JP2009151285A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】横方向電界方式の液晶表示装置の基板上に形成される成膜構造を簡略化でき、安
価に製造することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】本発明の液晶表示装置１は、液晶３０を挟持した一対の透明基板１１、２５
を備え、一方の透明基板１１の液晶３０側には、間に第１絶縁膜１３を介してマトリクス
状に配置された複数の走査線１２及び信号線１６と、走査線１２及び信号線１６の交差部
近傍に設けられたスイッチング素子と、スイッチング素子の表面を含む表示領域ＤＡ全体
を被覆する層間樹脂膜１４と、層間樹脂膜１４の表面に形成された第１電極１７と、第１
電極１７上に形成された第２絶縁膜１８と、第２絶縁膜１８上に形成され走査線１２及び
信号線で区画された領域毎に複数のスリット２０が形成された第２電極２１と、を備え、
層間樹脂膜１４はスイッチング素子のチャネル領域ＣＲ及び電極（Ｓ、Ｄ）を直接被覆し
ている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、横電界方式の液晶表示装置の
基板上に形成される成膜構造を簡略化した液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は、表面に電極等が形成された一対の透明基板と、この一対の基板間に挟
持された液晶層とを有し、両基板上の電極に電圧を印加することによって液晶を再配列さ
せて種々の情報を表示する縦電界方式のものが多く使用されている。このような縦電界方
式の液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードのものが一般的であるが、視野角
が狭いという問題点が存在するため、ＶＡ（Vertical Alignment）モードやＭＶＡ（Mult
idomain Vertical Alignment）モード等、種々の改良された縦電界方式の液晶表示装置が
開発されている。

一方、上述の縦電界方式の液晶表示装置とは異なり、一方の基板にのみ画素電極及び共
通電極からなる一対の電極を備えたＩＰＳ（In-Plane Switching）モードないしＦＦＳ（
Fringe Field Switching）モードの液晶表示装置も知られている。

このうちＩＰＳモードの液晶表示装置は、一対の電極を同一層に配置し、液晶に印加す
る電界の方向を基板にほぼ平行な方向として液晶分子を基板に平行な方向に再配列するも
のである。そのため、このＩＰＳモードの液晶表示装置は、横電界方式の液晶表示装置と
もいわれ、前述の縦電界方式の液晶表示装置と比すると非常に広視野角であるという利点
を有している。しかしながら、ＩＰＳモードの液晶表示装置は、液晶に電界を印加するた
めの一対の電極が同一層に設けられているため、画素電極の上側に位置する液晶分子は十
分に駆動されず、透過率等の低下を招いてしまうといった問題点が存在している。

このようなＩＰＳモードの液晶表示装置の問題点を解決するために、いわゆる斜め電界
方式ともいうべきＦＦＳモードの液晶表示装置が開発されている（下記特許文献１及び２
参照）。このＦＦＳモードの液晶表示装置は液晶層に電界を印加するための画素電極と共
通電極をそれぞれ絶縁膜（以下、電極間絶縁膜という）を介して異なる層に配置したもの
である。

このＦＦＳモードの液晶表示装置は、ＩＰＳモードの液晶表示装置よりも広視野角かつ
高コントラストであり、更に低電圧駆動ができると共により高透過率であるため明るい表
示が可能となるという特徴を備えている。加えて、ＦＦＳモードの液晶表示装置は、ＩＰ
Ｓモードの液晶表示装置よりも平面視で画素電極と共通電極との重複面積が大きいために
、より大きな補助容量が副次的に生じ、別途補助容量線を設ける必要が無いのでＩＰＳモ
ードの液晶表示装置よりも高い開口率が得られる。

しかしながら、下記特許文献１及び２に開示されたＦＦＳモードの液晶表示装置では、
ソースラインと画素電極の電位差により配向異常を生じるため、ソースライン近傍は表示
に寄与しない領域となり、開口率が低下してしまう問題がある。加えて、ソースラインと
画素電極でカップリング容量を生じ、クロストーク等の表示品位の低下を招くという問題
点もある。このような問題点に対して、ソースラインの電位の影響を少なくするため、上
述の縦電界方式の液晶表示装置で使用されているような層間樹脂膜を用い、この層間樹脂
膜上に画素電極や共通電極を配置することも行われている（下記特許文献３及び４参照）
。
特開２００１−２３５７６３号公報 特開２００２−１８２２３０号公報 特開２００１−０８３５４０号公報 特開２００７−２２６１７５号公報

上記特許文献３及び４に開示された液晶表示装置のように、層間樹脂膜を形成すること
で開口率を向上させる場合、この層間樹脂膜は、上記特許文献１及び２に示す縦電界方式
の液晶表示装置に設けられる層間樹脂膜と同様に形成されている。すなわち、この層間樹
脂膜は、スイッチング素子のチャネル領域を含む表示領域全体を被覆するように成膜され
た窒化ケイ素等からなるパッシベーション膜の表面に被覆される。

