CN110312962A - 有源矩阵基板和液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

有源矩阵基板(100A)具有多个像素，具有在第1方向上延伸的多个栅极总线(G)和在与第1方向不同的第2方向上延伸的多个源极总线(S)，多个像素构成多个彩色显示像素，多个彩色显示像素中的每一个彩色显示像素包含沿着第2方向相邻的至少3个像素。多个像素中的每一个像素具有：至少1个凹部(RPa)，其包含形成于层间绝缘层(19)的孔(19h1)；第1透明电极(20a)，其形成在至少1个凹部内；以及第2透明电极(22a)，其与第1漏极电极(18d)电连接。第2透明电极沿着至少1个凹部的侧面和底面以隔着无机绝缘层(21)与第1透明电极相对的方式形成。

Description

有源矩阵基板和液晶显示装置
技术领域
本发明涉及有源矩阵基板和具备有源矩阵基板的液晶显示装置。
背景技术
具备有源矩阵基板的液晶显示装置当前已用于各种用途。近年来，有源矩阵型的液晶显示装置的高清晰化正在推进。另外，对窄边框化、制造成本的削减的要求也在增强。
具备有源矩阵基板的液晶显示装置具有排列为具有多个行和多个列的矩阵状的多个像素，在有源矩阵基板中按每个像素设置有开关元件(例如薄膜晶体管(TFT))。典型地，有源矩阵型的液晶显示装置具有相对于各像素行设置有1个栅极总线(扫描线)、相对于各像素列设置有1个源极总线(信号线)这样的构成。扫描信号电压(有时称为栅极信号电压。)从栅极用驱动电路(以下称为“栅极驱动器”。)供应到各栅极总线，显示信号电压(有时称为源极信号电压或灰度级电压。)从源极用驱动电路(以下称为“源极驱动器”。)供应到各源极总线。
源极驱动器通常比栅极驱动器更昂贵，因此通过减少源极驱动器的数量能降低液晶显示装置的制造成本。在现有的典型的液晶显示装置中，由显示作为光的三原色的红(R)、绿(G)以及蓝(B)的3个像素构成1个彩色显示像素，1个彩色显示像素包括在行方向上排列的R像素、G像素以及B像素。即，R像素列、G像素列以及B像素列排列为条状，按每个像素列显示不同的颜色。在该情况下，当假设液晶显示装置所具有的彩色显示像素的数量为x行×y列时，像素数为x行×(3×y)列。此外，在此所说的彩色显示像素有时被称为像元(pixel)或点(dot)。
对此，专利文献1公开了由在列方向上排列的R像素、G像素以及B像素构成1个彩色显示像素的液晶显示装置。在本申请说明书中将这种构成称为“三栅极结构”。在具有三栅极结构的液晶显示装置中，当假设彩色显示像素的数量为x行×y列时，像素数为(3×x)行×y列。与上述现有的液晶显示装置相比像素行数增加到3倍，像素列数减少到三分之一。当假设相对于各像素行设置有1个栅极总线，相对于各像素列设置有1个源极总线时，与上述现有的液晶显示装置相比，能将源极总线的数量减少到三分之一，来代替栅极总线的数量增加到3倍。因此，能减少源极驱动器的数量。通过减少源极驱动器的数量，不仅能实现液晶显示装置的制造成本的降低，而且能实现液晶显示装置的窄边框化和小型化。
此外，在本申请说明书中，有时“三栅极结构”也用于指液晶显示装置所具备的有源矩阵基板的构成。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2008-33324号公报
发明内容
发明要解决的问题
当在高清晰的液晶显示装置中采用三栅极结构时，有时不能得到足够的显示质量。
随着液晶显示装置的高清晰化的推进，对各像素的充电时间变短。另外，随着各像素的变小，寄生电容的电容值相对于像素电容的电容值相对变大。这是因为，例如若为了补偿短的充电时间而增大开关元件，则构成开关元件的电极会变大，因而寄生电容变大。当采用三栅极结构时，栅极总线的数量会变多，因此对各像素的充电时间进一步变短(例如变为约三分之一)，并且寄生电容的电容值相对于像素电容的电容值进一步变大。由此，在具有三栅极驱动结构的高清晰的液晶显示装置中，易于产生闪烁(flicker)、阴影(shadowing)。后面详细描述。
此外，易于产生闪烁、阴影的问题并不限于在具有三栅极结构的液晶显示装置中产生。在由在列方向上排列的4个以上的像素构成1个彩色显示像素的液晶显示装置中，也可能产生同样的问题。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供能抑制具有在列方向上排列有彩色显示像素的多个像素的液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量的有源矩阵基板。
用于解决问题的方案
本发明的实施方式的有源矩阵基板具有排列为具有多个行和多个列的矩阵状的多个像素，在上述有源矩阵基板中，具有：多个第1TFT，其分别与上述多个像素中的任意1个像素相关联；多个栅极总线，其在第1方向上延伸；以及多个源极总线，其在与上述第1方向不同的第2方向上延伸，上述多个像素构成多个彩色显示像素，上述多个彩色显示像素中的每一个彩色显示像素包含沿着上述第2方向相邻的至少3个像素，上述有源矩阵基板具有：基板；栅极金属层，其支撑于上述基板，包含上述多个第1TFT所具有的第1栅极电极、第1源极电极以及第1漏极电极中的第1栅极电极和上述多个栅极总线；栅极绝缘层，其形成在上述栅极金属层上；源极金属层，其形成在上述栅极绝缘层上，包含上述第1源极电极、上述第1漏极电极以及上述多个源极总线；层间绝缘层，其形成在上述源极金属层上；第1透明导电层，其形成在上述层间绝缘层上；无机绝缘层，其形成在上述第1透明导电层上；以及第2透明导电层，其形成在上述无机绝缘层上；上述多个像素中的每一个像素具有：至少1个凹部，其包含形成于上述层间绝缘层的孔；第1透明电极，其包含于上述第1透明导电层，形成在上述层间绝缘层上和上述至少1个凹部内；以及第2透明电极，其包含于上述第2透明导电层，与上述第1漏极电极电连接，上述第2透明电极以沿着上述至少1个凹部的侧面和底面隔着上述无机绝缘层与上述第1透明电极相对的方式形成。
在某实施方式中，上述多个像素中的每一个像素还具有接触孔，上述接触孔形成于上述层间绝缘层和上述无机绝缘层，到达从上述第1漏极电极延伸设置的漏极延伸设置部。
在某实施方式中，上述接触孔的侧面相对于与上述基板平行的面的角度比上述至少1个凹部的侧面相对于与上述基板平行的面的角度小。
在某实施方式中，还具有与上述第1透明导电层或上述第2透明导电层直接接触且包含金属的上侧金属层，上述上侧金属层包含在从上述基板的法线方向观看时覆盖上述至少1个凹部的第1部分。
在某实施方式中，上述上侧金属层还包含在从上述基板的法线方向观看时覆盖上述第1TFT的半导体层的沟道区域的第2部分。
在某实施方式中，上述上侧金属层与上述第1透明导电层直接接触，在从上述基板的法线方向观看时上述上侧金属层与上述接触孔不重叠。
在某实施方式中，还具有：下侧金属层，其形成在上述栅极金属层之下；以及下侧绝缘层，其形成在上述栅极金属层与上述下侧金属层之间，上述多个像素中的每一个像素还具有辅助电容电极，上述辅助电容电极包含上述下侧金属层，与上述第1透明电极电连接，在从上述基板的法线方向观看时上述辅助电容电极与上述漏极延伸设置部重叠。
在某实施方式中，上述多个像素中的每一个像素还具有第3部分，上述第3部分包含于上述下侧金属层，与上述辅助电容电极电连接，上述至少1个凹部还包含形成于上述栅极绝缘层的孔和形成于上述下侧绝缘层的孔，并且到达上述第3部分。
在某实施方式中，上述多个第1TFT具有形成在上述栅极绝缘层上的第1半导体层，上述第1半导体层包含氧化物半导体，上述第2半导体层包含结晶质硅。
在某实施方式中，还具有配置在上述多个像素以外的区域的第2TFT，上述第2TFT具有：第2半导体层，其形成在上述基板上；上述下侧绝缘层，其形成在上述第2半导体层上；第2栅极电极，其包含于上述栅极金属层，以隔着上述下侧绝缘层与上述第2半导体层重叠的方式形成；上述栅极绝缘层，其覆盖上述第2栅极电极；以及第2源极电极和第2漏极电极，其包含于上述源极金属层，连接到上述第2半导体层。
在某实施方式中，上述下侧金属层还包含以在从上述基板的法线方向观看时至少覆盖上述第2半导体层的沟道区域的方式形成的下侧遮光部。
在某实施方式中，在上述多个像素中的每一个像素中，上述至少1个凹部与上述第1TFT相邻地形成。
在某实施方式中，上述层间绝缘层包含具有1μm以上4μm以下的厚度的有机绝缘层。
在某实施方式中，上述至少1个凹部的侧面相对于与上述基板平行的面的角度为70°以上。
在某实施方式中，上述至少1个凹部还包含形成于上述栅极绝缘层的孔。
在某实施方式中，上述多个像素中的在上述第2方向上相邻的2个像素与相互不同的上述源极总线相关联。
本发明的实施方式的液晶显示装置具备：上述任意一个有源矩阵基板；相对基板，其以与上述有源矩阵基板相对的方式配置；以及液晶层，其设置在上述有源矩阵基板与上述相对基板之间。
在某实施方式中，上述第2透明电极作为像素电极发挥功能，上述相对基板具有与上述第2透明电极相对的相对电极。
在某实施方式中，上述第2透明电极具有至少1个狭缝，上述第2透明电极作为像素电极发挥功能，上述第1透明电极作为共用电极发挥功能。
发明效果
根据本发明的实施方式，可提供能抑制具有在列方向上排列有彩色显示像素的多个像素的液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量的有源矩阵基板。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式1的有源矩阵基板100A的俯视图。
图2是示意性地示出有源矩阵基板100A的截面图，示出沿着图1中的A-A’线的截面结构。
图3是示意性地示出有源矩阵基板100A的截面图，示出沿着图1中的B-B’线的截面结构。
图4的(a)～(d)是示意性地示出有源矩阵基板100A的俯视图，图4的(a)是对源极金属层18标注了影线的图，图4的(b)是对栅极金属层14标注了影线的图，图4的(c)是对第2透明导电层22标注了影线的图，图4的(d)是对第1透明导电层20标注了影线的图。
图5A是用于说明有源矩阵基板100A的各像素P的TFT10、栅极总线G以及源极总线S的电连接关系的图。
图5B的(a)和(b)是在从基板11的法线方向观看凹部RPa时的示意性俯视图。
图6的(a)和(b)是示意性地示出具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置1000A的图。
图7是示意性地示出液晶显示装置1000A的俯视图。
图8是示意性地示出液晶显示装置1000A所具有的相对基板110的俯视图。
图9是表示在具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置的驱动中使用的扫描信号电压Vg和显示信号电压Vs的波形的一例的图。
