JP2014219570A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device Download PDF

Info

Publication number
JP2014219570A
JP2014219570A JP2013098860A JP2013098860A JP2014219570A JP 2014219570 A JP2014219570 A JP 2014219570A JP 2013098860 A JP2013098860 A JP 2013098860A JP 2013098860 A JP2013098860 A JP 2013098860A JP 2014219570 A JP2014219570 A JP 2014219570A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
transparent
display device
crystal display
wirings
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013098860A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
小野　記久雄
Kikuo Ono
記久雄 小野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Original Assignee
Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd filed Critical Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd
Priority to JP2013098860A priority Critical patent/JP2014219570A/en
Publication of JP2014219570A publication Critical patent/JP2014219570A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device having an opening ratio higher than that in conventional configurations formed with a black matrix.SOLUTION: The liquid crystal display device includes: a first substrate SUB 1; and a second substrate SUB 2 opposing to the first substrate SUB 1 being interposed by a liquid crystal layer LC. The first substrate SUB 1 has: data lines DL formed in a first direction; gate lines GL formed in a second direction; a transparent common electrode CT; and a transparent pixel electrode PIT formed opposing to the transparent common electrode CT being interposed by an upper insulation layer UINS. The second substrate SUB 2 is a liquid crystal display device which has a color filter CF and the pixel region of which is defined in a matrix by the data lines DL and the gate lines GL. The transparent common electrode CT covers the data lines DL. The transparent pixel electrode CT has a slit formed along a first direction. Each of the color filters CF neighboring each other in a second direction outputs light of identical color.

Description

本発明は、液晶表示装置に関する。   The present invention relates to a liquid crystal display device.

液晶表示装置においては、マトリクス状に配列された画素電極が選択的に駆動されることで、画素電極と対向電極との間で電圧が印加され、この電圧によって画素電極と対向電極との間の液晶の光の透過が制御されることにより表示面に画像が表示される。特許文献１には、画素電極と信号配線とが絶縁膜を介して重畳して形成され、画素電極が、信号配線と平行に配置された遮光性パターン上で分離される液晶表示装置が開示されている。   In the liquid crystal display device, the pixel electrodes arranged in a matrix are selectively driven, so that a voltage is applied between the pixel electrode and the counter electrode, and the voltage between the pixel electrode and the counter electrode is generated by this voltage. An image is displayed on the display surface by controlling the light transmission of the liquid crystal. Patent Document 1 discloses a liquid crystal display device in which a pixel electrode and a signal wiring are formed so as to overlap with an insulating film, and the pixel electrode is separated on a light-shielding pattern arranged in parallel with the signal wiring. ing.

特開平１０−２７４７８６号公報JP-A-10-274786

液晶表示装置においては、画面表示の明度向上、および低消費電力の観点から、開口率が高いことが望ましい。特許文献１においても、開口率の向上のために信号配線が透明材料から形成される構成が開示されているが、画素の境界においては光を透過しないブラックマトリクスが設けられ、開口率の低下の原因となっている。   In a liquid crystal display device, it is desirable that the aperture ratio is high from the viewpoint of improving the brightness of screen display and reducing power consumption. Patent Document 1 also discloses a configuration in which the signal wiring is formed of a transparent material in order to improve the aperture ratio. However, a black matrix that does not transmit light is provided at the boundary of the pixel, and the aperture ratio is reduced. It is the cause.

本発明は、ブラックマトリクスが形成される従来の構成より、高い開口率を有する液晶表示装置を提供することを主な目的とする。   The main object of the present invention is to provide a liquid crystal display device having a higher aperture ratio than the conventional configuration in which a black matrix is formed.

上記課題を解決するため、本願発明に係る液晶表示装置は、第１の基板と、液晶層を介して前記第１の基板と対向する第２の基板を備え、前記第１の基板は、前記第１の基板上に第１の方向に形成される複数の第１の配線と、前記第１の基板上に前記第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数の第２の配線と、前記第１の基板上に形成される透明共通電極と、前記複数の第１の配線および前記複数の第２の配線により供給される信号に基づいて駆動する、前記透明共通電極に絶縁層を介して対向して形成される複数の透明画素電極と、を有し、前記第２の基板は、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する表面上に形成されるカラーフィルタを有し、前記複数の第１の配線と、前記複数の第２の配線と、により複数の画素領域が格子状に規定される液晶表示装置であって、前記透明共通電極は、前記複数の第１の配線を覆い、前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向に沿って形成されるスリットを有し、前記第２の方向において隣接する複数の画素領域に対応する前記カラーフィルタは光を透過して同一色の光を出力する。   In order to solve the above-described problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate and a second substrate facing the first substrate through a liquid crystal layer, and the first substrate includes the first substrate A plurality of first wirings formed on the first substrate in a first direction and a plurality of second wirings formed on the first substrate in a second direction different from the first direction And an insulating layer on the transparent common electrode that is driven based on a signal supplied by the transparent common electrode formed on the first substrate and the plurality of first wirings and the plurality of second wirings. And a plurality of transparent pixel electrodes formed opposite to each other, wherein the second substrate includes a color filter formed on a surface of the second substrate facing the first substrate. And a plurality of pixel areas are latticed by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings. The transparent common electrode covers the plurality of first wirings, and the plurality of transparent pixel electrodes have slits formed along the first direction. The color filters corresponding to a plurality of pixel regions adjacent in the second direction transmit light and output light of the same color.

本発明によれば、透明共通電極が複数の第１の配線を覆っているので、第１の配線からの電界ノイズによる液晶への影響を抑えることができる。また、複数の透明画素電極が、第１の方向に沿ってスリットを有しているので、隣接する透明画素電極間も開口部として機能させることができる。しかも、第２の方向において隣接する複数の画素領域においてカラーフィルタが同一色であることから、該隣接する画素領域間にブラックマトリクスがなくても、混色が生じない。したがって、画素領域内で、ブラックマトリクスを用いて隠す必要がある非表示領域を最小限にすることができるため、従来の構成に比べ開口率が向上する。   According to the present invention, since the transparent common electrode covers the plurality of first wirings, it is possible to suppress the influence on the liquid crystal due to the electric field noise from the first wirings. In addition, since the plurality of transparent pixel electrodes have slits along the first direction, the adjacent transparent pixel electrodes can also function as openings. In addition, since the color filters have the same color in a plurality of pixel areas adjacent in the second direction, color mixing does not occur even if there is no black matrix between the adjacent pixel areas. Therefore, the non-display area that needs to be hidden using the black matrix in the pixel area can be minimized, and the aperture ratio is improved as compared with the conventional configuration.

また、本発明の一態様では、前記複数の第１の配線の少なくとも一部は光を透過する。   In one embodiment of the present invention, at least some of the plurality of first wirings transmit light.

本発明によれば、複数の第１の配線が光を透過することにより、開口率が向上する。   According to the present invention, the aperture ratio is improved by the plurality of first wirings transmitting light.

また、本発明の一態様では、前記第２の配線を挟んで隣接する画素領域に対応するカラーフィルタが、それぞれ異なる色の光を出力する。   In one embodiment of the present invention, color filters corresponding to adjacent pixel regions across the second wiring output light of different colors.

本発明によれば、第１の配線を挟んで隣接する画素領域において同一色の光を出力していても、液晶表示装置全体では、従来と同じく複数色の光を出力する。   According to the present invention, even when light of the same color is output in adjacent pixel regions across the first wiring, the entire liquid crystal display device outputs light of a plurality of colors as in the conventional case.

また、本発明の一態様では、前記複数の第１の配線がデータ線であり、前記複数の第２の配線がゲート線である。   In one embodiment of the present invention, the plurality of first wirings are data lines, and the plurality of second wirings are gate lines.

本発明によれば、データ線が透明画素電極と近接又は少なくとも一部において重畳することでブラックマトリクスが不要になり、開口率が向上する。   According to the present invention, the data line overlaps with the transparent pixel electrode in the vicinity or at least partially, so that the black matrix becomes unnecessary and the aperture ratio is improved.

また、本発明の一態様では、前記複数の第１の配線がゲート線であり、前記複数の第２の配線がデータ線である。   In one embodiment of the present invention, the plurality of first wirings are gate lines, and the plurality of second wirings are data lines.

本発明によれば、ゲート線が透明画素電極と近接又は少なくとも一部において重畳することでブラックマトリクスが不要になり、開口率が向上する。   According to the present invention, the gate line overlaps with the transparent pixel electrode in the vicinity or at least partially, so that the black matrix becomes unnecessary and the aperture ratio is improved.

また、本発明の一態様では、前記複数の第１の配線の幅は、前記複数の透明画素電極間の前記第２の方向における間隔より広い。   In one embodiment of the present invention, the width of the plurality of first wirings is wider than the interval in the second direction between the plurality of transparent pixel electrodes.

本発明によれば、第１の配線の抵抗値が低く抑えられる。   According to the present invention, the resistance value of the first wiring can be kept low.

また、本発明に係る他の液晶表示装置は、第１の基板と、液晶層を介して前記第１の基板と対向する第２の基板を備え、前記第１の基板は、前記第１の基板上に第１の方向に形成される複数の第１の配線と、前記第１の基板上に前記第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数の第２の配線と、前記第１の基板上に形成される透明共通電極と、前記複数の第１の配線および前記複数の第２の配線により供給される信号に基づいて駆動する、前記透明共通電極に絶縁層を介して対向して形成される複数の透明画素電極と、を有し、前記第２の基板は、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する表面上に形成されるカラーフィルタを有し、前記複数の第１の配線と、前記複数の第２の配線と、により複数の画素領域が格子状に規定される液晶表示装置であって、前記透明共通電極は、前記複数の第１の配線を覆い、前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向に沿って形成されるスリットを有し、前記複数の第１の配線は光を透過し、前記液晶層内の、前記複数の第１の配線の少なくとも１つと、前記複数の画素領域の境界と、を挟んで隣接する２つの透明画素電極間の液晶は、該２つの透明画素電極と、前記透明共通電極と、の間の電界により光の透過が制御され、前記第２の方向において隣接する複数の画素領域に対応する前記カラーフィルタは光を透過して同一色の光を出力する。   Another liquid crystal display device according to the present invention includes a first substrate and a second substrate facing the first substrate via a liquid crystal layer, and the first substrate is the first substrate. A plurality of first wirings formed on the substrate in a first direction; a plurality of second wirings formed on the first substrate in a second direction different from the first direction; A transparent common electrode formed on the first substrate, and the transparent common electrode that is driven based on signals supplied by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings via an insulating layer A plurality of transparent pixel electrodes formed opposite to each other, and the second substrate includes a color filter formed on a surface of the second substrate facing the first substrate, A liquid in which a plurality of pixel regions are defined in a lattice shape by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings. In the display device, the transparent common electrode covers the plurality of first wirings, and the plurality of transparent pixel electrodes have slits formed along the first direction, One wiring transmits light, and a liquid crystal between two transparent pixel electrodes adjacent to each other across at least one of the plurality of first wirings and a boundary between the plurality of pixel regions in the liquid crystal layer is The transmission of light is controlled by an electric field between the two transparent pixel electrodes and the transparent common electrode, and the color filters corresponding to a plurality of pixel regions adjacent in the second direction transmit light. Output light of the same color.

本発明によれば、第２の方向において隣接する複数の画素領域の間の領域においても、隣接する透明画素電極の電位に基づく画像が表示される。   According to the present invention, an image based on the potential of the adjacent transparent pixel electrode is also displayed in the region between the plurality of adjacent pixel regions in the second direction.

本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置のシステム及び等価回路を示す図である。It is a figure which shows the system and equivalent circuit of the liquid crystal display device which concern on the 1st Embodiment of this invention. 図１に示す液晶表示装置のマトリクス状の複数画素の平面図である。FIG. 2 is a plan view of a plurality of pixels in a matrix form of the liquid crystal display device shown in FIG. 1. 図２に示す液晶表示装置の１画素の平面図である。It is a top view of 1 pixel of the liquid crystal display device shown in FIG. 図３に示す液晶表示装置の４−４’線断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 ′ of the liquid crystal display device shown in FIG. 3. 図３に示す液晶表示装置の５−５’線断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 ′ of the liquid crystal display device illustrated in FIG. 3. 液晶表示装置の表示面の、領域Ｄに対応する領域の表示状態を示す図である。It is a figure which shows the display state of the area | region corresponding to the area | region D of the display surface of a liquid crystal display device. 図３及び図５におけるデータ線ＤＬを中心とする領域Ｄの拡大された平面図と断面図である。FIG. 6 is an enlarged plan view and cross-sectional view of a region D centering on a data line DL in FIGS. 3 and 5. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の製造方法を説明する図である。It is a figure explaining the manufacturing method of the liquid crystal display device which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置のシステム及び等価回路を示す図である。It is a figure which shows the system and equivalent circuit of the liquid crystal display device which concern on the 2nd Embodiment of this invention. 図１５に示す液晶表示装置のマトリクス状の複数画素の平面図である。FIG. 16 is a plan view of a plurality of pixels in a matrix form of the liquid crystal display device shown in FIG. 15. 図１５に示す液晶表示装置の１画素の平面図である。FIG. 16 is a plan view of one pixel of the liquid crystal display device shown in FIG. 15. 図１７に示す液晶表示装置の１７−１７’線断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line 17-17 ′ of the liquid crystal display device illustrated in FIG. 17. 図１７に示す液晶表示装置の１８−１８’線断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line 18-18 ′ of the liquid crystal display device illustrated in FIG. 17.

［第１の実施形態］
図１から図５は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成を示す図である。図１は本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤのシステム及び等価回路を示す図である。図１には、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの回路結線図を示す。液晶表示装置ＬＣＤは、画像表示領域ＤＩＡとこれを駆動する駆動回路領域からなる。 [First Embodiment]
1 to 5 are diagrams showing a configuration of a liquid crystal display device LCD according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram showing a system and an equivalent circuit of a liquid crystal display device LCD according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 shows a circuit connection diagram of the liquid crystal display device LCD according to the present embodiment. The liquid crystal display device LCD includes an image display area DIA and a drive circuit area for driving the image display area DIA.