しかしながら、上記特許文献３及び４に開示された液晶表示装置においては、開口率は
確かに向上するものの、一方の透明基板上に多くの成膜構造を形成する必要があるため、
製造工程が多く、コスト高を招来してしまうという課題も存在している。

ところで、上記特許文献１及び２に開示されているような縦電界方式の液晶表示装置に
おいては、その構造上、スイッチング素子のチャネル領域等の耐湿性を保証するためのパ
ッシベーション膜の表面に更に感光性樹脂等からなる層間樹脂膜が形成されている。しか
しながら、上記特許文献３及び４に開示されているような横電界方式の液晶表示装置の場
合、スイッチング素子のチャネル領域等は、縦電界方式の場合と同様にパッシベーション
膜と層間樹脂膜の２層の絶縁膜で被覆されている他、更に画素電極と共通電極との間に設
けられた電極間絶縁膜によっても被覆された構造となっている。従って、上記特許文献３
及び４に示す横電界方式の液晶表示装置のスイッチング素子の各チャネル領域等は、パッ
シベーション膜、層間樹脂膜及び電極間絶縁膜の３層の絶縁性膜で被覆されていることに
なる。

そのため、上記特許文献３及び４に示されている横電界方式の液晶表示装置では、製造
工数が従来の縦電界方式の液晶表示装置の製造工数よりも増加してしまうという問題点が
存在している。そこで、本発明者らは、上記特許文献３及び４に示されている横電界方式
の液晶表示装置の構成について種々検討を重ねた結果、通常は電極間絶縁膜とパッシベー
ション膜は同じ窒化ケイ素により形成されているため、パッシベーション膜を省略しても
十分耐湿性を確保することができることを見出し、本発明を完成するに至ったものである
。

すなわち、本発明の目的は、横電界方式の液晶表示装置の基板上に形成される成膜構造
を簡略化でき、安価に製造することが可能な液晶表示装置及びその製造方法を提供するこ
とにある。

上記目的を達成するために、本発明の液晶表示装置は、液晶層を挟持した一対の透明基
板を備えた液晶表示装置において、前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶層側には
、間に第１絶縁膜を介してマトリクス状に配置された複数の走査線及び信号線と、複数の
前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前記表示領域の周
縁部に沿って形成されたコモン配線と、前記スイッチング素子の表面を含む表示領域全体
を被覆する層間樹脂膜と、前記層間樹脂膜の表面に、前記複数の走査線及び信号線で区画
された領域毎に形成された透明導電性材料からなる第１電極と、前記第１電極上を含む前
記層間樹脂膜の表面全体に形成された第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に形成され、前記
複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する位置毎に複数のスリットが形成され
た透明導電性材料からなる第２電極と、を備え、前記層間樹脂膜は前記スイッチング素子
のチャネル領域及び電極を直接被覆しており、前記層間樹脂膜上を前記第2絶縁膜で被覆
していることを特徴とする。

本発明の液晶表示装置においては、表示領域には、第１絶縁膜を介してマトリクス状に
形成された複数の走査線及び信号線と、層間樹脂膜上に形成され、前記走査線及び信号線
で囲まれた領域毎に第２絶縁膜を介して対向配置されたそれぞれ透明導電性材料からなる
下側の第１電極と複数のスリットを有する上側の第２電極とを備えている。かかる構成に
よって、本発明の液晶表示装置をＦＦＳモードの液晶表示装置として作動させることがで
きる。なお、透明導電性材料としては、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）又はＩＺＯ（Indium
Zinc Oxide）を使用することができる。

しかも、本発明の液晶表示装置においては、第２絶縁膜を介して対向配置されたそれぞ
れ透明導電性材料からなる第１電極と複数のスリットを有する第２電極とが層間樹脂膜上
に形成されているので、層間樹脂膜によってソースラインと画素電極の容量が小さくでき
るため、画素電極をソースライン上にまで広げることができ、高開口率となる。なお、本
発明の液晶表示装置においては、第１電極がスイッチング素子に接続されているために画
素電極となり、第２電極がコモン配線に電気的に接続されているために共通電極となる。

なお、第１絶縁膜及び第２絶縁膜としては、酸化ケイ素又は窒化ケイ素からなるものを
使用することができ、単層であっても複層であってもよい。しかしながら、絶縁性及び耐
湿性の観点からは窒化ケイ素からなるものを使用した方がよい。また、本発明の液晶表示
装置に使用し得るスイッチング素子としては、例えばＬＴＰＳ（Low Temperature Poly S
ilicon）型のＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子やアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）
型のＴＦＴ素子などに代表される３端子型素子、或いは、ＴＦＤ（Thin Film Diode）素
子などに代表される２端子型非線形素子などを使用することができる。

