CN101109879B - 液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供提高开口率的同时增大辅助电容的液晶显示装置。在第1基板10A上形成的有源元件的上层依次层叠形成的门绝缘膜12B、门电极2、层间绝缘膜12C、图像线D与源电极4。层间绝缘膜12C由至少含有高电介质微粒或溶胶凝胶的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜形成。门绝缘膜12B上具有第1通孔SH3，在第1通孔SH3内的层间绝缘膜12C上形成第2通孔SH4，通过第2通孔SH4将源电极4电连接在有源元件上，门电极2、图像线D、源电极4及层间绝缘膜12C构成保持电容。

Description

液晶显示装置及其制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示装置及其制造方法，特别涉及一种适合用于构成液晶显示装置显示部的液晶显示面板的形成有有源元件(典型的有薄膜晶体管)的基板。
背景技术
使用以薄膜晶体管(TFT)为代表的有源元件的有源·矩阵型液晶显示装置由于薄、轻质的特征和高画质而作为各种显示装置得到广泛普及。该液晶显示装置的显示方式大致有以下2种。一种是用形成有透明电极的2张基板夹持液晶，利用施加在透明电极上的电压启动，调制透过透明电极射入液晶的光而进行显示的方式，现在普及的相当一部分产品采用该纵电场方式。
另一种是横电场方式或被称为平面转换(in-plane switching，IPS)方式的显示方式。该IPS方式的液晶显示面板是在像素电极与对置电极之间的至少一部分产生与基板面平行的电场，通过该电场驱动液晶，调制透过液晶层的光而显示图像，具有视场角显著增大的特点。关于采用该IPS方式的有源·矩阵型液晶显示装置的特征记载在专利文献1、专利文献2中。
并且，在该IPS方式的液晶显示面板中，已知有下述液晶显示面板，所述显示面板夹持绝缘膜形成面状的对置电极与具有线状部分的像素电极，该面状的对置电极与具有线状部分的像素电极之间产生电场，通过该电场驱动液晶，调制透过液晶层的光，从而显示图像。
需要说明的是，虽然未必是关于IPS方式的文献，但作为与本发明相关的现有技术文献，有专利文献3、专利文献4、专利文献5、专利文献6、专利文献7、专利文献8、专利文献9、专利文献10、专利文献11。
另外，不作为显示设备，而是作为含有高电介质微粒的感光性材料，有专利文献12、专利文献13、专利文献14、专利文献15、专利文献16。
[专利文献1]特表平5-505247号公报
[专利文献2]特开平6-160878号公报
[专利文献3]特开平5-61057号公报
[专利文献4]特开平6-138484号公报
[专利文献5]特开平8-152650号公报
[专利文献6]特开平9-90341号公报
[专利文献7]特开2000-310793号公报
[专利文献8]特开2001-13518号公报
[专利文献9]特开2006-18326号公报
[专利文献10]特开平9-127548号公报
[专利文献11]特开平6-242433号公报
[专利文献12]特开2000-30534号公报
[专利文献13]特开2003-7135号公报
[专利文献14]特开2003-287883号公报
[专利文献15]特开2003-288813号公报
[专利文献16]特开2004-14297号公报
发明内容
有源·矩阵型液晶显示装置正在逐步高精细化以及用于实现低耗电化的高开口率化。上述IPS方式的液晶面板由于结构原因，存在与纵电场方式的液晶面板相比难以提高开口率的问题。
上述使用面状对置电极的IPS方式的液晶显示面板由面状的对置电极与具有线状部分的像素电极及其间的绝缘膜形成辅助电容(Cst)。辅助电容用于更稳定地保持像素电极的充电电荷。此处所说的IPS方式，目前将形成在非透光部的辅助电容(Cst)以透明电容膜的形式形成在透光部。由此可以提高开口率。此时，具有高透明性、高电容并且耐压高的电容器是不可缺少的。
此处，电容器的电容C用下式(1)表示。
C＝εrεoS/d......(1)
式(1)中，C：电容；εr：相对介电常数；εo：真空介电常数；S：电极面积；d：电极间距离
因此，为了得到高电容，必须使用相对介电常数高的材料、或增大电极面积、或减少电极间距离。由于也要求高精细化，故电极面积的大小有限。特别是中小型设备，为了同时实现高精细化，必须减小电极面积。然后，关于减少电极间距离的手段，考虑到膜厚的控制问题或耐压降低的问题，也是有限的。
本发明是为了解决上述现有技术的问题而完成的，本发明的目的在于提供高透明、具有高电容且耐压高的电容器。通过下面说明书的叙述和附图可以明确本发明的上述目的以及其他目的与新特征。
本发明的代表性方案的概要如下所述。即，
(1)本发明的液晶显示装置具有第1基板、第2基板和夹持在上述第1基板与上述第2基板之间的液晶，
上述第1基板具有有源元件、形成在上述有源元件上层的第1绝缘膜、设置在上述第1绝缘膜上层的第1电极、设置在上述第1电极上层的第2绝缘膜、设置在上述第2绝缘膜上层的第2电极，
上述第2绝缘膜是相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜，
上述第1绝缘膜具有第1接触孔，
上述第2绝缘膜形成在上述第1电极与上述第2电极之间、以及上述第1接触孔内，
上述第1接触孔内的上述第2绝缘膜上形成有第2接触孔，
上述第2电极为像素电极，
上述第2电极通过上述第2接触孔电连接在上述有源元件上，
由上述第1电极、上述第2电极与上述第2绝缘膜形成保持电容。
(2)本发明涉及(1)所述的液晶显示装置，其中，上述第2电极为透明电极。
(3)另外，本发明涉及(1)或(2)所述的液晶显示装置，其中，上述第2绝缘膜可以使用至少含有构成其主体材料的透明膜和相对介电常数比该透明膜材料大的微粒的绝缘膜。
(4)本发明涉及(3)所述的液晶显示装置，其中，相对介电常数比上述透明膜材料大的微粒的粒径可以为30nm以下。
(5)本发明涉及(3)或(4)所述的液晶显示装置，其中，作为相对介电常数比上述透明膜材料大的微粒，可以使用下述材料(a)。(a)氧化钛、钛酸钡、氧化铝、氧化钽、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化钇。上述化合物可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。
(6)本发明涉及(1)或(2)所述的液晶显示装置，其中，上述第2绝缘膜可以为至少含有构成其主体材料的透明膜、和相对介电常数比该透明膜材料大的溶胶凝胶的材料。
(7)本发明涉及(6)所述的液晶显示装置，其中，相对介电常数比上述透明膜材料大的溶胶凝胶可以使用下述材料(a)。(a)氧化钛、钛酸钡、氧化铝、氧化钽、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化钇。其中，上述化合物可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。
(8)本发明涉及(3)～(7)中任一项所述的液晶显示装置，其中，构成上述主体材料的透明膜可以为至少含有从丙烯酸类聚合物、苯乙烯类聚合物、烯烃类聚合物以及它们的共聚物中选出的聚合物的透明膜。
(9)本发明涉及(3)～(7)中任一项所述的液晶显示装置，其中，构成上述主体材料的透明膜可以是具有感光性的透明膜。
(10)本发明涉及(1)～(9)中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第2绝缘膜的膜厚可以为100nm以上至1000nm以下。