液晶表示装置ＬＣＤは、第１の透明基板ＳＵＢ１上に第１の方向に形成される複数のデータ線（第１の配線）Ｄ１、Ｄ２、‥Ｄｎと、第１の透明基板ＳＵＢ１上に第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数のゲート線（第２の配線）Ｇ１、Ｇ２、‥Ｇｎと、を有する。また、液晶表示装置ＬＣＤは、第１の透明基板ＳＵＢ１、複数のデータ線ＤＬ、および複数のゲート線ＧＬ上に層状に形成される透明共通電極ＣＴと、透明共通電極ＣＴに上部絶縁層ＵＩＮＳを介して対向して形成される複数の透明画素電極ＰＩＴと、を有する。さらに、液晶表示装置ＬＣＤは、上部絶縁層ＵＩＮＳおよび複数の透明画素電極ＰＩＴ上に形成される液晶層ＬＣと、液晶層ＬＣ上に形成されるカラーフィルタＣＦと、を有する。さらに、液晶表示装置ＬＣＤは、液晶層ＬＣ等を介して第１の透明基板ＳＵＢ２と対向する第２の透明基板ＳＵＢ２を有し、カラーフィルタＣＦは、第２の透明基板ＳＵＢ２の、第１の透明基板ＳＵＢ１と対向する表面上に形成される。ここで、透明共通電極ＣＴは複数のデータ線Ｄ１、Ｄ２、‥Ｄｎを覆い、上部絶縁層ＵＩＮＳは、透明共通電極ＣＴの表面を覆うよう形成される。   The liquid crystal display device LCD includes a plurality of data lines (first wirings) D1, D2,... Dn formed in a first direction on the first transparent substrate SUB1, and a first on the first transparent substrate SUB1. A plurality of gate lines (second wirings) G1, G2,... Gn formed in a second direction different from the first direction. In addition, the liquid crystal display device LCD includes a transparent common electrode CT formed in a layer on the first transparent substrate SUB1, the plurality of data lines DL, and the plurality of gate lines GL, and the upper insulating layer UINS on the transparent common electrode CT. And a plurality of transparent pixel electrodes PIT formed to face each other. Further, the liquid crystal display device LCD includes a liquid crystal layer LC formed on the upper insulating layer UINS and the plurality of transparent pixel electrodes PIT, and a color filter CF formed on the liquid crystal layer LC. Further, the liquid crystal display device LCD has a second transparent substrate SUB2 that faces the first transparent substrate SUB2 via the liquid crystal layer LC or the like, and the color filter CF is the first transparent substrate SUB2 of the second transparent substrate SUB2. It is formed on the surface facing the transparent substrate SUB1. Here, the transparent common electrode CT covers the plurality of data lines D1, D2,... Dn, and the upper insulating layer UINS is formed to cover the surface of the transparent common electrode CT.

液晶表示装置ＬＣＤにおいては、複数のデータ線ＤＬと、複数のゲート線ＧＬと、により複数の画素領域が格子状に規定される。画像表示領域ＤＩＡはアクティブマトリクス表示処理として、ゲート線駆動回路からのゲート線ＧＬを介したゲート電圧、およびデータ線駆動回路からのデータ線ＤＬを介した映像データ電圧の供給を受け、薄膜トランジスタＴＦＴのオン、オフでデータ電圧を透明画素電極ＰＩＴに供給し、このデータ電圧と、共通電極駆動回路から透明共通電極ＣＴに供給された共通（コモン）電圧との間の電界で液晶層ＬＣを駆動する。液晶層ＬＣの電圧低下を防止するために、各画素領域に保持容量ＳＴＧが形成されている。共通電圧の供給は、共通電極駆動回路に接続された透明共通電極ＣＴにて画面領域に伝播される。   In the liquid crystal display device LCD, a plurality of pixel regions are defined in a lattice pattern by the plurality of data lines DL and the plurality of gate lines GL. The image display area DIA is supplied with a gate voltage from the gate line driving circuit via the gate line GL and a video data voltage from the data line driving circuit via the data line DL as active matrix display processing. A data voltage is supplied to the transparent pixel electrode PIT by turning on and off, and the liquid crystal layer LC is driven by an electric field between the data voltage and a common (common) voltage supplied from the common electrode driving circuit to the transparent common electrode CT. . In order to prevent a voltage drop in the liquid crystal layer LC, a storage capacitor STG is formed in each pixel region. The supply of the common voltage is propagated to the screen region by the transparent common electrode CT connected to the common electrode driving circuit.

色表示を行う場合は、横ストライプ状のカラーフィルタＣＦで形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素に接続されたゲート線Ｇ１（Ｒ）、Ｇ２（Ｇ）、Ｇ３（Ｂ）にデータ線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３に所望のデータ電圧が印加される。従って、同一のゲート線の駆動対象である横方向（第２の方向）において隣接する複数の画素領域に対応するカラーフィルタは、光を透過して同一色の光を出力するよう構成される。一方、ゲート線（第２の配線）を挟んで隣接する画素領域に対応するカラーフィルタは、それぞれ異なる色の光を出力するよう構成される。   In the case of performing color display, gate lines G1 (R), G2 (G) connected to red (R), green (G), and blue (B) pixels formed by the horizontal stripe-shaped color filter CF, A desired data voltage is applied to the data lines D1, D2, and D3 to G3 (B). Accordingly, the color filters corresponding to a plurality of pixel regions adjacent in the horizontal direction (second direction) that is the driving target of the same gate line are configured to transmit light and output light of the same color. On the other hand, the color filters corresponding to the pixel regions adjacent to each other with the gate line (second wiring) interposed therebetween are configured to output light of different colors.

ここで、画像表示領域ＤＩＡにおいては色の区切り部となるゲート線間の区切り（縦方向の画素区切り）にはブラックマトリクスＢＭが形成されているが、横方向の画素区切りにはブラックマトリクスＢＭは形成されていない。この点について以下に説明する。   Here, in the image display area DIA, a black matrix BM is formed at the partition between the gate lines (vertical pixel partition) as a color partition, but the black matrix BM is formed at the horizontal pixel partition. Not formed. This will be described below.

図２は図１に示す液晶表示装置ＬＣＤのマトリクス状の複数画素の平面図、図３は図２に示す液晶表示装置ＬＣＤの１画素の平面図、図４は図３に示す液晶表示装置ＬＣＤの４−４’線断面図、図５は図３に示す液晶表示装置ＬＣＤの５−５’線断面図である。   2 is a plan view of a plurality of pixels in a matrix form of the liquid crystal display device LCD shown in FIG. 1, FIG. 3 is a plan view of one pixel of the liquid crystal display device LCD shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a liquid crystal display device LCD shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view taken along the line 5-5 ′ of the liquid crystal display device LCD shown in FIG.

図２は液晶表示装置ＬＣＤの画像表示領域ＤＩＡにおける横方向に２つの画素、縦方向に３つの画素、すなわち６つの画素を取り出した平面図である。ゲート線ＧＬは薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電圧を供給する配線であり、データ線ＤＬは薄膜トランジスタＴＦＴに映像電圧を供給する配線である。透明共通電極ＣＴに共通電位は供給される。図２には、６つの画素のうちの４つの画素の、図面における上方向の領域において、第１の透明基板ＳＵＢ１に形成されたブラックマトリクスＢＭの平面配置が例として示してある。   FIG. 2 is a plan view showing two pixels in the horizontal direction and three pixels in the vertical direction, that is, six pixels in the image display area DIA of the liquid crystal display device LCD. The gate line GL is a wiring for supplying a gate voltage of the thin film transistor TFT, and the data line DL is a wiring for supplying a video voltage to the thin film transistor TFT. A common potential is supplied to the transparent common electrode CT. FIG. 2 shows, as an example, a planar arrangement of the black matrix BM formed on the first transparent substrate SUB1 in the upper region in the drawing of four of the six pixels.

ゲート線ＧＬ及び薄膜トランジスタＴＦＴは遮光効果のあるブラックマトリクスＢＭで上面から蓋がされている。一方、データ線ＤＬ上にブラックマトリクスＢＭは形成されておらず、ブラックマトリクスＢＭそのものが横方向のみに伸びるストライプ形状である。ブラックマトリクスＢＭの無い部分が画素の開口部である、この開口部の１画素における大きさから定まる開口率を大きくすることで、明るく、低消費電力の液晶表示装置を実現できる。また、本図に示していないが、赤Ｒ、緑Ｇ、青ＢのカラーフィルタＣＦも横ストライプであり、この色レジストの境界が横方向に延びるブラックマトリクスＢＭで隠されている。データ線ＤＬ上にはブラックマトリクスＢＭは形成されておらず、後述するように本実施例では開口率が向上し、明度が高く低消費電力の液晶表示装置が提供される。   The gate line GL and the thin film transistor TFT are covered from the upper surface with a black matrix BM having a light shielding effect. On the other hand, the black matrix BM is not formed on the data line DL, and the black matrix BM itself has a stripe shape extending only in the horizontal direction. A portion without the black matrix BM is an opening portion of a pixel. By increasing the opening ratio determined from the size of one pixel of the opening portion, a bright and low power consumption liquid crystal display device can be realized. Although not shown in the drawing, the color filters CF of red R, green G, and blue B are also horizontal stripes, and the boundary of the color resist is hidden by a black matrix BM extending in the horizontal direction. The black matrix BM is not formed on the data line DL. As will be described later, in this embodiment, an aperture ratio is improved, and a liquid crystal display device with high brightness and low power consumption is provided.

図３は図２における２本のゲート線ＧＬと２本のデータ線ＤＬに囲まれた１画素とその周辺図である。平面的な配置とその機能を示す。ゲート線ＧＬは低抵抗の金属層で形成され、図１のゲート線駆動回路に接続されゲート電圧が印加される。一方、データ線ＤＬは透明電極材料で構成され、映像用のデータ電圧が印加される。ゲート線ＧＬにゲートオン電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層ＳＥＭが低抵抗となり、データ線ＤＬの電圧が、ソース電極ＳＭ、これと接続された透明画素電極ＰＩＴに伝わる。本発明の実施の形態においては、データ線ＤＬが透明電極材料で構成されているので、同一膜工程で形成されるソース電極ＳＭも透明電極材料で構成される。   FIG. 3 shows one pixel surrounded by two gate lines GL and two data lines DL in FIG. 2 and its peripheral view. The planar arrangement and its functions are shown. The gate line GL is formed of a low-resistance metal layer and is connected to the gate line driving circuit of FIG. 1 to apply a gate voltage. On the other hand, the data line DL is made of a transparent electrode material, and a video data voltage is applied thereto. When a gate-on voltage is supplied to the gate line GL, the semiconductor layer SEM of the thin film transistor has a low resistance, and the voltage of the data line DL is transmitted to the source electrode SM and the transparent pixel electrode PIT connected thereto. In the embodiment of the present invention, since the data line DL is made of a transparent electrode material, the source electrode SM formed in the same film process is also made of a transparent electrode material.

液晶層ＬＣに印加されるもう一方の電圧、共通電圧は図１の共通駆動電極駆動回路から透明共通電極ＣＴに印加される。透明共通電極ＣＴと透明画素電極ＰＩＴとは絶縁膜を介して積層されている。電極の重なり部分が保持容量ＳＴＧとなる。さらに、透明画素電極ＰＩＴには、１画素の表示領域内で、その長軸方向が上述の第１の方向に沿うように（略平行に）スリットが形成されている。このスリットは、上面からは透明画素電極ＰＩＴの電界が液晶駆動として液晶層ＬＣに印加され、この電界がこのスリット部を経て透明共通電極ＣＴに至り表示を行う。ソース電極ＳＭから透明画素電極ＰＩＴへの接続は、保護絶縁膜ＰＡＳに開けられたコンタクトホールＣＯＮＴの開口部を経由して行われている。   The other voltage and common voltage applied to the liquid crystal layer LC are applied to the transparent common electrode CT from the common drive electrode drive circuit of FIG. The transparent common electrode CT and the transparent pixel electrode PIT are stacked via an insulating film. The overlapping portion of the electrodes becomes the storage capacitor STG. Furthermore, a slit is formed in the transparent pixel electrode PIT so that its long axis direction is along the above-described first direction (substantially parallel) within the display area of one pixel. From the upper surface of the slit, the electric field of the transparent pixel electrode PIT is applied to the liquid crystal layer LC as a liquid crystal drive, and this electric field passes through the slit portion and reaches the transparent common electrode CT for display. The connection from the source electrode SM to the transparent pixel electrode PIT is made via the opening of the contact hole CONT opened in the protective insulating film PAS.

本発明の実施例では、データ線ＤＬが光を透過する透明電極材料であり、保護絶縁膜ＰＡＳを介して上部に形成された透明共通電極ＣＴが、データ線ＤＬに重畳している。さらに、データ線ＤＬを挟んで隣り合う左右の画素領域の透明画素電極ＰＩＴが、データ線ＤＬの一部に重なっている。この領域Ｄ（図３で点線で囲んだ領域）はカラーフィルタＣＦの境界部もなく、さらにブラックマトリクスＢＭも形成されていない。そのため、この領域Ｄにおいて、正常な液晶動作を行うように横電界を印加することにより、インプレーンスイッチング（ＩＰＳ）液晶として、オンオフ動作が可能となり、開口率を大きく改善できる。   In the embodiment of the present invention, the data line DL is a transparent electrode material that transmits light, and the transparent common electrode CT formed above via the protective insulating film PAS is superimposed on the data line DL. Further, the transparent pixel electrodes PIT in the left and right pixel regions adjacent to each other across the data line DL overlap a part of the data line DL. This area D (area surrounded by a dotted line in FIG. 3) has no boundary portion of the color filter CF, and the black matrix BM is not formed. Therefore, in this region D, by applying a horizontal electric field so as to perform normal liquid crystal operation, on-off operation can be performed as in-plane switching (IPS) liquid crystal, and the aperture ratio can be greatly improved.

