一例としては、液晶層を等方相まで加熱した後、徐々に降温させてブルー相にまで相転移させ、ブルー相が発現する温度を保持した状態で光を照射することができる。他にも、液晶層を徐々に加熱して等方相に相転移させた後、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内状態（等方相を発現した状態）で光を照射することができる。また、液晶材料に含まれる光硬化樹脂として、紫外線硬化樹脂（ＵＶ硬化樹脂）を用いる場合、液晶層に紫外線を照射すればよい。なお、ブルー相と等方相間の相転移温度から＋１０℃以内、好ましくは＋５℃以内で等方相を発現させ、光を照射して高分子安定化処理を行えば、応答速度が１ｍｓｅｃ以下と短く高速応答が可能である。
【０１３２】
光硬化樹脂は、ジアクリレート、トリアクリレート、ジメタクリレート、トリメタクリレートなどの多官能モノマー、あるいはこれらに単官能モノマーを混合させたものでもよい。また、液晶性のものでも非液晶性のものでもよく、両者を混合させてもよい。
【０１３３】
光重合開始剤は、光照射によってラジカルを発生させるラジカル重合開始剤でもよく、酸を発生させる酸発生剤でもよく、塩基を発生させる塩基発生剤でもよい。
【０１３４】
具体的には、液晶材料として、ＪＣ−１０４１ＸＸ（チッソ株式会社製）と４−シアノ−４’−ペンチルビフェニルの混合物を用いることができ、カイラル剤としては、ＺＬＩ−４５７２（メルク株式会社製）を用いることができ、光硬化樹脂は、２−エチルヘキシルアクリレート、ＲＭ２５７（メルク株式会社製）、トリメチロールプロパントリアクリレートを用いることができ、光重合開始剤としては２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンを用いることができる。
【０１３５】
また、第２の基板３２７上に、特定の波長領域の光を選択的に透過するカラーフィルタを設けても良い。
【０１３６】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることができ、その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。
【０１３７】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１３８】
（実施の形態２）
本実施の形態では、他の本発明の一態様に係る液晶表示装置およびその作製方法について、図６乃至図８を用いて説明する。
【０１３９】
本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図６は液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図７は、図６の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。また、図８は、本発明の一態様にかかる液晶表示装置の作製方法を説明する図である。
【０１４０】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【０１４１】
図６、図７に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３０１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【０１４２】
トランジスタ３０１の構成について説明する。トランジスタ３０１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３０６と、絶縁膜３２０および半導体層３０６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３０６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【０１４３】
トランジスタ３０１の構成については、先の実施の形態を参酌できる。
【０１４４】
また、第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２や第１の配線３０５、第２の配線３０９、第２の配線３１０、第３の配線３１６、導電膜３１４においても先の実施の形態を参酌できる。
【０１４５】
本実施の形態に示す液晶表示装置と実施の形態１で示した液晶表示装置と比較して、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上に接して設けられている絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを有する点が異なる。
【０１４６】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３から反射する光を吸収する。光を吸収することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３などの金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１４７】
絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄには、カーボンブラック、または黒色顔料を含む有機樹脂を用いることができる。
【０１４８】
絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄは、画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐ、あるいは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐ機能を有する。
【０１４９】
また、絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを設けることで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上面の凹部の深さより絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの上面の凹部の深さが浅くなるため、後に形成される液晶層３２８の液晶の配向乱れを低減することができ、液晶層３２８の配向状態を制御することができる。
【０１５０】
続いて、本発明の一態様に係る液晶表示装置の作製方法について図８を用いて説明する。
【０１５１】
図８（Ａ）の構成は先の実施の形態に示した図５（Ａ）と同様に作製することができる。導電膜３４０を形成した後、図８（Ｂ）のように該導電膜３４０に接するように絶縁膜３３３を形成する。