图10的(a)和(b)是用于说明常黑模式下的阴影的图。
图11是示意性地示出具备参考例的有源矩阵基板500的液晶显示装置1500的俯视图。
图12是示意性地示出有源矩阵基板500的截面图，示出沿着图11中的C-C’线的有源矩阵基板500的截面结构。
图13是示意性地示出实施方式1的变形例1的有源矩阵基板100A1的截面图。
图14是示意性地示出实施方式1的变形例2的有源矩阵基板100A2的截面图。
图15是示意性地示出实施方式1的变形例3的有源矩阵基板100A3的截面图。
图16是示意性地示出实施方式1的变形例4的有源矩阵基板100A4的俯视图。
图17是示意性地示出本发明的实施方式2的有源矩阵基板100B的俯视图，是对上侧金属层24标注了影线的图。
图18是示意性地示出有源矩阵基板100B的截面图，示出沿着图17中的D-D’线的截面结构。
图19是示意性地示出实施方式2的变形例1的有源矩阵基板100B1的截面图。
图20是示意性地示出实施方式2的变形例2的有源矩阵基板100B2的截面图。
图21是示意性地示出本发明的实施方式3的有源矩阵基板100C的俯视图，是对下侧金属层12标注了影线的图。
图22是示意性地示出有源矩阵基板100C的截面图，示出沿着图21中的E-E’线的截面结构。
图23是示意性地示出有源矩阵基板100C的截面图，示出沿着图21中的F-F’线的截面结构。
图24是示意性地示出具备有源矩阵基板100C的液晶显示装置1000C的俯视图。
图25是本发明的实施方式4的有源矩阵基板100D的非显示区域R2的示意性俯视图。
图26是有源矩阵基板100D的非显示区域R2的示意性截面图，示出沿着图25中的G-G’线的截面结构。
图27是本发明的实施方式4的变形例1的有源矩阵基板100D1的非显示区域R2的示意性俯视图。
图28是有源矩阵基板100D1的非显示区域R2的示意性截面图，示出沿着图27中的H-H’线的截面结构。
图29是有源矩阵基板100D1的显示区域R1的示意性截面图。
图30是有源矩阵基板100D1的显示区域R1的示意性截面图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。此外，本发明不限于以下例示的实施方式。以下，作为本发明的实施方式的有源矩阵基板，例示液晶显示装置所使用的有源矩阵基板。在以下的附图中，具有实质上相同功能的构成要素有时用共同的附图标记表示，省略其说明。
(实施方式1)
图1、图2、图3、图4以及图5A中示出本实施方式的有源矩阵基板100A。图1是示意性地示出有源矩阵基板100A的俯视图。图2和图3是示意性地示出有源矩阵基板100A的截面图。图2示出沿着图1中的A-A’线的截面结构，图3示出沿着图1中的B-B’线的截面结构。图4的(a)～(d)是示意性地示出有源矩阵基板100A的俯视图，图4的(a)是对源极金属层18标注了影线的图，图4的(b)是对栅极金属层14标注了影线的图，图4的(c)是对第2透明导电层22标注了影线的图，图4的(d)是对第1透明导电层20标注了影线的图。图5A是用于说明有源矩阵基板100A的各像素P的TFT10、栅极总线G以及源极总线S的电连接关系的图。图5A中一并示出在某垂直扫描期间中施加到各像素的显示信号电压的极性。
有源矩阵基板100A例如适用于TN(TwistedNematic：扭曲向列)模式或VA(VerticalAlignment：垂直取向)模式的液晶显示装置。例如，如参照图6的(a)后述的那样，本实施方式的液晶显示装置具有有源矩阵基板100A、相对基板、以及设置在有源矩阵基板100A与相对基板之间的液晶层，相对基板具有与像素电极22a相对的相对电极。
如图1所示，有源矩阵基板100A具有：排列为具有多个行和多个列的矩阵状的多个区域P；多个TFT10(有时称为“像素用TFT10”。)；设置于各区域P的像素电极22a；在第1方向上延伸的多个栅极总线G；以及在与第1方向不同的第2方向上延伸的多个源极总线S。多个区域P分别与具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置的各像素对应。在本申请说明书中，将与液晶显示装置的各像素对应的、有源矩阵基板100A的区域P也称为“像素”。
在例示的有源矩阵基板中，第1方向是水平方向，第2方向是垂直方向，有时将沿着第1方向排列的多个像素称为像素行，将沿着第2方向排列的多个像素称为像素列。有时将第1方向称为行方向，有时将第2方向称为列方向。此外，第1方向和第2方向不限于该例子。
多个TFT10分别与多个像素P中的任意1个像素P相关联。即，与各像素P对应地设置有TFT10。TFT10具有栅极电极14g、源极电极18s以及漏极电极18d。各TFT10的栅极电极14g电连接到多个栅极总线G中的任意1个栅极总线G，各TFT10的源极电极18s电连接到多个源极总线S中的任意1个源极总线S。扫描信号电压从栅极驱动器(未图示)供应到各栅极总线G，显示信号电压从源极驱动器(未图示)供应到各源极总线S。各TFT10的漏极电极18d电连接到设置于各像素P的像素电极22a。
此外，像素P包含实际有助于显示的像素开口部，具有由像素P的排列间距(行方向的间距为Px、列方向的间距为Py)决定的大小(Px×Py)。能认为像素P例如是由图1中的单点划线包围的区域。用于驱动像素P的TFT10、栅极总线G和源极总线S不是像素P的构成要素，但是将用于驱动像素P的TFT10、栅极总线G以及源极总线S表现为“与该像素P相关联”，来表现它们与像素P的关系。例如，“某TFT10与某像素P相关联”是指“该某TFT10的漏极电极18d电连接到该某像素P所包含的像素电极22a”。“某栅极总线G与某像素P相关联”是指该某栅极总线G连接到与该某像素P相关联的TFT10的栅极电极16g。“某源极总线S与某像素P相关联”是指该某源极总线S连接到与该某像素P相关联的TFT10的源极电极18s。
有时栅极总线G和源极总线S也分别由其与像素行和像素列的关系表现。“某栅极总线G与某像素行相关联”是指该某栅极总线G连接到与该某像素行所包含的像素P中的至少1个像素P相关联的TFT10的栅极电极16g。“某源极总线S与某像素列相关联”是指该某源极总线S连接到与该某像素列所包含的像素P中的至少1个像素P相关联的TFT10的源极电极18s。
如图5A所示，有源矩阵基板100A的多个像素P构成多个彩色显示像素PCD，多个彩色显示像素PCD中的每一个彩色显示像素PCD包含沿着第2方向相邻的至少3个像素。在图示的例子中，多个彩色显示像素PCD的每一个彩色显示像素PCD包含沿着第2方向相邻的3个像素。即，图示的有源矩阵基板具有三栅极结构。例如，由在列方向上排列的红(R)像素、绿(G)像素以及蓝(B)像素构成1个彩色显示像素PCD，R像素行、G像素行、B像素行排列为条状(即，按每个像素行显示不同的颜色)。在具有三栅极结构的有源矩阵基板100A中，典型地，行方向的像素间距Px比列方向的像素间距Py大。例如，行方向的像素间距Px是列方向的像素间距Py的约3倍。
本实施方式不限于该例子，1个彩色显示像素也可以包括在列方向上排列的4个以上的像素。彩色显示像素也可以不仅包括红(R)像素、绿(G)像素以及蓝(B)像素，还包括至少其它1个颜色的像素(黄(Y)像素、青色(C)像素、品红(M)像素或白(W)像素)。
多个像素P排列为具有rp行和cq列的矩阵状(rp×cq)。有时将第p行、第q列(其中，1≤p≤rp，1≤q≤cq)的像素表示为像素P(p，q)。
多个栅极总线G中的每一个栅极总线G与多个像素行中的任意1个像素行相关联。有时将与第p行的像素行相关联的栅极总线G表示为栅极总线G(p)。
多个源极总线S是按每1个像素列设置的。在图中，将设置在第q列的像素列的左侧的源极总线表示为源极总线S(q)。在图示的例子中，在第2方向上相邻的2个像素是与相互不同的源极总线S相关联的。另外，从相互相邻的源极总线S供应的显示信号电压的极性在各垂直扫描期间相互相反。通过具有这种构成，不使供应到各源极总线S的显示信号电压的极性在各垂直扫描期间中反转，就能在各垂直扫描期间中呈现供应到相互相邻的像素的显示信号电压的极性相互相反的状态。换句话说，通过源极线反转驱动，能模拟性地实现点反转驱动中的像素的排列。另外，特别是在小型的高清晰的液晶显示装置中，通过采用在第2方向上相邻的2个像素与相互不同的源极总线S相关联的构成，能有效地使用像素开口部以外的区域。此外，本实施方式不限于图示的例子，TFT10、栅极总线G以及源极总线S的电连接关系能适当变形。例如，也可以是多个源极总线S中的每一个源极总线S与多个像素列中的任意1个像素列相关联。
更具体地说明有源矩阵基板100A的结构。
如图2和图3所示，有源矩阵基板100A具有栅极金属层14、栅极绝缘层15、半导体层16、源极金属层18、层间绝缘层19、第1透明导电层20、无机绝缘层21以及第2透明导电层22。
栅极金属层14形成在基板11上。栅极金属层14包含多个TFT10的栅极电极14g和多个栅极总线G。栅极金属层14可以是单层结构，也可以是多个层层叠而成的层叠结构。栅极金属层14至少包含由金属材料形成的层。在栅极金属层14是层叠结构的情况下，一部分层也可以由金属氮化物或金属氧化物形成。栅极金属层14例如由铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属、包含它们的合金以及它们的氮化物中的任意一种形成。
栅极绝缘层15形成在栅极金属层14上。即，栅极绝缘层15以覆盖栅极电极14g和栅极总线G的方式形成。栅极绝缘层15由无机绝缘材料形成。栅极绝缘层15例如是氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SixNy)膜、氧氮化硅(SiOxNy；x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy；x＞y)膜或它们的层叠膜。
半导体层16形成在栅极绝缘层15上，包含TFT10的活性层。
半导体层16例如可以是非晶硅层，也可以是结晶质硅层或氧化物半导体层。结晶质硅层例如能是多晶硅层。
半导体层16包含沟道区域(有时也称为“活性区域”。)16c、源极区域(有时也称为“源极接触区域”。)16s以及漏极区域(有时也称为“漏极接触区域”。)16d。源极区域16s是指半导体层16中的与源极电极18s接触的部分，漏极区域16d是指半导体层16中的与漏极电极18d接触的部分。沟道区域16c是指位于源极区域16s与漏极区域16d之间的区域。沟道区域16c例如是半导体层16中的隔着栅极绝缘层15与栅极电极14g重叠的部分。