領域Ｄにおける液晶動作を以下に説明する。図６は、液晶表示装置ＬＣＤの表示面の、領域Ｄに対応する領域の表示状態を示す図である。上述のとおり、横方向において隣り合う左右の画素領域Ｒ１、Ｒ２は同一の色を表示する。従って、画素領域Ｒ１、Ｒ２の両方が非透過である場合は、両方の領域において黒が表示される（ａ）。画素領域Ｒ１、Ｒ２の一方（Ｒ２）が透過、他方（Ｒ１）が非透過である場合は、画素領域Ｒ１では黒が、画素領域Ｒ２では対応する色が表示される（ｂ）。画素領域Ｒ１、Ｒ２の両方が透過であり、透過率が異なる場合には、それぞれの領域において対応する色が、それぞれが対応する明度で表示される（ｃ）。この場合、斜めから見ると境界は移動するように見えるが、表示色が同じであるため混色等の問題は発生しない。画素領域Ｒ１、Ｒ２の両方が透過であり、透過率も等しい場合には、それぞれの領域において同一の明度で表示される（ｄ）。よっていずれの場合においても、画素領域の境界付近で混色等の問題は発生しない。   The liquid crystal operation in the region D will be described below. FIG. 6 is a diagram illustrating a display state of an area corresponding to the area D on the display surface of the liquid crystal display device LCD. As described above, the left and right pixel regions R1 and R2 adjacent in the horizontal direction display the same color. Therefore, when both the pixel regions R1 and R2 are non-transmissive, black is displayed in both regions (a). When one (R2) of the pixel regions R1 and R2 is transmissive and the other (R1) is non-transmissive, black is displayed in the pixel region R1 and a corresponding color is displayed in the pixel region R2 (b). When both the pixel regions R1 and R2 are transmissive and have different transmittances, the corresponding colors in each region are displayed with the corresponding brightness (c). In this case, the boundary appears to move when viewed obliquely, but problems such as color mixing do not occur because the display colors are the same. When both the pixel regions R1 and R2 are transmissive and have the same transmittance, they are displayed with the same brightness in each region (d). Therefore, in any case, problems such as color mixing do not occur near the boundary of the pixel region.

図４は図３の４−４’切断線にそった断面図である。データ電位をデータ線ＤＬから供給し、ゲート線ＧＬにオン電圧を印加した際に薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層ＳＥＭが低抵抗化され、これがソース電極ＳＭから透明画素電極ＰＩＴに伝わり、保持容量ＳＴＧや液晶層ＬＣの容量に蓄積される。   4 is a cross-sectional view taken along the line 4-4 'of FIG. When a data potential is supplied from the data line DL and an on-voltage is applied to the gate line GL, the resistance of the semiconductor layer SEM of the thin film transistor TFT is reduced, which is transmitted from the source electrode SM to the transparent pixel electrode PIT, and the storage capacitor STG and liquid crystal Accumulated in the capacity of the layer LC.

断面構造における構成要素及びその機能、使用材料を以下に示す。液晶層ＬＣは２枚の透明基板である第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２に挟まれている。液晶層ＬＣには、電界方向に沿って液晶分子の長軸が揃うポジ型の液晶が封入されている。液晶層ＬＣの厚みは３から４μｍである。第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２はガラスで形成され、その厚みは製造工程では０．４から０．７ｍｍであるが、最終的には液晶層ＬＣが封入され、第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２が形成された後に化学研磨され約０．２ｍｍと薄くする場合もある。基板材料としては、ガラス以外でもプラスティックを使用しても本発明を実現できる。   The components in the cross-sectional structure, their functions, and materials used are shown below. The liquid crystal layer LC is sandwiched between two transparent substrates, a first transparent substrate SUB1 and a second transparent substrate SUB2. In the liquid crystal layer LC, positive type liquid crystal in which major axes of liquid crystal molecules are aligned along the electric field direction is sealed. The thickness of the liquid crystal layer LC is 3 to 4 μm. The first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 are formed of glass and the thickness thereof is 0.4 to 0.7 mm in the manufacturing process, but finally the liquid crystal layer LC is sealed, In some cases, after the transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 are formed, they are chemically polished and thinned to about 0.2 mm. As the substrate material, the present invention can be realized by using a plastic other than glass.

第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２の外側には第１の偏光板ＰＯＬ１と第２の偏光板ＰＯＬ２が貼られている。これは、第１の偏光板ＰＯＬ１の外側からのバックライトからの光が第１の透明基板ＳＵＢ１内に入射され、第１の偏光板ＰＯＬ１により偏光が加えられる。さらに、入射光は、液晶を通過させ、液晶層ＬＣが光学的な複屈折効果により楕円偏光となり、更に第２の透明基板ＳＵＢ２の外側の第２の偏光板ＰＯＬ２を通過する際に直線偏光として通過する。   A first polarizing plate POL1 and a second polarizing plate POL2 are attached to the outside of the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2. This is because light from the backlight from the outside of the first polarizing plate POL1 enters the first transparent substrate SUB1 and is polarized by the first polarizing plate POL1. Further, the incident light passes through the liquid crystal, and the liquid crystal layer LC becomes elliptically polarized light due to the optical birefringence effect, and further becomes linearly polarized light when passing through the second polarizing plate POL2 outside the second transparent substrate SUB2. pass.

本発明の液晶表示装置ＬＣＤにおいては、第１の偏光板ＰＯＬ１と第２の偏光板ＰＯＬ２の偏光軸は直行する（いわゆるクロスニコス）ように貼ってある。従って、無電界では、バックライトの光が液晶層ＬＣを通過しても第２の偏光板ＰＯＬ２が光を遮断し、黒表示となる。一方、液晶層ＬＣに主に透明画素電極ＰＩＴと第１の透明共通電極ＣＴの間で電圧が印加され、液晶層ＬＣに電界が印加されると、液晶層ＬＣは複屈折動作で光を楕円偏光に変え、その駆動電圧に応じて透過率を変えることができ、階調表示から白表示が可能になる。   In the liquid crystal display device LCD of the present invention, the polarizing plates of the first polarizing plate POL1 and the second polarizing plate POL2 are pasted so as to be orthogonal (so-called cross Nicos). Therefore, in the absence of an electric field, even if the backlight light passes through the liquid crystal layer LC, the second polarizing plate POL2 blocks the light, resulting in black display. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal layer LC mainly between the transparent pixel electrode PIT and the first transparent common electrode CT, and an electric field is applied to the liquid crystal layer LC, the liquid crystal layer LC ellipses light by birefringence operation. Instead of polarized light, the transmittance can be changed according to the driving voltage, and white display is possible from gradation display.

液晶層ＬＣの両面にはその表面に液晶分子を固定できる第１の配向膜ＡＬ１と第２の配向膜ＡＬ２が形成されている。第１の配向膜ＡＬ１及び第２の配向膜ＡＬ２は主成分をポリイミドで構成され、その表面に液晶分子を整列させる方法としては、ラビングあるいは偏光された紫外線を照射することで実現する。色表示は、第２の透明基板ＳＵＢ２に形成された顔料を着色層とするカラーフィルタＣＦに光が透過することで実現する。顔料は液晶へ溶け込み汚染源となるため、その表面には有機材料であるオーバーコート膜ＯＣで被覆している。このオーバーコート膜ＯＣは表面を平坦化させる効果も持つ。   A first alignment film AL1 and a second alignment film AL2 capable of fixing liquid crystal molecules on the surface are formed on both surfaces of the liquid crystal layer LC. The first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are mainly composed of polyimide, and a method of aligning liquid crystal molecules on the surface thereof is realized by irradiating with rubbing or polarized ultraviolet rays. The color display is realized by transmitting light through a color filter CF having a color layer made of a pigment formed on the second transparent substrate SUB2. Since the pigment dissolves into the liquid crystal and becomes a contamination source, the surface is covered with an overcoat film OC which is an organic material. This overcoat film OC also has the effect of flattening the surface.

半導体層ＳＥＭの種類によって外部光が直接当たった場合、半導体層の抵抗が低下し、液晶表示装置の保持特性が低下し良好な画像表示が行えないことがある。そのため、第２の透明基板ＳＵＢ２の半導体層ＳＥＭの上面には、ブラックマトリクスＢＭを形成する。このブラックマトリクスＢＭは、カラーフィルタＣＦの画素間の境界にも配置され、隣りあう画素の光が斜めから見えることによる混色を防止し、画像を滲みなく表示する。ただし、このブラックマトリクスＢＭの幅が広すぎると、開口率や透過率が低下する。そのため、高精細の液晶表示装置において、明るく低消費電力な性能を実現するには、このブラックマトリクスＢＭの幅を斜めから見た時の混色が起こらない、最小の幅にする必要がある。ブラックマトリクスＢＭは、黒色顔料を用いた樹脂材料あるいは金属材料が構成される。本発明の実施の形態においては横ストライプのカラーフィルタＣＦ配列であるので、ゲート線ＧＬ上にカラーフィルタＣＦの色の境界があり、この部分にブラックマトリクスＢＭが形成されている。一方、データ線ＤＬ上にカラーフィルタＣＦの色の境界はなく、ブラックマトリックスＢＭは形成されていない。   When external light is directly applied depending on the type of the semiconductor layer SEM, the resistance of the semiconductor layer is lowered, the holding characteristics of the liquid crystal display device are lowered, and good image display may not be performed. Therefore, the black matrix BM is formed on the upper surface of the semiconductor layer SEM of the second transparent substrate SUB2. The black matrix BM is also arranged at the boundary between the pixels of the color filter CF, prevents color mixing due to the light of adjacent pixels being viewed from an oblique direction, and displays an image without blurring. However, when the width of the black matrix BM is too wide, the aperture ratio and the transmittance are reduced. Therefore, in order to realize bright and low power consumption performance in a high-definition liquid crystal display device, the width of the black matrix BM needs to be a minimum width that does not cause color mixture when viewed obliquely. The black matrix BM is made of a resin material or a metal material using a black pigment. In the embodiment of the present invention, since the color filter CF array is a horizontal stripe, there is a color boundary of the color filter CF on the gate line GL, and a black matrix BM is formed in this portion. On the other hand, there is no color boundary of the color filter CF on the data line DL, and the black matrix BM is not formed.

１画素内では液晶層ＬＣをコンデンサと見立てた場合に、一方の透明画素電極ＰＩＴと他方の透明共通電極ＣＴに駆動電圧が印加される。まず、金属層で形成されたゲート線ＧＬにオン電圧が印加される。ゲート線ＧＬは、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、チタンＴｉあるいは銅Ｃｕを主成分とする金属材料、あるいは上記の複数の積層層、あるいは、上記金属材料にタングステンＷやマンガンＭｎなどを添加された合金、あるいは、上記の組み合わせにおける積層金属層から形成される。厚さは１００ｎｍから３００ｎｍである。   When the liquid crystal layer LC is regarded as a capacitor within one pixel, a driving voltage is applied to one transparent pixel electrode PIT and the other transparent common electrode CT. First, an on-voltage is applied to the gate line GL formed of a metal layer. The gate line GL is made of a metal material mainly composed of aluminum Al, molybdenum Mo, titanium Ti, or copper Cu, or a plurality of stacked layers described above, or an alloy obtained by adding tungsten W or manganese Mn to the metal material, Or it forms from the laminated metal layer in said combination. The thickness is 100 nm to 300 nm.

ゲート線ＧＬの上部にはゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＳＮはプラズマ化学気相成長方法（ＣＶＤ）で形成されたシリコンナイトライドが用いられる。ただし、二酸化シリコンＳｉＯ２、あるいはアルミナＡｌ２Ｏ３で形成されても良い。ゲート線ＧＬ上には、半導体層ＳＥＭが島状に加工され配置されている。半導体層材料としては、シリコンナイトライドとの組み合わせとしてはアモルファスシリコンａ−Ｓｉ、二酸化シリコンＳｉＯ２との組み合わせとしては酸化物半導体、あるいは低温ポリシリコンＬＴＰＳが用いられ、酸化物半導体としてはインジウム、ガリウム、亜鉛の酸化物などを使用することが可能である。 A gate insulating film GSN is formed on the gate line GL. As the gate insulating film GSN, silicon nitride formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) is used. However, it may be formed of silicon dioxide SiO 2 or alumina Al 2 O 3 . A semiconductor layer SEM is processed and arranged in an island shape on the gate line GL. As the semiconductor layer material, amorphous silicon a-Si as a combination of silicon nitride, oxide semiconductor or low-temperature polysilicon LTPS is used, as a combination of silicon dioxide SiO 2, as the oxide semiconductor indium gallium Zinc oxide can be used.

半導体層ＳＥＭの電流取り出し手段としては、データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭが形成される。データ線ＤＬとソース電極ＳＭは同一工程で形成された透明電極材料であり、インジウム、錫、酸化物あるいはインジウム、亜鉛、酸化物の材料で構成される。   A data line DL and a source electrode SM are formed as current extraction means for the semiconductor layer SEM. The data line DL and the source electrode SM are transparent electrode materials formed in the same process, and are composed of materials of indium, tin, oxide, or indium, zinc, and oxide.

ソース電極ＳＭは、透明画素電極ＰＩＴが接続されている。透明画素電極ＰＩＴは、マトリクス状に配列されたゲート線ＧＬとデータ線ＤＬに区切られた１画素領域内に、線形電極とスリットを有するパターンを有する。透明画素電極ＰＩＴへのデータ電圧の供給は、ゲート線ＧＬにオン電圧が印加された時に、半導体層ＳＥＭが低抵抗され、データ線ＤＬからソース電極ＳＭを経て透明画素電極ＰＩＴに伝わる。この透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴとの間の容量に充電が行われる。   The source electrode SM is connected to the transparent pixel electrode PIT. The transparent pixel electrode PIT has a pattern having linear electrodes and slits in one pixel region partitioned by the gate lines GL and the data lines DL arranged in a matrix. The supply of the data voltage to the transparent pixel electrode PIT is transmitted to the transparent pixel electrode PIT from the data line DL through the source electrode SM, when the ON voltage is applied to the gate line GL, the semiconductor layer SEM has a low resistance. The capacitor between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT is charged.

データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭ上には、保護絶縁膜ＰＡＳが形成される。保護絶縁膜ＰＡＳとしては、シリコンナイトライドＳｉＮ３あるいは二酸化シリコンＳｉＯ２を使うことができる。厚さは２００から４００ｎｍである。 A protective insulating film PAS is formed on the data line DL and the source electrode SM. As the protective insulating film PAS, silicon nitride SiN 3 or silicon dioxide SiO 2 can be used. The thickness is 200 to 400 nm.

保護絶縁膜ＰＡＳ上には有機保護膜ＯＰＡＳが塗布され、有機膜コンタクトホールＯＣＯＮＴが中央部で開口される。有機保護膜ＯＰＡＳは、厚さ３μｍの感光性レジストを用いている。有機材料はアクリルである。この有機膜コンタクトホールＯＣＯＮＴは、有機保護膜ＯＰＡＳ自体が感光性であるので、ホトマスクを用いた露光工程での露光、現像処理で開口加工できる。   An organic protective film OPAS is applied on the protective insulating film PAS, and an organic film contact hole OCONT is opened at the center. The organic protective film OPAS uses a photosensitive resist having a thickness of 3 μm. The organic material is acrylic. Since the organic protective film OPAS itself is photosensitive in the organic film contact hole OCONT, the organic film contact hole OCONT can be opened by exposure and development processing in an exposure process using a photomask.