【０１５２】
次いで、図８（Ｃ）に示すように、ドライエッチングにより導電膜３４０および絶縁膜３３３を加工することで、島状の第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３を形成し、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３に接して設けられた絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを形成する。同一工程で導電膜３４０および絶縁膜３３３を加工することにより、導電膜３４０および絶縁膜３３３のそれぞれを加工する際に使用するマスクを１つにでき、マスクを削減することができる。
【０１５３】
上記工程の後、第１の基板３１８と対峙するように第２の基板３２７を設け、液晶層３２８を充填することで、図７に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【０１５４】
次いで、図９を用いて、絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄ、並びに第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の断面形状について説明する。ここでは、一例として、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄ、並びに第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の断面形状について説明する。
【０１５５】
図９（Ａ）に示すように絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの側面は、第１の基板３１８に対して傾いて設けられている、所謂テーパー形状としてもよい。また、図９（Ｂ）に示すように第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の側面においてテーパー形状としてもよい。さらに、図９（Ｃ）に示すように絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの側面のテーパー角と、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の側面のテーパー角が同じであり、連続したテーパー形状としてもよい。さらに、図９（Ｄ）に示すように絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの側面のテーパー角と、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の側面のテーパー角が異なっていても良い。
【０１５６】
つまり、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上面が絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄで覆われている構成であれば良い。
【０１５７】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることができ、その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。また、遮光性を有する絶縁膜が、第１の電極層、第２電極層などの金属層から反射する光を吸収し、金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１５８】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５９】
（実施の形態３）
他の本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図１０は、液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図１１は、図１０の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。
【０１６０】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【０１６１】
図１０、図１１に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３０１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【０１６２】
トランジスタ３０１の構成について説明する。トランジスタ３０１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３０６と、絶縁膜３２０および半導体層３０６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３０６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【０１６３】
トランジスタ３０１の構成については、先の実施の形態を参酌できる。
【０１６４】
また、第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２や第１の配線３０５、第２の配線３０９、第２の配線３１０、第３の配線３１６、導電膜３１４においても先の実施の形態を参酌できる。
【０１６５】
本実施の形態に示す液晶表示装置と実施の形態１で示した液晶表示装置の相違点は、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上に接して設けられている絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄがあり、絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄが第２の基板３２７と接している点である。
【０１６６】
図１１に示すように第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の接して設けられている絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄは、第２の基板３２７と接する構成にすることで液晶素子のセルギャップを調整するスペーサとしての機能している。
【０１６７】
本発明の一態様に係る液晶表示装置の作製方法について説明する。