加えて、本発明の液晶表示装置においては、層間樹脂膜がスイッチング素子のチャネル
領域及び電極の表面を直接被覆しており、従来のようにスイッチング素子のチャネル領域
及び電極がパッシベーション膜により覆われていない。しかしながら、このチャネル領域
及び電極の表面は、層間樹脂膜だけでなく第２絶縁膜も被覆されており、しかも、コンタ
クトホール内の第１電極の表面も第２絶縁膜で被覆されているため、スイッチング素子の
耐湿性は十分に保証される。従って、本発明の液晶表示装置によれば、パッシベーション
膜が存在しないため、簡略された構成の、しかも安価に製造し得る液晶表示装置となる。
なお、層間樹脂膜としては、フォトレジスト材料やケイ素樹脂を使用することができる。
特に、層間樹脂膜としてケイ素樹脂を使用すると、第２絶縁膜の成膜温度を上げることが
できるため、第２絶縁膜を緻密に形成することができるので、より耐湿性が向上する。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記層間樹脂膜の厚さは１．５〜３．０μｍ
であると好ましい。

層間樹脂膜の厚さが１．５μｍ未満であると、第１電極や第２電極にスイッチング素子
等による段差が生じ、ソースラインと画素電極間の寄生容量が大きくなり、表示品位が劣
化するので好ましくない。また、層間樹脂膜の厚さが３．０μｍを超えると、層間樹脂膜
による光吸収率が大きくなって表示領域の明るさが低下するので好ましくない。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記第２絶縁膜の厚さは２０００〜６０００
Åであると好ましい。

この第２絶縁膜の厚さが２０００Å未満であると、スイッチング素子のチャネル領域や
電極に対して必要な絶縁性及び耐湿性を確保することが困難となるので好ましくない。ま
た、第２絶縁膜の厚さが６０００Åを超えると、第１電極及び第２電極との間に生じる容
量が小さくなるので、フリッカが目立つようになると共に、液晶分子を駆動するために必
要な電圧が高くなるので好ましくない。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記スイッチング素子は、平面視で前記第１
電極又は前記第２電極で被覆されていることが好ましい。

本発明の液晶表示装置では、スイッチング素子上は、層間樹脂膜、第２絶縁膜に加え、
第１電極又は第２電極でも被覆されている。第１電極又は第２電極をスイッチング素子の
被覆膜として追加すると、第１電極又は第２電極も十分に保護膜として機能するので、外
部要因（水分、液晶不純物）によるスイッチング素子の特性変化（劣化）を抑制すること
ができる。また、本発明の液晶表示装置では第１電極及び第２電極のいずれか一方で被覆
すればよいので、設計上有利な方で被覆することができる。これにより、本発明の液晶表
示装置の設計の幅が広がる。

また、本発明の液晶表示装置においては、前記スイッチング素子は、平面視で前記第１
電極及び第２電極の両方で被覆されていることが好ましい。

本発明の液晶表示装置では、第１電極と第２電極の両方をスイッチング素子の被覆膜と
して追加したので、保護膜としての機能が更に向上するため、スイッチング素子の特性変
化（劣化）を抑制でき、スイッチング素子の長期間の信頼性を向上させることができる。
更に、本発明の液晶表示装置によれば、第１電極と第２電極の面積がともに広くなること
でより大きな補助容量を得ることができ、フリッカが減少して表示画質が向上する。

更に、本発明の液晶表示装置の製造方法は、下の（１）〜（６）の工程を有することを
特徴とする。
（１）表示領域に第１の絶縁膜を介してマトリクス状に形成された複数の走査線及び信
号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前
記表示領域の周縁部に沿って形成されたコモン配線とを備える第１の透明基板を用意する
工程、
（２）前記（１）の工程で得られた透明基板の表面全体に感光性樹脂材料からなる膜を
形成した後、露光、現像及びベーク処理することによって、表示領域の全面を被覆すると
共に前記スイッチング素子の電極が露出するようにコンタクトホールが形成された層間樹
脂膜を形成する工程、
（３）前記層間樹脂膜の表面に、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域毎に透
明導電性材料からなる第１電極を形成する工程、
（４）前記第１電極上を含む層間樹脂膜の表面全体に亘って第２絶縁膜を成膜する工程
、
（５）前記第２絶縁膜上に、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する
位置毎に複数のスリットが設けられた透明導電性材料からなる第２電極を形成する工程、
（６）前記（５）の工程で得られた第１の透明基板の表面に第２の透明基板を所定距離
隔てて対向配置させて貼り合わせ、前記第１及び第２の透明基板間に液晶を封入する工程
。

