JP4024516B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（ａ）は、従来の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の平面図を示している。
【０００３】
図５（ａ）において、アクティブマトリクス基板には、複数の画素電極５４がマトリクス状に設けられており、これらの画素電極５４の周囲を通り、互いに直交交差するように、各ゲート配線５１とソース配線５２とが形成されている。これらのゲート配線５１とソース配線５２との交差部近傍には、前記画素電極５４にコンタクトホールを介して接続されるスイッチング素子としてのＴＦＴが形成されている。
【０００４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＢ−Ｂ´線断面図を示している。
【０００５】
図５（ｂ）において、透明絶縁性基板６０上に、図５（ａ）のゲート配線５１と枝分かれしたゲート電極５１が設けられ、その上を覆ってゲート絶縁膜５５が設けられている。その上にはゲート電極５１と重畳するように半導体層６２が設けられ、その中央部上にチャネル保護層６３が設けられている。この半導体層６２及びチャネル保護層６３の両端部を覆い、該チャネル保護層６３上で分断された状態で、ソース電極５２及びドレイン電極５３が設けられている。このようにして形成されたＴＦＴ及びゲート配線５１、ソース配線５２の上部を覆って層間絶縁膜５９が設けられており、該層間絶縁膜５９上には画素電極５４が設けられ、層間絶縁膜５９を貫くコンタクトホールを介して前記ＴＦＴと接続されている。
【０００６】
このようにして構成されたＴＦＴ基板６０と対向電極５６を備えた対向基板６１との間に液晶５８を封入して従来の液晶表示装置は完成する。このとき、前記ＴＦＴ基板６０と対向基板６１との間隙は、スペーサ５７を用いて所定の間隔に保たれている（特開昭６１−１５６０２５号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された従来の液晶表示装置においては、層間絶縁膜５９としてポリイミド樹脂を用いているが、その他にも、例えば透明度の高いアクリル樹脂やポリスチレン、ポリエステル等が一般的に用いられている。
【０００８】
また、スペーサ５７については特に開示されていないが、通常はガラス等の硬質材料やプラスチックビーズ等が用いられており、プラスチックビーズスペーサの材料としては、ポリイミドやエポキシ、ポリスチレン等が一般的に用いられている。
【０００９】
しかしながら、上述したようなアクリル系樹脂を層間絶縁膜５９として用い、スペーサ５７としてエポキシ樹脂を用いて上記液晶表示装置を作製した場合、液晶を注入封止後に点灯検査を行うと、ニュートンリング（水に石等を落下させた時に水面に現れるリング状の波紋のようなもの）が現れた。特に、シール部分でこの現象は多発し、シール部分の下層に層間絶縁膜を設けた液晶表示装置の場合には特に顕著に現れた。
【００１０】
このような現象が現れる原因を調べると、前記スペーサ５７が前記層間絶縁膜５９に画素電極５４を挟んでめり込んでしまい、前記ＴＦＴ基板６０と対向基板６１との間隙が変化したことに起因していることが分かった。
【００１１】
ここで、前記層間絶縁膜５９上にはＩＴＯやＡｌ等からなる画素電極５４が形成されているにも拘わらず、前記スペーサ５７がめり込んでしまうのは、前記画素電極５４の厚さが５００〜２０００オングストロームであるのに対して、前記層間絶縁膜５９の厚さは１．５〜４μｍであり、該画素電極５４が絶対的に薄い為であると考えられる。このことは配向膜（図示せず）についても同様と考えられる。
【００１２】
このように、従来の液晶表示装置においては、スペーサが層間絶縁膜にめり込んでしまうことに起因して、点灯検査時にニュートンリングが発生してしまい、良品率、信頼性を著しく損なうという問題を有していた。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、層間絶縁膜とスペーサとの材料の最適化を図ることにより、層間絶縁膜に樹脂を用いた液晶表示装置に発生する様々な問題点を解決することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隔を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、前記スペーサがロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンであり、かつ、前記層間絶縁膜は、その硬度が前記スペーサの硬度と同じかもしくはそれよりも大きい樹脂膜であり、ロックウェル硬度Ｅ６１〜７４のポリアミドイミド、ロックウェル硬度Ｍ８７〜９３のポリアリレート、ロックウェル硬度Ｍ１０５〜１０９のポリエーテルイミド、ロックウェル硬度Ｍ８０〜１１０のエポキシ、ロックウェル硬度Ｅ４５〜５８のポリイミド、ロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂からなる群より選ばれる何れか一種の樹脂からなり、前記画素電極を挟んで層間絶縁膜に前記スペーサがめり込まず、前記両基板間隙が一定に保たれることを特徴としており、そのことにより上記目的が達成される。また、前記層間絶縁膜は、例えば、膜厚１．５〜４μｍに形成されている。
【００１５】
上記構成により、以下、その作用を説明する。
【００１６】
本発明においては、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隙を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、前記層間絶縁膜の硬度が、前記スペーサ材の硬度と同じか、もしくは大きいことを特徴としており、そのことにより層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込むことが防止でき、表示品位の高い液晶表示装置が得られる。また、液晶表示装置完成後に、ユーザーが表面を拭く等して圧力が加わった場合であっても、基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００１７】
また、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隙を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、前記層間絶縁膜として、弾性体を用いれば、例え液晶表示装置の表示面表面が加圧され、層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込み、一時的に基板間隙が変化したとしても、加圧が取り除かれたときに反発力が起こり、所定の基板間隙に復元される。つまり、液晶表示装置の基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００１８】