【０１６８】
先の実施の形態の図８（Ｂ）と同様に該導電膜３４０上に接するように絶縁膜３３４を形成する。
【０１６９】
また、先の実施の形態と同様に、ドライエッチングにより導電膜３４０および絶縁膜３３４を加工することで、島状の第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３を形成し、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３に接して設けられた絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄを形成する。同一工程で導電膜３４０および絶縁膜３３４を加工することにより、導電膜３４０および絶縁膜３３４のそれぞれを加工する際に使用するマスクを１つにでき、マスクを削減することができる。
【０１７０】
絶縁膜３３４には、例えば、アクリル樹脂などを用いることができる。
【０１７１】
上記工程の後、第１の基板３１８と対峙し、かつ、絶縁膜３３４ａ、絶縁膜３３４ｂ、絶縁膜３３４ｃおよび絶縁膜３３４ｄと接するように第２の基板３２７を設け、液晶層３２８を充填することで、図１０に示したような液晶表示装置を得ることができる。
【０１７２】
また、絶縁膜３３４の代わりに実施の形態２のように遮光性を有する絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄを用いることもでき、その場合、絶縁膜３３３ａ乃至絶縁膜３３３ｄは第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３と共に第２の基板３２７と接する。
【０１７３】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３から反射する光を吸収する。光を吸収することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３などの金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１７４】
遮光性を有する絶縁膜３３３を用いていることにより、さらに画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐ、あるいは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐことができる。
【０１７５】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部分において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることができ、その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。また、絶縁膜が第２の基板と接する構成にすることで液晶素子のセルギャップを調整することができる。
【０１７６】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０１７７】
（実施の形態４）
本発明の一態様に係る液晶表示装置のトランジスタは趣旨およびその範囲から逸脱することがなければどのような構成でもいいが特に微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタが好ましい。よって、本実施の形態では、微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタを含む本発明の一態様の液晶表示装置について図１２、図１３を用いて説明する。
【０１７８】
本発明の一態様にかかる液晶表示装置の画素領域は、複数の第１の配線と、複数の第２の配線と、複数のトランジスタと、液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、を有している。本発明の一態様にかかる液晶表示装置の、画素領域の一部の構成について説明する。図１２は、液晶表示装置の平面図であり、１画素分の画素を示しており、本実施の形態に示す液晶表示装置では当該画素がマトリクス状に複数設けられる。また、図１３は、図１２の線Ｘ１−Ｘ２、線Ｘ３−Ｘ４、線Ｘ５−Ｘ６における断面図をそれぞれ示す。
【０１７９】
以下に本実施の形態に示す液晶表示装置の各構造について詳細を説明する。
【０１８０】
図１２、図１３に示すトランジスタを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置の１画素は、トランジスタ３５１と、画素電極層として機能する第１の電極層３０２と、共通電極層として機能する第２の電極層３０３と、容量素子３０４とを有する。
【０１８１】
トランジスタ３５１の構成について説明する。トランジスタ３５１は、第１の基板３１８上に設けられた、絶縁膜３１９と、絶縁膜３１９上の第１の配線３０５と、第１の配線３０５上のゲート絶縁膜として機能する絶縁膜３２０と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３５６と、絶縁膜３２０および半導体層３５６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、半導体層３５６、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８上の絶縁膜３２１と、絶縁膜３２１上の絶縁膜３２２と、を有する。
【０１８２】
トランジスタ３５１の構成については、半導体層３５６以外は先の実施の形態を参酌できる。
【０１８３】
また、第１の電極層３０２、第２の電極層３０３、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２や第１の配線３０５、第２の配線３０９、第２の配線３１０、第３の配線３１６、導電膜３１４においても先の実施の形態を参酌できる。
【０１８４】
本実施の形態に示す液晶表示装置と実施の形態２で示した液晶表示装置の相違点は、トランジスタ３５１が微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタである点である。
【０１８５】
図１３に示す液晶表示装置は、微結晶シリコンを半導体層に用いたトランジスタ３５１を含んでおり、トランジスタ３５１は、ゲート電極として機能する第１の配線３０５と、絶縁膜３２０を間に挟んで第１の配線３０５と重なる位置に形成された半導体層３５６と、半導体層３５６上のソース電極３０７およびドレイン電極３０８と、を有する。トランジスタ３５１以外の構成は先の実施の形態と同様であるため、先の実施の形態を参酌する。