有機保護膜ＯＰＡＳ上には、透明共通電極ＣＴが形成されている。透明共通電極ＣＴは、インジウム、錫、酸化物あるいはインジウム、亜鉛、酸化物の材料で構成される。透明共通電極ＣＴ上には、シリコンナイトライドあるいは２酸化珪素で構成された上部絶縁層ＵＩＮＳが形成される。透明画素電極ＰＩＴは、透明共通電極ＣＴと同様にインジウム、錫、酸化物などの透明電極材料で構成され、ソース電極ＳＭと上部絶縁層ＵＩＮＳに開口されたコンタクトホールＣＯＮＴを通じて接続されている。   A transparent common electrode CT is formed on the organic protective film OPAS. The transparent common electrode CT is made of indium, tin, oxide, or indium, zinc, or oxide material. An upper insulating layer UINS made of silicon nitride or silicon dioxide is formed on the transparent common electrode CT. The transparent pixel electrode PIT is made of a transparent electrode material such as indium, tin, or oxide, like the transparent common electrode CT, and is connected to the source electrode SM through a contact hole CONT opened in the upper insulating layer UINS.

図５は、図３の５−５’切断線における断面図である。画素は横ストライプのカラーフィルタＣＦ配置において、緑ＧのカラーフィルタＣＦ（Ｇ）に対応している。データ線ＤＬの画素境界には、ブラックマトリクスＢＭは形成されていない。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 'of FIG. The pixels correspond to the green G color filter CF (G) in the horizontal stripe color filter CF arrangement. The black matrix BM is not formed at the pixel boundary of the data line DL.

図５の断面領域の構造と動作について、データ線ＤＬに囲まれた開口領域とデータ線ＤＬの領域Ｄに分けて示す。なお、領域Ｄは図３の平面図における領域Ｄと対応している。   The structure and operation of the cross-sectional area in FIG. 5 are shown separately for the opening area surrounded by the data line DL and the area D of the data line DL. Region D corresponds to region D in the plan view of FIG.

開口領域では透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴに、それぞれ映像データ電圧と共通電圧が印加され、これらの電極間の電界が液晶層ＬＣに加わり、その電界強度により液晶層ＬＣの楕円偏光強度が変わることで透過率を制御して階調表示を行う。第１の透明基板ＳＵＢ１上に、透明画素電極ＰＩＴ及び透明共通電極ＣＴが形成され、これらの２つの電極間に印加される電界が液晶層ＬＣに伝播される。この電界により、液晶分子ＬＣＭが水平に回転して光の透過率を階調制御される。つまり、本実施例の液晶モードは、いわゆるインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）である。各電極に印加される電位および液晶層ＬＣは、２つの電極に最大電圧差が印加された時に透過率が最大になるように設計される。透明画素電極ＰＩＴと第１の透明共通電極ＣＴの電位差が小さくなると透過率が低下し、黒表示に向かう。電圧差が最大に向けて透過率が上昇し、白表示となる。   In the aperture region, a video data voltage and a common voltage are applied to the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT, respectively, and an electric field between these electrodes is applied to the liquid crystal layer LC, and the elliptical polarization intensity of the liquid crystal layer LC is caused by the electric field strength. By changing, the transmittance is controlled and gradation display is performed. A transparent pixel electrode PIT and a transparent common electrode CT are formed on the first transparent substrate SUB1, and an electric field applied between these two electrodes is propagated to the liquid crystal layer LC. By this electric field, the liquid crystal molecules LCM are rotated horizontally, and the light transmittance is controlled in gradation. That is, the liquid crystal mode of this embodiment is so-called in-plane switching (IPS). The potential applied to each electrode and the liquid crystal layer LC are designed so that the transmittance is maximized when the maximum voltage difference is applied to the two electrodes. When the potential difference between the transparent pixel electrode PIT and the first transparent common electrode CT is reduced, the transmittance is reduced and the display is turned to black. The transmittance increases toward the maximum voltage difference and white display is performed.

液晶層ＬＣには、有機材料の液晶分子ＬＣＭが充填されている。第１の透明基板ＳＵＢ１の内側表面に形成された第１の配向膜ＡＬ１と、第２の透明基板ＳＵＢ２に形成された第２の配向膜ＡＬ２表面には配向処理で液晶分子ＬＣＭの長軸が固定される。前記透明画素電極ＰＩＴは、その電極とスリットを持つ。スリットからは上部絶縁層ＵＩＮＳを介して、透明画素電極ＰＩＴから透明共通電極ＣＴの２つの電極間の電圧が大きくなると、液晶層ＬＣに折り返すような電界による電気力線が形成される。   The liquid crystal layer LC is filled with liquid crystal molecules LCM, which is an organic material. The first alignment film AL1 formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 and the second alignment film AL2 formed on the second transparent substrate SUB2 have the major axis of the liquid crystal molecules LCM formed by alignment treatment. Fixed. The transparent pixel electrode PIT has an electrode and a slit. When the voltage between the two electrodes from the transparent pixel electrode PIT to the transparent common electrode CT increases from the slit through the upper insulating layer UINS, electric lines of force are formed by an electric field that folds back to the liquid crystal layer LC.

一方、データ線ＤＬには、データに応じて異なる映像電圧が変化して伝播されているが、透明共通電極ＣＴによりシールドされているので、データ線ＤＬからの電界がノイズとなり液晶動作に悪影響を与えることを防止する。従って、本発明の実施形態においては、データ線ＤＬ上の液晶層ＬＣも隣り合う画素として、動作する。すなわち、ブラックマトリクスＢＭが無い領域が有効な画素開口部として利用できるので、明るく低消費電力の液晶表示装置が提供できる。また隣り合う画素においてカラーフィルタＣＦは同一の色に対応するので斜めから覗いても色の混色は無い。   On the other hand, different video voltages are propagated to the data line DL depending on the data, but are shielded by the transparent common electrode CT, so that the electric field from the data line DL becomes noise and adversely affects the liquid crystal operation. Prevent giving. Therefore, in the embodiment of the present invention, the liquid crystal layer LC on the data line DL also operates as an adjacent pixel. That is, since a region without the black matrix BM can be used as an effective pixel opening, a bright and low power consumption liquid crystal display device can be provided. Further, since the color filter CF corresponds to the same color in adjacent pixels, there is no color mixing even when viewed obliquely.

図７は、図３及び図５におけるデータ線ＤＬを中心とする領域Ｄの拡大された平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。これに、第１の偏光板ＰＯＬ１及び第２の偏光板ＰＯＬ２の偏光軸、第１の配向膜ＡＬ１及び第２の配向膜ＡＬ２の配向軸を記載することで液晶分子ＬＣＭの動作、透過の変化を示す。   FIGS. 7A and 7B are an enlarged plan view (a) and a cross-sectional view (b) of a region D centering on the data line DL in FIGS. 3 and 5. By describing the polarization axes of the first polarizing plate POL1 and the second polarizing plate POL2 and the alignment axes of the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2, the operation of the liquid crystal molecules LCM and the change in transmission are described. Indicates.

データ線ＤＬは、第１の方向に延在し、所定の幅を有している。隣り合う画素の透明画素電極ＰＩＴは、その電極端部がデータ線ＤＬと重複し、前記隣り合う透明画素電極ＰＩＴ間は所定のスペースが開いている。データ線ＤＬの幅は、透明画素電極ＰＩＴ間の第２の方向における所定のスペース（間隔）より広い。透明画素電極ＰＩＴはそれぞれの画素において、その平面パターンにおいてスリットを有している。液晶層ＬＣへの表示の電界はこの透明画素電極ＰＩＴから液晶層ＬＣに至り、上部絶縁層ＵＩＮＳを経て透明共通電極ＣＴに至る。電気力線の電界ＥＦ方向は折れ曲がるように形成されている。透明画素電極ＰＩＴのスリットは、平面図（ａ）に見るようにデータ線ＤＬの延在する方向と平行して延びている。従って、断面構造の液晶動作は平面的な広い領域で同じ動作となる。   The data line DL extends in the first direction and has a predetermined width. The transparent pixel electrodes PIT of adjacent pixels have their electrode ends overlapped with the data lines DL, and a predetermined space is opened between the adjacent transparent pixel electrodes PIT. The width of the data line DL is wider than a predetermined space (interval) in the second direction between the transparent pixel electrodes PIT. The transparent pixel electrode PIT has a slit in its planar pattern in each pixel. The electric field for display on the liquid crystal layer LC reaches from the transparent pixel electrode PIT to the liquid crystal layer LC, and then through the upper insulating layer UINS to the transparent common electrode CT. The direction of the electric field EF of the electric lines of force is formed to be bent. The slit of the transparent pixel electrode PIT extends in parallel with the extending direction of the data line DL as seen in the plan view (a). Accordingly, the liquid crystal operation of the cross-sectional structure is the same in a wide planar area.

図６の平面図（ａ）には、液晶分子ＬＣＭと偏光板の偏光軸及び配向膜の配向軸を示す。液晶分子ＬＣＭは、光学的に屈折率の長軸と短軸を持つ。第１の偏光板ＰＯＬ１の偏光軸は、上下に延びるデータ線ＤＬに対して平面的に所定の角度を持つように第１の透明基板ＳＵＢ１の外側に貼られている。一方、第２の偏光板ＰＯＬ２の偏光軸は、第１の偏光板ＰＯＬ１の偏光軸と直交するように貼られている。第１の配向膜ＡＬ１と第２の配向膜ＡＬ２の配向軸は共に、第１の偏光板ＰＯＬ１の偏光軸１と同じ方向に揃えてある。配向軸は、配向膜表面をラビングあるいは紫外線照射による処理で形成する。このため、第１の配向膜ＡＬ１及び第２の配向膜ＡＬ２の表面の液晶分子ＬＣＭは、第１の偏光板ＰＯＬ１の偏光軸１に揃えられ固定される。   The plan view (a) of FIG. 6 shows the liquid crystal molecules LCM, the polarization axis of the polarizing plate, and the alignment axis of the alignment film. The liquid crystal molecule LCM optically has a major axis and a minor axis of refractive index. The polarization axis of the first polarizing plate POL1 is attached to the outside of the first transparent substrate SUB1 so as to have a predetermined angle in plan with respect to the data line DL extending vertically. On the other hand, the polarization axis of the second polarizing plate POL2 is pasted so as to be orthogonal to the polarization axis of the first polarizing plate POL1. The alignment axes of the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are both aligned in the same direction as the polarization axis 1 of the first polarizing plate POL1. The alignment axis is formed by rubbing the surface of the alignment film or treatment by ultraviolet irradiation. Therefore, the liquid crystal molecules LCM on the surfaces of the first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are aligned and fixed to the polarization axis 1 of the first polarizing plate POL1.

上記状態で、透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴ間の電圧がゼロ、すなわち無電界状態では、配向膜界面に固定されていない液晶分子ＬＣＭも第１の偏光板ＰＯＬ１の偏光軸１にそろっているので第２の偏光板ＰＯＬ２で光が遮断されるので黒表示になる。   In the above state, when the voltage between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT is zero, that is, when there is no electric field, the liquid crystal molecules LCM that are not fixed to the alignment film interface are aligned with the polarization axis 1 of the first polarizing plate POL1. Since the light is blocked by the second polarizing plate POL2, black display is obtained.

透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴの間に電圧、すなわち液晶層ＬＣに電界ＥＦが印加されると液晶分子ＬＣＭは電界方向に回転（この場合右回転）し、液晶が楕円偏光動作となり透過し始める。本発明では、隣り合う画素領域内の透明画素電極ＰＩＴのスリット内とデータ線ＤＬ上の隣り合う透明画素電極間のスペース領域が全く同じ液晶動作を行う。従って、例えば隣り合う横方向の画素に同一のデータ電圧が印加された場合、この複数の画素のデータ線上の境界はすべて開口領域となる。したがって、開口率が高くなり、明るく低消費電力の液晶表示装置が提供される。   When a voltage, that is, an electric field EF is applied to the liquid crystal layer LC between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT, the liquid crystal molecules LCM rotate in the direction of the electric field (in this case, rotate to the right), and the liquid crystal becomes elliptically polarized and transmits. start. In the present invention, the same liquid crystal operation is performed in the slit region of the transparent pixel electrode PIT in the adjacent pixel region and the space region between the adjacent transparent pixel electrodes on the data line DL. Therefore, for example, when the same data voltage is applied to adjacent horizontal pixels, the boundaries on the data lines of the plurality of pixels are all open regions. Accordingly, an aperture ratio is increased, and a bright and low power consumption liquid crystal display device is provided.

なお、本実施形態ではデータ線ＤＬが透明電極材料で形成される構成が示されたが、本発明はこれに限定されない。仮にデータ線ＤＬが光を透過しない材料で形成される構成においても、データ線ＤＬが、透明画素電極ＰＩＴが形成される領域と第２の方向において所定の値以下の間隔で近接又は少なくとも一部において重畳する領域に形成されることで、データ線ＤＬに近接する領域まで開口部として利用できるため、開口率の向上という効果が得られる。   In the present embodiment, the data line DL is formed of a transparent electrode material. However, the present invention is not limited to this. Even in a configuration in which the data line DL is formed of a material that does not transmit light, the data line DL is close to or at least partially adjacent to the region where the transparent pixel electrode PIT is formed at an interval equal to or less than a predetermined value in the second direction. In this case, since the region close to the data line DL can be used as an opening, the effect of improving the aperture ratio can be obtained.

図８から図１４は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの製造方法を示す図である。これらの図において、本実施形態における第１の透明基板ＳＵＢ１上に形成された薄膜トランジスタＴＦＴや配線領域、開口部の製造工程を示す。この製造工程は、（ａ）において図３に示した１画素の平面図を、（ｂ）において図４に示した断面構造に相当する図を用いて説明する。各図は、上記ＴＦＴ工程における写真（ホト）加工工程毎に記載している。   8 to 14 are views showing a method of manufacturing the liquid crystal display device LCD according to the first embodiment of the present invention. In these drawings, a manufacturing process of a thin film transistor TFT, a wiring region, and an opening formed on the first transparent substrate SUB1 in the present embodiment is shown. This manufacturing process will be described with reference to a plan view of one pixel shown in FIG. 3 in (a) and a diagram corresponding to the cross-sectional structure shown in FIG. 4 in (b). Each drawing describes each photo (photo) processing step in the TFT step.