(11)本发明涉及(1)～(10)中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第2绝缘膜在波长为450nm以上至800nm以下处的透过率可以为90％以上。
(12)本发明涉及(1)～(11)中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第1电极可以为透明电极。
(13)本发明涉及(1)～(11)任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第1电极可以为反射电极。
(14)本发明涉及(13)所述的液晶显示装置，其中，上述反射电极上存在凹凸。
(15)本发明涉及(1)～(11)中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第1电极可以为透明电极和反射电极。
(16)本发明涉及(1)～(15)中任一项所述的液晶显示装置，其中，以上述第1电极为对置电极，通过由上述第1电极与上述第2电极产生的电场驱动上述液晶。
(17)本发明涉及(16)所述的液晶显示装置，其中，上述第1电极上设置狭缝。
(18)本发明涉及(1)～(15)中任一项所述的液晶显示装置，其中，上述第2基板具有对置电极，通过由上述对置电极与上述第2电极产生的电场驱动上述液晶。
(19)本发明涉及(1)～(18)中任一项所述的液晶显示装置，其中，可以在上述第1电极与上述第2电极之间设置第3绝缘膜。
(20)本发明涉及(1)～(19)中任一项所述的液晶显示装置，其中，可以使上述第2绝缘膜的表面为平坦状。
(21)本发明的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括下述工序：
在上述第1基板的主面上形成有源元件；
在上述有源元件的上层依次层叠第1绝缘膜、第1电极、第2绝缘膜及第2电极；
使用相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜，在上述第1电极与上述第2电极之间、以及上述第1通孔内形成上述第2绝缘膜；
在上述第1通孔内的上述第2绝缘膜上形成第2通孔；
通过上述第2接触孔在上述有源元件上电连接构成像素电极的上述第2电极；
由上述第1电极、上述第2电极以及上述第2绝缘膜形成保持电容；
使上述第2绝缘膜具有感光性，对上述第2绝缘膜进行规定图案的曝光、显影，形成上述第2通孔。
需要说明的是，记载在上述(1)～(21)中的方案只是一个例子，本发明并不限定于此。
对上述本发明的代表性方案例中的[相对介电常数]、[材料]、[微粒]、[粒径]、[溶胶凝胶]、[感光性]、[混合比率]、[膜厚]、[透过率]、[折射率]、[平坦性]等进行说明。
[相对介电常数]：作为上述相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜，可以举出至少含有构成其主体材料的透明膜、和相对介电常数比该透明膜材料大的微粒或溶胶凝胶的材料。此处，作为相对介电常数，优选为4.0以上，较优选为6.0以上。可以举出下述理由。
即，以手机的液晶面板为代表的中小型液晶显示器也开始逐步高精细化，从现在的QVGA(320×240像素)发展到将来的VGA(640×480像素)。考虑该VGA的2.4英寸(公称)的面板时，假定需要60fF的辅助电容，如果将它的电极面积设为400μm2，则使用相对介电常数为4.0以下的材料、例如现有已知的相对介电常数为3.3的丙烯酸类高分子之类的涂布型绝缘膜时，通过下述关系式，可以得到电极间距离d约为195nm。因此，必须将涂布型绝缘膜的膜厚控制在200nm左右。
C＝εrεoS/d......(1)
式(1)中，C：电容；εr：相对介电常数；εo：真空介电常数；S：电极面积；d：电极间距离
由上述式(1)可知，由于电容C与电极面积S成比例，故只要能增大电极面积就可以增大电容。但是，从上述高精细化的趋势可知减少电极面积是有限的。由于电极间距离d与电容成反比关系，故也可以通过减少电极间距离d来增大电容。但是，该情况下，耐压和漏电流成为问题。实际上，在膜厚为200nm左右的有机膜中，耐压和漏电流成为问题的可能性很高。
与此相对，使用相对介电常数例如为5.0的材料时，通过式(1)可知电极间距离为300nm，膜厚可以变厚，对耐压和漏电流是有利的。介电常数更高时，其效果更显著。
[材料](有机高分子)：在本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜中，作为构成其主体的透明膜，可以举出丙烯酸酯类聚合物、甲基丙烯酸酯类聚合物、苯乙烯类聚合物、烯烃类聚合物以及它们的共聚物等。除上述列举的材料之外，只要是可见区域的透明性高、通过200℃左右的热处理不着色的材料就可以使用。作为上述聚合物的分子量，优选重均分子量为1000～100,000。上述聚合物可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。上述聚合物的相对介电常数为3～3.5。还可以在上述聚合物中混合用于赋予感光性的感光成分。另外，也可以使聚合物中直接带有感光成分。
[微粒]：在上述相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜中，作为相对介电常数比该透明膜材料大的微粒，可以举出氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)等金属氧化物。还可以举出相对介电常数高的金属氮化物，例如氮化硅(Si3N4)等。上述微粒可以使用1种，也可以混合2种以上进行使用。下面，表1中给出电介质与其特征。
[表1]
高电介质 化学式 相对介电常数  折射率 特征
氧化钛 TiO<sub>2</sub> x，y＝8.1，z＝173  2.3-2.55 廉价，高透明性
钛酸钡 BaTiO<sub>3</sub> 1200-2900  2.3-2.4 介电常数非常高
氧化铝 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 8.5-10  1.67 廉价，高透明性
氧化钽 Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 25  2.16
氧化锆 ZrO<sub>2</sub> 11-18.5  2.05 高透明性
氧化铪 HfO<sub>2</sub> 24  1.95
氧化钇 Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 11  1.87
氧化铌 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 46  2.33
氮化硅 Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub> 7-8
[粒径]：以微粒形式添加上述化合物时，其一次粒径优选为30nm以下，更优选为20nm以下。粒径如果大于该值，则散射光的效果易增大，难以得到透明的膜。另外，即使一次粒径小，一旦发生凝集，也会成为散射的原因，故优选不发生凝集的微粒。
另外，根据材料的不同有时显示某些活性。例如，关于TiO2，已知结晶为锐钛矿型的TiO2显示了光催化活性。但是，本发明的用途中，由于该活性与材料的劣化等相关，会带来不良影响，故优选光催化活性小的金红石型。并且，优选周围被SiO2或Al2O3之类更稳定的材料覆盖的微粒。
为了避免微粒的凝集，本发明中使用的高电介质的微粒优选进一步用表面处理剂处理其周围后的微粒。可以根据需要在适当的溶剂中混合粘合剂或作为感光成分的有机高分子等涂敷在上述微粒上。因此，为了提高其在溶液中的分散性，优选用适当的表面处理剂进行表面处理后的微粒。作为具体的表面处理剂，可以举出硅烷偶联剂、硅类聚合物、硬脂酸等。