源极金属层18形成在栅极绝缘层15上。源极金属层18包含TFT10的源极电极18s和漏极电极18d、以及多个源极总线S。源极金属层18还包含从漏极电极18d延伸设置的漏极延伸设置部18a。各像素P具有TFT10和漏极延伸设置部18a(即TFT10和漏极延伸设置部18a设置于各像素P)。源极金属层18可以是单层结构，也可以是多个层层叠而成的层叠结构。源极金属层18至少包含由金属材料形成的层。在源极金属层18是层叠结构的情况下，一部分层也可以由金属氮化物或金属氧化物形成。源极金属层18例如由铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属、包含它们的合金以及包含它们的氮化物中的任意一种形成。
层间绝缘层19形成在源极金属层18上。层间绝缘层19以覆盖TFT10的方式形成。层间绝缘层19在各像素P中具有到达漏极延伸设置部18a的开口部19h2。层间绝缘层19例如包含：无机绝缘层，其由无机绝缘材料形成，以覆盖TFT10的方式形成；以及有机绝缘层(平坦化层)，其形成在无机绝缘层上，由有机绝缘材料形成。此外，层间绝缘层19不限于上述的构成，但优选包含有机绝缘层。优选有机绝缘层例如具有1μm以上4μm以下的厚度。
第1透明导电层20形成在层间绝缘层19上。第1透明导电层20由透明导电材料形成。第1透明导电层20包含第1透明电极20a。第1透明电极20a在从基板11的法线方向观看时以与层间绝缘层19的开口部19h2的全部不重叠的方式形成。此外，在图1中，省略了第1透明电极20a的图示。如图4的(d)所示，第1透明导电层20形成于基板11的整个面，在各像素P中，第1透明导电层20具有在从基板11的法线方向观看时与层间绝缘层19的开口部19h2重叠的开口部20h。即，第1透明电极20a形成在开口部20h以外的区域。
无机绝缘层21形成在第1透明导电层20上。无机绝缘层21由无机绝缘材料形成。无机绝缘层21具有在从基板11的法线方向观看时与形成于层间绝缘层19的开口部19h2重叠的开口部21h2。形成于层间绝缘层19的开口部19h2和形成于无机绝缘层21的开口部21h2构成接触孔CH1。换句话说，在层间绝缘层19和无机绝缘层21，形成有到达漏极延伸设置部18a的接触孔CH。
第2透明导电层22形成在无机绝缘层21上。第2透明导电层22由透明导电材料形成。第2透明导电层22包含第2透明电极22a。第2透明电极22a是按每个像素P设置的(即各像素P包含第2透明电极22a)，与漏极延伸设置部18a电连接。第2透明电极22a作为像素电极发挥功能。在图示的例子中，像素电极22a形成在无机绝缘层21上和接触孔CH内，在接触孔CH内与漏极延伸设置部18a接触。
像素电极22a隔着无机绝缘层21与第1透明电极20a相对，像素电极22a和第1透明电极20a、以及位于它们之间的无机绝缘层21构成辅助电容CS1。此外，即使在从基板11的法线方向观看时像素电极22a与第1透明电极20a是不重叠的，也能形成辅助电容CS1。
多个像素P中的每一个像素P具有包含形成于层间绝缘层19的孔19h1的凹部RPa。在本申请说明书中，形成于绝缘层的“孔”包含以贯通该绝缘层的方式形成的贯通孔、以及形成于该绝缘层的表面的凹陷(凹坑)这两者。在“孔”是贯通孔的情况下有时在其附图标记的末尾标注(t)，在“孔”是凹陷的情况下有时在其附图标记的末尾标注(h)。另外，也有时将作为贯通孔的“孔”称为“开口部”。在图示的例子中，凹部RPa包括：形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)；以及形成于栅极绝缘层15的孔15h1(t)。第2透明电极(像素电极)22a沿着凹部RPa的侧面和底面以隔着无机绝缘层21与第1透明电极20a相对的方式形成。通过使各像素P具有凹部RPa，隔着无机绝缘层21相对的第1透明电极20a和第2透明电极(像素电极)22a的面积增大，因此辅助电容CS1的电容值变大。
在有源矩阵基板100A中，各像素P具有凹部RPa，在各像素P中形成有电连接(例如并联连接)到液晶电容的辅助电容CS1。由于能充分确保辅助电容CS1的电容值，因此有源矩阵基板100A能提高液晶显示装置的显示质量。
在凹部RPa的周边，液晶分子的取向可能会紊乱，因此通过由遮光层(黑矩阵)覆盖凹部RPa的周边，能抑制液晶显示装置的显示质量的降低。在多个像素P中的每一个像素P中，凹部RPa与TFT10相邻地形成。TFT10的周边的区域往往由遮光层(黑矩阵)覆盖，因此由设置凹部RPa引起的开口率的降低被抑制。有源矩阵基板100A能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高液晶显示装置的显示质量。
另外，如上所述，构成辅助电容CS1的第1透明电极20a和第2透明电极22a分别由透明导电材料形成，因此有源矩阵基板100A能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保辅助电容值。
有时将有源矩阵基板100A所具有的结构称为“2层电极结构”。2层电极结构是指在覆盖TFT的层间绝缘层上设置有下层透明电极、覆盖下层透明电极的电介质层、以及隔着电介质层与下层透明电极重叠的上层透明电极的结构。有源矩阵基板100A具有2层电极结构，由此具有辅助电容CS1。
有源矩阵基板100A通过具有2层电极结构，也能得到以下的优点。能由第1透明电极20a将像素电极22a与栅极总线G以及源极总线S电屏蔽，因此能抑制在像素电极22a与栅极总线G或源极总线S之间形成静电电容(寄生电容)。因此，能抑制闪烁、阴影。特别是，在层间绝缘层19包含具有1μm～4μm程度的厚度并且相对介电常数低(例如2～4程度)的有机绝缘层的情况下，能降低栅极总线G、源极总线S的负荷，也能降低功耗。
从增大辅助电容CS1的电容值的观点来说，优选凹部RPa的侧面相对于与基板11平行的面(有时称为“基板面”。)的角度θR较大。在某厚度的绝缘层中在某面积的区域内形成凹部的情况下，凹部的侧面与底面的面积之和是在凹部的侧面相对于基板面的角度为90°时成为最大。优选凹部RPa的侧面相对于基板面的角度θR为约70°以上。
此外，在此，凹部的侧面相对于基板面的角度设为90°以下。当凹部的侧面相对于基板面的角度超过90°时，虽然有时能进一步增大凹部的侧面与底面的面积之和，但是如后所述有可能在凹部内形成第1透明导电层20、无机绝缘层21以及第2透明导电层22时易于产生不连续的部分，因此是不可取的。
图5B的(a)和(b)是从基板11的法线方向观看凹部RPa时的示意性俯视图。图5B的(a)示出在4.25μm×3.0μm的矩形状的区域形成的凹部RPa(图中的La＝4.25μm，Lb＝3.0μm)。图5B的(b)示出在从图5B(a)所示的区域将4个角落部切掉后的区域形成的凹部RPa(图中的Lx＝1.0μm)。图5B的(b)所示的凹部RPa是将制造图5B的(a)所示的凹部RPa的工序中的角落部的变圆考虑进去的凹部。此外，角落部的变圆的程度依赖于凹部的制造方法(例如制造工序、制造机械)。也能考虑到角落部的变圆而预先对光掩模进行校正。
本申请的发明人按以下的条件进行了试算。当在图5B的(b)所示的区域形成凹部RPa，层间绝缘层19包括厚度为330nm的无机绝缘层(氮化硅)和厚度为3μm的有机绝缘层(感光性丙烯酸树脂)，角度θR为67°时，凹部RPa的侧面Sl与底面Sb的面积之和相对于不形成凹部RPa的情况下的该区域的面积成为约2倍，辅助电容CS1的电容值与不形成凹部RPa的情况相比增加约11个百分点。
另一方面，当凹部的侧面相对于基板面的角度变大时，有可能在凹部内形成第1透明导电层20、无机绝缘层21以及第2透明导电层22时易于产生不连续的部分。因此，优选凹部RPa的侧面相对于基板面的角度θR小于约85°。另外，优选接触孔CH的侧面相对于基板面的角度θC小于凹部RPa的侧面相对于基板面的角度θR。这是因为，在接触孔CH内存在未形成有第1透明导电层20的部位，因此即使增大接触孔CH的侧面与底面的面积之和，对辅助电容CS1的电容值也没有太大贡献。通过减小接触孔CH的侧面相对于基板面的角度θC，能防止在接触孔CH内第2透明导电层22产生断线。
凹部RPa的侧面相对于基板面的角度例如是形成于层间绝缘层19的孔19h1的侧面相对于基板面的角度。也可以是，在凹部RPa的侧面，层间绝缘层19的侧面和栅极绝缘层15的侧面是对齐的。在该情况下，形成于层间绝缘层19的孔19h1的侧面相对于基板面的角度和形成于栅极绝缘层15的孔15h1的侧面相对于基板面的角度相互相等。此外，在本说明书中，在凹部(或接触孔)的侧面，不同的2个以上的层的“侧面对齐”是指在这些层的凹部(或接触孔)内露出的侧面是齐平的，连续地形成了凹部(或接触孔)的侧面。凹部(或接触孔)的侧面可以是锥形状等的倾斜面，也可以是与基板面垂直的面。这种构成例如通过使用同一掩模对这些层进行蚀刻或者将其中一个层作为掩模进行另一个层的蚀刻等得到。
在层间绝缘层19具有无机绝缘层和形成于无机绝缘层上的有机绝缘层的情况下，也可以对用于形成栅极绝缘层15的栅极绝缘膜和用于形成层间绝缘层19的无机绝缘膜一总进行蚀刻来形成凹部RPa。此时，在接触孔CH形成区域中，漏极延伸设置部18a作为蚀刻阻挡物发挥功能，因此栅极绝缘膜不会被蚀刻。
在使凹部RPa的侧面相对于基板面的角度θR与接触孔CH的侧面相对于基板面的角度θC不同的情况下，通过使用多灰度级掩模进行曝光工序，能在共同的电介质膜形成具有相对于基板面的角度相互不同的侧面的孔19h1和开口部19h2，而不会增加制造工序和光掩模数量。作为多灰度级掩模，能使用灰色调掩模或半色调掩模。在灰色调掩模形成有曝光机的分辨率以下的狭缝，通过由该狭缝遮挡一部分光而实现中间曝光。另一方面，在半色调掩模中，通过使用半透射膜实现中间曝光。
在某面积的区域内形成凹部的情况下，若使凹部的侧面相对于基板面的角度固定，则当形成凹部的绝缘层的厚度较大时，凹部的侧面与底面的面积之和较大。因此，从增大辅助电容CS1的电容值的观点来说，优选形成凹部的绝缘层的厚度较大。例如优选如图所示凹部RPa包括：形成于层间绝缘层19的孔(贯通孔)19h1(t)；以及形成于栅极绝缘层15的孔(贯通孔)15h1(t)。
参照图6、图7以及图8说明具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置。本实施方式的液晶显示装置1000A例如是TN模式或VA模式的液晶显示装置。图6的(a)和(b)是示意性地示出液晶显示装置1000A的图，图7是示意性地示出液晶显示装置1000A的俯视图，图8是示意性地示出液晶显示装置1000A所具有的相对基板110的俯视图。