本発明の液晶表示装置の製造方法によれば、層間樹脂膜がスイッチング素子のチャネル
領域及び電極を直接被覆することになる。そのため、従来例のように、パッシベーション
膜を成膜するプロセスが不要となるとともに、スイッチング素子の電極と第１電極とを電
気的に接続するためにスイッチング素子の電極上に設けられたパッシベーション膜をエッ
チングするプロセスも不要となる。従って、本発明の液晶表示装置製造方法によれば、製
造工程数を大幅に削減できる。なお、スイッチング素子のチャネル領域及び電極は層間樹
脂膜及び第２絶縁膜により覆われているので、絶縁性及び耐湿性を十分に確保できる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法を例
示するものとして、ＦＦＳモードの液晶表示装置を例にとり説明したものであって、本発
明をこのＦＦＳモードの液晶表示装置に特定することを意図するものではなく、特許請求
の範囲に含まれるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。

図１は本発明の実施形態１〜４に共通するＦＦＳ型の液晶表示装置の平面図である。図
２は実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して示す３画素分の拡大平面
図である。図３は図２のIII−III線で切断した断面図である。図４及び図５はアレイ基板
の製造工程を示す要部断面図である。図６Ａは第２実施形態の液晶表示装置のカラーフィ
ルタ基板を透視して示す１画素分の拡大平面図であり、図６Ｂは第３実施形態の液晶表示
装置のカラーフィルタ基板を透視して示す１画素分の拡大平面図であり、図６Ｃは第４実
施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して示す１画素分の拡大平面図である
。図７は図６ＡのVII−VII線で切断した断面図である。図８は図６ＢのVIII−VIII線で切
断した断面図である。図９は図６ＣのIX−IX線で切断した断面図である。

なお、ここで述べるアレイ基板及びカラーフィルタ基板の「表面」とは各種配線が形成
された面ないしは液晶と対向する側の面を示すものとする。また、この明細書における説
明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大き
さとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法に
比例して表示されているものではない。

［実施形態1］
本実施形態１に係る液晶表示装置１は、図１に示すように、アレイ基板ＡＲ及びカラー
フィルタ基板ＣＦと、両基板ＡＲ、ＣＦを貼り合わせるシール材２と、アレイ基板ＡＲ、
カラーフィルタ基板ＣＦ及びシール材２により囲まれた領域に封入された液晶３０（図３
参照）と、から構成されたいわゆるＣＯＧ（Chip On Glass）型の液晶表示装置である。
この液晶表示装置１においては、シール材２により囲まれた領域が表示領域ＤＡを形成し
ており、この表示領域ＤＡの外側は額縁領域となっている。また、シール材２の一部には
液晶３０を注入するための注入口２ａが形成されている。なお、図１には表示領域ＤＡに
当たる領域に格子状のハッチングが施されている。

アレイ基板ＡＲは、ガラス等からなる透明基板１１上に各種配線が設けられている。こ
のアレイ基板ＡＲはカラーフィルタ基板ＣＦよりもその長手方向の長さが長く、両基板Ａ
Ｒ、ＣＦを貼り合わせた際に外部に延在する延在部１１ａが形成されるようになっており
、この延在部１１ａには駆動信号を出力するＩＣチップあるいはＬＳＩ等からなるドライ
バＤｒが設けられている。そして、このアレイ基板ＡＲの額縁領域には、ドライバＤｒか
らの各種信号を後述する走査線１２及び信号線１６に送るために各種引回し線（図示省略
）が形成されており、更には、後述する共通電極２１に接続されるコモン配線Ｃｏｍも形
成されている。

次に各基板の構成について、図２及び図３を参照して説明を行う。先ず、アレイ基板Ａ
Ｒには、図２及び図３に示すように、透明基板１１の表面に例えばＭｏ／Ａｌの２層配線
からなる複数の走査線１２が互いに平行になるように形成されている。また、この走査線
１２が形成された透明基板１１の表面全体に亘って窒化ケイ素ないしは酸化ケイ素等の透
明絶縁材料からなるゲート絶縁膜（第１絶縁膜）１３が被覆されている。更に、このゲー
ト絶縁膜１３の表面のスイッチング素子（例えばＴＦＴ）が形成される領域には例えばア
モルファスシリコン（以下「ａ−Ｓｉ」という。）層からなる半導体層１５が形成されて
いる。この半導体層１５が形成されている位置の走査線１２の領域がＴＦＴのゲート電極
Ｇを形成する。

また、ゲート絶縁膜１３の表面には、例えばＭｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造の導電性層か
らなるソース電極Ｓを含む信号線１６及びドレイン電極Ｄが形成されている。この信号線
１６のソース電極Ｓ部分及びドレイン電極Ｄ部分は、いずれも半導体層１５の表面に部分
的に重なっている。更に、このアレイ基板ＡＲの表面全体に感光性材料からなる層間樹脂
膜１４が被覆されており、ドレイン電極Ｄに対応する位置の層間樹脂膜１４にはコンタク
トホール１９が形成されている。

