JP5207947B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＦＦＳモードの液晶表示装置及びその製造方法に関し、特に、基板上に形成
される成膜構造を簡略化でき、従来例のものと同等の耐湿性を備えながらも安価に製造す
ることができると共に、焼き付き現象を抑制できるＦＦＳモードの液晶表示装置及びその
製造方法に関する。

液晶表示装置としては、表面に電極等が形成された一対の透明基板と、この透明基板間
に挟持された液晶層とを有し両透明基板上の電極に電圧を印加することによって液晶が再
配列される特性を利用して種々の情報を表示する縦電界方式のものが広く使用されている
。このような縦電界方式の液晶表示装置としては、ＴＮ（Twisted Nematic）モードが一
般的であるが、視野角が狭いという問題点を有することから、ＶＡ（Vertical Alignment
）モードやＭＶＡ（Multidomain 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、縦電界方式の液晶表示装置とは異なり、一方の透明基板上にのみ画素電極及び共
通電極を配置したＩＰＳ（In-Plane Switching）モードないしＦＦＳ（Fringe Field Swi
tching）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、画素電極及び共通電極を同一層に配置し、液
晶層に印加する電界方向を基板にほぼ平行にすることで液晶分子を基板に平行な方向に再
配列させるものであり、このような構成から横電界方式ともいわれ、前述の縦電界方式の
液晶表示装置と比して非常に広い視野角が得られることで知られている。一方で、ＩＰＳ
モードの液晶表示装置は、液晶層に電圧を印加するための画素電極と共通電極が同一層に
横並びで配置されているため、画素電極上の液晶分子が十分駆動されず、透過率等の低下
を招いてしまうといった問題点を有している。

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有する。加えて、ＩＰＳモードの液晶表示装置よりも画素電
極と共通電極との重複面積が平面視で大きいためにより大きな補助容量が副次的に得られ
ることから、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という特徴も有する。

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、
信号線と画素電極の電位差により配向異常が生じるため、信号線近傍が表示に寄与しない
領域となって開口率が低下するという問題点を有している。加えて、信号線と画素電極で
生じるカップリング容量によりクロストーク等の表示品位の低下を招きやすいという問題
点も有する。そこで、このような信号線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
や共通電極を配置したＦＦＳモードの液晶表示装置が提案されている（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ＦＦＳモードの液晶表示装置では、開口率を向上さ
せるための層間樹脂膜は、従来例の縦電界方式の液晶表示装置に設けられるものと同様に
、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）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
されている。

上記特許文献３及び４に開示されたＦＦＳモードの液晶表示装置においては、上述のよ
うな構成とすることで開口率の向上が図られているが、一方で、透明基板上により多くの
成膜構造を形成する必要が生じる。

すなわち、従来例の横電界方式の液晶表示装置においては、ＴＦＴのチャネル領域等の
耐湿性を保証するために、パッシベーション膜の上に感光性樹脂等からなる層間樹脂膜を
形成している。これに対し、上記特許文献３及び４に開示されたＦＦＳモードの液晶表示
装置においては、ＴＦＴのチャネル領域等は、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。この結果、上記特許文献３及び４に開示されたＦ
ＦＳモードの液晶表示装置では、製造工程が増加するため、コストが高くなってしまうと
いう新たな問題が生じている。

そこで、本発明者らは、上記特許文献３及び４に示されるＦＦＳモードの液晶表示装置
の構成について種々検討を重ねた結果、一般的に電極間絶縁膜とパッシベーション膜は同
じ窒化ケイ素等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層間樹脂膜及
び電極間樹脂膜によってＴＦＴのチャネル領域を被覆するのみでも十分な耐湿性を確保す
ることができることを見出し、既に特許出願（特願２００７−３０９９７８号。以下、「
先願」という。）をしている。この先願発明の液晶表示装置は、表示領域のＴＦＴのパッ
シベーション膜を省略して電極間絶縁膜でチャネル領域を直接被覆することで、基板上に
形成される成膜構造を簡略化して製造コストを削減可能としながらも、従来例のものと同
等の耐湿性を備えることを可能としたものである。