また、前記シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサが、前記液晶中のスペーサより大きいものを使用することにより、特にシール材部分で発生していた基板間隙の変化を防止することができる。
【００１９】
また、前記シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサの硬度が、前記液晶中のスペーサの硬度より大きいものを使用することにより、さらに効果が上がる。
【００２０】
また、前記シール材の下側に、前記層間絶縁膜を存在させないことにより、一層効果が上がる。
【００２１】
また、前記シール材の下側に、金属膜、チッ化膜、酸化膜のいずれかを設けることにより、シール材部分の密着性が向上し、さらに信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００２２】
また、前記層間絶縁膜として透明度の高い樹脂を用いることにより、特に透過型液晶表示装置として使用する場合には、着色のない美しい画像表示を得ることができるとともに、透過率が低下することを防止でき、バックライトにおける消費電力の増加も発生しない。
【００２３】
また、基板上に、複数のスイッチング素子をマトリクス状に形成するとともに、該スイッチング素子と接続される走査配線及び信号配線を互いに交差するように形成する工程と、前記スイッチング素子、走査配線、信号配線の上部に、樹脂よりなる層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜表面の膜質を、灰化処理または光照射によって改善する工程と、前記層間絶縁膜上に前記スイッチング素子と接続された画素電極を形成する工程とを含む製造方法を用いれば、層間絶縁膜を形成する樹脂として表面密着性の悪い材料を使用することも可能となる。また、このときフォトレジストの除去を同時に行うことができ、製造工程の削減を図ることもできる。
【００２４】
このとき、前記層間絶縁膜をパターニングする前にプリベーク処理して該層間絶縁膜を乾燥させる工程を含むことにより、層間絶縁膜を形成する樹脂の粘度を下げることができ、生産性が向上するとともに、寸法精度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示す平面図である。
【００２７】
図１（ａ）において、アクティブマトリクス基板には、複数の画素電極４がマトリクス状に設けられており、これらの画素電極４の周囲を通り、互いに直交交差するように、走査配線としてのゲート配線１と信号配線としてのソース配線２とが形成されている。このとき、これらのゲート配線１とソース配線２とは、その一部分が前記画素電極４の外周部分とオーバーラップして形成されている。また、これらのゲート配線１とソース配線２との交差部近傍には、前記画素電極４にコンタクトホールを介して接続されるスイッチング素子としてのＴＦＴが形成されている。これは、ＭＩＭ等のスイッチング素子でもかまわない。また、付加容量配線（Ｃｓ配線）１２が前記画素電極４の中央部分のゲート配線１と同層に、ゲート配線１と同じプロセスにより形成されている。このとき、前記Ｃｓ配線１２は共通配線に接続されるＣｓ ｏｎ Ｃｏｍ方式となっている。
【００２８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＡ−Ａ´線断面図を示している。
【００２９】
図１（ｂ）において、透明絶縁性基板１０上に、図１（ａ）のゲート配線１と枝分かれしたゲート電極３１が設けられ、その上を覆ってゲート絶縁膜５が設けられている。その上にはゲート電極３１と重畳するように半導体層３４が設けられ、その中央部上にチャネル保護層３５が設けられている。この半導体層３４の一部及びチャネル保護層３５の両端部を覆い、該チャネル保護層３５上で分断された状態で、ソース電極３２及びドレイン電極３３となるｎ+層３６が設けられている。
【００３０】
このようにして形成されたＴＦＴの上部を覆って層間絶縁膜９が設けられており、該層間絶縁膜９上には画素電極４が設けられ、該画素電極４は該層間絶縁膜９を貫くコンタクトホール３７を介して前記ＴＦＴのドレイン電極３３と接続されている。そして、前記画素電極４上及び対向基板１１上に形成された対向電極６上には、それぞれ図示しない配向膜が形成されており、該配向膜間には液晶８が封入されている。
【００３１】
このとき、前記ＴＦＴ基板１０と前記対向基板１１との間隙は、スペーサ７により保たれている。ここでは、層間絶縁膜９としてロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂を用い、また、スペーサ７としてはロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンを用いた。これは、透明度の高いアクリル系樹脂を層間絶縁膜９として用いたことにより、着色が全くない高表示品位の液晶表示装置を得ることができるとともに、スペーサ７として層間絶縁膜９よりも柔らかいポリスチレンを用いたことにより、基板に対してスペーサがめり込まず前記両基板間隙を一定に保つことができる液晶表示装置を得ることができた。
【００３２】
以上のように本実施形態１のアクティブマトリクス基板が構成され、以下のようにして製造することができる。
【００３３】
まず、ガラス基板等からなる透明絶縁性基板１０上に、Ａｌ、Ｔａ、Ｃｒ等の金属からなるゲート配線１（ゲート電極３１）と、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ2等からなるゲート絶縁膜５と、Ｓｉ等からなる半導体層３４と、ＳｉＮｘ等からなるチャネル保護層３５と、ｎ+層３６とを順次成膜パターニングして形成する。ここまでの作製プロセスは、従来のアクティブマトリクス基板の製造方法と同様にして行うことができる。
【００３４】
次に、Ａｌ、Ｔａ、Ｃｒ等の金属からなるソース配線２（ソース電極３２及びドレイン電極３３）上にＩＴＯを形成して２層配線とした。これは、断線冗長性を持たせるためと実装端子部分の低抵抗化のためである。
【００３５】
さらに、その上に、層間絶縁膜９として感光性のアクリル系樹脂をスピンコート法により例えば３μｍの膜厚で形成する。この膜厚は、樹脂等の膜の誘電率によって決定される。これは、各配線と画素電極４とが重畳して形成されているために寄生容量ができてしまうからであり、なるべく誘電率の低い樹脂を用いることが好ましい。この樹脂に対して、所望のパターンに従って露光し、アルカリ性の溶液にて処理する。これにより露光された部分のみがアルカリ性の溶液によってエッチングされ、層間絶縁膜９を貫通するコンタクトホール３７が形成されることになる。