【０１８６】
半導体層３５６は、絶縁膜３２０上に半導体膜を形成し、上記半導体膜をエッチング等により所望の形状に加工することで、形成することができる。
【０１８７】
次いで、図１３に示したトランジスタ３５１の断面を、拡大して図１４に示す。図１４に示すように、トランジスタ３５１が有する半導体層３５６には、微結晶半導体層３２９と、微結晶半導体層３２９上の非晶質半導体層３３０と、非晶質半導体層３３０上のソース領域またはドレイン領域として機能する不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２とが含まれる。不純物半導体層３３１は、非晶質半導体層３３０とソース電極３０７の間に位置し、不純物半導体層３３２は、非晶質半導体層３３０とドレイン電極３０８の間に位置する。
【０１８８】
なお、図１４では、一の非晶質半導体層３３０が微結晶半導体層３２９と不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２との間に設けられている場合を例示している。本発明の一態様では、半導体層が、微結晶半導体層上に一対の非晶質半導体層を有し、一方の非晶質半導体層上に不純物半導体層の一つを有し、他方の非晶質半導体層上に不純物半導体層の他の一つを有していても良い。
【０１８９】
微結晶半導体層３２９は、微結晶半導体を含む。微結晶半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体である。微結晶半導体は、熱力学的に安定な状態を有する半導体であって、短距離秩序から中距離秩序を有し、結晶粒界、双晶境界、転位欠陥、格子歪みを有する。柱状、針状または逆錐状結晶が下地膜表面に対して法線方向に成長しており、結晶粒径が２ｎｍ以上２００ｎｍ以下、好ましくは１０ｎｍ以上８０ｎｍ以下、より好ましくは、２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の柱状結晶、針状結晶または逆錐状結晶が基板表面に対して法線方向に成長している。その他の特徴は前述したとおりである。
【０１９０】
微結晶半導体層３２９の厚さ、即ち、絶縁膜３２０との界面から、微結晶半導体層３２９の突起（凸部）の先端までの距離を、３ｎｍ以上４１０ｎｍ以下、好ましくは２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下とすることで、トランジスタのオフ電流を低減することができる。
【０１９１】
また、微結晶半導体層３２９に含まれる酸素および窒素の二次イオン質量分析法によって計測される濃度を、１×１０１８ａｔｏｍｓ／ｃｍ３未満とすることで、微結晶半導体層３２９の結晶性を高めることができるため好ましい。
【０１９２】
非晶質半導体層３３０は、窒素を有する非晶質半導体で形成される。非晶質半導体層３３０に含まれる窒素は、例えば、ＮＨ基またはＮＨ２基として存在していてもよい。非晶質半導体としては、非晶質シリコンを用いることができる。
【０１９３】
窒素を含む非晶質半導体は、従来の非晶質半導体と比較して、ＣＰＭ（Ｃｏｎｓｔａｎｔ ｐｈｏｔｏｃｕｒｒｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ）やフォトルミネッセンス分光測定で測定されるＵｒｂａｃｈ端のエネルギーが小さく、欠陥に由来する吸収が小さい半導体である。即ち、窒素を含む非晶質半導体は、従来の非晶質半導体と比較して、欠陥が少なく、価電子帯のバンド端における準位に由来する吸収のテール（裾）の傾きが急峻である秩序性の高い非晶質半導体である。
【０１９４】
トランジスタ３５１がｎチャネル型である場合、不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２は、リンが添加された非晶質シリコン、リンが添加された微結晶シリコン等で形成する。また、リンが添加された非晶質シリコンおよびリンが添加された微結晶シリコンの積層構造とすることもできる。なお、トランジスタ３５１がｐチャネル型である場合、不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２は、ボロンが添加された微結晶シリコン、ボロンが添加された非晶質シリコン等で形成する。なお、半導体層３５６と、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８とがオーミックコンタクトをする場合は、不純物半導体層３３１および不純物半導体層３３２を半導体層３５６が有していなくともよい。
【０１９５】
また、本発明の一態様では、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８は半導体層３５６の側面と離隔している。すなわち本発明の一態様では、ソース電極３０７およびドレイン電極３０８が、半導体層３５６が有する微結晶半導体層３２９の側面と接していない。ソース電極３０７およびドレイン電極から半導体層３５６の側面へはリーク電流が流れやすい。よって、トランジスタ３５１のオフ電流を低減させることができるので、電荷のリークを防ぎ、表示品質を向上させることができる。
【０１９６】
そして、図１３に示すように絶縁膜３２３上に導電膜３４０を形成し、さらに該導電膜３４０上に遮光性を有する絶縁膜３３３を形成し、該導電膜および該絶縁膜を同一工程でエッチング等により所望の形状に加工することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、画素電極として機能する第１の電極層３０２および共通電極として機能する第２の電極層３０３を形成し、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３に接するように設けられた絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃ、および絶縁膜３３３ｄを形成する。同一工程で導電膜３４０および絶縁膜３３３を加工することにより、導電膜３４０および絶縁膜３３３のそれぞれを加工する際に使用するマスクを１つにでき、マスクを削減することができる。
【０１９７】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３から反射する光を吸収する。光を吸収することで第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３などの金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０１９８】
絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄは、画素間における液晶の配向の乱れに起因するディスクリネーションが視認されるのを防ぐ、あるいは、拡散した光が隣接する複数の画素に入射するのを防ぐ機能を有する。
【０１９９】
また、絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄを設けることで、第１の接続電極３１１、第２の接続電極３１２、第１の電極層３０２および第２の電極層３０３の上面の凹部の深さより絶縁膜３３３ａ、絶縁膜３３３ｂ、絶縁膜３３３ｃおよび絶縁膜３３３ｄの上面の凹部の深さが浅くなるため、後に形成される液晶層３２８の液晶の配向乱れを低減することができ、液晶層３２８の配向状態を制御することができる。
【０２００】
従来の構成では、第１の配線に相当する走査線と第２の配線に相当する信号線は絶縁膜３２０のみを介して交差する。絶縁膜３２０はゲート絶縁膜として機能するため、その膜厚には限界がある。これに対し、上述した構成では、画素ごとに第２の配線を分断し、絶縁膜３２３上の第１の接続電極で架橋することで、絶縁膜３２０乃至絶縁膜３２３を介して走査線と信号線を交差させることができる。したがって、前記交差部において、走査線と信号線を絶縁する絶縁膜の膜厚を増大させることができるため、交差部分において生じる寄生容量を低減させることがでる。その結果、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。また、第１の接続電極の材料に抵抗の小さい金属を用い、膜厚を厚くすることで配線による抵抗を小さくすることができ、液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができる。よって、高品質な動画を提供することができる。また、画素電極である第１の電極層と共通電極である第２の電極層の膜厚を厚くすることで、第１の電極層と第２の電極層の表面積を液晶層の膜厚方向に（３次元的に）も拡大でき、第１の電極層と第２の電極層間に電圧を印加した時、液晶層において広く電界を形成することができ、その電界を用いて液晶分子を制御でき、横電界モードを用いた液晶表示装置、特にブルー相を示す液晶を用いた液晶表示装置において、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ることができる。また、画素電極である第１の電極層、共通電極である第２の電極層、第１の接続電極を同一層で同時に形成することができるため、工程を簡略化することができる。また、遮光性を有する絶縁膜が、第１の電極層、第２電極層など金属層から反射する光を吸収し、金属層による光の反射を抑制することができるため、隣接する画素での混色を防ぐことができる。
【０２０１】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【０２０２】
（実施の形態５）
本明細書に開示する液晶表示装置は、さまざまな電子機器（遊技機も含む）に適用することができる。電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、電子書籍、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２０３】
図１５（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置１０００は、筐体１００１に表示部１００３が組み込まれている。表示部１００３により、映像を表示することが可能である。また、ここでは、スタンド１００５により筐体１００１を支持した構成を示している。
【０２０４】
テレビジョン装置１０００の操作は、筐体１００１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機１０１０により行うことができる。リモコン操作機１０１０が備える操作キー１００９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部１００３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機１０１０に、当該リモコン操作機１０１０から出力する情報を表示する表示部１００７を設ける構成としてもよい。
【０２０５】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１００３、表示部１００７を作製することにより、白透過率を大きくし、画素数を増加させても液晶表示装置の駆動速度の低下を抑制することができ、コントラスト比の向上を図ったテレビジョン装置１０００を提供することができる。
【０２０６】
なお、テレビジョン装置１０００は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。
【０２０７】
図１５（Ｂ）は、デジタルフォトフレームの一例を示している。例えば、デジタルフォトフレーム１１００は、筐体１１０１に表示部１１０３が組み込まれている。表示部１１０３は、各種画像を表示することが可能であり、例えば、デジタルカメラなどで撮影した画像データを表示させることで、通常の写真立てと同様に機能させることができる。
【０２０８】
なお、デジタルフォトフレーム１１００は、操作部、外部接続用端子（ＵＳＢ端子、ＵＳＢケーブルなどの各種ケーブルと接続可能な端子など）、記録媒体挿入部などを備える構成とする。これらの構成は、表示部と同一面に組み込まれていてもよいが、側面や裏面に備えるとデザイン性が向上するため好ましい。例えば、デジタルフォトフレームの記録媒体挿入部に、デジタルカメラで撮影した画像データを記憶したメモリを挿入して画像データを取り込み、取り込んだ画像データを表示部１１０３に表示させることができる。
【０２０９】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１１０３を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図ったデジタルフォトフレーム１１００を提供することができる。
【０２１０】
また、デジタルフォトフレーム１１００は、無線で情報を送受信できる構成としてもよい。無線により、所望の画像データを取り込み、表示させる構成とすることもできる。
【０２１１】