しかしながら、この先願発明の液晶表示装置においては、液晶側の上電極が共通電極と
して作動するものであるため、焼き付き現象が生じ易い。この焼き付き現象は、共通電極
の表面と共通電極に形成されたスリットの底部との間に段差が存在しているので、共通電
極のエッジ部に電荷が集中することから生じるものである。共通電極の厚さを薄くすれば
、共通電極のエッジ部への電荷の集中が緩和されるので、抑制することができるが、共通
電極の厚さを薄くすると、共通電極の抵抗が大きくなるために、液晶に十分な書き込み電
圧を印加することができなくなることがある。従って、先願発明の液晶表示装置において
は、共通電極に必要十分な厚みをもたせて低抵抗化を図りながら、なおかつ焼き付き現象
が生じ難いＦＦＳモードの液晶表示装置が要望されている。

本願発明は上述のような先願発明の問題点を解決するためになされたものである。すな
わち、本発明の目的は、基板上に形成される成膜構造を簡略化でき、従来例のものと同等
の耐湿性を備えながらも安価に製造することができ、更に、共通電極に必要十分な厚みを
持たせても焼き付き現象を抑制し得るＦＦＳモードの液晶表示装置及びその製造方法を提
供することにある。

上記課題を解決するための本発明の一側面によれば、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であって、一対の透明基板のうちの一方の液晶層側には、第１絶縁膜を挟んで互いに絶縁された状態でマトリクス状に配置されることにより表示領域を各画素に区画する複数の走査線及び信号線と、コモン配線と、複数の走査線及び信号線の交差部近傍において各画素に対応して設けられたチャネル領域が露出している薄膜トランジスタと、薄膜トランジスタのチャネル領域及び電極を直接被覆しつつ、表示領域全体を被覆する、厚さが１．５〜３．０μｍの層間樹脂膜と、コモン配線と電気的に接続され、表示領域の薄膜トランジスタを平面視で被覆するように層間樹脂膜の表面に形成された透明導電性材料からなる共通電極と、層間樹脂膜の表面全体を共通電極の上から被覆する、厚さが２０００〜６０００Åの第２絶縁膜と、それぞれ一端が閉塞端、かつ、他端が開放端であり、一端を頂点とする放物線状に形成された複数のスリットを有しており、表示領域の薄膜トランジスタを平面視で被覆するように第２絶縁膜の表面に各画素に対応して形成されており、薄膜トランジスタの電極と電気的に接続された透明導電性材料からなる画素電極と、が設けられている液晶表示装置が提供される。また、上記課題を解決するための本発明の他の一側面によれば、上記液晶表示装置の製造方法が提供される。

上記の液晶表示装置においては、表示領域には、第１絶縁膜を挟んで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、画素毎に第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共通電極と複数のスリットを有する上側の画素電極とを備えている。そして、画素電極はＴＦＴのドレイン電極に電気的に接続され、また、共通電極は、例えば適宜表示領域の周縁部或いは走査線に並行に透明基板と第１絶縁膜との間に形成されたコモン配線に接続される。かかる構成によって、上記の液晶表示装置を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 Zin
c Oxide）を使用することができる。また、第１絶縁膜及び第２絶縁膜としては、それぞ
れ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、ＴＦＴとしては、例えばＬＴＰＳ（Low Temperature Poly Sil
icon）型やアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）型などに代表される３端子型素子、或いは
、ＴＦＤ（Thin Film Diode）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。また、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。

上記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共通電極と複数のスリットを有する画素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信号線と画素電極との間の容量を小さくできるため、画素電極を信号線上にまで広げることができ、高開口率となる。

加えて、上記の液晶表示装置においては、ＴＦＴのチャネル領域はＴＦＴの電極も含めて層間樹脂膜により直接被覆されており、従来のようにパッシベーション膜により覆われていない。一方で、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絶縁膜によっても被覆されているので、ＴＦＴの耐湿性は十分に保証される。従って、上記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、簡略化された構成で安価に製造し得る液晶表示装置となる。