[溶胶凝胶]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜可以含有相对介电常数比该透明膜材料大的溶胶凝胶。作为上述溶胶凝胶，可以举出氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、钛酸钡(BaTiO3)、氧化钽(Ta2O5)、氧化锆(ZrO2)、氧化铪(HfO2)、氧化铌(Nb2O5)、氧化钇(Y2O3)等金属氧化物的溶胶凝胶。上述溶胶凝胶可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。
溶胶凝胶的情况下，由于不是粒子，故散射光的作用小，具有易得到透明的膜的特征。但是，相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜为感光性材料时，溶胶凝胶易影响其显影特性。上述溶胶凝胶可以与上述微粒一同使用。
溶胶凝胶的情况下，有时可以仅由溶胶凝胶形成涂膜。因此，在仅用溶胶凝胶形成规定膜厚的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜时，可以不使用作为主体材料的透明膜的有机高分子，而仅用溶胶凝胶材料形成膜。
[金属杂质]：作为本发明中使用的微粒的溶胶凝胶，优选不含有钠、钾等碱金属或钙、镁等碱土金属、铬、铅等重金属。作为浓度，优选低于1ppm的浓度。如果大量含有上述杂质，则形成的涂布型透明绝缘膜的可靠性下降。并且，上述杂质扩散，对薄膜晶体管的晶体管本身的性能带来不良影响。
[感光性]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜优选具有感光性。本发明的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜必须形成以通孔为代表的图案。因此，不具有感光性时，涂布上述涂布型透明绝缘膜并固化后，必须在上层另外涂布具有感光性的光致抗蚀剂等，将其焙烧、曝光、显影，形成图案。再以其为掩模，蚀刻下层的涂布型透明绝缘膜，转印图案，最后必须除去上层的光致抗蚀剂，使得工序变长。
与此相对，相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜具有感光性时，由于其本身感光，故涂布、焙烧、曝光显影后可以形成图案，经其后的光漂白及固化而结束工序。因此，能简单地形成图案，故而是有利的。
为了使涂布型透明绝缘膜具有感光性，例如，可以举出下述材料，即该材料至少含有作为上述有机高分子粘合剂的使用羧酸之类碱可溶性基团的聚合物和作为感光剂的重氮萘醌。上述材料中，由于重氮萘醌因曝光而分解，变为茚羧酸，碱溶性提高，故通过碱显影除去曝光部，得到正型图案。
并且，为了在通过曝光、显影形成图案后使膜固化，可以使上述有机高分子粘合剂在侧链上含有引起热交联的环氧基或丙烯酸酯等聚合性基团。
另外，作为使该绝缘膜具有感光性的其他方法，有下述方法：使用下述聚合物作为上述有机高分子粘合剂，并使该绝缘膜含有光聚合引发剂或进一步根据需要含有多官能聚合性低聚物，所述聚合物使用羧酸之类碱可溶性基团、且侧链具有丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基等聚合性基团。上述材料通过曝光开始光聚合，曝光部发生交联，通过碱显影除去未曝光部，得到负型图案。
[感光性溶胶凝胶]：使用相对介电常数为5.0以上的高电介质的金属氧化物、例如TiO2、Al2O3、BaTiO3、Ta2O5、ZrO2、ZnO、HfO2、Nb2O5、Y2O3等的溶胶凝胶时，由于其本身可以得到透明的涂膜，故也可以向其中加入感光成分用作感光性材料。具体而言，可以加入鎓盐或硫酰亚胺等光致产酸剂，得到曝光部不溶化的负型感光性组合物。另外，也可以通过重氮萘醌类材料，得到曝光部的溶解性提高的正型感光性组合物。
[混合比率]：相对介电常数比构成本发明主体的透明膜材料大的微粒或者溶胶凝胶相对于该透明膜的比率可以在1/99～99/1(wt％)之间自由变化，使相对介电常数为4.0以上。
[溶剂]：作为本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜的溶剂，只要是能涂布的溶剂即可，没有特别限定。例如，可以举出丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇甲基醚(PGME)、二甘醇二甲基醚、二甘醇甲基乙基醚、环己酮、环戊酮、乙酸异戊酯等。上述溶剂可以单独使用，也可以混合2种以上进行使用。并且，为了防止涂布时被称为条痕的条纹或斑点，可以使上述溶剂中含有表面活性剂。
[有机高电介质]：作为本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜，可以使用有机高电介质材料代替相对介电常数高的金属氧化物、例如TiO2、Al2O3、BaTiO3、TaO、ZrO2、ZnO、HfO2、Nb2O5、Y2O3等的微粒、溶胶凝胶。作为有机高电介质材料，可以举出具有氰基乙基那样的大偶极矩的聚合物。
[过程]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜具有感光性时，可以包括使膜透明化的光漂白工序、或用于使膜固化的热处理工序。作为光漂白工序，可以采用下述工序，所述工序为：使用i射线(波长为365nm)等紫外线，以数十mJ/cm2～数J/cm2的适当曝光量使膜褪色成为透明的工序。热固化工序可以采用在100℃～数百℃的温度下、为防止氧化优选在氧浓度被抑制在数％以下的氮气环境下进行数十分钟～数小时的热处理的工序。
[膜厚]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜的膜厚优选在100nm以上、1000nm以下。如上式(1)所说明，涂布型透明绝缘膜的膜厚与由此形成的辅助电容之间具有反比的关系。因此，为了增大电容，必须减少膜厚。但是，从耐压或漏电流的观点考虑优选膜厚大的涂布型透明绝缘膜。
[透过率]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜优选透过率高的绝缘膜。具体而言，在所使用的膜厚下波长为400nm以上800nm以下的透过率优选至少为85％以上。透过率较优选为90％以上，更优选为95％以上。需要说明的是，从透过率的观点考虑，膜厚优选不超过必要厚度，在上述耐压或漏电流不增大的范围内，较薄的涂布型透明绝缘膜比较好。
[折射率]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜优选折射率高的涂布型透明绝缘膜。该涂布型透明绝缘膜的上层及下层配置有透明电极。由于作为该透明电极的代表性ITO的折射率为2.1，因此折射率接近2.1的涂布型透明绝缘膜在涂布型透明绝缘膜与ITO的界面上的反射小，故而优选。通常，使用的由有机高分子构成的层间绝缘膜材料的折射率为1.5～1.6。与此相对，高电介质材料一般具有折射率高的倾向(参见表1)。因此，使用高电介质能够提高折射率，可以降低与ITO的折射率差，减少表面反射，提高光的透过效率，故而优选。
[平坦性]：本发明中使用的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜具有下述2个优点：可以通过涂布成膜，以及由于介电常数大因此即使以比较厚的膜进行使用也能得到必要的介电常数。并且，将能涂布成上述比较厚的膜的材料涂布在具有阶梯部的基板上时，与较薄地涂布的情况相比，也具有提高涂布后的平坦性的优点。