如图6的(a)所示，液晶显示装置1000A具有：有源矩阵基板100A；以与有源矩阵基板100A相对的方式配置的相对基板110；以及设置在有源矩阵基板100A与相对基板110之间的液晶层120。
在对液晶层120施加纵电场的显示模式(TN模式或VA模式)中，在相对基板110设置有与像素电极22a相对的相对电极(未图示)。液晶显示装置1000A的各像素P的液晶电容包括像素电极22a、形成于相对基板110的相对电极、以及液晶层120。相对电极由透明导电材料(例如ITO)形成。
相对基板110典型地具有彩色滤光片(未图示)和黑矩阵(遮光层)112。黑矩阵112包含：在第1方向上延伸的多个第1遮光部112a；在第2方向上延伸的多个第2遮光部112b；以及多个开口部112o。另外，相对基板110具有用于保持有源矩阵基板100A与相对基板110的间隙的多个柱状间隔物114。多个柱状间隔物114例如可以包含：规定有源矩阵基板100A与相对基板110之间的距离的第1间隔物(有时也被称为“主间隔物”。)；以及比第1间隔物低的第2间隔物(有时也被称为“副间隔物”。)。第2间隔物例如比第1间隔物低0.3μm。此外，多个柱状间隔物114也可以设置于有源矩阵基板100A。
此外，本发明的实施方式的有源矩阵基板不限于TN模式或VA模式的液晶显示装置，例如也适用于FFS(FringeFieldSwitching：边缘场开关)模式的液晶显示装置。在对液晶层120施加横电场的显示模式(例如FFS模式)中，第1透明电极20a作为共用电极(也称为“相对电极”。)发挥功能，像素电极22a和共用电极20a构成在液晶层产生横电场的电极对。液晶电容包括像素电极22a、共用电极20a以及液晶层120。像素电极22a具有至少1个狭缝(1个狭缝或相互平行地延伸的多个狭缝)。一般地，在横电场模式的液晶显示装置中，相对电极未设置在相对基板中。但是，有时也会将与像素电极相对的电极设置于相对基板，以作为用于防止由于来自相对基板侧的外部的电场而产生液晶的取向紊乱的屏蔽电极发挥功能。
在横电场模式的液晶显示装置中，生成由从像素电极发出并穿过液晶层进而穿过像素电极的狭缝而穿出到共用电极的电力线表示的电场。该电场具有相对于液晶层为横方向的成分。其结果是，能将横方向的电场施加到液晶层。在横方向电场方式中，液晶分子从基板立起的成分小，因此与纵方向电场方式相比具有能实现宽视角的优点。
液晶层120设置在有源矩阵基板100A与相对基板110之间。作为液晶层120，一般地，在TN模式中使用介电常数各向异性为正的液晶，在VA模式中使用介电常数各向异性为负的液晶。在FFS模式中有时使用介电常数各向异性为正的液晶，有时使用介电常数各向异性为负的液晶。
在有源矩阵基板100A和相对基板110各自的液晶层120侧的表面，设置有取向膜130a和130b。例如，在有源矩阵基板100A中，在第2透明导电层22上设置有取向膜130a。作为取向膜130a和130b，一般在TN模式、FFS模式中使用水平取向膜，在VA模式中使用垂直取向膜。作为取向膜，例如能使用有机取向膜或无机取向膜。有机取向膜由聚酰亚胺等有机材料形成，通过摩擦处理等控制液晶分子的取向方向。无机取向膜通过按规定的密度形成许多个氧化硅的柱状结构物来控制液晶分子的取向方向。
典型地，设置有隔着液晶层120相互相对的一对偏振板。而且，根据需要，在液晶层120的背面侧和/或观察者侧设置有相位差板。
如图6的(b)所示，具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置1000A具有由多个像素划定的显示区域和显示区域的周边的非显示区域(有时称为“边框区域”。)。有源矩阵基板100A的与液晶显示装置1000A的显示区域对应的区域R1也称为“显示区域”，将有源矩阵基板100A的显示区域R1以外的区域R2称为“非显示区域”。
有源矩阵基板100A在非显示区域R2具有栅极驱动器电路(有时也称为“栅极驱动器”。)140和源极驱动器电路(有时也称为“源极驱动器”。)150。例如，如图6的(b)所示，栅极驱动器电路140形成在基板11上，源极驱动器电路150例如使用COG(玻璃上芯片)安装于有源矩阵基板100A。多个栅极总线G分别连接到栅极驱动器电路140的各端子。多个源极总线S分别连接到源极驱动器电路150的各端子。但是并不限于此，栅极驱动器电路140也可以使用COG(玻璃上芯片)安装于有源矩阵基板100A。栅极驱动器140电路和/或源极驱动器电路150也可以使用COF(膜上芯片)安装于有源矩阵基板100A。
如图6的(b)所示，栅极驱动器电路140在以行方向为左右方向时可以包含：配置在显示区域R1的左侧的第1栅极驱动器140A；以及配置在显示区域R1的右侧的第2栅极驱动器140B。扫描信号电压也可以从第1栅极驱动器140A或第2栅极驱动器140B中的任意一个栅极驱动器供应到各个栅极总线G。但是，栅极驱动器电路140和源极驱动器电路150的配置不限于图示的例子。
在此，说明产生闪烁、阴影的机制。并且，说明有源矩阵基板100A通过确保足够的辅助电容值而能防止产生闪烁、阴影。
参照图9说明具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置的驱动方法。图9是表示在具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置的驱动中使用的扫描信号电压Vg和显示信号电压Vs的波形的一例的图。
关注于第p行的像素行。栅极总线G(p)与第p行的像素行相关联。扫描信号电压Vg(p)从栅极总线G(p)供应到第p行的像素行所包含的像素P的TFT10。
在时刻t1，扫描信号电压Vg(p)从VgL(低)变化为VgH(高)，从而第p行的像素行所包含的像素P的TFT10成为导通状态(on状态)，显示信号电压从源极总线S供应到像素电极22a，像素电容被充电。像素电容包含液晶电容和辅助电容CS1。像素电容的静电电容值C-Cpix如下表示。
C-Cpix＝C-Clc(V)+C-Ccs
在此，C-Clc(V)表示液晶电容的静电电容值，依赖于施加到各个像素的液晶层的有效电压(V)。C-Ccs表示辅助电容的静电电容值。
在时刻t2，扫描信号电压Vg(p)从VgH(高)变化为VgL(低)，从而第p行的像素行所包含的像素P的TFT10成为非导通状态(截止状态)，像素电容与源极总线S电绝缘。
在时刻t2紧后，由于栅极-漏极间的寄生电容的影响所引起的下拉现象，像素电极22a的电压降低下拉电压(有时也被称为馈通电压。)的量。栅极-漏极间电容的影响所引起的下拉电压ΔVd如下述的式子所示。
ΔVd＝C-Cgd/(C-Cpix+C-Cgd+C-Csd)×(VgH－VgL)
在此，C-Cgd表示栅极-漏极间的寄生电容的静电电容值，C-Csd表示源极-漏极间的寄生电容的静电电容值。此外，“栅极-漏极间的寄生电容”也包含形成在栅极电极与电连接到漏极电极的像素电极之间的寄生电容，“源极-漏极间的寄生电容”也包含形成在源极电极与电连接到漏极电极的像素电极之间的寄生电容。VgH和VgL分别表示TFT的栅极导通(on)时和栅极截止(off)时的扫描信号电压的值。此外，在本说明书中“×”表示乘法。
漏极电位Vd还受到源极-漏极间的寄生电容的影响，而变化ΔVsd。ΔVsd使用显示信号电压的变化量ΔVs由以下的式子表示。
ΔVsd＝C-Csd/(C-Cpix+C-Cgd+C-Csd)×ΔVs
因此，当将从源极总线S供应的显示信号电压设为Vs时，连接到栅极总线G(p)和源极总线S(q)的像素P的像素电极22a的电压Vl(p，q)为
Vl(p，q)＝Vs－ΔVd－ΔVsd。
在此，从各源极总线供应的显示信号电压的极性在各垂直扫描期间是固定的。另外，从相互相邻的源极总线供应的显示信号电压的极性在各垂直扫描期间相互相反。即，供应到与源极总线S(q)相邻的源极总线S(q+1)的显示信号电压的极性在各垂直扫描期间与供应到源极总线S(q)的显示信号电压的极性相反。此外，供应到源极总线S(q)和源极总线S(q+1)的显示信号电压的变化的方向(即显示信号电压的变化量ΔVs的正负)不限于一定相同。另外，某像素P的像素电极22a会与如下两个源极总线S都形成寄生电容：与该某像素P相关联的源极总线S；以及夹着像素电极22a和与该某像素P相关联的源极总线S相邻的源极总线S。由于与某像素电极22a形成寄生电容的源极总线S(q)和源极总线S(q+1)被供应具有相互相反极性的显示信号电压，因此寄生电容有相互取消的趋势，但是根据像素电极22a与源极总线S的距离、像素电极22a与源极总线S接近的部分的长度、屏蔽电极层的有无、显示信号电压的大小、显示信号电压的变化量ΔVs等的不同，寄生电容的大小会变化，根据其大小，ΔVsd的正负也会变化。
连接到栅极总线G(p)和源极总线S(q+1)的像素P的像素电极22a的电压Vl(p，q+1)为
Vl(p，q+1)＝Vs－ΔVd+ΔVsd。
但是，根据上述的理由，ΔVsd不一定是正的。
之后，在时刻t3，扫描信号电压Vg(p+1)从VgL(低)变化为VgH(高)，从而第(p+1)行的像素行所包含的像素P的TFT10成为导通状态(on状态)，显示信号电压从源极总线S供应到像素电极22a，像素电容被充电。以下同样地，在各垂直扫描期间(有时也被称为帧期间。)中全部的栅极总线G被依次选择。
在此，供应到各源极总线S的显示信号电压的极性按每1个垂直扫描期间反转。图5A示出使用图9所示的各种信号电压驱动具备有源矩阵基板100A的液晶显示装置的情况下的在某垂直扫描期间中施加到各像素的显示信号电压的极性。如图5A所示，在各垂直扫描期间中，供应到相互相邻的像素的显示信号电压的极性相互相反。
此外，“垂直扫描期间(帧期间)”意味着选择某栅极总线到下次选择该栅极总线为止的期间。在各垂直扫描期间(帧期间)内，将选择某栅极总线的时刻与选择下一个栅极总线的时刻的差(期间)称为“1个水平扫描期间(1H)”。
受到寄生电容的影响而产生的ΔVd如以下说明的那样可能成为闪烁的原因。另外，根据要显示的图案的不同，如以下说明的那样，有时会由于ΔVsd而产生被称为阴影的现象。如果ΔVd或C-Cgd/(C-Cpix+C-Cgd+C-Csd)小，则(由于ΔVd与C-Cgd/(C-Cpix+C-Cgd+C-Csd)成比例，因此)对闪烁的影响小。另外，如果ΔVsd或C-Csd/(C-Cpix+C-Cgd+C-Csd)小，则(由于ΔVsd与C-Csd/(C-Cpix+C-Cgd+C-Csd)成比例，因此)即使产生阴影，对显示质量的影响也小。然而，当辅助电容的静电电容值C-Ccs相对于寄生电容的静电电容值C-Csd、C-Cgd小时，ΔVd和ΔVsd变大，对显示质量的影响变大。
在本实施方式的有源矩阵基板100A中，由于各像素P具有凹部RPa，在各像素P中形成有辅助电容CS1，因此能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保足够的辅助电容值。由此，能抑制闪烁和阴影所引起的显示质量的降低。