そして、図２に示したパターンとなるように、走査線１２及び信号線１６で囲まれた領
域の層間樹脂膜１４上に透明導電性材料、例えばＩＴＯないしＩＺＯからなる下電極（第
１電極）１７が形成されている。この下電極１７はコンタクトホール１９を介してドレイ
ン電極Ｄと電気的に接続されている。そのため、この下電極１７は画素電極として作用す
る。更に、この下電極１７上には電極間絶縁膜（第２絶縁膜）１８が形成されている。こ
の電極間絶縁膜１８には、例えば窒化ケイ素等の絶縁性が良好な透明絶縁材料が使用され
る。そして、この電極間絶縁膜１８上には走査線１２及び信号線１６で囲まれた領域に複
数のスリット２０を有する透明導電性材料、例えばＩＴＯないしＩＺＯからなる上電極（
第２電極）２１が形成されている。なお、この上電極２１は、各画素領域に形成されてい
るとともに、それぞれが連結部２１Ｂで互いに連結され、液晶表示装置１の額縁領域に配
線されたコモン配線Ｃｏｍに電気的に接続されている。なお、このコモン配線Ｃｏｍと上
電極２１とは例えば図１のＸ部分で接続され、コモン配線Ｃｏｍの他端部はドライバＤｒ
に接続されている。そして、この基板の表面全体に亘り所定の配向膜（図示せず）が形成
されている。

スリット２０を有する上電極２１は、走査線１２及び信号線１６で囲まれた領域毎に平
面視で例えばくし歯状となるよう、スリット２０の信号線１６側の一端の幅が大きい開放
端２０ａとなっているとともに他端が閉鎖端２０ｂとなっている。これにより、開放端２
０ａ側の開口度が向上し、より明るい表示を行うことができるようになっている。

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、図３に示すように、ガラス基板等からなる透明基板
２５の表面にアレイ基板ＡＲの走査線１２、信号線１６及びＴＦＴに対応する位置を被覆
するようにブラックマトリクス２６が形成されている。更に、ブラックマトリクス２６で
囲まれた透明基板２５の表面には、複数色、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色
からなるカラーフィルタ層２７が形成され、更にブラックマトリクス２６及びカラーフィ
ルタ層２７の表面を被覆するように樹脂等からなる保護膜２８が形成されている。そして
、この基板の表面全体に亘り所定の配向膜（図示せず）が形成されている。なお、このよ
うな構成を有するアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦの外面には偏光板３１が設
けられている。

次に、主に図４及び図５を参照して、アレイ基板ＡＲの製造工程について説明する。先
ず、透明基板１１上に公知のフォトリソグラフィ法等を用いて複数本の走査線１２をパタ
ーニングする（図４Ａ参照）。次いで、走査線１２を含む透明基板１１上に公知のプラズ
マＣＶＤ法あるいはスパッタリング法等を用いてゲート絶縁膜１３を塗布形成する（図４
Ｂ参照）。次に、公知のフォトリソグラフィ法等を用いて走査線１２の一部分を覆うよう
に半導体層１５をパターニングする（図４Ｃ参照）。次いで、同じく公知のフォトリソグ
ラフィ法等を用いて複数本の走査線１２に交差するように複数本の信号線１６をパターニ
ングすると共に、半導体層１５にその一端部が重畳したソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄ
をパターニングする（図４Ｄ参照）。ここまでの工程が、本発明の液晶表示装置の製造方
法における上記（１）の工程に対応する。

この工程により、半導体層１５に平面視で重なる走査線１２の部分がゲート電極Ｇを構
成することになり、スイッチング素子としての逆スタガ型のＴＦＴが形成される。なお、
本実施形態１においてはソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄを半導体層１５に直接重畳させ
てパターニングしてＴＦＴを形成するいわゆるチャネルエッチ法を用いてＴＦＴを形成し
ている。そして、ソース電極Ｓの半導体層１５に重畳した端部とドレイン電極Ｄの半導体
層１５に重畳した端部との間がチャネル領域ＣＲを形成している。

従来の液晶表示装置においては、上述したＴＦＴが形成された透明基板１１の表面全体
を覆うように、公知のプラズマＣＶＤ法あるいはスパッタリング法等を用いて窒化ケイ素
ないし酸化ケイ素からなるパッシベーション膜を形成する。しかしながら、本発明におい
ては、ＴＦＴが形成された透明基板１１の表面には、パッシベーション膜を形成すること
なく、直ちに層間樹脂膜１４を形成する。すなわち、ＴＦＴが形成された透明基板１１の
表面にフォトレジスト等の感光性材料からなる膜を形成し（図４Ｅ参照）、プリベークし
た後、公知の露光装置を用いて露光すると共に現像処理して、表示領域に層間樹脂膜１４
を形成した後、光反応処理及びベーキング処理を行なう。従って、層間樹脂膜１４はＴＦ
Ｔのチャネル領域ＣＲ、ソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄの表面を直接被覆するように形
成される。