図８は、ＴＦＴの第１ホト工程の終了後の１画素の平面図（ａ）と切断線ｂ−ｂ’の断面図を示す。隣り合うゲート線ＧＬは、第１の基板上にスパッタにより成膜され、第１のホト工程でパターン化される。ゲート線ＧＬの厚さは１００ｎｍから３００ｎｍの銅とその上面にモリブデンＭｏを成膜した積層膜である。配線材料としては銅ＣｕだけなくモリブデンＭｏとアルミニウムＡｌの積層膜や、チタンＴｉとアルミニウムＡｌの積層膜あるいはモリブデンＭｏとタングステンの合金ＭｏＷなども使用することができる。   FIG. 8 shows a plan view (a) of one pixel after the first photo process of the TFT and a sectional view taken along the cutting line b-b ′. Adjacent gate lines GL are deposited on the first substrate by sputtering and patterned in the first photo process. The gate line GL is a laminated film in which copper having a thickness of 100 nm to 300 nm and molybdenum Mo are formed on the upper surface thereof. As the wiring material, not only copper Cu but also a laminated film of molybdenum Mo and aluminum Al, a laminated film of titanium Ti and aluminum Al, or an alloy MoW of molybdenum Mo and tungsten can be used.

図９は、第２のホト工程が終了した時点での断面図を示す。ゲート線ＧＬ上にプラズマ化学気相成長方法ＣＶＤによりシリコンナイトライドのゲート絶縁膜ＧＳＮ、アモルファスシリコンの半導体層ＳＥＭを積層する。ゲート絶縁膜ＧＳＮ、半導体層ＳＥＭの厚さは、おおよそ４００ｎｍ、２００ｎｍである。上記プラズマ化学気相成長方法ＣＶＤにより膜状に積層される半導体層の上部よりホトレジストを形成し、ホトマスクを用いて露光することで、半導体層ＳＥＭの領域を形成することができる。   FIG. 9 shows a cross-sectional view at the time when the second photo process is completed. A gate insulating film GSN of silicon nitride and a semiconductor layer SEM of amorphous silicon are stacked on the gate line GL by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD). The thickness of the gate insulating film GSN and the semiconductor layer SEM is approximately 400 nm and 200 nm. A region of the semiconductor layer SEM can be formed by forming a photoresist from the upper part of the semiconductor layer stacked in a film shape by the plasma enhanced chemical vapor deposition method CVD and exposing it using a photomask.

図１０は、第３のホト工程が終了した時点での１画素の平面図と断面図である。半導体層ＳＥＭの上部にインジウム・錫・酸化物あるいはインジウム・亜鉛・酸化物をスパッタで成膜する。この厚さは、本実施例では２８０ｎｍである。これをホト工程で加工することによりデータ線ＤＬ及びソース電極ＳＭの領域を形成することができる。   FIG. 10 is a plan view and a cross-sectional view of one pixel at the time when the third photo process is completed. An indium / tin / oxide or indium / zinc / oxide film is formed on the semiconductor layer SEM by sputtering. This thickness is 280 nm in this embodiment. By processing this in a photo process, the region of the data line DL and the source electrode SM can be formed.

図１１は、第４のホト工程が終了した時点での１画素の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭ上にプラズマ化学気相成長方法ＣＶＤにより保護絶縁膜ＰＡＳを形成、さらに感光性アクリルである有機保護膜ＯＰＡＳを塗布する。保護絶縁膜ＰＡＳは、シリコンナイトライドで、厚さは２００から４００ｎｍである。感光性アクリルの材料は、それ自身でホト工程でのレジストとして使用できるので、これにホトマスクでソース電極ＳＭ上に開口部を現像処理により形成する。感光性アクリルの厚さは３０００ｎｍ（３μｍ）と、保護絶縁膜ＰＡＳに比べて厚い。これは塗布膜のためである。   FIG. 11 is a plan view (a) and a sectional view (b) of one pixel at the time when the fourth photo process is completed. A protective insulating film PAS is formed on the data line DL and the source electrode SM by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD), and an organic protective film OPAS that is photosensitive acrylic is applied. The protective insulating film PAS is silicon nitride and has a thickness of 200 to 400 nm. Since the photosensitive acrylic material itself can be used as a resist in a photo process, an opening is formed on the source electrode SM by a development process using a photomask. The thickness of the photosensitive acrylic is 3000 nm (3 μm), which is thicker than the protective insulating film PAS. This is because of the coating film.

しかし、この厚さと材料の比誘電率が２から４と低いことで、データ線ＤＬ上にこの有機保護膜ＯＰＡＳが形成され、さらにその上部に複数の画素領域全面に透明共通電極ＣＴが形成されても、データ線ＤＬの配線容量を小さくできる。したがって、配線遅延の少ない良好な画質や駆動の消費電力を低減できる効果がある。保護絶縁膜ＰＡＳは、この有機保護膜ＯＰＡＳをマスクとして加工し、その開口部の有機膜コンタクトホールＯＣＯＮＴを形成する。   However, since the thickness and the relative dielectric constant of the material are as low as 2 to 4, the organic protective film OPAS is formed on the data line DL, and further, the transparent common electrode CT is formed on the entire surface of the plurality of pixel regions. However, the wiring capacity of the data line DL can be reduced. Therefore, there is an effect that good image quality with less wiring delay and power consumption for driving can be reduced. The protective insulating film PAS is processed using the organic protective film OPAS as a mask to form an organic film contact hole OCONT in the opening.

図１２、は第５のホト工程終了後の１画素の平面図（ｂ）及び断面図（ｂ）である。透明電極材料であるインジウム・錫・酸化物の第３の透明電極材料を成膜し、ホトエッチング工程を経て、透明共通電極ＣＴを有機保護膜ＯＰＡＳ上に形成する。   FIG. 12 is a plan view (b) and a sectional view (b) of one pixel after completion of the fifth photo process. A third transparent electrode material of indium, tin, and oxide, which is a transparent electrode material, is formed, and a transparent common electrode CT is formed on the organic protective film OPAS through a photoetching process.

図１３は、第６のホトエッチング工程終了後の１画素の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。透明共通電極ＣＴ上に上部絶縁層ＵＩＮＳをプラズマ化学気相成長方法ＣＶＤで形成する。これに取り出しのための開口部であるコンタクトホールＣＯＮＴを形成する。コンタクトホールＣＯＮＴは、上下の画素のそれぞれのソース電極ＳＭ上の保護絶縁膜ＰＡＳ及び上部絶縁層ＵＩＮＳの積層された絶縁膜にホト工程及びドライエッチング工程を経て開口される。   FIG. 13 is a plan view (a) and a cross-sectional view (b) of one pixel after completion of the sixth photoetching step. An upper insulating layer UINS is formed on the transparent common electrode CT by a plasma enhanced chemical vapor deposition method CVD. A contact hole CONT which is an opening for taking out is formed in this. The contact hole CONT is opened through a photo process and a dry etching process in the insulating film in which the protective insulating film PAS and the upper insulating layer UINS on the source electrodes SM of the upper and lower pixels are stacked.

図１４は第７のホトエッチング工程終了後の１画素の平面図（ａ）と断面図（ｂ）である。透明画素電極ＰＩＴの材料であるインジウム、錫、酸化物を成膜、ホトエッチングして透明画素電極ＰＩＴを形成する。透明画素電極ＰＩＴとソース電極ＳＭをつなぐ開口部であるコンタクトホールＣＯＮＴは有機保護膜ＯＰＡＳの有機膜コンタクトホールＯＣＯＮＴの内部に形成されている。   FIG. 14 is a plan view (a) and a sectional view (b) of one pixel after completion of the seventh photoetching step. The transparent pixel electrode PIT is formed by forming a film of indium, tin, and oxide, which are materials of the transparent pixel electrode PIT, and performing photoetching. A contact hole CONT that is an opening connecting the transparent pixel electrode PIT and the source electrode SM is formed inside the organic film contact hole OCONT of the organic protective film OPAS.

以上のように、実質的に７回のホトエッチング工程を経て本発明実施の液晶表示装置の第１の透明基板ＳＵＢ１の加工が終了する。   As described above, the processing of the first transparent substrate SUB1 of the liquid crystal display device of the present invention is completed through substantially seven photoetching steps.

［第２の実施形態］
図１５から図１９は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの構成を示す図である。図１５は本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤのシステム及び等価回路を示す図である。図１５には、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの回路結線図を示す。液晶表示装置ＬＣＤは、画像表示領域ＤＩＡとこれを駆動する駆動回路領域からなる。 [Second Embodiment]
FIGS. 15 to 19 are diagrams showing a configuration of a liquid crystal display device LCD according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 is a diagram showing a system and an equivalent circuit of a liquid crystal display device LCD according to the second embodiment of the present invention. FIG. 15 shows a circuit connection diagram of the liquid crystal display device LCD according to the present embodiment. The liquid crystal display device LCD includes an image display area DIA and a drive circuit area for driving the image display area DIA.

液晶表示装置ＬＣＤは、第１の透明基板ＳＵＢ１上に第１の方向に形成される複数のゲート線（第１の配線）Ｇ１、Ｇ２、‥Ｇｎと、第１の透明基板ＳＵＢ１上に第１の方向とは異なる第２の方向に形成される複数のデータ線（第２の配線）Ｄ１、Ｄ２、‥Ｄと、を有する。また、液晶表示装置ＬＣＤは、第１の透明基板ＳＵＢ１、複数のデータ線、および複数のゲート線上に層状に形成される透明共通電極ＣＴと、透明共通電極ＣＴに上部絶縁層ＵＩＮＳを介して対向して形成される複数の透明画素電極ＰＩＴと、を有する。さらに、液晶表示装置ＬＣＤは、上部絶縁層ＵＩＮＳおよび複数の透明画素電極ＰＩＴ上に形成される液晶層ＬＣと、液晶層ＬＣ上に形成されるカラーフィルタＣＦと、を有する。さらに、液晶表示装置ＬＣＤは、液晶層ＬＣ等を介して第１の透明基板ＳＵＢ２と対向する第２の透明基板ＳＵＢ２を有し、カラーフィルタＣＦは、第２の透明基板ＳＵＢ２の、第１の透明基板ＳＵＢ１と対向する表面上に形成される。ここで、透明共通電極ＣＴは複数のゲート線Ｇ１、Ｇ２、‥Ｇｎを覆い、上部絶縁層ＵＩＮＳは、透明共通電極ＣＴの表面を覆うよう形成される。また、ゲート線の幅は、透明画素電極ＰＩＴ間の、第２の方向における間隔より広い。   The liquid crystal display device LCD includes a plurality of gate lines (first wirings) G1, G2,... Gn formed in the first direction on the first transparent substrate SUB1, and the first on the first transparent substrate SUB1. A plurality of data lines (second wirings) D1, D2,... D formed in a second direction different from the first direction. Further, the liquid crystal display device LCD is opposed to the transparent common electrode CT formed in layers on the first transparent substrate SUB1, the plurality of data lines, and the plurality of gate lines, and the transparent common electrode CT through the upper insulating layer UINS. A plurality of transparent pixel electrodes PIT. Further, the liquid crystal display device LCD includes a liquid crystal layer LC formed on the upper insulating layer UINS and the plurality of transparent pixel electrodes PIT, and a color filter CF formed on the liquid crystal layer LC. Further, the liquid crystal display device LCD has a second transparent substrate SUB2 that faces the first transparent substrate SUB2 via the liquid crystal layer LC or the like, and the color filter CF is the first transparent substrate SUB2 of the second transparent substrate SUB2. It is formed on the surface facing the transparent substrate SUB1. Here, the transparent common electrode CT covers the plurality of gate lines G1, G2,... Gn, and the upper insulating layer UINS is formed to cover the surface of the transparent common electrode CT. Further, the width of the gate line is wider than the interval in the second direction between the transparent pixel electrodes PIT.

液晶表示装置ＬＣＤにおいては、複数のゲート線と、複数のデータ線と、により複数の画素領域が格子状に規定される。画像表示領域ＤＩＡはアクティブマトリクス表示処理として、ゲート線駆動回路からのゲート線を介したゲート電圧、およびデータ線駆動回路からのデータ線を介した映像データ電圧の供給を受け、薄膜トランジタＴＦＴのオン、オフでデータ電圧を透明画素電極ＰＩＴに供給し、このデータ電圧と、共通電極駆動回路から透明共通電極ＣＴに供給された共通（コモン）電圧との間の電界で液晶層ＬＣを駆動する。液晶層ＬＣの電圧低下を防止するために、各画素領域に保持容量ＳＴＧが形成されている。共通電圧の供給は共通電極駆動回路から透明共通電極ＣＴに画面領域に伝播されている。   In the liquid crystal display device LCD, a plurality of pixel regions are defined in a lattice shape by a plurality of gate lines and a plurality of data lines. The image display area DIA is supplied with the gate voltage from the gate line driving circuit via the gate line and the video data voltage from the data line driving circuit via the data line as active matrix display processing, and the thin film transistor TFT is turned on. The data voltage is supplied to the transparent pixel electrode PIT in the OFF state, and the liquid crystal layer LC is driven by an electric field between this data voltage and a common voltage supplied from the common electrode driving circuit to the transparent common electrode CT. In order to prevent a voltage drop in the liquid crystal layer LC, a storage capacitor STG is formed in each pixel region. The supply of the common voltage is propagated from the common electrode driving circuit to the transparent common electrode CT to the screen area.

色表示を行う場合、本実施例では、縦ストライプ状のカラーフィルタＣＦで形成された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の画素に接続されたデータ線Ｄ１（Ｒ）、Ｄ２（Ｇ）、Ｄ３（Ｂ）のデータが供給され、ゲート線Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３に所望のオン電圧を順に印加することにより実現する。従い、カラーフィルタＣＦは繰り返すデータ線の対象とする縦方向に対して、光を透過して同一色の光を出力するよう構成される。一方、データ線（第２の配線）を挟んで隣接する画素電極に対応するカラーフィルタは、それぞれ異なる色の光を出力するよう構成される。   In the case of performing color display, in this embodiment, the data lines D1 (R) and D2 connected to the red (R), green (G), and blue (B) pixels formed by the vertical-striped color filter CF. This is realized by supplying data (G) and D3 (B) and sequentially applying a desired ON voltage to the gate lines G1, G2, and G3. Accordingly, the color filter CF is configured to transmit light of the same color by transmitting light in the vertical direction as a target of the repeated data line. On the other hand, the color filters corresponding to the pixel electrodes adjacent to each other across the data line (second wiring) are configured to output light of different colors.