在此，说明产生闪烁的机制。
如上所述，像素电极的电压(相对于接地电平的像素电极的电位)与显示信号电压的极性无关，根据ΔVd在特定方向上(本实施例的情况下为向负侧)变化。此时，在相对电极的电压(电位)为接地电平的情况下，施加到液晶层的电压(像素电极的电位与相对电极的电位的差)会根据显示信号电压的极性而不同。具体地说，显示信号电压的极性为正的情况下的施加到液晶层的电压比显示信号电压的极性为负的情况下小。而且，由于液晶具有介电常数各向异性，液晶电容C-Clc(V)会依赖于显示(液晶分子的取向状态)而变动。因此，ΔVd的大小也根据显示信号电压而变动。
由于以上，可能产生显示出现闪光这样的闪烁，但是对此，例如，通过对相对电极的电压(电位)进行校正，或预先对显示信号电压进行校正，能抑制闪烁的产生。
但是，即使进行上述的校正有时仍会产生闪烁。这是因为，例如，由于扫描信号电压的钝化、液晶层的厚度(单元厚度)的偏差等而可能导致ΔVd变动，使得ΔVd产生偏差。
接下来，说明产生阴影的机制。
图10的(a)和(b)是用于说明常黑模式(例如VA模式)下的阴影的图。图10的(a)示出使常黑模式的液晶显示装置显示图10的(b)所示的图案时的显示画面。图10的(b)所示的图案是在中心部分具有亮度高的区域A、在区域A的周围(区域B和C)具有亮度低的区域的显示图案(有时也被称为窗口图案。)，例如，是在区域A显示白色、在区域B和区域C显示亮度比区域A低的灰色(中间灰度级)的图案。区域B是区域A的上下(以与列方向平行的方向为上下方向。)的显示区域，区域C为区域A的左右(以与行方向平行的方向为左右方向。)的显示区域。区域B原本是应该进行与区域C同样的显示的区域。但是，如上所述，受到基于对区域A进行显示的期间的显示信号电压的、源极-漏极间的寄生电容的影响，区域B中的像素的漏极电位Vd的有效值变大，其结果是，区域B的灰度级上升(成为亮度比区域C高的灰色)，如图10的(a)所示，在区域B会出现宛如映出了区域A中所显示的白色的四边形的影子的图像。
图10以常黑模式的液晶显示装置为例进行了说明，但是在采用常白模式(未施加电压时为白显示；例如TN模式)的情况下同样也会产生阴影。例如，由于黑显示部分的上下部分的灰度级下降(成为亮度低的灰色)，而产生阴影。
此外，区域B的亮度不限于一定符合上述的说明，根据像素的构成的不同，亮度有时会变高，有时会变低。
与专利文献1的有源矩阵基板作比较来说明本实施方式的有源矩阵基板100A的效果。
专利文献1的液晶显示装置所具有的有源矩阵基板与本实施方式的有源矩阵基板同样具有三栅极结构，但是在辅助电容的构成上与本实施方式的有源矩阵基板不同。
专利文献1的有源矩阵基板不具有2层电极结构。专利文献1的有源矩阵基板的各像素所具有的辅助电容包括由栅极金属层形成的辅助电容电极、像素电极、以及位于它们之间的绝缘层。在专利文献1的有源矩阵基板中，辅助电容电极以与像素电极重叠的方式形成，因此通过将辅助电容电极形成得较大，液晶显示装置的开口率可能会降低。另外，专利文献1的有源矩阵基板由于不具有2层电极结构，因此从抑制闪烁、阴影的产生的观点来说，辅助电容值有时会不充分。
与参考例的有源矩阵基板作比较来说明本实施方式的有源矩阵基板100A的效果。
图11是示意性地示出具备参考例的有源矩阵基板500的液晶显示装置1500的俯视图，图12是示意性地示出有源矩阵基板500的截面图。图12示出沿着图11中的C-C’线的有源矩阵基板500的截面结构。液晶显示装置1500具有有源矩阵基板500、相对基板510以及液晶层(未图示)。
如图11和图12所示，参考例的有源矩阵基板500在不具有凹部RPa这一点上与本实施方式的有源矩阵基板100A不同。参考例的有源矩阵基板500与本实施方式的有源矩阵基板100A相比，构成辅助电容CS1的第1透明电极20a和像素电极22a的面积小。因此，参考例的有源矩阵基板500与本实施方式的有源矩阵基板100A相比，辅助电容CS1的电容值小。
参考例1的有源矩阵基板500具有由2层电极结构形成的辅助电容CS1。因此，参考例的有源矩阵基板500相比于专利文献1的有源矩阵基板，具有能抑制开口率的降低并且确保辅助电容值的优点。
但是，在参考例的有源矩阵基板500中，有时各像素的辅助电容值会不充分。例如，当有源矩阵基板的像素间距变小时，第1透明导电层20的开口部20h的面积相对于像素P的面积的比例变大，辅助电容CS1的电容值相对于像素电容的电容值变小。在该情况下，有时不能确保足够的辅助电容值。这种问题特别是在高清晰的液晶显示装置所使用的有源矩阵基板中有发生的趋势。例如，当将具有本实施方式的有源矩阵基板的液晶显示装置设为2.6型(2.6英寸)的FHD(FullHighDefinition：全高清)面板时，像素数为(1080×3)行×1920列，行方向的像素间距(图1的Px)为30μm，列方向的像素间距(图1的Py)为10μm(847ppi程度)。这种小型的高清晰的液晶显示装置例如适用于头戴式显示器。
本实施方式的有源矩阵基板100A与参考例的有源矩阵基板相比能有效地抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保辅助电容值。本实施方式的有源矩阵基板100A具有2层电极结构，在各像素设置有凹部RPa。而且，在各像素中，凹部RPa与TFT10相邻地形成。TFT10的周边的区域往往由遮光层(黑矩阵)覆盖，因此由设置凹部RPa引起的开口率的降低被抑制。有源矩阵基板100A能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保辅助电容值。因此，有源矩阵基板100A能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量。
有源矩阵基板100A所具有的半导体层16也可以是氧化物半导体层。氧化物半导体层所包含的氧化物半导体可以是非晶质氧化物半导体，也可以是具有结晶质部分的结晶质氧化物半导体。作为结晶质氧化物半导体，可举出多晶氧化物半导体、微晶氧化物半导体、c轴大致垂直于层面取向的结晶质氧化物半导体等。
氧化物半导体层也可以具有2层以上的层叠结构。在氧化物半导体层具有层叠结构的情况下，氧化物半导体层可以包含非晶质氧化物半导体层和结晶质氧化物半导体层。或者，也可以包含结晶结构不同的多个结晶质氧化物半导体层。另外，也可以包含多个非晶质氧化物半导体层。在氧化物半导体层具有包含上层和下层的2层结构的情况下，优选上层所包含的氧化物半导体的能隙比下层所包含的氧化物半导体的能隙大。不过，在这些层的能隙的差比较小的情况下，下层的氧化物半导体的能隙也可以比上层的氧化物半导体的能隙大。
非晶质氧化物半导体和上述的各结晶质氧化物半导体的材料、结构、成膜方法、具有层叠结构的氧化物半导体层的构成等例如记载于特开2014-007399号公报中。为了参考，将特开2014-007399号公报的公开内容全部援引到本说明书中。
氧化物半导体层例如可以包含In、Ga以及Zn中的至少1种金属元素。在本实施方式中，氧化物半导体层例如包含In-Ga-Zn-O系的半导体(例如氧化铟镓锌)。在此，In-Ga-Zn-O系的半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物，In、Ga以及Zn的比例(组成比)不作特别限定，例如包含In：Ga：Zn＝2：2：1、In：Ga：Zn＝1：1：1、In：Ga：Zn＝1：1：2等。这种氧化物半导体层能由包含In-Ga-Zn-O系的半导体的氧化物半导体膜形成。
In-Ga-Zn-O系的半导体可以是非晶质，也可以是结晶质。作为结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体，优选c轴大致垂直于层面取向的结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体。
此外，结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体的结晶结构例如公开于上述的特开2014-007399号公报、特开2012-134475号公报、特开2014-209727号公报等。为了参考，将特开2012-134475号公报和特开2014-209727号公报的公开内容全部援引到本说明书中。具有In-Ga-Zn-O系半导体层的TFT具有高迁移率(与a-SiTFT相比超过20倍)和低漏电流(与a-SiTFT相比不到百分之一)，因此适合用作驱动TFT(例如，在包含多个像素的显示区域的周边与显示区域设置在相同基板上的驱动电路所包含的TFT)和像素TFT(设置于像素的TFT)。
氧化物半导体层也可以包含其它氧化物半导体来代替In-Ga-Zn-O系半导体。例如可以包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO；InSnZnO)。In-Sn-Zn-O系半导体是In(铟)、Sn(锡)以及Zn(锌)的三元系氧化物。或者，氧化物半导体层也可以包含In-Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、In-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Ga-Sn-O系半导体、In-Ga-O系半导体、Zr-In-Zn-O系半导体、Hf-In-Zn-O系半导体、Al-Ga-Zn-O系半导体、Ga-Zn-O系半导体等。
·变形例1
参照图13说明本实施方式的变形例1的有源矩阵基板。图13是示意性地示出本实施方式的变形例1的有源矩阵基板100A1的截面图。
有源矩阵基板100A的各像素P所具有的凹部RPa包括：形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)；以及形成于栅极绝缘层15的孔15h1(t)。相对于此，如图13所示，有源矩阵基板100A1的各像素所具有的凹部RPa1包括：形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)；以及形成于栅极绝缘层15的孔15h1(h)。即，形成于栅极绝缘层15的孔15h1是未贯通的凹陷。
在具有这种结构的有源矩阵基板100A1中，也能得到与有源矩阵基板100A同样的效果。
在有源矩阵基板100A1的制造工序中，例如，只要使用于形成栅极绝缘层15的栅极绝缘膜的蚀刻时间比有源矩阵基板100A的制造工序短即可。
·变形例2
参照图14说明本实施方式的变形例2的有源矩阵基板。图14是示意性地示出本实施方式的变形例2的有源矩阵基板100A2的截面图。