具体而言，使用上述反射电极时，可以吸收由该反射电极所致的阶梯部。并且，反射电极具有凹凸时也可以使该凹凸平坦化。因此，可以减少该阶梯部导致取向膜摩擦不足从而产生畴的情况，可以防止对比度降低。
如下所述地简单说明通过本发明公开的发明中的代表例取得的效果。即，根据本发明的液晶显示装置，可以不增大电极面积地增加辅助电容。因此，与开口率的提高相关联。另外，由于可以不减少电极间距离地增加电容，故可以提高耐压，减少漏电流。并且，由于为涂布型，因此可以使阶梯部等平坦化。另外，介电常数高的材料通常具有折射率高的倾向，可以减少与折射率高的透明电极ITO的界面的反射。因此，选取光的效率变高。由此，可以得到高开口率化、高精细且低耗电的液晶显示装置。
附图说明
[图1]表示本发明实施例的液晶显示面板的1子像素结构的平面图。
[图2]沿图1所示的A-A’线的剖面图。
[图3]图1的等价电路图。
[图4]沿图1所示的B-B’线的透明基板侧的剖面图。
[图5]表示图4所示的涂布型透明绝缘膜(感光性)的形成之一例的图。
[图6]表示图4所示的涂布型透明绝缘膜(非感光性)的形成之一例的图。
[图7]表示像素电极的变形例的图。
[图8]表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例的透明基板侧剖面图。
[图9]表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例的1子像素结构的平面图。
[图10]沿图10所示的A-A’线的剖面图。
[图11]表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例结构的剖面图。
[图12]与说明比较例2的图4相同的沿图1中的B-B’线的剖面图。
符号说明
1...反射电极
1a...钼(Mo)
1b...铝(Al)
2...门电极
3...半导体层
4...源电极
10A，10B...玻璃基板
11A，11B...偏光板
12...绝缘膜
12A...基底膜
12B...门绝缘膜
12C，12D...层间绝缘膜
13A...层间绝缘膜
13B...覆盖层
15A，15B...取向膜
20...涂布型透明绝缘膜
20a...涂布型透明绝缘材料(感光性)
20b...涂布型透明绝缘材料(非感光性)
23...绝缘膜
24...曝光光
25...光致抗蚀剂
30...狭缝
100A，100B...透明基板
LC...液晶层
BM...遮光膜
CF...滤色层
ITO1...像素电极
ITO2...透明电极
ITO3...对置电极
D...图像线(漏线，源线)
G...扫描线(门线)
SH1～SH5...通孔
CLC...液晶电容
Cst...保持电容。
具体实施方式
下面，参照实施例的附图详细说明实施本发明的最佳方案。需要说明的是，在用于说明本发明实施例的所有图中，具有相同功能的部件标有相同的符号，省略其重复说明。
[实施例1]
实施例1是本发明的液晶显示装置中所用的构成材料及其特性和处理内容的具体例。首先，
[材料]：在市售的耐热透明感光型保护膜(JSR制Optomer PC452)中添加Teika制TiO2微粒浆料。根据化学品安全技术说明书(MSDS)，JSR制Optomer PC452中，原料聚合物是丙烯酸树脂，感光剂是萘醌二叠氮基磺酸酯，溶剂含有二甘醇甲基乙基醚，固态成分浓度为32％。Teika制TiO2浆料是将光催化活性小的金红石型TiO2微粒(粒径为20nm)分散在作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中得到的浆料。TiO2的周围用稳定的SiO2覆盖，且其周围被覆有用于分散的表面处理剂。该浆料是固态成分浓度为28.5％的乳浊液。
混合上述2种材料使得以固态成分浓度计Optomer/TiO2微粒＝90/10、80/20、70/30、60/40、50/50，并根据需要用溶剂PGMEA进行稀释。得到的溶液是带有感光剂的红色的乳浊液。上述混合得到的溶液保持分散，未见微粒沉降。
[感光特性]：在硅基板上(或玻璃基板上)旋转涂布上述Optomer/TiO2微粒的混合材料，在热板上、90℃下预焙烧3分钟，得到1.0μm～1.5μm的涂膜。以溶液的状态使上述混合材料的溶液乳浊，但进行涂布时，涂膜是黄色透明的。
然后，使Xe-Hg灯的光通过短波长滤波器UV29与Scott制的365nm用过滤器成为照度为7.5mW/cm2的i射线进行照射。曝光后，在氢氧化四甲铵水溶液(2.38％)中显影30～90秒。以残留膜厚为0时的最小曝光量为感度D0(mJ/cm2)。
[光漂白]：对上述Optomer/TiO2微粒的混合材料涂膜进行被称为光漂白的透明化、热固化处理。通过相当于前项所述的i射线的曝光以300mJ/cm2照射预焙烧(90℃、3分钟)处理后的涂布膜后，用气体烘箱在氮气(氧浓度为0.5％以下)中、230℃下焙烧1小时，进行光漂白。通过该处理，涂膜变为无色透明。
[光学特性]：使用在玻璃基板上形成的上述光漂白后的涂膜，通过紫外可见分光光度计在波长为450nm下测定透过率(换算成膜厚为500nm的值)。对其进行偏光解析。偏光解析如下进行：在2张偏光板之间夹持带有光漂白后的涂膜的玻璃基板，对其照射波长为457nm的光，用光电二极管检测通过该膜的光的输出。此时，通过试样的有无比较后面的偏光板的旋转角度依赖性，确认有无消偏性。另外，折射率是将上述膜涂布在硅基板上，用椭偏计测定光漂白后的涂膜。
[电特性]：采用掩模蒸镀在形成于N型硅基板上的光漂白后的涂膜上形成直径约为3mm的Al电极，使用该电极测定电特性。电容的测定中使用CV测定计(测定频率为10KHz)，由该测定值测定相对介电常数。另外，漏电流的测定中使用pA测定计/DC电压源。显示了0.50MV/cm电场中的漏电流。
根据上述方法测定的Optomer/TiO2微粒的混合材料的特性如表2所示。如表2所示，按Optomer/TiO2微粒＝90/10、80/20、70/30、60/40、50/50混合得到的材料能进行碱显影，显影时间也不长，显示了比较良好的感光特性。并且，光漂白后在波长为450nm处的透过率(膜厚为500nm)高。另外，也未见导致偏光消失的消偏性。并且，与不添加微粒的情况相比折射率稍有增加。添加10wt％TiO2微粒时的相对介电常数达到4.0，添加50wt％时显示为6.7。另外，关于漏电流可知虽然增加了1个数量级左右，但也十分小。表2中也给出了作为比较例1的未添加TiO2微粒时的Optomer本身的特性。
表2
No.  Optomer/TiO<sub>2</sub>  感度D<sub>0</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)  显影时间(s) 透过率T％@450nm 消偏性 折射率  相对介电常数  漏电流(pA)
1-1  90/10  60  30  97 无 1.56  4.0  -
1-2  80/20  80  30  97 无 1.61  4.5  -
1-3  70/30  100  45  96 无 1.64  5.2  16
1-4  60/40  150  70  96 无 1.71  5.9  -
1-5  50/50  300  90  95 无 1.77  6.7  64
No.  Optomer/TiO<sub>2</sub>  感度D<sub>0</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)  显影时间(s) 透过率T％@450nm 消偏性 折射率  相对介电常数  漏电流(pA)
比较例1  100/0  50  30  99 无 1.53  3.5  1.6
[实施例2]