ここで、画像表示領域ＤＩＡにおいては色の区切り部となるデータ線間の区切り（横方向の画素区切り）にはブラックマトリクスＢＭが形成されているが、縦方向の画素区切りにはブラックマトリクスＢＭは形成されていない。この点について以下に説明する。   Here, in the image display area DIA, a black matrix BM is formed for the separation (horizontal pixel separation) between the data lines as the color separation portion, but the black matrix BM is used for the vertical pixel separation. Not formed. This will be described below.

図１６は、図１５に示す液晶表示装置ＬＣＤのマトリクス状の複数画素の平面図である。図１６は液晶表示装置の画像表示領域ＤＩＡにおける横方向に３つの画素、縦方向に３つの画素、すなわち９画素の取り出した平面図である。ゲート線ＧＬは薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電圧を供給する配線であり、データ線ＤＬは薄膜トランジスタＴＦＴに映像電圧を供給する配線である。透明共通電極ＣＴに共通電位は供給される。   16 is a plan view of a plurality of pixels in a matrix form of the liquid crystal display device LCD shown in FIG. FIG. 16 is a plan view showing three pixels in the horizontal direction and three pixels in the vertical direction, that is, nine pixels in the image display area DIA of the liquid crystal display device. The gate line GL is a wiring for supplying a gate voltage of the thin film transistor TFT, and the data line DL is a wiring for supplying a video voltage to the thin film transistor TFT. A common potential is supplied to the transparent common electrode CT.

図１６には、第２の透明基板ＳＵＢ２に形成されたブラックマトリクスＢＭの平面配置が例として示してある。データ線ＤＬ及び薄膜トランジスタＴＦＴは遮光効果のあるブラックマトリクスＢＭで上面から蓋がされている。一方、ゲート線ＧＬ上にブラックマトリクスＢＭは形成されておらず、ブラックマトリクスＢＭそのものが縦方向のみに伸びるストライプ形状である。ブラックマトリクスＢＭの無い部分が画素の開口部である。この開口部の１画素における大きさである開口率を大きくすることで、明るく、低消費電力の液晶表示装置を実現できる。   FIG. 16 shows an example of a planar arrangement of the black matrix BM formed on the second transparent substrate SUB2. The data lines DL and the thin film transistors TFT are covered with a black matrix BM having a light shielding effect from the upper surface. On the other hand, the black matrix BM is not formed on the gate line GL, and the black matrix BM itself has a stripe shape extending only in the vertical direction. A portion without the black matrix BM is a pixel opening. By increasing the aperture ratio, which is the size of one pixel of the opening, a bright and low power consumption liquid crystal display device can be realized.

また、本図に示していないが、赤Ｒ、緑Ｇ、青ＢのカラーフィルタＣＦも縦ストライプであり、この色レジストの境界が縦方向に延びるブラックマトリクスＢＭで隠されている。ゲート線ＧＬ上にはブラックマトリクスＢＭは形成されておらず、後述するように本実施例では開口率が向上し、明るく低消費電力の液晶表示装置が提供できる。   Although not shown in the figure, the color filters CF of red R, green G, and blue B are also vertical stripes, and the boundaries of the color resists are hidden by the black matrix BM extending in the vertical direction. The black matrix BM is not formed on the gate line GL. As described later, in this embodiment, the aperture ratio is improved, and a bright and low power consumption liquid crystal display device can be provided.

図１７は、図１５に示す液晶表示装置ＬＣＤの１画素の平面図である。図１７は、図１６における２本のゲート線ＧＬと２本のデータ線ＤＬに囲まれた１画素とその周辺図である。   FIG. 17 is a plan view of one pixel of the liquid crystal display device LCD shown in FIG. FIG. 17 shows one pixel surrounded by two gate lines GL and two data lines DL in FIG. 16 and its peripheral view.

平面的な配置とその機能を示す。ゲート線ＧＬは、断面構造については後述するが、不透明の金属層で形成された金属ゲート配線ＧＬＭと透明電極材料で構成された透明ゲート配線ＧＬＩの積層膜で構成されている。半導体層ＳＥＭの下部にはこの金属ゲート配線ＧＬＭが形成されており、バックライトの光照射をこの金属ゲート配線ＧＬＭで遮光することで薄膜トランジスタＴＦＴのリーク電流を低減させている。一方、ゲート線ＧＬの平面的な領域において、前記半導体層ＳＥＭの無い領域では、透明なゲート配線ＧＬＩで構成している。なお、図１７の領域Ｇのゲート線は透明である。   The planar arrangement and its functions are shown. Although the cross-sectional structure will be described later, the gate line GL includes a laminated film of a metal gate wiring GLM formed of an opaque metal layer and a transparent gate wiring GLI formed of a transparent electrode material. The metal gate wiring GLM is formed under the semiconductor layer SEM, and the leakage current of the thin film transistor TFT is reduced by shielding the light irradiation of the backlight by the metal gate wiring GLM. On the other hand, in the planar region of the gate line GL, the region without the semiconductor layer SEM is composed of a transparent gate wiring GLI. Note that the gate line in the region G in FIG. 17 is transparent.

このゲート線ＧＬには、図１５のゲート線駆動回路に接続されゲート電圧が印加される。一方、データ線ＤＬは、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、チタンＴｉあるいは銅Ｃｕを主成分とする金属材料、あるいは上記の複数の積層層あるいは、上記金属材料にタングステンＷやマンガンＭｎなどを添加された合金あるいは上記の組み合わせにおける積層金属層から形成される。厚さは１００ｎｍから３００ｎｍである。データ線ＤＬには映像用のデータ電圧が印加される。ゲート線ＧＬにゲートオン電圧が供給された場合、薄膜トランジスタの半導体層ＳＥＭが低抵抗となり、データ線ＤＬの電圧が、ソース電極ＳＭ、これと接続された透明画素電極ＰＩＴに伝わる。   A gate voltage is applied to the gate line GL connected to the gate line driving circuit of FIG. On the other hand, the data line DL is a metal material mainly composed of aluminum Al, molybdenum Mo, titanium Ti, or copper Cu, or a plurality of the above laminated layers, or an alloy obtained by adding tungsten W or manganese Mn to the metal material. Or it forms from the laminated metal layer in said combination. The thickness is 100 nm to 300 nm. A video data voltage is applied to the data line DL. When a gate-on voltage is supplied to the gate line GL, the semiconductor layer SEM of the thin film transistor has a low resistance, and the voltage of the data line DL is transmitted to the source electrode SM and the transparent pixel electrode PIT connected thereto.

液晶層ＬＣに印加されるもう一方の電圧、共通電圧は図１５の共通駆動電極駆動回路から透明共通電極ＣＴに印加される。透明共通電極ＣＴと透明画素電極ＰＩＴとは絶縁膜を介して積層されている。電極の重なり部分が保持容量ＳＴＧとなる。さらに、透明画素電極ＰＩＴには、１画素の表示領域内で、その長軸方向が上述の第１の方向に沿うように（略平行に）スリットが形成されている。このスリットは、上面からは透明画素電極ＰＩＴの電界が液晶駆動として液晶層ＬＣに印加され、この電界がこのスリットを経て透明共通電極ＣＴに至り表示を行う。ソース電極ＳＭから透明画素電極ＰＩＴへの接続は保護絶縁膜ＰＡＳに開けられたコンタクトホールＣＯＮＴの開口部を経由して行われている。   The other voltage and common voltage applied to the liquid crystal layer LC are applied to the transparent common electrode CT from the common drive electrode drive circuit of FIG. The transparent common electrode CT and the transparent pixel electrode PIT are stacked via an insulating film. The overlapping portion of the electrodes becomes the storage capacitor STG. Furthermore, a slit is formed in the transparent pixel electrode PIT so that its long axis direction is along the above-described first direction (substantially parallel) within the display area of one pixel. From the upper surface of the slit, the electric field of the transparent pixel electrode PIT is applied to the liquid crystal layer LC as a liquid crystal drive from the upper surface, and this electric field reaches the transparent common electrode CT through the slit to perform display. Connection from the source electrode SM to the transparent pixel electrode PIT is made via an opening of a contact hole CONT opened in the protective insulating film PAS.

本発明の実施形態では、半導体層ＳＥＭが配置されていないゲート線ＧＬが透明電極材料である透明ゲート配線ＧＬＩであり、保護絶縁膜ＰＡＳを介して上部に形成された透明共通電極ＣＴ、さらに隣り合う上下の画素領域の透明画素電極ＰＩＴがゲート線ＧＬに重なっていて透明である点である。この領域Ｇ（図１７で点線で囲んだ領域）はカラーフィルタＣＦの境界部もなく、さらにブラックマトリクスＢＭも形成されていない。そのため、この領域Ｇにおいて、正常な液晶動作を行うように横電界が印加されていればインプレーンスイッチング（ＩＰＳ）液晶として、オンオフ動作が可能であり開口率が大きく改善できる。本発明の実施の形態はこの機能を有している。   In the embodiment of the present invention, the gate line GL in which the semiconductor layer SEM is not disposed is the transparent gate line GLI that is a transparent electrode material, and is further adjacent to the transparent common electrode CT formed above via the protective insulating film PAS. The transparent pixel electrode PIT in the upper and lower pixel regions that meet each other overlaps the gate line GL and is transparent. This region G (region surrounded by a dotted line in FIG. 17) has no boundary portion of the color filter CF, and further, the black matrix BM is not formed. Therefore, in this region G, when a lateral electric field is applied so as to perform normal liquid crystal operation, on-off operation is possible as in-plane switching (IPS) liquid crystal, and the aperture ratio can be greatly improved. The embodiment of the present invention has this function.

図１８は、図１７に示す液晶表示装置ＬＣＤの１７−１７’線断面図である。断面はデータ電位をデータ線ＤＬから供給し、ゲート線ＧＬにオン電圧を印加した際に薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層ＳＥＭが低抵抗化され、これがソース電極ＳＭから透明画素電極ＰＩＴに伝わり、保持容量ＳＴＧや液晶層ＬＣの容量と蓄積されるルートと隣り合う左右の画素を含む断面構造である。   18 is a cross-sectional view taken along the line 17-17 'of the liquid crystal display device LCD shown in FIG. In the cross section, when the data potential is supplied from the data line DL and the ON voltage is applied to the gate line GL, the resistance of the semiconductor layer SEM of the thin film transistor TFT is reduced, which is transmitted from the source electrode SM to the transparent pixel electrode PIT, and the storage capacitor STG. And a cross-sectional structure including right and left pixels adjacent to the capacitance of the liquid crystal layer LC and the accumulated route.

断面構造における構成要素及びその機能、使用材料を示す。液晶層ＬＣは２枚の透明基板である第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２とに挟まれている。液晶層ＬＣには、電界方向に沿って液晶分子の長軸が揃うポジ型の液晶が封入されている。液晶層ＬＣの厚みは３から４μｍである。第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２はガラスで形成され、その厚みは製造工程では０．４から０．７ｍｍであるが、最終的には液晶層ＬＣが封入され第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２が形成された後に化学研磨され約０．２ｍｍと薄くする場合もある。基板材料としては、ガラス以外でもプラスティックを使用しても本発明を実現できる。   The components in the cross-sectional structure, their functions, and materials used are shown. The liquid crystal layer LC is sandwiched between two transparent substrates, the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2. In the liquid crystal layer LC, positive type liquid crystal in which major axes of liquid crystal molecules are aligned along the electric field direction is sealed. The thickness of the liquid crystal layer LC is 3 to 4 μm. The first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 are formed of glass, and the thickness thereof is 0.4 to 0.7 mm in the manufacturing process, but finally the liquid crystal layer LC is enclosed and the first transparent substrate In some cases, after the substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2 are formed, they are chemically polished and thinned to about 0.2 mm. As the substrate material, the present invention can be realized by using a plastic other than glass.

第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２の外側には第１の偏光板ＰＯＬ１と第２の偏光板ＰＯＬ２が貼られている。これは、第１の偏光板ＰＯＬ１の外側からのバックライトからの光に偏光を加え液晶と通過させ、液晶層ＬＣが光学的な複屈折効果により楕円偏光となり、これを更に第２の透明基板ＳＵＢ２の外側の第２の偏光板ＰＯＬ２を通過する際に直線偏光として通過する。   A first polarizing plate POL1 and a second polarizing plate POL2 are attached to the outside of the first transparent substrate SUB1 and the second transparent substrate SUB2. This is because polarized light is added to the light from the backlight from the outside of the first polarizing plate POL1 and allowed to pass through the liquid crystal, and the liquid crystal layer LC becomes elliptically polarized light due to the optical birefringence effect, which is further converted into the second transparent substrate. When passing through the second polarizing plate POL2 outside the SUB2, it passes as linearly polarized light.

本発明の液晶表示装置ＬＣＤにおいては、第１の偏光板ＰＯＬ１と第２の偏光板ＰＯＬ２の偏光軸は直行する（いわゆるクロスニコス）ように貼ってある。従って、無電界では、バックライトの光が液晶層ＬＣを通過しても第２の偏光板ＰＯＬ２が光を遮断し黒表示となる。一方、液晶層ＬＣに主に透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴの間で電圧が印加され、液晶層ＬＣに電界が印加されると液晶層ＬＣは複屈折動作で光を楕円偏光に変え、その駆動電圧に応じて透過率を変えることができ、階調表示から白表示が可能になる。   In the liquid crystal display device LCD of the present invention, the polarizing plates of the first polarizing plate POL1 and the second polarizing plate POL2 are pasted so as to be orthogonal (so-called cross Nicos). Therefore, in the absence of an electric field, even when the backlight light passes through the liquid crystal layer LC, the second polarizing plate POL2 blocks the light and displays black. On the other hand, when a voltage is applied to the liquid crystal layer LC mainly between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT, and an electric field is applied to the liquid crystal layer LC, the liquid crystal layer LC changes the light into elliptically polarized light by birefringence operation. The transmittance can be changed according to the driving voltage, and white display can be performed from gradation display.