有源矩阵基板100A的各像素P所具有的凹部RPa包括形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)和形成于栅极绝缘层15的孔15h1(t)。相对于此，如图14所示，有源矩阵基板100A2的各像素所具有的凹部RPa2仅包括形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)。即，在栅极绝缘层15未形成构成凹部RPa2的孔。
在具有这种结构的有源矩阵基板100A2中，也能得到与有源矩阵基板100A同样的效果。
·变形例3
参照图15说明本实施方式的变形例3的有源矩阵基板。图15是示意性地示出本实施方式的变形例3的有源矩阵基板100A3的截面图。
有源矩阵基板100A的各像素P所具有的凹部RPa包括：形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)；以及形成于栅极绝缘层15的孔15h1(t)。相对于此，如图15所示，有源矩阵基板100A3的各像素所具有的凹部RPa3仅包括形成于层间绝缘层19的孔19h1(h)。即，在栅极绝缘层15未形成构成凹部RPa3的孔，另外，形成于层间绝缘层19的孔19h1是未贯通的凹陷。
在具有这种结构的有源矩阵基板100A3中，也能得到与有源矩阵基板100A同样的效果。
在层间绝缘层19具有无机绝缘层和形成在无机绝缘层上的有机绝缘层的情况下，也可以仅在有机绝缘层形成孔19h1。
·变形例4
参照图16说明本实施方式的变形例4的有源矩阵基板。图16是示意性地示出本实施方式的变形例4的有源矩阵基板100A4的俯视图。
有源矩阵基板100A4在各像素P中具有2个凹部RPa4A和RPa4B这一点上与有源矩阵基板100A不同。
在具有这种结构的有源矩阵基板100A4中，也能得到与有源矩阵基板100A同样的效果。
通过使各像素P具有多个凹部，能增大凹部的侧面与底面的面积的总和。因此，有源矩阵基板100A4通过具有2个凹部RPa4A和RPa4B，得到具有大的电容值的辅助电容CS1。
在图示的例子中，凹部RPa4A具有形成于层间绝缘层19的孔19h1A和形成于栅极绝缘层15的孔15h1A，凹部RPa4B具有形成于层间绝缘层19的孔19h1B和形成于栅极绝缘层15的孔15h1B。凹部RPa4A和RPa4B不限于图示的例子，也可以分别独立地具有与本实施方式的有源矩阵基板100A所具有的凹部RPa相同的结构，还可以具有与本实施方式的变形例1～3的有源矩阵基板100A1、100A2以及100A3所具有的凹部RPa1、RPa2以及RPa3中的任意一个凹部相同的结构。但是，凹部RPa4A和RPa4B具有相同结构从制造成本的观点来说是优选的。
各像素P所具有的凹部的形状和数量不限于图示的形状和数量，只要多个像素中的每一个像素具有至少1个凹部即可。
(实施方式2)
本实施方式的有源矩阵基板还具有与第1透明导电层20或第2透明导电层22直接接触且包含金属的上侧金属层24。
图17和图18中示出本实施方式的有源矩阵基板100B。图17是示意性地示出有源矩阵基板100B的俯视图，图18是示意性地示出有源矩阵基板100B的截面图。图18示出沿着图17中的D-D’线的截面结构。图17是对上侧金属层24标注了影线的图。以下，以有源矩阵基板100B与实施方式1中的有源矩阵基板100A的不同点为中心进行说明。
有源矩阵基板100B在还具有与第1透明导电层20或第2透明导电层22直接接触且包含金属的上侧金属层24这一点上与有源矩阵基板100A不同。
有源矩阵基板100B具有2层电极结构，在各像素设置有凹部RPa。而且，在各像素中，凹部RPa与TFT10相邻地形成。TFT10的周边的区域往往由遮光层(黑矩阵)覆盖，因此由设置凹部RPa引起的开口率的降低被抑制。有源矩阵基板100B能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保辅助电容值。因此，有源矩阵基板100B能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量。
上侧金属层24形成在源极金属层18之上。在此，上侧金属层24形成在第1透明导电层20与无机绝缘层21之间。
上侧金属层24可以是单层结构，也可以是多个层层叠而成的层叠结构。上侧金属层24至少包含由金属材料形成的层。在上侧金属层24是层叠结构的情况下，一部分层也可以由金属氮化物或金属氧化物形成。上侧金属层24例如由铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属、包含它们的合金以及它们的氮化物中的任意一种形成。
上侧金属层24包含在从基板11的法线方向观看时覆盖凹部RPa的部分24a。部分24a是与形成在凹部RPa内的第1透明电极20a直接接触的，因此第1透明电极20a具有冗余性。即使第1透明电极20a在凹部RPa内产生断线(不连续的部分)，也不会妨碍有源矩阵基板100B的动作，因此能提高制造成品率。
另外，由于上侧金属层24是与第1透明导电层20直接接触的，因此能降低第1透明导电层20的电阻、电阻分布。由此，能抑制产生阴影等，因此能提高液晶显示装置的显示质量。
上侧金属层24的部分24a以覆盖凹部RPa的方式形成，因此能抑制设置部分24a所引起的开口率的降低。
优选上侧金属层24还包含在从基板11的法线方向观看时覆盖TFT10的半导体层16的沟道区域16c的部分24b。部分24b作为针对沟道区域16c的遮光膜发挥功能，因此有源矩阵基板100B与相对基板(黑矩阵)之间的对准偏差的容许量变大。因此，有源矩阵基板100B能提高制造成品率。
与第1透明导电层20直接接触的上侧金属层24以在从基板11的法线方向观看时与层间绝缘层19的开口部19h2的全部不重叠的方式形成。与第1透明导电层20直接接触的上侧金属层24优选以在从基板11的法线方向观看时与接触孔CH不重叠的方式形成。
·变形例1
参照图19说明本实施方式的变形例1的有源矩阵基板。图19是示意性地示出本实施方式的变形例1的有源矩阵基板100B1的截面图。
在有源矩阵基板100B中，上侧金属层24形成在第1透明导电层20与无机绝缘层21之间。相对于此，在有源矩阵基板100B1中，如图19所示，上侧金属层24形成在第1透明导电层20与层间绝缘层19之间。
在具有这种结构的有源矩阵基板100B1中，也能得到与有源矩阵基板100B同样的效果。
·变形例2
参照图20说明本实施方式的变形例2的有源矩阵基板。图20是示意性地示出本实施方式的变形例1的有源矩阵基板100B2的截面图。
在有源矩阵基板100B中，上侧金属层24形成在第1透明导电层20与无机绝缘层21之间。相对于此，在有源矩阵基板100B2中，如图20所示，上侧金属层24是与第2透明导电层22直接接触地形成在第2透明导电层22之上。
在具有这种结构的有源矩阵基板100B2中，也能得到与有源矩阵基板100B同样的效果。
与第2透明导电层22直接接触的上侧金属层24也可以是以在从基板11的法线方向观看时覆盖接触孔CH的方式形成。
·变形例3
本实施方式的变形例3的有源矩阵基板在上侧金属层24形成在第2透明导电层22与无机绝缘层21之间这一点上与本实施方式的变形例2的有源矩阵基板100B2不同。
在具有这种结构的有源矩阵基板中，也能得到与有源矩阵基板100B同样的效果。
(实施方式3)
本实施方式的有源矩阵基板还具有：形成在栅极金属层14之下的下侧金属层12；以及形成在栅极金属层14与下侧金属层12之间的下侧绝缘层13。
图21、图22、图23以及图24中示出本实施方式的有源矩阵基板100C和具备有源矩阵基板100C的液晶显示装置1000C。图21是示意性地示出有源矩阵基板100C的俯视图，图22和图23是示意性地示出有源矩阵基板100C的截面图，图24是示意性地示出液晶显示装置1000C的俯视图。液晶显示装置1000C具备有源矩阵基板100C、相对基板110以及液晶层(未图示)。图21是对下侧金属层12标注了影线的图。图22示出沿着图21中的E-E’线的截面结构，图23示出沿着图21中的F-F’线的截面结构。以下，以有源矩阵基板100C与实施方式1中的有源矩阵基板100A的不同点为中心进行说明。
有源矩阵基板100C还具有：形成在栅极金属层14之下的下侧金属层12；以及形成在栅极金属层14与下侧金属层12之间的下侧绝缘层13。
多个像素中的每一个像素还具有辅助电容电极12a。辅助电容电极12a包含下侧金属层12，与第1透明电极20a电连接，在从基板11的法线方向观看时与漏极延伸设置部18a重叠。在此，辅助电容电极12a包含于下侧金属层12。辅助电容电极12a隔着下侧绝缘层13及栅极绝缘层15与漏极延伸设置部18a相对，辅助电容电极12a和漏极延伸设置部18a以及位于它们之间的下侧绝缘层13和栅极绝缘层15构成了辅助电容CS2。此外，即使在从基板11的法线方向观看时辅助电容电极12a与漏极延伸设置部18a是不重叠的，也能形成辅助电容CS2。
有源矩阵基板100C具有辅助电容CS1和辅助电容CS2作为以电连接到各像素P的液晶电容的方式形成的辅助电容，因此与有源矩阵基板100A相比能确保的辅助电容值较大。因此，能更有效地提高具备有源矩阵基板100C的液晶显示装置的显示质量。
根据本申请的发明人的试算，在栅极绝缘层15(氮化硅)的厚度为410nm，下侧绝缘层13(氮化硅)的厚度为410nm的情况下，有源矩阵基板100C的辅助电容CS1和辅助电容CS2的电容值之和相比于有源矩阵基板100A的辅助电容CS1的电容值增加约26个百分点，相比于未形成凹部RPc的情况增加37个百分点。在此，是设凹部RPc的侧面相对于与基板平行的面的角度为约76.5°进行了试算。
辅助电容电极12a以与漏极延伸设置部18a重叠的方式形成。辅助电容电极12a主要设置于无助于显示的区域(在此，与漏极延伸设置部18a重叠的区域)，因此由设置辅助电容电极12a引起的开口率的降低被抑制。有源矩阵基板100C能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高液晶显示装置的显示质量。
辅助电容电极12a例如按以下的方法与第1透明电极20a电连接。下侧金属层12还具有与辅助电容电极12a电连接的部分12b。在此，部分12b从辅助电容电极12a跨源极总线S而延伸设置。多个像素中的每一像素具有凹部RPc。凹部RPc包括：形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)；形成于栅极绝缘层15的孔15h1(t)；以及形成于下侧绝缘层13的孔13h1(t)，并且凹部RPc到达部分12b。第1透明电极20a在凹部RPc内与部分12b接触。从基板11的法线方向观看时，部分12b与形成于下侧绝缘层13的孔13h1(t)重叠。