图1是表示本发明实施例2的液晶显示面板的1子像素结构的平面图。图2是表示沿图1的A-A’线的剖面结构的剖面图。实施例2的液晶显示面板是使用面状对置电极的IPS方式的液晶显示面板。如图2所示，具有间隔液晶层LC相对向地配置的透明基板(100B)与透明基板(100A)。实施例2中，透明基板(100B)的表面侧为观察侧。
透明基板(100B)具有玻璃基板10B，在玻璃基板10B的液晶层LC侧从玻璃基板10B向液晶层LC依次形成遮光膜(BM)以及滤光层(CF)、覆盖层13B、取向膜15B。透明基板(100B)的外侧还形成有偏光板11B。
另外，透明基板(100A)具有玻璃基板10A，玻璃基板10A的液晶层LC侧从玻璃基板10A向液晶层LC依次形成有绝缘膜12、层间绝缘膜13A、发挥对置电极作用的透明电极(ITO2)、实施例1所示的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜20、像素电极(ITO1)、取向膜15A。在透明基板(100A)的外侧还形成有偏光板11A。绝缘膜12由基底膜12A、门绝缘膜12B、层间绝缘膜12C、层间绝缘膜12D构成。
回到图1，参考符号D为图像线(也称为漏线、源线)，G为扫描线(也称为门线)，SH1～SH4为通孔(也称为接触孔)，1为反射电极，2为门电极，3为半导体层，4为源电极(图像线D称为源线时，该电极也称为漏电极)。此处，反射电极1例如可以为下层的钼(Mo)(1a)与上层的铝(Al)(1b)的2层结构。
图3表示图1的等价电路。图1的电容元件(CLC)为液晶电容、电容元件(Cst)为由夹持相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜20形成的像素电极(ITO1)与发挥对置电极功能的透明电极(ITO2)形成的保持电容(也称为蓄积电容)。
实际的液晶显示面板中，如果图1所示的等价电路是例如用于手机的彩色显示的液晶显示面板，则可以配置成子像素数为240×320×3的矩阵状。需要说明的是，驱动实施例2的液晶显示装置的驱动方法与IPS方式的液晶显示装置相同，故省略驱动方法的说明。
实施例2的液晶显示面板是半透过型的液晶显示面板，形成有反射电极1的区域构成反射型液晶显示面板，其以外的部分构成透过型液晶显示面板。
以下，说明图1所示的薄膜晶体管的部分结构。
图4是表示沿图1的B-B’线切断的透明基板(100A)侧结构的剖面图。另外，图4中省略偏光板11A的图示。
如图4所示，玻璃基板10A上形成的、例如由SiN与SiO2的层叠膜等构成的基底膜12A上形成半导体层3。需要说明的是，半导体层3由无定形硅膜或聚硅膜构成。
该半导体层3上形成例如由SiO2构成的门绝缘膜12B，该门绝缘膜12B上形成门电极2。门电极2上形成例如由SiO2、SiN等构成的层间绝缘膜12C，该层间绝缘膜12C上形成图像线(D)与源电极4。半导体层3通过通孔(SH1)连接在图像线(D)上，并通过通孔(SH2)连接在源电极4上。
另外，在图像线(D)及源电极4上形成由SiO2、SiN等构成的层间绝缘膜12D。该层间绝缘膜12D上形成例如由丙烯酸树脂等构成的层间绝缘膜13A。此处，源电极4上，在层间绝缘膜12D以及层间绝缘膜13A上形成有通孔(SH3)。
实施例2中，在该通孔(SH3)内也形成实施例1所示的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜20。此处，在通孔(SH3)内形成的实施例1所示的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜20上形成有通孔(SH4)。通过该通孔(SH4)内形成的透明导电膜(例如，ITO：Indium-Tin-Oxide)，使像素电极(ITO1)电连接在源电极4上。
由此，像素电极(ITO1)与在像素上形成的有源元件电连接。然后，通过用扫描线(G)驱动的有源元件将来自图像线(D)的图像信号写入像素电极(ITO1)。
使用实施例1所示的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜20时，由于其介电常数高，故即使电极面积小也可以得到必需的辅助电容。另外，即使为某一程度的厚膜厚，也能得到必需的电容，其结果可以增大工序裕度。而且，由于可以使用某一程度的厚膜，故即使存在反射电极1的部分的阶梯部，也可以使其平坦化形成膜。因此，可以防止图4箭头A所示部分的像素电极(ITO1)与发挥对置电极功能的透明电极(ITO2)短路。结果可以使形成的相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜20的表面平坦化。由此，可以防止由摩擦不足导致形成畴的情况，提高对比度。
相反，相对介电常数小于4时，必须增大电极面积或减少膜厚。增大电极面积时出现无法高精细化或开口率下降的问题，减少膜厚时可能产生耐压的问题或无法消除反射电极1的阶梯部的问题。
下面，说明图4所示的涂布型绝缘膜20的形成例。图5表示图4所示的涂布型透明绝缘膜(感光性)的形成方法之一例。另外，图6表示图4所示的涂布型透明绝缘膜(非感光性)的形成方法之一例。
首先，如图5(a)所示，按照通常的方法，在玻璃基板10A上形成基底膜12A、半导体层3、门绝缘膜12B、门电极2、层间绝缘膜12C、图像线(D)、源电极4、层间绝缘膜12D、层间绝缘膜13A。源电极4上，在层间绝缘膜12D与层间绝缘膜13A上形成通孔(SH3)。涂布涂布型透明绝缘材料(感光性)20a，进行预焙烧(图11(b))。
然后，如图5(c)所示，将涂布型透明绝缘材料(感光性)20a通过规定图案的曝光光24进行曝光，形成潜像。此后，根据需要进行曝光后焙烧与显影，如图5(d)所示地形成通孔(SH4)，并根据需要进行被称为光漂白的固化处理，形成涂布型透明绝缘膜20。如上所述，涂布型透明绝缘材料具有感光性时，可以简单地形成通孔(SH4)。
另一方面，涂布型绝缘材料不具有感光性时，如图6所示，工序数增加。首先，如图6(a)所示，采用通常的方法，在玻璃基板10A上形成基底膜12A与半导体层3、门绝缘膜12B与门电极2、层间绝缘膜12C、图像线(D)与源电极4、层间绝缘膜12D、层间绝缘膜13A。源电极4上，在层间绝缘膜12D与层间绝缘膜13A上形成通孔(SH3)。然后，涂布涂布型透明绝缘材料(非感光性)20b，进行预焙烧。根据需要进一步在高温下进行热处理使其固化(图6(b))。
然后，在上部涂布市售的光致抗蚀剂25，进行预焙烧(图6(c))。之后如图6(d)所示，通过规定图案的曝光光24对光致抗蚀剂25进行曝光，形成潜像。根据需要进行曝光后焙烧，然后，进行显影，如图6(e)所示地形成通孔(SH5)。
然后，以该抗蚀剂图案为掩模进行干蚀刻等蚀刻，将通孔的图案转印至下层的涂布型透明绝缘材料(非感光性)20b上形成通孔(SH4)(图6(f))。然后，可以通过除去光致抗蚀剂，形成具有通孔(SH4)的涂布型透明绝缘膜20(图6(g))。
另外，在实施例2中，像素电极(ITO1)采用图7所示的内部具有封闭形状的狭缝30的矩形形状代替图1所示的具有部分开放形状的狭缝的梳齿形状。图1、图7中的任一情况，像素电极均可以具有线状部分。
图8是表示本实施例液晶显示面板的变形例的透明基板(100A)侧剖面结构的剖面图。该图8是表示相当于图1所示的B-B’切割线的部分的剖面结构的剖面图。图8所示的结构中，为了使射入反射电极1的光扩散·反射而在反射电极1上形成凹凸。上述结构也可以吸收反射电极1的凹凸，使涂布型绝缘膜20的表面平坦化。
需要说明的是，图8所示的结构省略对置电极的图示，对置电极在通常的IPS方式的液晶显示面板中设置在透明基板(100A)侧，而在纵电场方式(例如TN方式或VA方式等)的液晶显示面板中形成在透明基板(100B)侧。另外，采取IPS方式时反射电极1可兼用作对置电极。