光反応処理は、感光性樹脂膜の透明性を向上させる目的でＵＶ光を照射して感光性官能
基を光反応させる処理である。また、ベーキング処理は、加熱処理を行うことにより、パ
ターン形成された感光性樹脂を焼成し、樹脂内の化学反応（主には架橋反応）によって化
学的、物理的に安定な絶縁膜として基板上に形成する処理である。なお、ここで形成され
た層間樹脂膜１４の厚さは１．５〜３．０μｍとすることが好ましい。層間樹脂膜１４の
厚さが１．５μｍ未満であると、ＴＦＴ等の存在箇所で段差が生じるようになるので、以
下の工程で形成される下電極１７や上電極２１に段差が生じるようになるので、好ましく
ない。また、層間樹脂膜１４の厚さが３．０μｍを超えると、層間樹脂膜１４による光吸
収率が大きくなって表示領域ＤＡの明るさが低下するので好ましくない。

このように層間樹脂膜１４の形成時に、ドレイン電極Ｄ上の層間樹脂膜１４にはコンタ
クトホール１９が形成される（図５Ａ参照）。このコンタクトホール１９は、パッシベー
ション膜を形成せずに層間樹脂膜１４を形成し、層間樹脂膜１４の露光及び現像処理時に
直接形成される。従来は、コンタクトホール１９の底面に成膜されているパッシベーショ
ン膜をエッチング除去しなければドレイン電極Ｄを外部に露出させることができなかった
が、このエッチング工程を行うことなくドレイン電極Ｄを外部に露出させることが可能と
なる。これらの工程が、本発明の液晶表示装置の製造方法における上記（２）の工程に対
応する。

次に、走査線１２及び信号線１６によって区画された画素領域のそれぞれに下電極１７
を形成する（図５Ｂ参照）。この際、下電極１７の一部がコンタクトホール１９内に成膜
され、下電極１７とドレイン電極Ｄが電気的に接続される。そのため、下電極１７は画素
電極として作動することになる。この工程が、本発明の液晶表示装置の製造方法における
上記（３）の工程に対応する。

そして、この下電極１７が形成された基板全体を覆うように電極間絶縁膜１８が成膜さ
れる（図５Ｃ参照）。なお、この電極間絶縁膜１８は、例えば絶縁性が良好な窒化ケイ素
を用いると、コンタクトホール１９の開口径が大きくなることがない。加えて、この電極
間絶縁膜１８の厚さは、ＴＦＴのチャネル領域ＣＲ、ソース電極Ｓ及びドレイン電極Ｄの
耐湿性御及び絶縁性を確保するため、２０００Å以上にするとよい。なお、第２絶縁膜の
厚さが６０００Åを超えると、下電極１７及び上電極２１間に生じる容量が小さくなるの
で、フリッカが目立つようになると共に、液晶分子を駆動するために必要な電圧が高くな
るので好ましくない。この工程が、本発明の液晶表示装置の製造方法における上記（４）
の工程に対応する。

そして、このように電極間絶縁膜１８を形成した後、この電極間絶縁膜１８の表面全体
を覆うようにＩＴＯないしＩＺＯからなる透明導電性材料を被覆し、公知のフォトリソグ
ラフィ法及びエッチング法によって、画素領域に対応する位置毎に複数のスリット２０が
形成された上電極２１を形成する（図５Ｄ参照）。なお、この上電極２１は、図２及び図
３に示したように、ＴＦＴに対応する位置には形成されないようすると共に、画素領域間
においてそれぞれが連結部２１Ｂを介して互いにに連結されているように形成され、更に
、液晶表示装置１の額縁領域に配線されたコモン配線Ｃｏｍに電気的に接続される。従っ
て、この上電極２１は共通電極として作動することになる。そしてこの上電極２１が形成
された透明基板１１の表面全体を覆うように配向膜を形成することによってアレイ基板Ａ
Ｒが完成される。この工程が、本発明の液晶表示装置の製造方法における上記（５）の工
程に対応する。

次いで、従来のＦＦＳモードの液晶表示装置用のカラーフィルタ基板と実質的に同様の
カラーフィルタ基板を用意し、上述のアレイ基板及びカラーフィルタ基板をそれぞれ対向
させて貼り合わせ、内部に液晶を封入することにより実施形態１の液晶表示装置１が得ら
れる。この工程が、本発明の液晶表示装置の製造方法における上記（６）の工程に対応す
る。

以上のように、本発明の液晶表示装置１４においては、パッシベーション膜を形成する
ことなく層間樹脂膜１４を形成したため、ＴＦＴのチャネル領域ＣＲやソース電極Ｓは直
接層間樹脂膜１４によって被覆されている。しかしながら、この層間樹脂膜１４の上面は
、図３に示すように所定の厚さを有する電極間絶縁膜１８によって更に被覆されているの
で、耐湿性の点は十分に保証される。また、本発明の液晶表示装置１の製造方法によれば
、従来のアレイ基板の製造方法に比して、パッシベーション膜の成膜プロセスと、ドレイ
ン電極Ｄを外部に露出するためのパッシベーション膜の一部のエッチングプロセスとを行
う必要がなくなる。そのため、本発明の液晶表示装置１の製造方法によれば、製造工程を
簡略化することが可能となり、安価に液晶表示装置を作成することが可能となる。