図１５（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体１２８１と筐体１２９１の２つの筐体で構成されており、連結部１２９３により、開閉可能に連結されている。筐体１２８１には表示部１２８２が組み込まれ、筐体１２９１には表示部１２８３が組み込まれている。また、図１５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカー部１２８４、記録媒体挿入部１２８６、ＬＥＤランプ１２９０、入力手段（操作キー１２８５、接続端子１２８７、センサ１２８８（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、においまたは赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン１２８９）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも本明細書に開示する液晶表示装置を備えた構成であればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図１５（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラムまたはデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図１５（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。
【０２１２】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１２８２、表示部１２８３を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯型遊技機を提供することができる。
【０２１３】
図１５（Ｄ）は、携帯電話機であり、筐体１３４０と筐体１３４１の２つの筐体で構成されている。さらに、筐体１３４０と筐体１３４１は、スライドし、図１５（Ｄ）のように展開している状態から重なり合った状態とすることができ、携帯に適した小型化が可能である。また、筐体１３４１は、表示パネル１３４２、スピーカー１３４３、マイクロフォン１３４４、ポインティングデバイス１３４６、カメラ用レンズ１３４７、外部接続端子１３４８などを備えている。また、筐体１３４０は、携帯電話機の充電を行う太陽電池セル１３４９、外部メモリスロット１３５０などを備えている。また、アンテナは、筐体１３４１に内蔵されている。なお、図１５（Ｄ）では、表示パネル１３４２に表示された表示ボタン１３４５を図示しており、指などで触れることにより入力を行うことができる。
【０２１４】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示パネル１３４２を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯電話機を提供することができる。
【０２１５】
また、図１５（Ｅ）は、腕時計のように使用者の腕に装着可能な形態を有している携帯電話機の一例を示す斜視図である。
【０２１６】
この携帯電話機は、少なくとも電話機能を有する通信装置およびバッテリーを有する本体、本体を腕に装着するためのバンド部１４０４、腕に対するバンド部１４０４の固定状態を調節する調節部１４０５、表示部１４０１、スピーカー１４０７、およびマイク１４０８から構成されている。
【０２１７】
また、本体は、操作スイッチ１４０３を有し、電源入力スイッチや、表示切り替えスイッチや、撮像開始指示スイッチの他、例えばボタンを押すとインタネット用のプログラムが起動されるなど、各ファンクションを対応づけることができる。
【０２１８】
この携帯電話機の入力操作は、表示部１４０１に指や入力ペンなどで触れること、または操作スイッチ１４０３の操作、またはマイク１４０８への音声入力により行われる。なお、図１５（Ｅ）では、表示部１４０１に表示された表示ボタン１４０２を図示しており、指などで触れることにより入力を行うことができる。
【０２１９】
また、本体は、撮影レンズを通して結像される被写体像を電子画像信号に変換する撮像手段を有するカメラ部１４０６を有する。なお、特にカメラ部は設けなくともよい。
【０２２０】
また、図１５（Ｅ）に示す携帯電話機は、テレビ放送の受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部１４０１に表示することができ、さらにメモリなどの記憶装置などを備えた構成として、テレビ放送をメモリに録画できる。また、図１５（Ｅ）に示す携帯電話は、ＧＰＳなどの位置情報を収集できる機能を有していてもよい。
【０２２１】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１４０１を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯電話機を提供することができる。
【０２２２】
図１５（Ｆ）は携帯型のコンピュータの一例を示す斜視図である。
【０２２３】
図１５（Ｆ）の携帯型のコンピュータは、上部筐体１５０１と下部筐体１５０２とを接続するヒンジユニットを閉状態として表示部１５０３を有する上部筐体１５０１と、キーボード１５０４を有する下部筐体１５０２とを重ねた状態とすることができ、持ち運ぶことが便利であるとともに、使用者がキーボード入力する場合には、ヒンジユニットを開状態として、表示部１５０３を見て入力操作を行うことができる。
【０２２４】
また、下部筐体１５０２はキーボード１５０４の他に入力操作を行うポインティングデバイス１５０６を有する。また、表示部１５０３をタッチ入力パネルとすれば、表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。また、下部筐体１５０２はＣＰＵやハードディスク等の演算機能部を有している。また、下部筐体１５０２は他の機器、例えばＵＳＢの通信規格に準拠した通信ケーブルが差し込まれる外部接続ポート１５０５を有している。
【０２２５】
上部筐体１５０１にはさらに上部筐体１５０１内部にスライドさせて収納可能な表示部１５０７を有しており、広い表示画面を実現することができる。また、収納可能な表示部１５０７の画面の向きを使用者は調節できる。また、収納可能な表示部１５０７をタッチ入力パネルとすれば、収納可能な表示部の一部に触れることで入力操作を行うこともできる。
【０２２６】
先の実施の形態に示す液晶表示装置を用いて表示部１５０３、収納可能な表示部１５０７を作製することにより、白透過率を大きくし、コントラスト比の向上を図った携帯型のコンピュータを提供することができる。