【００３６】
このとき、感光性のアクリル樹脂を用いたことにより、フォト工程だけでパターニングすることができるので、感光性を持たせることができる樹脂には感光性を持たせる方が好ましい。また、低粘度の樹脂を用い生産性を向上させるとともにパターニング前にプリベーク処理して乾燥させることにより、本硬化時に寸法がずれる等の悪影響を防止することができさらに好ましい。
【００３７】
また、表面の密着性が悪い樹脂については、この段階で灰化処理や光照射により表面を荒らして密着性を改善するとよい。このときフォトレジストも同時に取除けば工程が増えることもない。
【００３８】
その後、画素電極４となるＩＴＯをスパッタ法により形成し、パターニングする。これにより画素電極４は、層間絶縁膜９を貫くコンタクトホール３７を介して、ＴＦＴ３のドレイン電極３３と接続されることになる。
【００３９】
そして、このようにして作製したＴＦＴ基板１０と対向電極６が形成された対向基板１１とを貼り合わせる。このとき、周辺部分をシール材、その他の部分をスペーサ７により間隙を一定に保った。その後、前記両基板間に液晶８を封入して本実施形態１の液晶表示装置を製造した。
【００４０】
なお、ここでは、層間絶縁膜９をロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂を用い、スペーサとしてロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンを用いた。
【００４１】
したがって、このようにして得られるアクティブマトリクス基板は、透過型の液晶表示装置に用いる場合には、層間絶縁膜９として透明度の高いもの、具体的には可視光領域の透過率９０％以上のものを用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド（Ｅ６１〜７４）、ポリアリレート（Ｍ８７〜９３）、ポリエーテルイミド（Ｍ１０５〜１０９）、エポキシ（Ｍ８０〜１１０）、透明度の高いポリイミド（Ｅ４５〜５８：例えばヘキサフルオロプロピレンを含む酸二無水物とジアミンとの組合わせ）等を用いることができる。また、スペーサ７としては、特に透明である必要は無く、例えば黒色に着色されたものであってもよい。そのため、前記層間絶縁膜９よりも材料選択の範囲は広く、該層間絶縁膜９と同じ材料もしくはそれより柔らかいものを用いればよい。
【００４２】
また、上述したアクティブマトリクス基板を反射型の液晶表示装置に用いる場合には、前記透過型の液晶表示装置に用いる場合よりも層間絶縁膜９の材料選択の範囲はずっと広くなり、例えば、ポリイミドでは一般的に良く知られるカプトンのような着色材を用いることができる。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態２の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板では、弾性率の高い樹脂、特に反発弾性力の強い樹脂を用いて層間絶縁膜を形成しており、その他は実施形態１と同様の手法により液晶表示装置を作製した。
【００４４】
ここで、上下基板の貼り合わせ時やパネル完成後等に、指でパネル表面を押したりするような表面上からの圧力が加わった場合、反発弾性力の強い樹脂を用いて層間絶縁膜を形成した液晶表示装置であれば、一時的に層間絶縁膜の表面は凹んでしまうものの、圧力が解除されるとともに弾性力（反発力）が働いて元の状態に戻り、それに伴って変化していた基板間隔も所定の状態に戻るという利点がある。
【００４５】
本実施形態２で用いた弾性率の高い樹脂としては、透過型の液晶表示装置では、ブタジエンスチレン共重合体、ブチルゴム、フッ素ゴムを、また、反射型の液晶表示装置としては、ポリオレフィン系ラストマー、ポリウレタンゴム等のゴム状弾性高分子を好適に用いることができる。
【００４６】
（実施形態３）
図２、図３、図４は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。なお、図１と同様の作用を奏する部材には同一の符号を付けてその説明は省略する。
【００４７】
まず、実施形態１と同様の手法によりＴＦＴ基板を作製後、図２に示すように、層間絶縁膜９のパターニング時にシール１４部分下側の層間絶縁膜９を取り除いた。つまり、シール１４の下側の透明絶縁性基板１０上には、ゲート配線１と該ゲート配線１上に形成されたゲート絶縁膜５とが設けられており、該シール１４よりも内側の透明絶縁性基板１０上には、前記ゲート配線１とゲート絶縁膜５上に層間絶縁膜９と画素電極４とが積層された状態となっている。
【００４８】
その後、対向電極６が形成された対向基板１１とＴＦＴ基板１０とを前記シール１４を介して所定の間隔で貼り合わせた。このとき、スペーサ７及びスペーサ１３により所定の間隙を保っているが、表示領域内（液晶中）のスペーサ７よりもシール１４内のスペーサ１３の方に直径が大きいものを用いた。
【００４９】
このような構造とすることにより、これまで問題となっていたシール１４部分近傍での表示の不具合が解消された。ここで、シール１４内のスペーサ１３としては、ガラス粒子等の硬質のものを用いるとさらに効果的である。また、このときの表示領域内のスペーサ７としては、プラスチックビーズ等を用いることが望ましい。なお、液晶表示装置作製時に、前記表示領域内のスペーサ７がシール１４内に流れ込むことも考えられるが、このことは特に問題ではない。
【００５０】
ここで、上述したようにして形成した液晶表示装置において、図３に示すように、シール１４の下側の透明絶縁性基板１０上に、さらにソース配線やＩＴＯ４０を設けることにより、該シール１４との密着性が向上するとともに、静電気対策の点においても効果的である。このときのソース配線材料や画素電極材料としては、金属、チッ化物、酸化物等を用いることが特に好ましい。
【００５１】
さらに、図４に示すように、前記層間絶縁膜９の端部を斜めに形成することにより、液晶８の注入時において気泡等の発生を未然に防ぐことができ、スムーズな液晶注入が可能となる。
【００５２】
以上のように本実施形態３のアクティブマトリクス基板が構成され、以下のようにして製造することができる。ここでは、実施形態１と同様のプロセスについては省略して説明する。
【００５３】
まず、透明絶縁性基板１０上に層間絶縁膜９を形成する工程までは、実施形態１と同様の手法により行った。次に、コンタクトホール形成のために前記層間絶縁膜９のパターニングを行う。このときに、表示領域の周囲部分、つまりシール１４形成部分の下側に位置する層間絶縁膜９についても、コンタクトホール部分と同様に取り除いた。その後、前記層間絶縁膜９の表示領域に相当する部分に画素電極４を形成して、図示しない配向膜を形成した。