なお、上記実施形態１では、上電極２１に形成するスリットとして、スリット２０の信
号線１６側の一端の幅が大きい開放端２０ａとなり、他端が閉鎖端２０ｂとなるようにし
て平面視でくし歯状となるようにした例を示したが、両端共に閉鎖端となるようにしても
よい。また、上電極２１は、ＴＦＴ上の樹脂層間膜１４上には存在しないようにした例を
示したが、必ずしもこのような構成とする必要はなく、スリット２０の形成位置を除いて
ベタ状に形成してもかまわない。

次に、更なるスイッチング素子の被覆膜を設けた実施形態２〜４の液晶表示装置を説明
する。なお、以下においては、実施形態１の液晶表示装置と同一の構成のものについては
同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

［実施形態２］
実施形態２にかかる液晶表示装置１Ａは、図６Ａ及び図７に示すように、第１電極１７
がスイッチング素子としてのＴＦＴを被覆するように延在されているが、それ以外の構成
は実施形態１の液晶表示装置の場合と同様である。

このように第１電極１７を平面視でＴＦＴを被覆するように形成することにより、ＴＦ
Ｔ上は、層間樹脂膜１４、第２絶縁膜１８に加え、第１電極１７でも被覆されていること
になる。そのため、実施形態２の液晶表示装置１Ａによれば、第１電極１７が十分に保護
膜として機能するので、外部要因（水分、液晶不純物）によるスイッチング素子の特性変
化（劣化）を抑制することができ、長期間の信頼性が確保される。

［実施形態３］
実施形態３にかかる液晶表示装置１Ｂは、図６Ｂ及び図８に示すように、第２電極２１
がスイッチング素子としてのＴＦＴを被覆するように延在されているが、それ以外の構成
は、実施形態１の液晶表示装置の場合と同様である。

このように第２電極２１を平面視でＴＦＴを被覆するように形成することにより、ＴＦ
Ｔ上は、層間樹脂膜１４、第２絶縁膜１８に加えて、第２電極２１でも被覆されているこ
とになる。そのため、実施形態３の液晶表示装置１Ｂによれば、第２電極２１が十分に保
護膜として機能するので、外部要因（水分、液晶不純物）によるスイッチング素子の特性
変化（劣化）を抑制することができ、長期間の信頼性が確保される。

［実施形態４］
実施形態４にかかる液晶表示装置１Ｃは、図６Ｃ及び図９に示すように、第１電極１７
及び第２電極２１の両方がスイッチング素子としてのＴＦＴを被覆するように延在されて
いるが、それ以外は、実施形態１の液晶表示装置の場合と同様である。

このように第１電極１７及び第２電極２１を平面視でＴＦＴを被覆するように形成する
ことにより、ＴＦＴ上は、層間樹脂膜１４、第２絶縁膜１８に加え、第１電極１７及び第
２電極２１でも被覆されていることになり、保護膜としての機能が更に向上し、スイッチ
ング素子の特性変化（劣化）を抑制でき、スイッチング素子の長期間の信頼性を向上させ
ることができる。更に、第１電極１７及び第２電極２１の対向している部分の面積がとも
に広くなることでより大きな補助容量を得ることができるので、フリッカが減少して表示
画質が向上する。

［実施形態５］
実施形態５では、実施形態１の液晶表示装置１の層間樹脂膜１４で使用されているフォ
トレジスト等の感光性樹脂に換えてケイ素樹脂を使用した。この実施形態５の液晶表示装
置は、層間樹脂膜１４の材料が異なる以外は実施形態１の液晶表示装置１と同様の構成を
備えているので、図示省略する。ケイ素樹脂は、オルガノポリシロキサン鎖を主鎖として
おり、シリコン樹脂とも称されるものである。層間樹脂膜１４としてケイ素樹脂を使用す
ると、層間樹脂膜１４の焼成温度を感光性樹脂の場合よりも高くすることができるので、
第２絶縁膜の成膜温度を上げることができ、層間樹脂膜１４として感光性樹脂を使用した
場合よりも第２絶縁膜を緻密に形成することができる。そのため、実施形態５の液晶表示
装置によれば、実施形態１の液晶表示装置１よりも耐湿性が向上する。

なお、実施形態２〜５の液晶表示装置の製造工程は、それぞれ実施形態１の液晶表示装
置１の製造工程に対して第１電極１７又は第２電極２１もしくは第１電極１７及び第２電
極２１の両方を平面視でＴＦＴ上まで延在させた点が相違するのみであるので、その詳細
な説明は省略する。