液晶層ＬＣの両面にはその表面に液晶分子を固定できる第１の配向膜ＡＬ１と第２の配向膜ＡＬ２が形成されている。第１の配向膜ＡＬ１及び第２の配向膜ＡＬ２は主成分をポリイミドで構成され、その表面に液晶分子を整列させる方法としては、ラビングあるいは偏光された紫外線を照射することで実現する。   A first alignment film AL1 and a second alignment film AL2 capable of fixing liquid crystal molecules on the surface are formed on both surfaces of the liquid crystal layer LC. The first alignment film AL1 and the second alignment film AL2 are mainly composed of polyimide, and a method of aligning liquid crystal molecules on the surface thereof is realized by irradiating with rubbing or polarized ultraviolet rays.

色表示は第２の透明基板ＳＵＢ２に形成された、顔料を着色層とするカラーフィルタＣＦを光が透過することが実現する。顔料は液晶へ溶け込み汚染源となるため、その表面には有機材料であるオーバーコート膜ＯＣで被覆している。このオーバーコート膜ＯＣは表面を平坦化させる効果も持つ。   The color display realizes that light passes through the color filter CF formed on the second transparent substrate SUB2 and having a pigment as a colored layer. Since the pigment dissolves into the liquid crystal and becomes a contamination source, the surface is covered with an overcoat film OC which is an organic material. This overcoat film OC also has the effect of flattening the surface.

半導体層ＳＥＭの種類によって外部光が直接当たった場合、半導体層の抵抗が低下し、液晶表示装置の保持特性が低下し、良好な画像表示が行えないことがある。そのため、第１の透明基板ＳＵＢ１においては、半導体層ＳＥＭの上面にはブラックマトリクスＢＭを形成する。このブラックマトリクスＢＭは、カラーフィルタＣＦの画素間の境界にも配置され、隣りあう画素の光が斜めから見えることによる混色を防止し、画像を滲みなく表示することに大きな効果が上げる。ただし、このブラックマトリクスＢＭの幅が広すぎると開口率や透過率が低下する。そのため、高精細の液晶表示装置において、明るく低消費電力な性能を実現するには、このブラックマトリクスＢＭの幅を斜めから見た時の混色が起こらない範囲で最小の幅にする必要がある。   When external light is directly applied depending on the type of the semiconductor layer SEM, the resistance of the semiconductor layer is lowered, the holding characteristics of the liquid crystal display device are lowered, and good image display may not be performed. Therefore, in the first transparent substrate SUB1, the black matrix BM is formed on the upper surface of the semiconductor layer SEM. This black matrix BM is also arranged at the boundary between the pixels of the color filter CF, and prevents the color mixture due to the light of the adjacent pixels being seen from an oblique direction, and is highly effective in displaying an image without blurring. However, if the width of the black matrix BM is too wide, the aperture ratio and transmittance are lowered. Therefore, in order to realize bright and low power consumption performance in a high-definition liquid crystal display device, the width of the black matrix BM needs to be a minimum width within a range where no color mixture occurs when viewed obliquely.

ブラックマトリクスＢＭは、黒色顔料を用いた樹脂材料あるいは金属材料が構成される。本発明の実施の形態においては縦ストライプのカラーフィルタＣＦ配列であるので、データ線ＤＬ上にカラーフィルタＣＦの色の境界があり、この部分にブラックマトリクスＢＭが形成されている。一方、ゲート線ＧＬ上にカラーフィルタＣＦの色の境界はない。   The black matrix BM is made of a resin material or a metal material using a black pigment. In the embodiment of the present invention, since the color filter CF array is a vertical stripe, there is a color boundary of the color filter CF on the data line DL, and a black matrix BM is formed in this portion. On the other hand, there is no color boundary of the color filter CF on the gate line GL.

図１７における平面構成同様に、１画素内では液晶層ＬＣをコンデンサと見立てた場合の一方の透明画素電極ＰＩＴと他方の透明共通電極ＣＴに駆動電圧が印加される。まず、金属層で形成されたゲート線ＧＬにオン電圧が印加される。ゲート線ＧＬは、アルミニウムＡｌ、モリブデンＭｏ、チタンＴｉあるいは銅Ｃｕを主成分とする金属材料、あるいは上記の複数の積層層あるいは、上記金属材料にタングステンＷやマンガンＭｎなどを添加された合金あるいは上記の組み合わせにおける積層金属層から形成された金属ゲート配線ＧＬＭと、透明電極材料で構成された透明ゲート配線ＧＬＩの積層膜である。第１の透明基板ＳＵＢ１上に透明ゲート配線ＧＬＩと金属ゲート配線ＧＬＭをスパッタにより連続に成膜し、半導体層ＳＥＭが配置される領域のみを残して、他のゲート線ＧＬの領域では金属ゲート配線ＧＬＭは除去する。   Similarly to the planar configuration in FIG. 17, in one pixel, a driving voltage is applied to one transparent pixel electrode PIT and the other transparent common electrode CT when the liquid crystal layer LC is regarded as a capacitor. First, an on-voltage is applied to the gate line GL formed of a metal layer. The gate line GL is formed of a metal material mainly composed of aluminum Al, molybdenum Mo, titanium Ti, or copper Cu, or a plurality of stacked layers as described above, or an alloy obtained by adding tungsten W, manganese Mn, or the like to the metal material or the above. A laminated film of a metal gate wiring GLM formed of a laminated metal layer and a transparent gate wiring GLI made of a transparent electrode material. A transparent gate wiring GLI and a metal gate wiring GLM are continuously formed on the first transparent substrate SUB1 by sputtering, leaving only the region where the semiconductor layer SEM is disposed, and the metal gate wiring in the region of the other gate lines GL. GLM is removed.

ゲート線ＧＬの上部には、ゲート絶縁膜ＧＳＮが形成されている。ゲート絶縁膜ＧＳＮは、プラズマ化学気相成長方法（ＣＶＤ）で形成されたシリコンナイトライドが用いられる。ただし、本発明の機能としてはこれが二酸化シリコンＳｉＯ２、あるいはアルミナＡｌ２Ｏ３で形成しても良い。ゲート線ＧＬ上には、半導体層ＳＥＭが島状に加工され配置されている。半導体層材料としては、シリコンナイトライドとの組み合わせとしてはアモルファスシリコンａ−Ｓｉ、二酸化シリコンＳｉＯ２との組み合わせとしては酸化物半導体、あるいは光を透過する低温ポリシリコンＬＴＰＳが用いられ、酸化物半導体としてはインジウム、ガリウム、亜鉛の酸化物などを使用することが可能である。 A gate insulating film GSN is formed on the gate line GL. As the gate insulating film GSN, silicon nitride formed by plasma enhanced chemical vapor deposition (CVD) is used. However, as a function of the present invention, this may be formed of silicon dioxide SiO 2 or alumina Al 2 O 3 . A semiconductor layer SEM is processed and arranged in an island shape on the gate line GL. As the semiconductor layer material, amorphous silicon as a combination of silicon nitride is a-Si, low-temperature polysilicon LTPS transmitted through the oxide semiconductor or light, as a combination of a silicon dioxide SiO 2 is used, as the oxide semiconductor Indium, gallium, zinc oxide and the like can be used.

半導体層ＳＥＭの電流取り出し部には、データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭが形成される。データ線ＤＬとソース電極ＳＭは同一工程で形成された金属材料であり、金属ゲート配線ＧＬＭと同様の材料が使用される。ソース電極ＳＭ上には透明画素電極ＰＩＴが接続されている。透明画素電極ＰＩＴはマトリクス状に配列されたゲート線ＧＬとデータ線ＤＬに区切られた１画素領域内に線形電極とスリットを有するパターンを有する。   A data line DL and a source electrode SM are formed in the current extraction portion of the semiconductor layer SEM. The data line DL and the source electrode SM are metal materials formed in the same process, and the same material as that of the metal gate wiring GLM is used. A transparent pixel electrode PIT is connected on the source electrode SM. The transparent pixel electrode PIT has a pattern having linear electrodes and slits in one pixel region partitioned by the gate lines GL and the data lines DL arranged in a matrix.

透明画素電極ＰＩＴへのデータ電圧の供給は、ゲート線ＧＬにオン電圧が印加された時に、半導体層ＳＥＭが低抵抗となりデータ線ＤＬからソース電極ＳＭを経て透明画素電極ＰＩＴに伝わる。これと透明共通電極ＣＴとの間の容量に充電が行われる。   The supply of the data voltage to the transparent pixel electrode PIT is transmitted to the transparent pixel electrode PIT from the data line DL through the source electrode SM when the ON voltage is applied to the gate line GL and the semiconductor layer SEM has a low resistance. The capacitor between this and the transparent common electrode CT is charged.

データ線ＤＬ及びソース電極ＳＭ上には保護絶縁膜ＰＡＳが形成される。保護絶縁膜ＰＡＳとしてはシリコンナイトライドＳｉＮ３あるいは二酸化シリコンＳｉＯ２を使うことができる。厚さは２００から４００ｎｍである。 A protective insulating film PAS is formed on the data line DL and the source electrode SM. As the protective insulating film PAS, silicon nitride SiN 3 or silicon dioxide SiO 2 can be used. The thickness is 200 to 400 nm.

保護絶縁膜ＰＡＳ上には有機保護膜ＯＰＡＳが塗布され、有機膜コンタクトホールＯＣＯＮＴが中央部で開口される、有機保護膜ＯＰＡＳは厚さ３μｍの感光性レジストを用いている。有機材料はアクリルである。この有機膜コンタクトホールＯＣＯＮＴは有機保護膜ＯＰＡＳ自体が感光性であるので、ホトマスクを用いた露光工程での露光、現像処理で開口加工できる。   An organic protective film OPAS is applied on the protective insulating film PAS, and the organic film contact hole OCONT is opened at the center. The organic protective film OPAS is made of a photosensitive resist having a thickness of 3 μm. The organic material is acrylic. Since the organic protective film OPAS itself is photosensitive in the organic film contact hole OCONT, the opening can be processed by exposure and development processing in an exposure process using a photomask.

有機保護膜ＯＰＡＳ上には透明共通電極ＣＴが形成されている。透明共通電極ＣＴはインジウム、錫、酸化物あるいはインジウム、亜鉛、酸化物の材料で構成される。透明共通電極ＣＴ上にはシリコンナイトライドあるいは２酸化珪素で構成された上部絶縁層ＵＩＮＳが形成される。透明画素電極ＰＩＴは透明共通電極ＣＴと同様にインジウム・錫・酸化物などの透明電極材料で構成され、ソース電極ＳＭと上部絶縁層ＵＩＮＳに開口されたコンタクトホールＣＯＮＴを通じて接続されている。   A transparent common electrode CT is formed on the organic protective film OPAS. The transparent common electrode CT is made of indium, tin, oxide, or indium, zinc, or oxide material. An upper insulating layer UINS made of silicon nitride or silicon dioxide is formed on the transparent common electrode CT. The transparent pixel electrode PIT is made of a transparent electrode material such as indium, tin, and oxide, like the transparent common electrode CT, and is connected to the source electrode SM through a contact hole CONT opened in the upper insulating layer UINS.

図１９は、図１７に示す液晶表示装置ＬＣＤの１８−１８’線断面図である。本図は２本のゲート線ＧＬに挟まれた画素の断面図である。ゲート線ＧＬはこの領域では、金属ゲート配線ＧＬＭは除去されて透明ゲート配線ＧＬＩのみでゲート線ＧＬの機能を実現している。隣接する画素の断面も一部示す。画素は縦ストライプのカラーフィルタＣＦ配置において緑ＧのカラーフィルタＣＦ（Ｇ）に対応している。透明ゲート配線ＧＬＩの画素境界にはブラックマトリクスＢＭは形成されていない。   19 is a cross-sectional view taken along line 18-18 'of the liquid crystal display device LCD shown in FIG. This figure is a cross-sectional view of a pixel sandwiched between two gate lines GL. In this region of the gate line GL, the metal gate line GLM is removed, and the function of the gate line GL is realized only by the transparent gate line GLI. Some cross sections of adjacent pixels are also shown. The pixels correspond to the green G color filter CF (G) in the vertical stripe color filter CF arrangement. The black matrix BM is not formed at the pixel boundary of the transparent gate wiring GLI.

図１９の断面領域の構造と動作について、透明ゲート配線ＧＬＩに囲まれた開口領域と透明ゲート配線ＧＬＩの領域Ｇに分けて示す。なお、領域Ｇは図１５の平面図における領域Ｇと対応している。   The structure and operation of the cross-sectional area in FIG. 19 are shown separately in an opening area surrounded by the transparent gate wiring GLI and a region G of the transparent gate wiring GLI. The region G corresponds to the region G in the plan view of FIG.

開口領域では透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴの間に映像データ電圧、共通電圧が印加され、この電極間の電界が液晶層ＬＣに加わり、その電界強度により液晶層ＬＣの楕円偏光強度が変わることで透過率を制御して階調表示を行う。第１の透明基板ＳＵＢ１上に、透明画素電極ＰＩＴ及び透明共通電極ＣＴが形成され、これらの２つの電極間に印加される電界が液晶層ＬＣに伝播され、これで液晶分子ＬＣＭが水平に回転して光の透過率を階調制御するいわゆるインプレーン・スイッチング（ＩＰＳ）が行われる。   In the opening region, a video data voltage and a common voltage are applied between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT, and an electric field between the electrodes is applied to the liquid crystal layer LC, and the elliptical polarization intensity of the liquid crystal layer LC changes depending on the electric field strength. By controlling the transmittance, gradation display is performed. A transparent pixel electrode PIT and a transparent common electrode CT are formed on the first transparent substrate SUB1, and an electric field applied between these two electrodes is propagated to the liquid crystal layer LC, thereby rotating the liquid crystal molecules LCM horizontally. Thus, so-called in-plane switching (IPS) is performed to control the light transmittance in gradation.

各電極に印加される電位および液晶層ＬＣは、２つの電極に最大電圧差が印加された時に透過率が最大になるように設計される。透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴの電位差が小さくなると透過率が低下し、黒表示に向かう。電圧差が最大に向けて透過率が上昇し、白表示となる。最大電圧を印加した場合の最大透過率を単純に透過率と表現する場合もある。   The potential applied to each electrode and the liquid crystal layer LC are designed so that the transmittance is maximized when the maximum voltage difference is applied to the two electrodes. When the potential difference between the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT is reduced, the transmittance is reduced and the display is turned to black. The transmittance increases toward the maximum voltage difference and white display is performed. In some cases, the maximum transmittance when the maximum voltage is applied is simply expressed as transmittance.