有源矩阵基板100C具有2层电极结构，在各像素设置有凹部RPc。而且，在各像素中，凹部RPc与TFT10相邻地形成。TFT10的周边的区域往往由遮光层(黑矩阵)覆盖，因此由设置凹部RPc引起的开口率的降低被抑制。有源矩阵基板100C能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保辅助电容值。因此，有源矩阵基板100C能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量。
下侧金属层12形成在栅极金属层14之下。下侧金属层12可以是单层结构，也可以是多个层层叠而成的层叠结构。下侧金属层12至少包含由金属材料形成的层。在下侧金属层12是层叠结构的情况下，一部分层也可以由金属氮化物或金属氧化物形成。下侧金属层12例如由铝(Al)、钨(W)、钼(Mo)、钽(Ta)、铬(Cr)、钛(Ti)、铜(Cu)等金属、包含它们的合金以及它们的氮化物中的任意一种形成。
下侧绝缘层13形成在下侧金属层12与栅极金属层14之间。下侧绝缘层13由无机绝缘材料形成。下侧绝缘层13例如是氧化硅(SiOx)膜、氮化硅(SixNy)膜、氧氮化硅(SiOxNy；x＞y)膜、氮氧化硅(SiNxOy；x＞y)膜或它们的层叠膜。
在图示的例子中，辅助电容电极12a包含于下侧金属层12，但是辅助电容电极也可以包含下侧金属层12和栅极金属层14。特别是，代替辅助电容CS2，而由辅助电容电极的栅极金属层14、漏极延伸设置部18a以及位于它们之间的栅极绝缘层15构成辅助电容时，能减小构成辅助电容的电介质层的厚度，因此能增大辅助电容值。从增大辅助电容值的观点来说，优选辅助电容电极中的从基板11的法线方向观看时与漏极延伸设置部18a重叠的部分包含栅极金属层14。在该情况下，能至少部分地减小构成辅助电容的电介质层的厚度，因此能增大辅助电容值。而且，在图示的例子中，辅助电容电极12a以及与辅助电容电极12a连接的部分12b包含于下侧金属层12，但是通过由栅极金属层14形成它们，也能省略下侧金属层12和下侧绝缘层13。
但是，在辅助电容电极包含栅极金属层14的情况下，有时会产生以下的问题。当由栅极金属层14形成的辅助电容电极与栅极总线G的间隙小时，制造成品率有时会降低。当将具有本实施方式的有源矩阵基板的液晶显示装置设为2.6型(2.6英寸)的FHD(FullHighDefinition：全高清)面板时，行方向的像素间距(图1的Px)为30μm，列方向的像素间距(图1的Py)为10μm。此时，由栅极金属层14形成的辅助电容电极与栅极总线G的距离最小处例如为约0.5μm。若考虑到光刻工艺中通常使用的条件、装置的分辨率(能形成的图案的最小尺寸)，则在这种情况下制造成品率可能会降低。
(实施方式4)
本实施方式的有源矩阵基板具备在同一基板上形成的氧化物半导体TFT(使用氧化物半导体层作为活性层的TFT)和结晶质硅TFT(使用结晶质硅层作为活性层的TFT)。
本实施方式的有源矩阵基板例如具有以In-Ga-Zn-O系的半导体膜为活性层的氧化物半导体TFT作为各像素所具有的TFT(有时称为“像素用TFT”。)。在与像素用TFT相同的基板上一体地形成有周边驱动电路的一部分或整体。这种有源矩阵基板被称为驱动器单片的有源矩阵基板。在驱动器单片的有源矩阵基板中，周边驱动电路设置于包含多个像素的区域(显示区域)以外的区域(非显示区域或边框区域)。作为构成周边驱动电路的TFT(有时称为“电路用TFT”。)，例如使用将多晶硅膜作为活性层的结晶质硅TFT。当这样使用氧化物半导体TFT作为像素用TFT，使用结晶质硅TFT作为电路用TFT时，在显示区域中能降低功耗，而且能减小边框区域。
图25和图26示出本实施方式的有源矩阵基板100D。图25和图26是有源矩阵基板100D的非显示区域R2的示意性俯视图和截面图。图26示出沿着图25中的G-G’线的截面结构。
有源矩阵基板100D的显示区域R1具有与参照图21、图22以及图23所说明的实施方式3的有源矩阵基板100C的显示区域R1基本上相同的结构。不过，各像素P所具有的TFT10(像素用TFT10)是氧化物半导体TFT。在有源矩阵基板100D的显示区域的说明中，有时参照图21、图22以及图23。
如图25和图26所示，有源矩阵基板100D的非显示区域R2包含设置驱动电路的驱动电路形成区域Rd。在驱动电路形成区域Rd，例如设置有栅极驱动器电路、检查电路等。
如图25和图26所示，在有源矩阵基板100D中，在驱动电路形成区域Rd中形成有结晶质硅TFT10B(以下，有时称为“第2薄膜晶体管10B”。)作为电路用TFT10B。在有源矩阵基板100D的显示区域R1的各像素中形成有氧化物半导体TFT10(以下，有时称为“第1薄膜晶体管10”。)作为像素用TFT10。
有源矩阵基板100D具备：基板11；形成在基板11上的第1薄膜晶体管10；以及形成在基板11上的第2薄膜晶体管10B。第2薄膜晶体管10B具有主要包含结晶质硅的活性区域。第1薄膜晶体管10具有主要包含氧化物半导体的活性区域。第2薄膜晶体管10B和第1薄膜晶体管10一体地制作于基板11。在此所说的“活性区域”是指成为TFT的活性层的半导体层中的形成沟道的区域。
如图26所示，第2薄膜晶体管10B具有：结晶质硅半导体层(例如低温多晶硅层)8，其形成在基板11上；下侧绝缘层13，其覆盖结晶质硅半导体层8；栅极电极14gB，其设置在下侧绝缘层13上，以隔着下侧绝缘层13与结晶质硅半导体层8重叠的方式形成；绝缘层15(栅极绝缘层15)，其覆盖栅极电极14gB；以及源极电极18sB和漏极电极18dB，其连接到结晶质硅半导体层8。
结晶质硅半导体层8具有：形成沟道的区域(称为“活性区域”或“沟道区域”。)8c；以及分别位于活性区域的两侧的源极区域8s和漏极区域8d。在该例子中，结晶质硅半导体层8中的隔着下侧绝缘层13与栅极电极14gB重叠的部分成为活性区域8c。
下侧绝缘层13中的位于结晶质硅半导体层8与栅极电极14gB之间的部分作为第2薄膜晶体管10B的栅极绝缘膜发挥功能。
栅极电极14gB包含于栅极金属层14。
源极电极18sB和漏极电极18dB包含于源极金属层18。源极电极18sB和漏极电极18dB分别连接到源极区域8s和漏极区域8d。也可以源极电极18sB和漏极电极18dB设置在覆盖栅极电极14gB和结晶质硅半导体层8的层间绝缘膜(在此为栅极绝缘层15)上，在形成于层间绝缘膜(栅极绝缘层15)和形成于下侧绝缘层13的接触孔CH_s内和CH_d内与结晶质硅半导体层8连接。
第2薄膜晶体管10B由层间绝缘层19覆盖。也可以在第2薄膜晶体管10B上形成有无机绝缘层21。
第1薄膜晶体管10具有与图23所示的有源矩阵基板100C的像素用TFT10相同的结构，因此省略说明。
在图示的例子中，第2薄膜晶体管10B具有在栅极电极14gB与基板11之间配置有结晶质硅半导体层8的顶栅结构。另一方面，第1薄膜晶体管10具有在氧化物半导体层16与基板11之间配置有栅极电极14g的底栅结构。通过采用这样的结构，在同一基板11上一体地形成2种薄膜晶体管10和10B时，能更有效地抑制制造工序数、制造成本的增加。
第2薄膜晶体管10B和第1薄膜晶体管10的TFT结构不限于上述结构。例如，第2薄膜晶体管10B也可以还具有包含于下侧金属层12的栅极电极(双栅结构)。
也可以是，作为第1薄膜晶体管10的栅极绝缘膜的栅极绝缘层15延伸设置到形成第2薄膜晶体管10B的区域，作为覆盖第2薄膜晶体管10B的栅极电极14gB和结晶质硅半导体层8的层间绝缘膜发挥功能。在第2薄膜晶体管10B的层间绝缘膜与第1薄膜晶体管10的栅极绝缘膜像这样形成在同一层(在此为栅极绝缘层15)内的情况下，栅极绝缘层15也可以具有层叠结构。
第2薄膜晶体管10B的栅极电极14gB与第1薄膜晶体管10的栅极电极14g在此形成在同一层内(栅极金属层14内)。另外，第2薄膜晶体管10B的源极电极18sB与漏极电极18dB、以及第1薄膜晶体管10的源极电极18s与漏极电极18d在此形成在同一层内(源极金属层18内)。“形成在同一层内”是指使用同一膜(导电膜)形成。由此，能抑制制造工序数和制造成本的增加。
有源矩阵基板100D具有2层电极结构，在各像素设置有凹部RPc。而且，在各像素中，凹部RPc与TFT10相邻地形成。TFT10的周边的区域往往由遮光层(黑矩阵)覆盖，因此由设置凹部RPc引起的开口率的降低被抑制。有源矩阵基板100D能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且确保辅助电容值。因此，有源矩阵基板100D能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量。
有源矩阵基板100D具有辅助电容CS1和辅助电容CS2作为以电连接到各像素P的液晶电容的方式形成的辅助电容，因此与有源矩阵基板100A相比能确保的辅助电容值较大。因此，能更有效地提高具备有源矩阵基板100D的液晶显示装置的显示质量。另外，辅助电容电极12a主要设置于无助于显示的区域，因此有源矩阵基板100D能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高液晶显示装置的显示质量。
有源矩阵基板100D也可以在基板11与结晶质硅半导体层8之间还具有绝缘层。形成在基板11与结晶质硅半导体层8之间的绝缘层也可以形成在显示区域R1和非显示区域R2。
结晶质硅半导体层8可以形成在下侧金属层12与下侧绝缘层13之间，也可以形成在下侧金属层12之下。
·变形例1
参照图27、图28、图29以及图30说明本实施方式的变形例1的有源矩阵基板。
图27、图28、图29以及图30中示出本实施方式的变形例1的有源矩阵基板100D1。图27和图28是有源矩阵基板100D1的非显示区域R2的示意性俯视图和截面图。图28示出沿着图27中的H-H’线的截面结构。图29和图30是示意性地示出有源矩阵基板100D1的显示区域R1的截面图。
如图27和图28所示，有源矩阵基板100D1在还具有以在从基板11的法线方向观看时覆盖电路用TFT10B(第2薄膜晶体管10B)的结晶质硅半导体层8的沟道区域8c的方式形成的下侧遮光部12c这一点上与有源矩阵基板100D不同。下侧遮光部12c包含于下侧金属层12，形成为岛状。
在具有这种结构的有源矩阵基板100D1中，也能得到与有源矩阵基板100D同样的效果。
在有源矩阵基板100D1中，下侧遮光部12c作为结晶质硅半导体层8的遮光膜发挥功能，能抑制背光源光入射到结晶质硅半导体层8。