【００５４】
そして、上述したようにして作製したＴＦＴ基板１０と対向電極６が形成された対向基板１１との周囲部分を、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂や光硬化樹脂からなるシール１４で貼り合わせた。このとき、スペーサ７及びスペーサ１３により前記両基板間隙を一定に保った。
【００５５】
その後、前記シール１４を硬化させ、液晶８を封入することにより本実施形態３の液晶表示装置を製造することができる。
【００５６】
本実施形態３では、前記シール１４形成部分の下側に前記層間絶縁膜９を設けていないので、該シール１４硬化時に該層間絶縁膜９を形成する樹脂が硬化収縮熱膨張を起こして前記両基板の間隙が変わってしまうことも無くなる。
【００５７】
また、本実施形態３では、前記シール１４形成部分の下側にゲート絶縁膜５を設けているが、これは該シール１４との密着性を向上させるためである。このとき、あらかじめスペーサ１３を含み込んだシール１４を用いることが生産性向上の点で好ましい。
【００５８】
なお、本発明では、Ｃｓ ｏｎ Ｃｏｍ方式の液晶表示装置を用いて説明したが、これがＣｓ ｏｎ Ｇａｔｅ方式の液晶表示装置であっても構わない。
【００５９】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、層間絶縁膜の硬度がスペーサの硬度と同じか、もしくは大きいことにより、層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込むことが防止でき、表示品位の高い液晶表示装置が得られる。また、液晶表示装置完成後に、ユーザーが表面を拭く等して圧力が加わった場合であっても、基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００６０】
また、層間絶縁膜として、弾性体を用いれば、例え液晶表示装置の表示面表面が加圧され、層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込み、一時的に基板間隙が変化したとしても、加圧が取り除かれたときに反発力が起こり、所定の基板間隙に復元される。つまり、液晶表示装置の基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００６１】
また、シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサが、液晶内のスペーサより大きいものを使用することにより、特にシール材部分で発生していた基板間隙の変化を防止することができる。
【００６２】
また、シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサの硬度が、液晶内のスペーサの硬度よりも硬いものを使用することにより、さらに効果が上がる。
【００６３】
また、前記シール材の下側に、前記層間絶縁膜を存在させないことにより、一層効果が上がる。
【００６４】
また、前記シール材の下側に、金属膜、チッ化膜、酸化膜のいずれかを設けることにより、シール材部分の密着性が向上し、さらに信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００６５】
また、前記層間絶縁膜として透明度の高い樹脂を用いることにより、特に透過型液晶表示装置として使用する場合には、着色のない美しい画像表示を得ることができるとともに、透過率が低下することを防止でき、バックライトにおける消費電力の増加も発生しない。
【００６６】
また、基板上に、複数のスイッチング素子をマトリクス状に形成するとともに、該スイッチング素子と接続される走査配線及び信号配線を互いに交差するように形成する工程と、前記スイッチング素子、走査配線、信号配線の上部に、樹脂よりなる層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜表面の膜質を、灰化処理または光照射によって改善する工程と、前記層間絶縁膜上に前記スイッチング素子と接続された画素電極を形成する工程とを含む製造方法を用いれば、層間絶縁膜を形成する樹脂として表面密着性の悪い材料を使用することも可能となる。また、このときフォトレジストの除去を同時に行うことができ、製造工程の削減を図ることもできる。
【００６７】
また、前記層間絶縁膜をパターニングする前にプリベーク処理して該層間絶縁膜を乾燥させる工程を含むことにより、層間絶縁膜を形成する樹脂の粘度を下げることができ、生産性が向上するとともに、寸法精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態１の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＡ−Ａ´線断面図を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、従来の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の平面図を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＢ−Ｂ´線断面図を示している。
【符号の説明】
１ ゲート配線
２ ソース配線
３ ＴＦＴ（スイッチング素子）
４ 画素電極
５ ゲート絶縁膜
６ 対向電極
７ スペーサ
８ 液晶
９ 層間絶縁膜
１０ 透明絶縁性基板（ＴＦＴ基板）
１１ 対向基板
１２ 付加容量配線（Ｃｓ配線）
１３ スペーサ
１４ シール材
３１ ゲート電極
３２ ソース電極
３３ ドレイン電極
３４ 半導体層
３５ チャネル保護層
３６ ｎ+層
３７ コンタクトホール
４０ ソース配線やＩＴＯ
５１ ゲート配線、ゲート電極
５２ ソース配線、ソース電極
５３ ドレイン電極
５４ 画素電極
５５ ゲート絶縁膜
５６ 対向電極
５７ スペーサ
５８ 液晶
５９ 層間絶縁膜
６０ 透明絶縁性基板
６１ 対向基板
６２ 半導体層
６３ チャネル保護層
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５（ａ）は、従来の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の平面図を示している。
【０００３】
図５（ａ）において、アクティブマトリクス基板には、複数の画素電極５４がマトリクス状に設けられており、これらの画素電極５４の周囲を通り、互いに直交交差するように、各ゲート配線５１とソース配線５２とが形成されている。これらのゲート配線５１とソース配線５２との交差部近傍には、前記画素電極５４にコンタクトホールを介して接続されるスイッチング素子としてのＴＦＴが形成されている。