上記の液晶表示装置においては、共通電極は電極間絶縁膜で被覆され、電極間絶縁膜上に画素電極が配置されているので、共通電極の厚さを厚くすることができると共に、画素電極の厚さを薄くすることができる。そのため、上記の液晶表示装置によれば、従来例のように液晶側に共通電極を配置した場合に生じやすい電荷集中に起因する焼き付き現象を抑制することができる。加えて、上記の液晶表示装置においては、共通電極は、必要十分な厚みを保たせることができるので低抵抗化を図ることができ、これにより、液晶に十分な書き込み電圧を印加することができるようになる。

なお、層間樹脂膜の厚さが１．５μｍ未満であると、共通電極や画素電極に段差が生じ、信号線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。第２絶縁膜の厚さが２０００Å未満であると、ＴＦＴ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、共通電極と画素電極との間に生じる容量が小さくなるので、液晶に十分な書き込み電圧を印加することができなくなることがあると共に、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。

上記の液晶表示装置においては、ＴＦＴ上は、層間樹脂膜、第２絶縁膜に加え、共通電極及び画素電極で被覆されている。共通電極又は画素電極も保護膜としての機能を有しているから、上記の液晶表示装置によれば、外部要因（水分、液晶不純物）によるＴＦＴの特性変化（劣化）をより抑制することができるようになる。そして、ＴＦＴの長期間の信頼性を向上させることができる。また、上記の液晶表示装置によれば、共通電極と画素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。また、スリットの一端を閉塞端、他端を開放端としていることで、スリットの開放端側の開口度が向上し、より明るい表示が可能になる。

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ＦＦＳモードの液晶表示装置及び液晶表示装置
の製造方法の一例を説明したものであって、本発明をこの液晶表示装置等に特定すること
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にも等しく
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モード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は実施形態２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は実施形態３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は実施形
態４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層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、図示を省略するが、表示領域ＤＡの周囲には共通電極１７に接続さ
れるコモン配線も形成されている。

次に各基板の構成について、図２及び図３を参照して説明する。先ず、アレイ基板ＡＲ
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１
２が形成された透明基板１１の表面は、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によって被覆されている。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
らなるドレイン電極Ｄと、走査線１２と交差するようにソース電極Ｓを含む信号線１６と
、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がドレイン電極Ｄの一部を露出させるようにして
被覆されている。

そして、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からなる共通電極（下電極）１７が形成されている。この
共通電極１７は、各画素に形成されているとともに、それぞれが（図示省略）連結部で互
いに連結され、液晶表示装置１の額縁領域（表示領域周辺部）に配線された（図示省略）
コモン配線に電気的に接続されている。なお、コモン配線と共通電極１７とは例えば図１
のＸ部分で接続され、コモン配線の他端部はドライバＤｒに接続されている。

更に、この共通電極１７上には、ドレイン電極の一部を露出するようにコンタクトホー
ル１９が形成された電極間絶縁膜（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、
図２に示したパターンとなるように、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からなる画素電極２１が形成されている。この画素電極２１はコンタクトホール１
９を介してドレイン電極Ｄと電気的に接続されている。

スリット２０を有する画素電極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側の一端が開放端２０ａ
となっていると共に、隣接する画素の信号線１６側に位置する他端が閉鎖端２０ｂとなっ
ている。これにより、開放端２０ａ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。そして、この基板の表面全体に亘り所定の配向膜（図示省略）が
形成されている。