液晶層ＬＣは有機材料の液晶分子ＬＣＭが充填されている。第１の透明基板ＳＵＢ１の内側表面に形成された第１の配向膜ＡＬ１と第２の透明基板ＳＵＢ２に形成された第２の配向膜ＡＬ２表面には配向処理で液晶分子ＬＣＭの長軸が固定される。前記透明画素電極ＰＩＴは、電極内にスリットを有する。スリットからは上部絶縁層ＵＩＮＳを介して、透明画素電極ＰＩＴから透明共通電極ＣＴの２つの電極間の電圧が大きくなると液晶層ＬＣに折り返すような電界による電気力線が形成される。   The liquid crystal layer LC is filled with organic liquid crystal molecules LCM. The major axis of the liquid crystal molecules LCM is fixed to the surfaces of the first alignment film AL1 formed on the inner surface of the first transparent substrate SUB1 and the second alignment film AL2 formed on the second transparent substrate SUB2 by the alignment treatment. Is done. The transparent pixel electrode PIT has a slit in the electrode. From the slit, electric lines of force are formed by an electric field that folds back to the liquid crystal layer LC when the voltage between the two electrodes of the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT increases through the upper insulating layer UINS.

一方、透明ゲート配線ＧＬＩを中心とする領域Ｄについては、透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＴは先の開口領域と同じである。透明ゲート配線ＧＬＩはゲートオン電圧が伝播されているが、透明共通電極ＣＴはシールドの役目を果たすので透明ゲート配線ＧＬＩからの電界がノイズとなり液晶動作に悪影響を与えることは無い。従って、本発明の実施形態においては透明ゲート配線ＧＬＩ上の液晶層ＬＣも隣り合う画素として、動作する。すなわち、ブラックマトリクスＢＭが無い領域が有効な画素開口部として利用できるので、明るく低消費電力の液晶表示装置が提供できる。また隣り合う画素のカラーフィルタＣＦは同一であるので斜めから覗いても色の混色は無い。   On the other hand, in the region D centering on the transparent gate wiring GLI, the transparent pixel electrode PIT and the transparent common electrode CT are the same as the previous opening region. Although the gate-on voltage is propagated through the transparent gate line GLI, since the transparent common electrode CT serves as a shield, the electric field from the transparent gate line GLI becomes noise and does not adversely affect the liquid crystal operation. Therefore, in the embodiment of the present invention, the liquid crystal layer LC on the transparent gate wiring GLI also operates as an adjacent pixel. That is, since a region without the black matrix BM can be used as an effective pixel opening, a bright and low power consumption liquid crystal display device can be provided. Further, since the color filters CF of adjacent pixels are the same, there is no color mixing even when viewed from an oblique direction.

このように本実施の形態は、ゲート線ＧＬを透明化し、これと縦ストライプのカラーフィルタＣＦ方式を組み合わせることで、開口率が高いことによる、明るくかつ低消費電力の液晶表示装置が提供される。   As described above, in the present embodiment, the gate line GL is made transparent, and this is combined with the vertical stripe color filter CF method, thereby providing a bright and low power consumption liquid crystal display device with a high aperture ratio. .

なお、本実施形態ではゲート線ＧＬが透明電極材料で形成される構成が示されたが、本発明はこれに限定されない。仮にゲート線ＧＬが光を透過しない材料で形成される構成においても、ゲート線ＧＬが、透明画素電極ＰＩＴが形成される領域から第２の方向において所定の値以下の間隔で近接又は少なくとも一部において重畳する領域に形成されることで、ゲート線ＧＬに近接する領域まで開口部として利用できるため、開口率の向上という効果が得られる。   In the present embodiment, the configuration in which the gate line GL is formed of a transparent electrode material is shown, but the present invention is not limited to this. Even in a configuration in which the gate line GL is formed of a material that does not transmit light, the gate line GL is close or at least partially adjacent to the region where the transparent pixel electrode PIT is formed at an interval equal to or less than a predetermined value in the second direction. By forming in the overlapping region in FIG. 6, the region close to the gate line GL can be used as an opening, and the effect of improving the aperture ratio can be obtained.

ＬＣＤ 液晶表示装置、ＤＩＡ 画像表示領域、ＳＵＢ１ 第１の透明基板、ＳＵＢ２ 第２の透明基板、ＡＬ１ 第１の配向膜、ＡＬ２ 第２の配向膜、ＬＣ 液晶層、ＬＣＭ 液晶分子、ＰＯＬ１ 第１の偏光板、ＰＯＬ２ 第２の偏光板、ＧＬ，Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇｎ ゲート線、ＳＴＧ 保持容量、ＧＬＭ 金属ゲート配線、ＧＬＩ 透明ゲート配線、ＢＭ ブラックマトリクス、ＴＦＴ 薄膜トランジスタ、ＧＳＮ ゲート絶縁膜、ＰＡＳ 保護絶縁膜、ＯＰＡＳ 有機保護膜、ＵＩＮＳ 上部絶縁層、ＤＬ，Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄｎ データ線、ＣＯＮＴ コンタクトホール、ＯＣＯＮＴ 有機膜コンタクトホール、ＳＭ ソース電極、ＳＥＭ 半導体層、ＣＴ 透明共通電極、ＰＩＴ 透明画素電極、ＣＦ カラーフィルタ、ＯＣ オーバーコート膜、Ｄ，Ｇ 領域、Ｒ１，Ｒ２ 画素領域、ＥＦ 電界。   LCD liquid crystal display device, DIA image display area, SUB1 first transparent substrate, SUB2 second transparent substrate, AL1 first alignment film, AL2 second alignment film, LC liquid crystal layer, LCM liquid crystal molecule, POL1 first Polarizing plate, POL2 Second polarizing plate, GL, G1, G2, G3, Gn gate line, STG storage capacitor, GLM metal gate wiring, GLI transparent gate wiring, BM black matrix, TFT thin film transistor, GSN gate insulating film, PAS protection Insulating film, OPAS organic protective film, UINS upper insulating layer, DL, D1, D2, D3, Dn data line, CONT contact hole, OCONT organic film contact hole, SM source electrode, SEM semiconductor layer, CT transparent common electrode, PIT transparent Pixel electrode, CF color filter, OC overcoat Film, D, G region, R1, R2 pixel region, EF electric field.

Claims (7)

第１の基板と、液晶層を介して前記第１の基板と対向する第２の基板を備え、
前記第１の基板は、
前記第１の基板上に第１の方向に形成される複数の第１の配線と、
前記第１の基板上に前記第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数の第２の配線と、
前記第１の基板上に形成される透明共通電極と、
前記複数の第１の配線および前記複数の第２の配線により供給される信号に基づいて駆動する、前記透明共通電極に絶縁層を介して対向して形成される複数の透明画素電極と、
を有し、
前記第２の基板は、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する表面上に形成されるカラーフィルタを有し、
前記複数の第１の配線と、前記複数の第２の配線と、により複数の画素領域が格子状に規定される液晶表示装置であって、
前記透明共通電極は、前記複数の第１の配線を覆い、
前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向に沿って形成されるスリットを有し、
前記第２の方向において隣接する複数の画素領域に対応する前記カラーフィルタは光を透過して同一色の光を出力する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate and a second substrate facing the first substrate via a liquid crystal layer;
The first substrate is
A plurality of first wirings formed in a first direction on the first substrate;
A plurality of second wirings formed on the first substrate in a second direction different from the first direction;
A transparent common electrode formed on the first substrate;
A plurality of transparent pixel electrodes that are driven based on signals supplied by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings and that are formed to face the transparent common electrode with an insulating layer interposed therebetween;
Have
The second substrate has a color filter formed on a surface of the second substrate facing the first substrate;
A liquid crystal display device in which a plurality of pixel regions are defined in a lattice shape by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings,
The transparent common electrode covers the plurality of first wires,
The plurality of transparent pixel electrodes have slits formed along the first direction,
The color filters corresponding to a plurality of pixel regions adjacent in the second direction transmit light and output light of the same color;
A liquid crystal display device characterized by the above. 請求項１に記載の液晶表示装置において、
前記複数の第１の配線の少なくとも一部は光を透過することを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1.
A liquid crystal display device, wherein at least part of the plurality of first wirings transmits light. 請求項１又は２に記載の液晶表示装置において、
前記第２の配線を挟んで隣接する画素領域に対応するカラーフィルタは、それぞれ異なる色の光を出力する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1 or 2,
The color filters corresponding to the pixel regions adjacent to each other across the second wiring output light of different colors.
A liquid crystal display device characterized by the above. 請求項１ないし３に記載の液晶表示装置において、
前記複数の第１の配線がデータ線であり、
前記複数の第２の配線がゲート線である、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The plurality of first wirings are data lines,
The plurality of second wirings are gate lines;
A liquid crystal display device characterized by the above. 請求項１ないし３に記載の液晶表示装置において、
前記複数の第１の配線がゲート線であり、
前記複数の第２の配線がデータ線である、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
The plurality of first wirings are gate lines;
The plurality of second wirings are data lines;
A liquid crystal display device characterized by the above. 請求項１ないし５に記載の液晶表示装置において、
前記複数の第１の配線の幅は、前記複数の透明画素電極間の前記第２の方向における間隔より広い、
ことを特徴とする液晶表示装置。 The liquid crystal display device according to claim 1,
A width of the plurality of first wirings is wider than an interval in the second direction between the plurality of transparent pixel electrodes;
A liquid crystal display device characterized by the above. 第１の基板と、液晶層を介して前記第１の基板と対向する第２の基板を備え、
前記第１の基板は、
前記第１の基板上に第１の方向に形成される複数の第１の配線と、
前記第１の基板上に前記第１の方向と異なる第２の方向に形成される複数の第２の配線と、
前記第１の基板上に形成される透明共通電極と、
前記複数の第１の配線および前記複数の第２の配線により供給される信号に基づいて駆動する、前記透明共通電極に絶縁層を介して対向して形成される複数の透明画素電極と、
を有し、
前記第２の基板は、前記第２の基板の前記第１の基板と対向する表面上に形成されるカラーフィルタを有し、
前記複数の第１の配線と、前記複数の第２の配線と、により複数の画素領域が格子状に規定される液晶表示装置であって、
前記透明共通電極は、前記複数の第１の配線を覆い、
前記複数の透明画素電極は、前記第１の方向に沿って形成されるスリットを有し、
前記複数の第１の配線は光を透過し、
前記液晶層内の、前記複数の第１の配線の少なくとも１つと、前記複数の画素領域の境界と、を挟んで隣接する２つの透明画素電極間の液晶は、該２つの透明画素電極と、前記透明共通電極と、の間の電界により光の透過が制御され、
前記第２の方向において隣接する複数の画素領域に対応する前記カラーフィルタは光を透過して同一色の光を出力する、
ことを特徴とする液晶表示装置。 A first substrate and a second substrate facing the first substrate via a liquid crystal layer;
The first substrate is
A plurality of first wirings formed in a first direction on the first substrate;
A plurality of second wirings formed on the first substrate in a second direction different from the first direction;
A transparent common electrode formed on the first substrate;
A plurality of transparent pixel electrodes that are driven based on signals supplied by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings and that are formed to face the transparent common electrode with an insulating layer interposed therebetween;
Have
The second substrate has a color filter formed on a surface of the second substrate facing the first substrate;
A liquid crystal display device in which a plurality of pixel regions are defined in a lattice shape by the plurality of first wirings and the plurality of second wirings,
The transparent common electrode covers the plurality of first wires,
The plurality of transparent pixel electrodes have slits formed along the first direction,
The plurality of first wirings transmit light,
The liquid crystal between two transparent pixel electrodes adjacent to each other across at least one of the plurality of first wirings and the boundary of the plurality of pixel regions in the liquid crystal layer includes the two transparent pixel electrodes, The transmission of light is controlled by the electric field between the transparent common electrode,
The color filters corresponding to a plurality of pixel regions adjacent in the second direction transmit light and output light of the same color;
A liquid crystal display device characterized by the above.
JP2013098860A 2013-05-08 2013-05-08 Liquid crystal display device Pending JP2014219570A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013098860A JP2014219570A (en) 2013-05-08 2013-05-08 Liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013098860A JP2014219570A (en) 2013-05-08 2013-05-08 Liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014219570A true JP2014219570A (en) 2014-11-20

Family

ID=51938043

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013098860A Pending JP2014219570A (en) 2013-05-08 2013-05-08 Liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014219570A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019015844A (en) * 2017-07-06 2019-01-31 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display device and electronic apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019015844A (en) * 2017-07-06 2019-01-31 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display device and electronic apparatus
JP7011413B2 (en) 2017-07-06 2022-01-26 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display and electronic devices

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10061162B2 (en) Method for fabricating the liquid crystal display device having a seal insertion groove and a plurality of anti-spreading grooves
US10459301B2 (en) Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
WO2014181494A1 (en) Liquid crystal display device and method for manufacturing same
US9269818B2 (en) Array substrate for liquid crystal display device and method for fabricating the same
US10191341B2 (en) Display device and method of manufacturing display device
KR102334808B1 (en) Display panel
JP5460123B2 (en) Liquid crystal display
JP2014186121A (en) Liquid crystal display device and driving method thereof
KR101522241B1 (en) Liquid crystal display device controllable viewing angle and method of fabricating the same
US20130342781A1 (en) Liquid crystal display device and method for fabricating the same
KR20070000317A (en) Liquid crystal display and fabricating method thereof
KR20060136287A (en) Liquid crystal display and fabricating method thereof
JP4776915B2 (en) Display panel, manufacturing method thereof, and liquid crystal display device having the same
KR20100066219A (en) Liquid crystal display device and method of fabricating the same
KR20100122404A (en) Fringe field switching liquid crystal display device and method of fabricating the same
KR101172048B1 (en) Liquid Crystal Display And Method For Fabricating The Same
WO2012124699A1 (en) Liquid crystal display
KR20120133130A (en) Fringe field switching liquid crystal display device and method of fabricating the same
WO2013021884A1 (en) Method for producing liquid crystal panel, and liquid crystal panel
KR101432570B1 (en) In plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP2014219570A (en) Liquid crystal display device
KR101697587B1 (en) In plane switching mode liquid crystal display device and method of fabricating the same
JP2015052758A (en) Liquid crystal display device
KR20050001952A (en) Liquid crystal display device of in-plane switching and method for fabricating the same
TWI775376B (en) Liquid crystal display device