【０００４】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＢ−Ｂ´線断面図を示している。
【０００５】
図５（ｂ）において、透明絶縁性基板６０上に、図５（ａ）のゲート配線５１と枝分かれしたゲート電極５１が設けられ、その上を覆ってゲート絶縁膜５５が設けられている。その上にはゲート電極５１と重畳するように半導体層６２が設けられ、その中央部上にチャネル保護層６３が設けられている。この半導体層６２及びチャネル保護層６３の両端部を覆い、該チャネル保護層６３上で分断された状態で、ソース電極５２及びドレイン電極５３が設けられている。このようにして形成されたＴＦＴ及びゲート配線５１、ソース配線５２の上部を覆って層間絶縁膜５９が設けられており、該層間絶縁膜５９上には画素電極５４が設けられ、層間絶縁膜５９を貫くコンタクトホールを介して前記ＴＦＴと接続されている。
【０００６】
このようにして構成されたＴＦＴ基板６０と対向電極５６を備えた対向基板６１との間に液晶５８を封入して従来の液晶表示装置は完成する。このとき、前記ＴＦＴ基板６０と対向基板６１との間隙は、スペーサ５７を用いて所定の間隔に保たれている（特開昭６１−１５６０２５号公報）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報に開示された従来の液晶表示装置においては、層間絶縁膜５９としてポリイミド樹脂を用いているが、その他にも、例えば透明度の高いアクリル樹脂やポリスチレン、ポリエステル等が一般的に用いられている。
【０００８】
また、スペーサ５７については特に開示されていないが、通常はガラス等の硬質材料やプラスチックビーズ等が用いられており、プラスチックビーズスペーサの材料としては、ポリイミドやエポキシ、ポリスチレン等が一般的に用いられている。
【０００９】
しかしながら、上述したようなアクリル系樹脂を層間絶縁膜５９として用い、スペーサ５７としてエポキシ樹脂を用いて上記液晶表示装置を作製した場合、液晶を注入封止後に点灯検査を行うと、ニュートンリング（水に石等を落下させた時に水面に現れるリング状の波紋のようなもの）が現れた。特に、シール部分でこの現象は多発し、シール部分の下層に層間絶縁膜を設けた液晶表示装置の場合には特に顕著に現れた。
【００１０】
このような現象が現れる原因を調べると、前記スペーサ５７が前記層間絶縁膜５９に画素電極５４を挟んでめり込んでしまい、前記ＴＦＴ基板６０と対向基板６１との間隙が変化したことに起因していることが分かった。
【００１１】
ここで、前記層間絶縁膜５９上にはＩＴＯやＡｌ等からなる画素電極５４が形成されているにも拘わらず、前記スペーサ５７がめり込んでしまうのは、前記画素電極５４の厚さが５００〜２０００オングストロームであるのに対して、前記層間絶縁膜５９の厚さは１．５〜４μｍであり、該画素電極５４が絶対的に薄い為であると考えられる。このことは配向膜（図示せず）についても同様と考えられる。
【００１２】
このように、従来の液晶表示装置においては、スペーサが層間絶縁膜にめり込んでしまうことに起因して、点灯検査時にニュートンリングが発生してしまい、良品率、信頼性を著しく損なうという問題を有していた。
【００１３】
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、層間絶縁膜とスペーサとの材料の最適化を図ることにより、層間絶縁膜に樹脂を用いた液晶表示装置に発生する様々な問題点を解決することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隔を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、前記スペーサがロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンであり、かつ、前記層間絶縁膜は、その硬度が前記スペーサの硬度と同じかもしくはそれよりも大きい樹脂膜であり、ロックウェル硬度Ｅ６１〜７４のポリアミドイミド、ロックウェル硬度Ｍ８７〜９３のポリアリレート、ロックウェル硬度Ｍ１０５〜１０９のポリエーテルイミド、ロックウェル硬度Ｍ８０〜１１０のエポキシ、ロックウェル硬度Ｅ４５〜５８のポリイミド、ロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂からなる群より選ばれる何れか一種の樹脂からなり、前記画素電極を挟んで層間絶縁膜に前記スペーサがめり込まず、前記両基板間隙が一定に保たれることを特徴としており、そのことにより上記目的が達成される。また、前記層間絶縁膜は、例えば、膜厚１．５〜４μｍに形成されている。
【００１５】
上記構成により、以下、その作用を説明する。
【００１６】
本発明においては、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隙を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、前記層間絶縁膜の硬度が、前記スペーサ材の硬度と同じか、もしくは大きいことを特徴としており、そのことにより層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込むことが防止でき、表示品位の高い液晶表示装置が得られる。また、液晶表示装置完成後に、ユーザーが表面を拭く等して圧力が加わった場合であっても、基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００１７】
また、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隙を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、前記層間絶縁膜として、弾性体を用いれば、例え液晶表示装置の表示面表面が加圧され、層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込み、一時的に基板間隙が変化したとしても、加圧が取り除かれたときに反発力が起こり、所定の基板間隙に復元される。つまり、液晶表示装置の基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００１８】
また、前記シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサが、前記液晶中のスペーサより大きいものを使用することにより、特にシール材部分で発生していた基板間隙の変化を防止することができる。
【００１９】
また、前記シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサの硬度が、前記液晶中のスペーサの硬度より大きいものを使用することにより、さらに効果が上がる。