【０２２７】
また、図１５（Ｆ）の携帯型のコンピュータは、受信機などを備えた構成として、テレビ放送を受信して映像を表示部に表示することができる。また、上部筐体１５０１と下部筐体１５０２とを接続するヒンジユニットを閉状態としたまま、収納可能な表示部１５０７をスライドさせて画面全面を露出させ、画面角度を調節して使用者がテレビ放送を見ることもできる。この場合には、ヒンジユニットを開状態として表示部１５０３を表示させることなく、さらにテレビ放送を表示するだけの回路の起動のみを行うため、最小限の消費電力とすることができ、バッテリー容量の限られている携帯型のコンピュータにおいて有用である。
【０２２８】
以上、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態に示す構成などと適宜組み合わせて用いることができる。
【符号の説明】
【０２２９】
３０１ トランジスタ
３０２ 第１の電極層
３０３ 第２の電極層
３０３ａ 第２の電極層
３０３ｂ 第２の電極層
３０４ 容量素子
３０５ 第１の配線
３０６ 半導体層
３０７ ソース電極
３０８ ドレイン電極
３０９ 第２の配線
３１０ 第２の配線
３１１ 第１の接続電極
３１２ 第２の接続電極
３１４ 導電膜
３１６ 第３の配線
３１８ 第１の基板
３１９ 絶縁膜
３２０ 絶縁膜
３２１ 絶縁膜
３２２ 絶縁膜
３２３ 絶縁膜
３２７ 第２の基板
３２８ 液晶層
３２９ 微結晶半導体層
３３０ 非晶質半導体層
３３１ 不純物半導体層
３３２ 不純物半導体層
３３３ 絶縁膜
３３３ａ 絶縁膜
３３３ｂ 絶縁膜
３３３ｃ 絶縁膜
３３３ｄ 絶縁膜
３３４ 絶縁膜
３３４ａ 絶縁膜
３３４ｂ 絶縁膜
３３４ｃ 絶縁膜
３３４ｄ 絶縁膜
３４０ 導電膜
３４２ａ 矢印
３４２ｂ 矢印
３５１ トランジスタ
３５６ 半導体層
１０００ テレビジョン装置
１００１ 筐体
１００３ 表示部
１００５ スタンド
１００７ 表示部
１００９ 操作キー
１０１０ リモコン操作機
１１００ デジタルフォトフレーム
１１０１ 筐体
１１０３ 表示部
１２８１ 筐体
１２８２ 表示部
１２８３ 表示部
１２８４ スピーカー部
１２８５ 操作キー
１２８６ 記録媒体挿入部
１２８７ 接続端子
１２８８ センサ
１２８９ マイクロフォン
１２９０ ＬＥＤランプ
１２９１ 筐体
１２９３ 連結部
１３４０ 筐体
１３４１ 筐体
１３４２ 表示パネル
１３４３ スピーカー
１３４４ マイクロフォン
１３４５ 表示ボタン
１３４６ ポインティングデバイス
１３４７ カメラ用レンズ
１３４８ 外部接続端子
１３４９ 太陽電池セル
１３５０ 外部メモリスロット
１４０１ 表示部
１４０２ 表示ボタン
１４０３ 操作スイッチ
１４０５ 調節部
１４０６ カメラ部
１４０７ スピーカー
１４０８ マイク
１５０１ 上部筐体
１５０２ 下部筐体
１５０３ 表示部
１５０４ キーボード
１５０５ 外部接続ポート
１５０６ ポインティングデバイス
１５０７ 表示部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、
画素領域と、を有し、
前記画素領域の各画素は、
トランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記第１の配線と直交し、且つ前記画素ごとに分断された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、
前記トランジスタと、前記第２の配線と、を覆う第２の絶縁膜と、
前記第２の配線と当該第２の配線と前記第１の配線を挟んで隣接する画素の他の第２の配線とを電気的に接続している接続電極と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記液晶層中に突出する第１の電極層と、
前記第１の電極層の間に設けられた、前記液晶層中に突出する第２の電極層と、を有し、
前記第２の配線は、前記第１の配線上にあり、
前記接続電極は、前記第２の絶縁膜を介して前記第１の配線の一部と重なり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層の膜厚は、前記液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層は、金属膜であり、前記第２の絶縁膜上に設けられている液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、
画素領域と、を有し、
前記画素領域の各画素は、
トランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記第１の配線と直交し、且つ前記画素ごとに分断された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、
前記トランジスタと、前記第１の配線と、を覆う第２の絶縁膜と、
前記第２の配線と当該第２の配線と前記第１の配線を挟んで隣接する画素の他の第２の配線とを電気的に接続している接続電極と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記液晶層中に突出する第１の電極層と、
前記第１の電極層の間に設けられた、前記液晶層中に突出する第２の電極層と、を有し、
前記第１の配線は、前記第２の配線上にあり、
前記接続電極は、前記第２の絶縁膜を介して前記第１の配線の一部と重なり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層の膜厚は、前記液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層は、金属膜であり、前記第２の絶縁膜上に設けられている液晶表示装置。
【請求項３】
接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して設けられる第３の絶縁膜と、を有し、
前記第３の絶縁膜は遮光性を有している請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して設けられる第３の絶縁膜と、を有し、