由此，本实施例不限定于使用面状对置电极的IPS方式的液晶显示面板，也可以适用通常的IPS方式的液晶显示面板或纵电场方式的液晶显示面板。此时，透明电极(ITO2)或反射电极1可以作为用于在其与像素电极(ITO1)之间形成保持电容(Cst)的电极使用。需要说明的是，纵电场方式的液晶显示面板的情况下，像素电极(ITO1)可以为不具有狭缝的形状，也可以为了多畴化而形成狭缝。
图9是表示本发明实施例的液晶显示面板的变形例的1子像素结构的平面图。图10为表示沿图9的A-A’线的结构的剖面图。图9、图10所示的结构表示将本发明用于通常的IPS方式的液晶显示面板时的结构。
图9、图10中，ITO3表示对置电极。需要说明的是，图10中，透明电极(ITO2)的下层侧(玻璃基板10A侧)省略了层间绝缘膜13A以外的结构的图示。图10中，透明电极(ITO2)发挥对置电极的作用和形成保持电容的作用。
图11是表示实施例2的液晶显示面板的变形例的结构的剖面图。该图11是表示相当于图1所示A-A’切割线的部分的剖面结构的剖面图。图11所示的结构是将本发明适用于纵电场方式的液晶显示面板时的结构。
纵电场方式的液晶显示面板中，对置电极(也称为共电极)(ITO3)形成在透明基板(100B)侧。另外，透明电极(ITO2)发挥形成保持电容的功能。需要说明的是，可以组合图8中说明的结构，形成反射电极1。
以上，基于实施例具体地说明了本发明，但本发明并不限定于上述实施例，在不脱离本发明的技术构思的范围内可以进行各种变形。例如，可以适用于不是半透过型、而是透过型或反射型的液晶显示装置。用于透过型时可以省略反射电极1。用于反射型时只要形成反射电极1代替透明电极(ITO2)即可。
用于透过型或半透过型时可以在液晶显示面板的背面配置图中未示出的背光灯。另外，用于反射型时，可以在液晶显示面板的前面(观察者一侧)上配置图中未示出的前面灯。并且，本发明并不限定于液晶显示装置，也能适用于具有有源元件与保持电容的其他显示装置。
[实施例3]
以下的各实施例说明用于形成电容的透明膜的材料的具体例。实施例3与实施例1相同，在市售的耐热透明感光型保护膜(例如，JSR制的Optomer PC452)中，按表3中的混合比添加表3所示的高介电常数材料的微粒或溶胶凝胶，形成相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜。此处，以固态成分浓度表示Optomer(×)/微粒或溶胶凝胶(y)的混合比(x/y)。与实施例1相同地对下述表3中的试样No.2-1～No.2-12进行特性评价。该结果如表4所示。
如表4所示，与不添加任何物质的情况相比，有时可见感度下降。特别是使用溶胶凝胶时可见感度下降。任一情况下均可得到透明的涂膜，可得到相对介电常数为4.0以上的涂膜。使用上述材料均可制作实施例2的图像显示装置。
[表3]
No. 形态 制造者 高电介质  相对介电常数  溶剂  粒径(nm)  混合比(x/y)
2-1 浆料 Teika TiO<sub>2</sub>  x，y＝8.1，z＝173  PGME  20  70/30
2-2 浆料 Teika TiO<sub>2</sub>  x，y＝8.1，z＝173  PGME  20  60/40
2-3 浆料 自制 BaTiO<sub>3</sub>  1200-2900  PGMEA  20  95/5
2-4 浆料 自制 BaTiO<sub>3</sub>  1200-2900  PGMEA  20  90/10
2-5 溶胶凝胶 高纯度化学 TiO<sub>2</sub>  x，y＝8.1，z＝173  EtOH  -  90/10
2-6 溶胶凝胶 高纯度化学 Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>  8.5-10  IAA  -  70/30
2-7 溶胶凝胶 高纯度化学 BaTiO<sub>3</sub>  1200-2900  IAA  -  95/5
2-8 溶胶凝胶 高纯度化学 Ta<sub>2</sub>O<sub>5</sub>  25  IAA  -  90/10
2-9 溶胶凝胶 高纯度化学 ZrO<sub>2</sub>  11-18.5  BA  -  90/10
2-10 溶胶凝胶 高纯度化学 HfO<sub>2</sub>  24  IAA  -  90/10
2-11 溶胶凝胶 高纯度化学 Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>  11  IAA  -  90/10
2-12 溶胶凝胶 高纯度化学 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>  46  BA  -  90/10
溶剂PGME：丙二醇单甲基醚，PGMEA：丙二醇单甲基醚乙酸酯，IAA：乙酸异戊酯，BA：乙酸丁酯，EtOH：乙醇
[表4]
  No.   混合比(x/y)   感度D<sub>0</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)  透过率T％@450nm 消偏性   相对介电常数   漏电流(pA)
  2-1   70/30   100   97   无   5.2   18
  2-2   60/40   160   -   无   5.9   35
  No.   混合比(x/y)   感度D<sub>0</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)  透过率T％@450nm 消偏性   相对介电常数   漏电流(pA)
  2-3   95/5   50   96   无   11   5.5
  2-4   90/10   60   95   无   20   8.2
  2-5   90/10   100   98   无   4.0   10
  2-6   70/30   150   98   无   5.1   19
  2-7   95/5   500   98   无   8.3   3.7
  2-8   90/10   500   98   无   5.6   7.6
  2-9   90/10   500   98   无   4.2   6.3
  2-10   90/10   500   95   无   5.5   5.9
  2-11   90/10   500   95   无   4.3   7.7
  2-12   90/10   60   95   无   7.5   8.1
透过率是膜厚为500nm时的值
[实施例4]
在100重量份共聚20重量份甲基丙烯酸、40重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10重量份苯乙烯、20重量份甲基丙烯酸三环癸酯、10重量份1，3-丁二烯得到的树脂中，混合20重量份2，3，4-三羟基二苯酮-1，2-萘醌二叠氮基-5-磺酸酯、240重量份丙二醇单甲基醚乙酸酯，制成溶液。将其用孔径为0.2微米的特富龙过滤器(特富龙为注册商标)进行过滤，得到固态成分为33％的抗蚀剂溶液(I)。将其与实施例1及实施例3中使用的微粒的溶胶凝胶相混合(表5)。
此处，以固态成分浓度表示自制材料(I)(x)/微粒或溶胶凝胶(y)的混合比(x/y)。与实施例1相同地用其形成相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜。与实施例1相同地对下述表5中的试样No.3-1～No.3-6进行特性评价。需要说明的是，关于No.3-6，在77重量份感光性材料(固态成分)中加入20重量份Teika制TiO2微粒与5重量份高纯度化学制BaTiO3的溶胶凝胶。其结果如表6所示。所有情况都得到透明的涂膜，得到相对介电常数为4.0以上的涂膜。使用上述涂布型透明绝缘膜，与实施例2相同地制作图像显示装置。