【００２０】
また、前記シール材の下側に、前記層間絶縁膜を存在させないことにより、一層効果が上がる。
【００２１】
また、前記シール材の下側に、金属膜、チッ化膜、酸化膜のいずれかを設けることにより、シール材部分の密着性が向上し、さらに信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００２２】
また、前記層間絶縁膜として透明度の高い樹脂を用いることにより、特に透過型液晶表示装置として使用する場合には、着色のない美しい画像表示を得ることができるとともに、透過率が低下することを防止でき、バックライトにおける消費電力の増加も発生しない。
【００２３】
また、基板上に、複数のスイッチング素子をマトリクス状に形成するとともに、該スイッチング素子と接続される走査配線及び信号配線を互いに交差するように形成する工程と、前記スイッチング素子、走査配線、信号配線の上部に、樹脂よりなる層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜表面の膜質を、灰化処理または光照射によって改善する工程と、前記層間絶縁膜上に前記スイッチング素子と接続された画素電極を形成する工程とを含む製造方法を用いれば、層間絶縁膜を形成する樹脂として表面密着性の悪い材料を使用することも可能となる。また、このときフォトレジストの除去を同時に行うことができ、製造工程の削減を図ることもできる。
【００２４】
このとき、前記層間絶縁膜をパターニングする前にプリベーク処理して該層間絶縁膜を乾燥させる工程を含むことにより、層間絶縁膜を形成する樹脂の粘度を下げることができ、生産性が向上するとともに、寸法精度を向上させることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２６】
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明の実施形態１の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示す平面図である。
【００２７】
図１（ａ）において、アクティブマトリクス基板には、複数の画素電極４がマトリクス状に設けられており、これらの画素電極４の周囲を通り、互いに直交交差するように、走査配線としてのゲート配線１と信号配線としてのソース配線２とが形成されている。このとき、これらのゲート配線１とソース配線２とは、その一部分が前記画素電極４の外周部分とオーバーラップして形成されている。また、これらのゲート配線１とソース配線２との交差部近傍には、前記画素電極４にコンタクトホールを介して接続されるスイッチング素子としてのＴＦＴが形成されている。これは、ＭＩＭ等のスイッチング素子でもかまわない。また、付加容量配線（Ｃｓ配線）１２が前記画素電極４の中央部分のゲート配線１と同層に、ゲート配線１と同じプロセスにより形成されている。このとき、前記Ｃｓ配線１２は共通配線に接続されるＣｓ ｏｎ Ｃｏｍ方式となっている。
【００２８】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＡ−Ａ´線断面図を示している。
【００２９】
図１（ｂ）において、透明絶縁性基板１０上に、図１（ａ）のゲート配線１と枝分かれしたゲート電極３１が設けられ、その上を覆ってゲート絶縁膜５が設けられている。その上にはゲート電極３１と重畳するように半導体層３４が設けられ、その中央部上にチャネル保護層３５が設けられている。この半導体層３４の一部及びチャネル保護層３５の両端部を覆い、該チャネル保護層３５上で分断された状態で、ソース電極３２及びドレイン電極３３となるｎ+層３６が設けられている。
【００３０】
このようにして形成されたＴＦＴの上部を覆って層間絶縁膜９が設けられており、該層間絶縁膜９上には画素電極４が設けられ、該画素電極４は該層間絶縁膜９を貫くコンタクトホール３７を介して前記ＴＦＴのドレイン電極３３と接続されている。そして、前記画素電極４上及び対向基板１１上に形成された対向電極６上には、それぞれ図示しない配向膜が形成されており、該配向膜間には液晶８が封入されている。
【００３１】
このとき、前記ＴＦＴ基板１０と前記対向基板１１との間隙は、スペーサ７により保たれている。ここでは、層間絶縁膜９としてロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂を用い、また、スペーサ７としてはロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンを用いた。これは、透明度の高いアクリル系樹脂を層間絶縁膜９として用いたことにより、着色が全くない高表示品位の液晶表示装置を得ることができるとともに、スペーサ７として層間絶縁膜９よりも柔らかいポリスチレンを用いたことにより、基板に対してスペーサがめり込まず前記両基板間隙を一定に保つことができる液晶表示装置を得ることができた。
【００３２】
以上のように本実施形態１のアクティブマトリクス基板が構成され、以下のようにして製造することができる。
【００３３】
まず、ガラス基板等からなる透明絶縁性基板１０上に、Ａｌ、Ｔａ、Ｃｒ等の金属からなるゲート配線１（ゲート電極３１）と、ＳｉＮｘ、ＳｉＯ2等からなるゲート絶縁膜５と、Ｓｉ等からなる半導体層３４と、ＳｉＮｘ等からなるチャネル保護層３５と、ｎ+層３６とを順次成膜パターニングして形成する。ここまでの作製プロセスは、従来のアクティブマトリクス基板の製造方法と同様にして行うことができる。
【００３４】
次に、Ａｌ、Ｔａ、Ｃｒ等の金属からなるソース配線２（ソース電極３２及びドレイン電極３３）上にＩＴＯを形成して２層配線とした。これは、断線冗長性を持たせるためと実装端子部分の低抵抗化のためである。
【００３５】
さらに、その上に、層間絶縁膜９として感光性のアクリル系樹脂をスピンコート法により例えば３μｍの膜厚で形成する。この膜厚は、樹脂等の膜の誘電率によって決定される。これは、各配線と画素電極４とが重畳して形成されているために寄生容量ができてしまうからであり、なるべく誘電率の低い樹脂を用いることが好ましい。この樹脂に対して、所望のパターンに従って露光し、アルカリ性の溶液にて処理する。これにより露光された部分のみがアルカリ性の溶液によってエッチングされ、層間絶縁膜９を貫通するコンタクトホール３７が形成されることになる。
【００３６】
このとき、感光性のアクリル樹脂を用いたことにより、フォト工程だけでパターニングすることができるので、感光性を持たせることができる樹脂には感光性を持たせる方が好ましい。また、低粘度の樹脂を用い生産性を向上させるとともにパターニング前にプリベーク処理して乾燥させることにより、本硬化時に寸法がずれる等の悪影響を防止することができさらに好ましい。