前記第３の絶縁膜は、前記第２の基板と接している請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第３の絶縁膜は遮光性を有している請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の絶縁膜に設けられた開口を介して、前記第２の配線と、当該第２の配線と前記第１の配線を挟んで隣接する画素の他の第２の配線と、前記接続電極とが電気的に接続される請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層は、ブルー相を示す液晶を含んでいる請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１の配線と同一層に、当該配線と平行に設けられる、前記第１の電極層に容量電位を供給するための第３の配線を有する請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１の電極層および前記第２の電極層は櫛歯状である請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２の絶縁膜の膜厚は５００ｎｍ以上５μｍ以下である請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１】
液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、
画素領域と、を有し、
前記画素領域の各画素は、
トランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記第１の配線と直交し、且つ前記画素ごとに分断された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、
前記トランジスタと、前記第２の配線と、を覆う第２の絶縁膜と、
前記第２の配線と当該第２の配線と前記第１の配線を挟んで隣接する画素の他の第２の配線とを電気的に接続している接続電極と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記液晶層中に突出する第１の電極層と、
前記第１の電極層の間に設けられた、前記液晶層中に突出する第２の電極層と、を有し、
前記第２の配線は、前記第１の配線上にあり、
前記接続電極は、前記第２の絶縁膜を介して前記第１の配線の一部と重なり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層の膜厚は、前記液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層は、金属膜であり、前記第２の絶縁膜上に設けられている液晶表示装置。
【請求項２】
液晶層を挟持する第１の基板および第２の基板と、
画素領域と、を有し、
前記画素領域の各画素は、
トランジスタと、
前記トランジスタと電気的に接続された第１の配線と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記第１の配線と直交し、且つ前記画素ごとに分断された第２の配線と、
前記第１の配線と前記第２の配線の間に設けられた第１の絶縁膜と、
前記トランジスタと、前記第１の配線と、を覆う第２の絶縁膜と、
前記第２の配線と当該第２の配線と前記第１の配線を挟んで隣接する画素の他の第２の配線とを電気的に接続している接続電極と、
前記トランジスタと電気的に接続され、前記液晶層中に突出する第１の電極層と、
前記第１の電極層の間に設けられた、前記液晶層中に突出する第２の電極層と、を有し、
前記第１の配線は、前記第２の配線上にあり、
前記接続電極は、前記第２の絶縁膜を介して前記第１の配線の一部と重なり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層の膜厚は、前記液晶層の膜厚の１０％以上１００％以下であり、
前記接続電極、前記第１の電極層および前記第２の電極層は、金属膜であり、前記第２の絶縁膜上に設けられている液晶表示装置。
【請求項３】
接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して設けられる第３の絶縁膜と、を有し、
前記第３の絶縁膜は遮光性を有している請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
接続電極、第１の電極層および第２の電極層上に接して設けられる第３の絶縁膜と、を有し、
前記第３の絶縁膜は、前記第２の基板と接している請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第３の絶縁膜は遮光性を有している請求項４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の絶縁膜に設けられた開口を介して、前記第２の配線と、当該第２の配線と前記第１の配線を挟んで隣接する画素の他の第２の配線と、前記接続電極とが電気的に接続される請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記液晶層は、ブルー相を示す液晶を含んでいる請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第１の配線と同一層に、当該配線と平行に設けられる、前記第１の電極層に容量電位を供給するための第３の配線を有する請求項１乃至請求項７のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第１の電極層および前記第２の電極層は櫛歯状である請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２の絶縁膜の膜厚は５００ｎｍ以上５μｍ以下である請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【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１４】
【図１５】
【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１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１２−２０８４８０（Ｐ２０１２−２０８４８０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４８１２０（Ｐ２０１２−４８１２０）
【出願日】平成２４年３月５日（２０１２．３．５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月５日（２０１２．３．５）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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