一般地，当光照射到半导体层而发生光吸收时，通过光电效应，电子在导带中被激发，并且空穴在价带中被激发，而产生电子-空穴对。因此，当光照射到半导体层的沟道区域时，会产生由电子-空穴对引起的光电流，TFT的漏电流会增大，其结果是，会引起串扰、对比率(contrastratio)的降低等。特别是，在高清晰的液晶显示装置中，易于产生该问题。随着液晶显示装置的高清晰化的推进，像素开口率(像素开口部的总面积在显示区域中所占的比率)变小，因此有得到足够的显示亮度变难的趋势。因此，为了提高显示亮度，往往提高背光源的亮度。
有源矩阵基板100D1具有作为结晶质硅半导体层8的遮光膜发挥功能的下侧遮光部12c，因此具有能抑制发生上述问题的优点。
不过，如以下说明的那样，在有源矩阵基板100D1的各像素中形成的第2辅助电容CS2b与有源矩阵基板100D的第2辅助电容CS2相比电容值较小。
有源矩阵基板100D1具有形成在下侧绝缘层13与下侧金属层12之间的另外的绝缘层9。半导体层8形成在另外的绝缘层9与下侧绝缘层13之间。
参照图29和图30说明有源矩阵基板100D1的显示区域R1的结构。
图29和图30示出有源矩阵基板100D1的显示区域R1的截面结构，分别是与图22和图23所示的有源矩阵基板100C的显示区域R1的截面结构对应的图。如图29和图30所示，有源矩阵基板100D1的显示区域R1的结构在具有形成于下侧绝缘层13与下侧金属层12之间的另外的绝缘层9这一点上与有源矩阵基板100D的显示区域R1的结构(参照图22和图23)不同。
在有源矩阵基板100D1的各像素中，辅助电容电极12a和漏极延伸设置部18a以及位于它们之间的栅极绝缘层15、下侧绝缘层13和另外的绝缘层9构成了第2辅助电容CS2b。
第2辅助电容CS2b与有源矩阵基板100D所具有的第2辅助电容CS2相比，构成辅助电容的电介质层的厚度较大，因此辅助电容值小。
另外，在有源矩阵基板100D1的各像素中，多个像素中的每一个像素具有凹部RPd1。凹部RPd1包括：形成于层间绝缘层19的孔19h1(t)；形成于栅极绝缘层15的孔15h1(t)；形成于下侧绝缘层13的孔13h1(t)；以及形成于另外的绝缘层9的孔9h1(t)，并且凹部RPd1到达部分12b。第1透明电极20a在凹部RPd1内与部分12b接触。部分12b在从基板11的法线方向观看时与形成于另外的绝缘层9的孔9h1(t)重叠。
·变形例2
本实施方式的变形例2的有源矩阵基板在显示区域中具有与有源矩阵基板100D相同的结构，这一点与本实施方式的变形例1的有源矩阵基板100D1不同。即，变形例2的有源矩阵基板的非显示区域具有另外的绝缘层9，但是其显示区域不具有另外的绝缘层9。变形例2的有源矩阵基板的非显示区域具有与图27和图28所示的结构实质上相同的结构，变形例2的有源矩阵基板的显示区域具有与图22和图23所示的结构实质上相同的结构。
在具有这种结构的有源矩阵基板中，也能得到与有源矩阵基板100D和有源矩阵基板100D1同样的效果。
变形例2的有源矩阵基板在能形成具有与有源矩阵基板100D所具有的第2辅助电容CS2的电容值相同的值的电容值的第2辅助电容这一点上与变形例1的有源矩阵基板100D1相比是有利的。
工业上的可利用性
根据本发明的实施方式，能抑制液晶显示装置的开口率的降低并且提高显示质量。本发明的实施方式的有源矩阵基板和液晶显示装置例如适用于高清晰的液晶显示装置。
附图标记说明
8 半导体层
8c 沟道区域(活性区域)
8d 漏极区域
8s 源极区域
9 绝缘层
10 TFT(像素用TFT)(第1薄膜晶体管)
10B 电路用TFT(第2薄膜晶体管)
11 基板
12 下侧金属层
12a 辅助电容电极
12c 下侧遮光部
13 下侧绝缘层
13h1 孔
14 栅极金属层
14g、14gB 栅极电极
15 栅极绝缘层
15h1、15h1A、15h1B 孔
16 半导体层
16c 沟道区域(活性区域)
16d 漏极区域
16s 源极区域
18 源极金属层
18a 漏极延伸设置部
18d、18dB 漏极电极
18s、18sB 源极电极
19 层间绝缘层
19h1、19h1A、19h1B 孔
20 第1透明导电层
20a 第1透明电极(共用电极)
20h 开口部
21 无机绝缘层
21h2 开口部
22 第2透明导电层
22a 第2透明电极(像素电极)
24 上侧金属层
100A 有源矩阵基板
100A1、100A2、100A3、100A4 有源矩阵基板
100B、100B1、100B2 有源矩阵基板
100C、100D、100D1 有源矩阵基板
500 有源矩阵基板
110、510 相对基板
112 黑矩阵
112a 第1遮光部
112b 第2遮光部
112o 开口部
114 柱状间隔物
120 液晶层
130a、130b 取向膜
140、140A、140B 栅极驱动器电路(栅极驱动器)
150 源极驱动器电路(源极驱动器)
1000A、1000A1、1000C 液晶显示装置
1500 液晶显示装置
CH 接触孔
CS1、CS2、CS2b 辅助电容
G 栅极总线
R1 显示区域
R2 非显示区域
Rd 驱动电路形成区域
RPa、RPa1、RPa2、RPa3、RPa4A 凹部
RPa4B、RPc、RPd1 凹部
S 源极总线。

Claims (19)

1.一种有源矩阵基板，具有排列为具有多个行和多个列的矩阵状的多个像素，其特征在于，
具有：多个第1TFT，其分别与上述多个像素中的任意1个像素相关联；多个栅极总线，其在第1方向上延伸；以及多个源极总线，其在与上述第1方向不同的第2方向上延伸，
上述多个像素构成多个彩色显示像素，上述多个彩色显示像素中的每一个彩色显示像素包含沿着上述第2方向相邻的至少3个像素，
上述有源矩阵基板具有：
基板；
栅极金属层，其支撑于上述基板，包含上述多个第1TFT所具有的第1栅极电极、第1源极电极以及第1漏极电极中的第1栅极电极和上述多个栅极总线；
栅极绝缘层，其形成在上述栅极金属层上；
源极金属层，其形成在上述栅极绝缘层上，包含上述第1源极电极、上述第1漏极电极以及上述多个源极总线；
层间绝缘层，其形成在上述源极金属层上；
第1透明导电层，其形成在上述层间绝缘层上；
无机绝缘层，其形成在上述第1透明导电层上；以及
第2透明导电层，其形成在上述无机绝缘层上；
上述多个像素中的每一个像素具有：
至少1个凹部，其包含形成于上述层间绝缘层的孔；
第1透明电极，其包含于上述第1透明导电层，形成在上述层间绝缘层上和上述至少1个凹部内；以及
第2透明电极，其包含于上述第2透明导电层，与上述第1漏极电极电连接，
上述第2透明电极沿着上述至少1个凹部的侧面和底面以隔着上述无机绝缘层与上述第1透明电极相对的方式形成。
2.根据权利要求1所述的有源矩阵基板，
上述多个像素中的每一个像素还具有接触孔，上述接触孔形成于上述层间绝缘层和上述无机绝缘层，到达从上述第1漏极电极延伸设置的漏极延伸设置部。
3.根据权利要求2所述的有源矩阵基板，
上述接触孔的侧面相对于与上述基板平行的面的角度比上述至少1个凹部的侧面相对于与上述基板平行的面的角度小。
4.根据权利要求2或3所述的有源矩阵基板，
还具有与上述第1透明导电层或上述第2透明导电层直接接触且包含金属的上侧金属层，
上述上侧金属层包含在从上述基板的法线方向观看时覆盖上述至少1个凹部的第1部分。
5.根据权利要求4所述的有源矩阵基板，
上述上侧金属层还包含在从上述基板的法线方向观看时覆盖上述第1TFT的半导体层的沟道区域的第2部分。
6.根据权利要求4或5所述的有源矩阵基板，
上述上侧金属层与上述第1透明导电层直接接触，在从上述基板的法线方向观看时上述上侧金属层与上述接触孔不重叠。
7.根据权利要求2至6中的任意一项所述的有源矩阵基板，
还具有：
下侧金属层，其形成在上述栅极金属层之下；以及
下侧绝缘层，其形成在上述栅极金属层与上述下侧金属层之间，
上述多个像素中的每一个像素还具有辅助电容电极，上述辅助电容电极包含上述下侧金属层，与上述第1透明电极电连接，在从上述基板的法线方向观看时上述辅助电容电极与上述漏极延伸设置部重叠。
8.根据权利要求7所述的有源矩阵基板，
上述多个像素中的每一个像素还具有第3部分，上述第3部分包含于上述下侧金属层，与上述辅助电容电极电连接，
上述至少1个凹部还包含形成于上述栅极绝缘层的孔和形成于上述下侧绝缘层的孔，并且到达上述第3部分。
9.根据权利要求7或8所述的有源矩阵基板，
还具有配置在上述多个像素以外的区域的第2TFT，
上述第2TFT具有：
第2半导体层，其形成在上述基板上；
上述下侧绝缘层，其形成在上述第2半导体层上；
第2栅极电极，其包含于上述栅极金属层，以隔着上述下侧绝缘层与上述第2半导体层重叠的方式形成；
上述栅极绝缘层，其覆盖上述第2栅极电极；以及
第2源极电极和第2漏极电极，其包含于上述源极金属层，连接到上述第2半导体层。
10.根据权利要求9所述的有源矩阵基板，
上述下侧金属层还包含以在从上述基板的法线方向观看时至少覆盖上述第2半导体层的沟道区域的方式形成的下侧遮光部。
11.根据权利要求9或10所述的有源矩阵基板，
上述多个第1TFT具有形成在上述栅极绝缘层上的第1半导体层，上述第1半导体层包含氧化物半导体，上述第2半导体层包含结晶质硅。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的有源矩阵基板，
在上述多个像素中的每一个像素中，上述至少1个凹部与上述第1TFT相邻地形成。
13.根据权利要求1至12中的任意一项所述的有源矩阵基板，
上述层间绝缘层包含具有1μm以上4μm以下的厚度的有机绝缘层。
14.根据权利要求1至13中的任意一项所述的有源矩阵基板，
上述至少1个凹部的侧面相对于与上述基板平行的面的角度为70°以上。
15.根据权利要求1至14中的任意一项所述的有源矩阵基板，
上述至少1个凹部还包含形成于上述栅极绝缘层的孔。
16.根据权利要求1至15中的任意一项所述的有源矩阵基板，
上述多个像素中的在上述第2方向上相邻的2个像素与相互不同的上述源极总线相关联。
17.一种液晶显示装置，其特征在于，具备：
权利要求1至16中的任意一项所述的有源矩阵基板；
相对基板，其以与上述有源矩阵基板相对的方式配置；以及
液晶层，其设置在上述有源矩阵基板与上述相对基板之间。
18.根据权利要求17所述的液晶显示装置，
上述第2透明电极作为像素电极发挥功能，上述相对基板具有与上述第2透明电极相对的相对电极。
19.根据权利要求17所述的液晶显示装置，
上述第2透明电极具有至少1个狭缝，上述第2透明电极作为像素电极发挥功能，上述第1透明电极作为共用电极发挥功能。
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