【００３７】
また、表面の密着性が悪い樹脂については、この段階で灰化処理や光照射により表面を荒らして密着性を改善するとよい。このときフォトレジストも同時に取除けば工程が増えることもない。
【００３８】
その後、画素電極４となるＩＴＯをスパッタ法により形成し、パターニングする。これにより画素電極４は、層間絶縁膜９を貫くコンタクトホール３７を介して、ＴＦＴ３のドレイン電極３３と接続されることになる。
【００３９】
そして、このようにして作製したＴＦＴ基板１０と対向電極６が形成された対向基板１１とを貼り合わせる。このとき、周辺部分をシール材、その他の部分をスペーサ７により間隙を一定に保った。その後、前記両基板間に液晶８を封入して本実施形態１の液晶表示装置を製造した。
【００４０】
なお、ここでは、層間絶縁膜９をロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂を用い、スペーサとしてロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンを用いた。
【００４１】
したがって、このようにして得られるアクティブマトリクス基板は、透過型の液晶表示装置に用いる場合には、層間絶縁膜９として透明度の高いもの、具体的には可視光領域の透過率９０％以上のものを用いることが好ましく、例えば、ポリアミドイミド（Ｅ６１〜７４）、ポリアリレート（Ｍ８７〜９３）、ポリエーテルイミド（Ｍ１０５〜１０９）、エポキシ（Ｍ８０〜１１０）、透明度の高いポリイミド（Ｅ４５〜５８：例えばヘキサフルオロプロピレンを含む酸二無水物とジアミンとの組合わせ）等を用いることができる。また、スペーサ７としては、特に透明である必要は無く、例えば黒色に着色されたものであってもよい。そのため、前記層間絶縁膜９よりも材料選択の範囲は広く、該層間絶縁膜９と同じ材料もしくはそれより柔らかいものを用いればよい。
【００４２】
また、上述したアクティブマトリクス基板を反射型の液晶表示装置に用いる場合には、前記透過型の液晶表示装置に用いる場合よりも層間絶縁膜９の材料選択の範囲はずっと広くなり、例えば、ポリイミドでは一般的に良く知られるカプトンのような着色材を用いることができる。
【００４３】
（実施形態２）
本実施形態２の液晶表示装置に用いるアクティブマトリクス基板では、弾性率の高い樹脂、特に反発弾性力の強い樹脂を用いて層間絶縁膜を形成しており、その他は実施形態１と同様の手法により液晶表示装置を作製した。
【００４４】
ここで、上下基板の貼り合わせ時やパネル完成後等に、指でパネル表面を押したりするような表面上からの圧力が加わった場合、反発弾性力の強い樹脂を用いて層間絶縁膜を形成した液晶表示装置であれば、一時的に層間絶縁膜の表面は凹んでしまうものの、圧力が解除されるとともに弾性力（反発力）が働いて元の状態に戻り、それに伴って変化していた基板間隔も所定の状態に戻るという利点がある。
【００４５】
本実施形態２で用いた弾性率の高い樹脂としては、透過型の液晶表示装置では、ブタジエンスチレン共重合体、ブチルゴム、フッ素ゴムを、また、反射型の液晶表示装置としては、ポリオレフィン系ラストマー、ポリウレタンゴム等のゴム状弾性高分子を好適に用いることができる。
【００４６】
（実施形態３）
図２、図３、図４は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。なお、図１と同様の作用を奏する部材には同一の符号を付けてその説明は省略する。
【００４７】
まず、実施形態１と同様の手法によりＴＦＴ基板を作製後、図２に示すように、層間絶縁膜９のパターニング時にシール１４部分下側の層間絶縁膜９を取り除いた。つまり、シール１４の下側の透明絶縁性基板１０上には、ゲート配線１と該ゲート配線１上に形成されたゲート絶縁膜５とが設けられており、該シール１４よりも内側の透明絶縁性基板１０上には、前記ゲート配線１とゲート絶縁膜５上に層間絶縁膜９と画素電極４とが積層された状態となっている。
【００４８】
その後、対向電極６が形成された対向基板１１とＴＦＴ基板１０とを前記シール１４を介して所定の間隔で貼り合わせた。このとき、スペーサ７及びスペーサ１３により所定の間隙を保っているが、表示領域内（液晶中）のスペーサ７よりもシール１４内のスペーサ１３の方に直径が大きいものを用いた。
【００４９】
このような構造とすることにより、これまで問題となっていたシール１４部分近傍での表示の不具合が解消された。ここで、シール１４内のスペーサ１３としては、ガラス粒子等の硬質のものを用いるとさらに効果的である。また、このときの表示領域内のスペーサ７としては、プラスチックビーズ等を用いることが望ましい。なお、液晶表示装置作製時に、前記表示領域内のスペーサ７がシール１４内に流れ込むことも考えられるが、このことは特に問題ではない。
【００５０】
ここで、上述したようにして形成した液晶表示装置において、図３に示すように、シール１４の下側の透明絶縁性基板１０上に、さらにソース配線やＩＴＯ４０を設けることにより、該シール１４との密着性が向上するとともに、静電気対策の点においても効果的である。このときのソース配線材料や画素電極材料としては、金属、チッ化物、酸化物等を用いることが特に好ましい。
【００５１】
さらに、図４に示すように、前記層間絶縁膜９の端部を斜めに形成することにより、液晶８の注入時において気泡等の発生を未然に防ぐことができ、スムーズな液晶注入が可能となる。
【００５２】
以上のように本実施形態３のアクティブマトリクス基板が構成され、以下のようにして製造することができる。ここでは、実施形態１と同様のプロセスについては省略して説明する。
【００５３】
まず、透明絶縁性基板１０上に層間絶縁膜９を形成する工程までは、実施形態１と同様の手法により行った。次に、コンタクトホール形成のために前記層間絶縁膜９のパターニングを行う。このときに、表示領域の周囲部分、つまりシール１４形成部分の下側に位置する層間絶縁膜９についても、コンタクトホール部分と同様に取り除いた。その後、前記層間絶縁膜９の表示領域に相当する部分に画素電極４を形成して、図示しない配向膜を形成した。
【００５４】
そして、上述したようにして作製したＴＦＴ基板１０と対向電極６が形成された対向基板１１との周囲部分を、エポキシ樹脂等の熱硬化樹脂や光硬化樹脂からなるシール１４で貼り合わせた。このとき、スペーサ７及びスペーサ１３により前記両基板間隙を一定に保った。
【００５５】
その後、前記シール１４を硬化させ、液晶８を封入することにより本実施形態３の液晶表示装置を製造することができる。
【００５６】
本実施形態３では、前記シール１４形成部分の下側に前記層間絶縁膜９を設けていないので、該シール１４硬化時に該層間絶縁膜９を形成する樹脂が硬化収縮熱膨張を起こして前記両基板の間隙が変わってしまうことも無くなる。