[表5]
  No. 形态 制造者 高电介质 相对介电常数  溶剂  粒径(nm)  混合比(x/y)
 3-1 浆料 Teika TiO<sub>2</sub> x，y＝8.1，z＝173  PGMEA  20  70/30
 3-2 浆料 自制 BaTiO<sub>3</sub> 1200-2900  PGMEA  20  90/10
 3-3 溶胶凝胶 高纯度化学 BaTiO<sub>3</sub> 1200-2900  IAA  -  95/5
 3-4 溶胶凝胶 高纯度化学 ZrO<sub>2</sub> 11-18.5  BA  -  90/10
 3-5 溶胶凝胶 高纯度化学 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub> 46  BA  -  90/10
 3-6 浆料/溶胶凝胶 Teika/高纯度化学 TiO<sub>2</sub>BaTiO<sub>3</sub> x，y＝8.1，z＝1731200-2900  PGMEAIAA  20-  77/20/3
溶剂PGMEA：丙二醇单甲基醚乙酸酯，IAA：乙酸异戊酯，BA：乙酸丁酯
[表6]
  No.    混合比(x/y)   感度D<sub>0</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)  透过率T％@450nm   消偏性   相对介电常数   漏电流(pA)
  3-1   70/30   100   96   无   5.0   20
  3-2   90/10   110   94   无   17   24
  3-3   95/5   200   95   无   10   7.0
  3-4   90/10   60   94   无   4.1   6.0
  3-5   90/10   100   93   无   7.4   8.0
  3-6   77/20/3   100   94   无   8.2   15
[实施例5]
实施例5使用负型丙烯酸类涂膜材料，将100重量份甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸-丙烯酸羟乙酯共聚物(摩尔比70∶20∶10，数均分子量：13,000，分子量分布Mw/Mn＝1.65)、40重量份季戊四醇三丙烯酸酯、10重量份2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、1重量份2，2，6，6-四甲基-1-哌啶氧化物溶解在300重量份作为溶剂的丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)中。
将其用孔径为0.2微米的特富龙过滤器过滤，得到固态成分为33％的抗蚀剂溶液(II)。使用该抗蚀剂溶液代替实施例4的抗蚀剂溶液，与实施例4中使用的微粒的溶胶凝胶混合(表7)。此处，用固态成分浓度表示自制的材料(II)(x)/微粒或溶胶凝胶(y)的混合比(x/y)。
使用该溶液，与实施例1相同地形成相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜。另外，主材为不需要曝光部的负型材料，显影中使用含有0.05％作为表面活性剂的聚氧乙烯的1.2％氢氧化四甲铵水溶液。
与实施例1相同地对下述表7中的试样No.4-1～No.4-5进行特性评价。其结果示于表8。需要说明的是，此处的感度表示残留膜厚为50％的D50。所有情况下都可得到透明的涂膜，可得到相对介电常数为4.0以上的涂膜。使用上述涂布型透明绝缘膜，与实施例2相同地制作图像显示装置。
[表7]
  No. 形态 制造者 高电介质  相对介电常数  溶剂  粒径(nm)  混合比(x/y)
 4-1 浆料 Teika TiO<sub>2</sub>  x，y＝8.1，z＝173  PGMEA  20  70/30
 4-2 浆料 自制 BaTiO<sub>3</sub>  1200-2900  PGMEA  20  90/10
  No. 形态 制造者 高电介质  相对介电常数  溶剂  粒径(nm)  混合比(x/y)
 4-3 溶胶凝胶 高纯度化学 BaTiO<sub>3</sub>  1200-2900  IAA  -  95/5
 4-4 溶胶凝胶 高纯度化学 ZrO<sub>2</sub>  11-18.5  BA  -  90/10
 4-5 溶胶凝胶 高纯度化学 Nb<sub>2</sub>O<sub>5</sub>  46  BA  -  90/10
溶剂PGMEA：丙二醇单甲基醚乙酸酯，IAA：乙酸异戊酯，BA：乙酸丁酯
[表8]
  No.   混合比(x/y)   感度D<sub>50</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)   透过率T％@450nm   消偏性   相对介电常数   漏电流(pA)
  4-1   70/30   100   97   无   5.1   25
  4-2   90/10   110   96   无   16   27
  4-3   95/5   200   96   无   9.8   9.0
  4-4   90/10   60   96   无   4.2   7.5
  4-5   90/10   100   95   无   7.2   8.5
透过率是膜厚为500nm时的值
[实施例6]
在100重量份共聚10重量份甲基丙烯酸、40重量份甲基丙烯酸缩水甘油酯、10重量份苯乙烯、30重量份甲基丙烯酸三环癸酯、10重量份1，3-丁二烯得到的树脂中，混合240重量份丙二醇单甲基醚乙酸酯制成溶液。将其用孔径为0.2微米的特富龙过滤器进行过滤，得到固态成分为33％的聚合物溶液。按以固态成分浓度计为50/50的比例向其中混合实施例1中使用的Teika制TiO2微粒，配制涂布型透明绝缘材料溶液。
由于本实施例的涂膜材料是自身没有感光性的材料，故在氮气中、230℃下固化1小时后，采用实施例2中图10所示的图案形成方法，形成图案。涂布型透明绝缘膜的相对介电常数为6.8，透过率在波长为450nm处的值为97％(膜厚为500nm)，较高。可以使用该涂布型透明绝缘膜，与实施例2一样地制作图像显示装置。
[实施例7]
实施例7使用有机高电介质类涂膜材料，相对于100重量份实施例4所示的树脂，用360重量份环己酮溶解20重量份2，3，4-三羟基二苯酮-1，2-萘醌二叠氮基-5-磺酸酯、30重量份信越化学工业(株)制的氰基树脂CR-S，将其用孔径为0.2微米的特富龙过滤器过滤，制成抗蚀剂溶液。与实施例1相同地对其进行评价。其结果如表9所示。虽然作为感光性材料的感度显著变差，但可得到透明的涂膜，得到相对介电常数为4.0以上的涂膜。
[表9]
  No.   感度D<sub>0</sub>(mJ/cm<sup>2</sup>)   显影时间(s)  透过率T％@450nm 消偏性 相对介电常数 漏电流(pA)
  6-1   500   300  95 无  8.2 40
[实施例8]
实施例8的涂膜材料是仅有溶胶凝胶的非感光性材料。涂布高纯度化学制Al2O3溶胶凝胶，形成800nm的涂膜。然后，在氮气环境中、300℃下加热1小时。该材料的相对介电常数为8.0，透过率在波长为450nm处的值为98％(膜厚为500nm)，较高。由于该涂布型透明绝缘膜是不具有感光性的材料，故采用实施例2中的图6所示的图案形成方法，形成图案。其结果，可以使用该涂布型透明绝缘膜，与实施例2相同地制作图像显示装置。