以上、本発明の実施形態１〜５としてＦＦＳ型の液晶表示装置１、１Ａ〜１Ｃを説明し
た。このような本発明の液晶表示装置１、１Ａ〜１Ｃは、パーソナルコンピュータ、携帯
電話機、携帯情報端末、ナビゲーション装置、携帯音楽再生機、携帯テレビ等の各種電子
機器に使用することができる。

本発明の実施形態１〜４に共通するＦＦＳ型の液晶表示装置の平面図である。 実施形態１の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して示す３画素分の拡大平面図である。 図２のIII−III線で切断した断面図である。 アレイ基板の製造工程を示す要部断面図である。 図４に引き続くアレイ基板の製造工程を示す要部断面図である。 図６Ａは第２実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して示す１画素分の拡大平面図である。図６Ｂは第３実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して示す１画素分の拡大平面図である。図６Ｃは第４実施形態の液晶表示装置のカラーフィルタ基板を透視して示す１画素分の拡大平面図である。 図６ＡのVII−VII線で切断した断面図である。 図６ＢのVIII−VIII線で切断した断面図である。 図６ＣのIX−IX線で切断した断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ：液晶表示装置 ２：シール材 １１、２５：透明基板 １２：走
査線 １３：ゲート絶縁膜（第１絶縁膜） １４：層間樹脂膜 １５：半導体層 １６：
信号線 １７：下電極（第１電極） １８：電極間絶縁膜（第２絶縁膜） １９：コンタ
クトホール ２０：スリット ２１：上電極（第２電極） ２６：ブラックマトリクス
２７：カラーフィルタ層 ２８：保護膜 ３０：液晶 ＡＲ：アレイ基板 ＣＦ：カラー
フィルタ基板 Ｓ：ソース電極 Ｇ：ゲート電極 Ｄ：ドレイン電極 ＣＲ：チャネル領
域 ＤＡ：表示領域 Ｄｒ：ドライバ Ｃｏｍ：コモン配線

Claims (6)

1. 液晶層を挟持した一対の透明基板を備えた液晶表示装置において、
   前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶層側には、間に第１絶縁膜を介してマトリ
   クス状に配置された複数の走査線及び信号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近
   傍に設けられたスイッチング素子と、前記表示領域の周縁部に沿って形成されたコモン配
   線と、前記スイッチング素子の表面を含む表示領域全体を被覆する層間樹脂膜と、前記層
   間樹脂膜の表面に、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域毎に形成された透明導
   電性材料からなる第１電極と、前記第１電極上を含む前記層間樹脂膜の表面全体に形成さ
   れた第２絶縁膜と、前記第２絶縁膜上に形成され、前記複数の走査線及び信号線で区画さ
   れた領域に対応する位置毎に複数のスリットが形成された透明導電性材料からなる第２電
   極と、を備え、
   前記層間樹脂膜は前記スイッチング素子のチャネル領域及び電極を直接被覆しており、
   前記層間樹脂膜上を前記第2絶縁膜で被覆していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記層間樹脂膜の厚さは１．５〜３．０μｍであることを特徴とする請求項１に記載の
   液晶表示装置。
3. 前記第２絶縁膜の厚さは２０００〜６０００Åであることを特徴とする請求項１に記載
   の液晶表示装置。
4. 前記スイッチング素子は、平面視で前記第１電極又は前記第２電極で被覆されているこ
   と特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
5. 前記スイッチング素子は、平面視で前記第１電極及び第２電極の両方で被覆されている
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の液晶表示装置。
6. 以下の（１）〜（６）の工程を有することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
   （１）表示領域に第１の絶縁膜を介してマトリクス状に形成された複数の走査線及び信
   号線と、複数の前記走査線及び信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、前
   記表示領域の周縁部に沿って形成されたコモン配線とを備える第１の透明基板を用意する
   工程、
   （２）前記（１）の工程で得られた透明基板の表面全体に感光性樹脂材料からなる膜を
   形成した後、露光、現像及びベーク処理することによって、表示領域の全面を被覆すると
   共に前記スイッチング素子の電極が露出するようにコンタクトホールが形成された層間樹
   脂膜を形成する工程、
   （３）前記層間樹脂膜の表面に、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域毎に透
   明導電性材料からなる第１電極を形成する工程、
   （４）前記第１電極上を含む層間樹脂膜の表面全体に亘って第２絶縁膜を成膜する工程
   、
   （５）前記第２絶縁膜上に、前記複数の走査線及び信号線で区画された領域に対応する
   位置毎に複数のスリットが設けられた透明導電性材料からなる第２電極を形成する工程、
   （６）前記（５）の工程で得られた第１の透明基板の表面に第２の透明基板を所定距離
   隔てて対向配置させて貼り合わせ、前記第１及び第２の透明基板間に液晶を封入する工程
   。

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