【００５７】
また、本実施形態３では、前記シール１４形成部分の下側にゲート絶縁膜５を設けているが、これは該シール１４との密着性を向上させるためである。このとき、あらかじめスペーサ１３を含み込んだシール１４を用いることが生産性向上の点で好ましい。
【００５８】
なお、本発明では、Ｃｓ ｏｎ Ｃｏｍ方式の液晶表示装置を用いて説明したが、これがＣｓ ｏｎ Ｇａｔｅ方式の液晶表示装置であっても構わない。
【００５９】
【発明の効果】
以上の様に本発明によれば、層間絶縁膜の硬度がスペーサの硬度と同じか、もしくは大きいことにより、層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込むことが防止でき、表示品位の高い液晶表示装置が得られる。また、液晶表示装置完成後に、ユーザーが表面を拭く等して圧力が加わった場合であっても、基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００６０】
また、層間絶縁膜として、弾性体を用いれば、例え液晶表示装置の表示面表面が加圧され、層間絶縁膜表面にスペーサ材がめり込み、一時的に基板間隙が変化したとしても、加圧が取り除かれたときに反発力が起こり、所定の基板間隙に復元される。つまり、液晶表示装置の基板間隙を一定に保つことができるため、信頼性が向上するとともに良品率も向上する。
【００６１】
また、シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサが、液晶内のスペーサより大きいものを使用することにより、特にシール材部分で発生していた基板間隙の変化を防止することができる。
【００６２】
また、シール材の内部にスペーサが設けられている場合、該シール材内部のスペーサの硬度が、液晶内のスペーサの硬度よりも硬いものを使用することにより、さらに効果が上がる。
【００６３】
また、前記シール材の下側に、前記層間絶縁膜を存在させないことにより、一層効果が上がる。
【００６４】
また、前記シール材の下側に、金属膜、チッ化膜、酸化膜のいずれかを設けることにより、シール材部分の密着性が向上し、さらに信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【００６５】
また、前記層間絶縁膜として透明度の高い樹脂を用いることにより、特に透過型液晶表示装置として使用する場合には、着色のない美しい画像表示を得ることができるとともに、透過率が低下することを防止でき、バックライトにおける消費電力の増加も発生しない。
【００６６】
また、基板上に、複数のスイッチング素子をマトリクス状に形成するとともに、該スイッチング素子と接続される走査配線及び信号配線を互いに交差するように形成する工程と、前記スイッチング素子、走査配線、信号配線の上部に、樹脂よりなる層間絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜表面の膜質を、灰化処理または光照射によって改善する工程と、前記層間絶縁膜上に前記スイッチング素子と接続された画素電極を形成する工程とを含む製造方法を用いれば、層間絶縁膜を形成する樹脂として表面密着性の悪い材料を使用することも可能となる。また、このときフォトレジストの除去を同時に行うことができ、製造工程の削減を図ることもできる。
【００６７】
また、前記層間絶縁膜をパターニングする前にプリベーク処理して該層間絶縁膜を乾燥させる工程を含むことにより、層間絶縁膜を形成する樹脂の粘度を下げることができ、生産性が向上するとともに、寸法精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明の実施形態１の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＡ−Ａ´線断面図を示している。
【図２】図２は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態３の液晶表示装置におけるシール部分の拡大断面図である。
【図５】図５（ａ）は、従来の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素部分の平面図を示している。図５（ｂ）は、図５（ａ）の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板のＢ−Ｂ´線断面図を示している。
【符号の説明】
１ ゲート配線
２ ソース配線
３ ＴＦＴ（スイッチング素子）
４ 画素電極
５ ゲート絶縁膜
６ 対向電極
７ スペーサ
８ 液晶
９ 層間絶縁膜
１０ 透明絶縁性基板（ＴＦＴ基板）
１１ 対向基板
１２ 付加容量配線（Ｃｓ配線）
１３ スペーサ
１４ シール材
３１ ゲート電極
３２ ソース電極
３３ ドレイン電極
３４ 半導体層
３５ チャネル保護層
３６ ｎ+層
３７ コンタクトホール
４０ ソース配線やＩＴＯ
５１ ゲート配線、ゲート電極
５２ ソース配線、ソース電極
５３ ドレイン電極
５４ 画素電極
５５ ゲート絶縁膜
５６ 対向電極
５７ スペーサ
５８ 液晶
５９ 層間絶縁膜
６０ 透明絶縁性基板
６１ 対向基板
６２ 半導体層
６３ チャネル保護層
Claims (2)
- 走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子の上部には層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜の上部には該スイッチング素子と接続された画素電極が設けられる一方基板が、他方基板と対向配置されるとともに、該対向配置された基板間に該基板間隔を一定に保つスペーサ及び液晶がシール材により封止されてなる液晶表示装置において、
前記スペーサがロックウェル硬度Ｍ８０のポリスチレンであり、かつ、
前記層間絶縁膜は、その硬度が前記スペーサの硬度と同じかもしくはそれよりも大きい樹脂膜であり、ロックウェル硬度Ｅ６１〜７４のポリアミドイミド、ロックウェル硬度Ｍ８７〜９３のポリアリレート、ロックウェル硬度Ｍ１０５〜１０９のポリエーテルイミド、ロックウェル硬度Ｍ８０〜１１０のエポキシ、ロックウェル硬度Ｅ４５〜５８のポリイミド、ロックウェル硬度Ｍ９０のアクリル系樹脂からなる群より選ばれる何れか一種の樹脂からなり、
前記画素電極を挟んで層間絶縁膜に前記スペーサがめり込まず、前記両基板間隙が一定に保たれることを特徴とする液晶表示装置。 - 前記層間絶縁膜は、膜厚１．５〜４μｍの樹脂膜であることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
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