然后，在高纯度化学制Al2O3溶胶凝胶中，相对于Al2O3溶胶凝胶固态成分浓度，添加5重量份光致产酸剂(N-三氟甲磺酰氧基)萘酰亚胺、1重量份9-蒽甲醇，配制感光性的涂布型透明绝缘材料(III)。主材是通过曝光缩合凝胶的负型抗蚀剂。
旋转涂布上述材料(III)，在90℃下焙烧2分钟，形成700nm的涂膜。通过通孔掩模用i射线对其进行曝光，该掩模与通孔的图案部被遮光的实施例2的掩模相反。然后，在100℃下进行曝光后焙烧2分钟后，用乙酸异戊酯进行显影，除去未曝光部，形成图案。然后，在氮气中、300℃下加热1小时，形成涂布型透明绝缘膜。由于主材具有感光性，故容易形成图案。所得的涂布型透明绝缘膜的相对介电常数为8.0，透过率在波长为450nm处的值为98％(膜厚为500nm时)，较高。可以使用该涂布型透明绝缘膜，与实施例2相同地制作图像显示装置。
[比较例1]
然后，说明用于比较本发明效果的比较例。比较例1是与实施例1相同地在市售的耐热透明感光型保护膜(JSR制Optomer PC452)上以固态成分浓度为95/5(wt％)的混合比添加自制的粒径为50nm的钛酸钡微粒，形成涂膜。由于粒径为50nm较大的钛酸钡发生凝集，故涂膜白浊化，膜厚为0.5μm，在波长为450nm处的透过率为50％，降低，不适合本发明的目的。
[比较例2]
图12是与说明比较例2的图4相同的沿图1的B-B’的剖面图。图12中，在发挥对置电极功能的透明电极(ITO2)与反射电极1上采用CVD法形成绝缘膜，使对置电极与像素电极(ITO1)之间绝缘。在发挥对置电极功能的透明电极(ITO2)与反射电极1上采用CVD法形成绝缘膜23，使对置电极与像素电极(ITO1)之间绝缘。
该情况下，如图12中的箭头A所示，由于不能使反射电极1所致的凹凸平坦化，故发生摩擦不足。由于由此形成畴，因此导致对比度下降。
与此相对，本发明的实施例中，例如如图4的箭头B所示，可以吸收反射电极1的阶梯部，可以使涂布型绝缘膜20的表面平坦化。由此，可以防止摩擦不足导致形成畴的情况，能够使对比度提高。

Claims (21)

1.一种液晶显示装置，所述液晶显示装置具有使各自的主面对向配置的第1基板和第2基板、以及夹持在所述第1基板与所述第2基板的主面间的间隙内的液晶，
其特征在于，
在所述第1基板的主面上形成有源元件，在该有源元件的上层第1绝缘膜、第1电极、第2绝缘膜及排列有多个线状部分的第2电极按此顺序被层合，
所述第2绝缘膜是相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜，
所述第1电极构成对置电极，所述第1电极由透明电极构成，
所述第2电极构成像素电极，所述像素电极由透明电极构成，
由所述第1电极、所述第2电极与所述第2绝缘膜在透光部形成像素的保持电容。
2.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2绝缘膜含有构成其主体的透明膜和相对介电常数比该透明膜材料大的微粒。
3.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，相对介电常数比所述透明膜材料大的微粒的粒径为30nm以下。
4.如权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，相对介电常数比所述透明膜材料大的微粒为混合氧化钛、钛酸钡、氧化铝、氧化钽、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化钇中的1种或2种以上得到的材料。
5.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2绝缘膜由构成其主体的透明膜、相对介电常数比该透明膜材料大的溶胶凝胶形成。
6.如权利要求5所述的液晶显示装置，其特征在于，相对介电常数比所述透明膜材料大的溶胶凝胶为混合氧化钛、钛酸钡、氧化铝、氧化钽、氧化锆、氧化铪、氧化铌、氧化钇中的1种或2种以上得到的材料。
7.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，构成所述第2绝缘膜的主体的透明膜为含有选自丙烯酸酯类聚合物、甲基丙烯酸酯类聚合物、苯乙烯类聚合物、烯烃类聚合物以及这些物质的共聚物中的聚合物的材料。
8.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，构成所述第2绝缘膜的主体的透明膜是具有感光性的材料。
9.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2绝缘膜的膜厚为100nm至1000nm。
10.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2绝缘膜在波长450nm至800nm的透过率为90％以上。
11.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第1电极为透明电极。
12.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第1电极部分地具有反射电极。
13.如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于，所述反射电极具有凹凸。
14.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第1电极为对置电极，所述液晶被所述第1电极与所述第2电极产生的电场所驱动。
15.如权利要求14所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第1电极具有狭缝。
16.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2基板具有对置电极，所述液晶被所述对置电极与所述第2电极产生的电场所驱动。
17.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第1电极与所述第2电极之间具有第3绝缘膜。
18.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，所述第2绝缘膜的表面是平坦的。
19.如权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，通过在所述第1电极和所述第2电极之间产生的与所述第1基板的基板面平行的平行电场，驱动所述液晶，调制透过所述液晶的光。
20.一种液晶显示装置的制造方法，所述液晶显示装置具有使各自的主面对向配置的第1基板和第2基板、以及夹持在所述第1基板与所述第2基板的主面间的间隙内的液晶，
所述方法的特征在于，
在所述第1基板的主面上形成有源元件，
在所述有源元件的上层将第1绝缘膜、构成对置电极的第1电极、第2绝缘膜及构成像素电极的排列有多个线状部分的第2电极按此顺序进行层合，
使用相对介电常数为4.0以上的涂布型透明绝缘膜，在所述第1电极与所述第2电极之间形成所述第2绝缘膜，
所述第1电极及所述第2电极由透明电极形成，
由所述第1电极、所述第2电极以及所述第2绝缘膜在透光部形成保持电容。
21.如权利要求20所述的液晶显示装置的制造方法，其特征在于，通过在所述像素电极和所述对置电极之间产生的与所述第1基板的基板面平行的电场，驱动所述液晶，调制透过所述液晶的光。
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