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、図３に示すように、ガラス等からなる透明基板２５
の表面に、平面視で見てアレイ基板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（図示省略）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の外面にはそれ
ぞれ偏光板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上にフォトリソグラフィ法等を用いて複数本の走査線１２を平行にパタ
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上にプラズマＣＶ
Ｄ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を形成する（図４Ｂ参照）。
次に、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、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が形成されたアレイ基板ＡＲの表面全
体を覆うように、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が形成されたアレイ基板ＡＲ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が形成されたアレイ基板ＡＲ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、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、ドレイン電極Ｄの一部を露出させるように
表示領域に層間樹脂膜１４を形成し（図４Ｅ参照）、更に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ＴＦＴのチャネル領域ＣＲ及びソース電極Ｓの表面
、並びにドレイン電極Ｄの表面の一部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を行い、層間絶縁膜１４が形成される。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
なり、更には、以下の工程で形成される共通電極１７や画素電極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のそれぞれに共通電極１７を
形成する（図５Ａ参照）。なお、この共通電極１７は、図３にも示したように、ＴＦＴに
対応する位置には形成されないようすると共に、画素間においてそれぞれが連結部（図示
省略）を介して互いに連結されるように形成され、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に電気的に接続される。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（３）の工程に対応する。

なお、本実施形態１では、コモン配線を表示領域周辺部に配線しているが、他の構成と
して、このコモン配線を走査線１２に並行となるように透明基板１１とゲート絶縁膜１３
との間（走査線と同一層）に形成することもできる。この場合には、別途エッチング処理
により層間樹脂膜１４及びゲート絶縁膜１３の一部を除去してそれら層間樹脂膜１４及び
ゲート絶縁膜１３を貫通するようにコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを
介して画素毎に共通電極１７をコモン配線に電気的接続すればよい。

そして、この共通電極１７が形成された基板全体をドレイン電極Ｄの露出部分を含めて
覆うように電極間絶縁膜１８が成膜される（図５Ｂ参照）。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。加えて、この電極間絶縁膜１８の厚さは、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の耐湿性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、
共通電極と画素電極との間に生じる容量が小さくなるので、液晶に十分な書き込み電圧を
印加することができなくなると共に、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。

このように電極間絶縁膜１８を形成した後、エッチング処理により、ドレイン電極Ｄの
露出部分を覆う電極間絶縁膜１８を貫通するように各画素にコンタクトホール１９を形成
し、ドレイン電極Ｄの一部を再度外部に露出させる（図５Ｃ参照）。

コンタクトホール１９の形成後、電極間絶縁膜１８の表面全体及びコンタクトホール１
９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、フォトリソグラフ
ィ法及びエッチング法によって、画素に対応する位置毎に複数のスリット２０が形成され
た画素電極２１を形成する（図５Ｄ参照）。この際、透明導電性材料の一部がコンタクト
ホール１９内に成膜され、これにより画素電極２１とドレイン電極Ｄとが電気的に接続さ
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。

そして、この画素電極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（
図示省略）を形成することによってアレイ基板ＡＲが完成される。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、実施形態１の液晶表示装置１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及
びドレイン電極Ｄは直接層間樹脂膜１４によって被覆されている。一方で、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、ＴＦＴのチャネル領域ＣＲの耐湿性の点は十分に保証される。

また、上述の液晶表示装置１の製造方法によれば、従来のアレイ基板の製造方法とは異
なり、パッシベーション膜の成膜プロセスを行っていない。そのため、本発明の液晶表示
装置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。加えて、上述の液晶表示装置１の製造方法によれば、共通
電極１７が電極間絶縁膜１８で被覆されてこの上に画素電極２１が配置されるので、共通
電極１７に必要十分な厚みをもたせて電気抵抗を小さくすることができると共に画素電極
２１の厚さを薄くすることができる。そのため、本発明の液晶表示装置の製造方法によれ
ば、液晶側に共通電極を配置する場合に生じやすい電荷集中に起因する焼き付き現象が抑
制され、しかも液晶に対する十分な印加電界を確保することが可能な液晶表示装置を作製
することができる。

なお、上記実施形態１では、画素電極２１に形成するスリットとして、隣接する画素の
信号線１６側の一端の開放端２０ａとなり、他端が閉鎖端２０ｂとなるようにして平面視
で櫛歯状となる例を示したが、両端共に閉鎖端となるようにしてもよい。

次に、スイッチング素子としてのＴＦＴ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、共通電極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。

このように共通電極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、共通電極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、共通電極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としての
ＴＦＴ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、画素電極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。

このように画素電極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、画素電極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、画素電極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として
のＴＦＴ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、共通電極１７
及び画素電極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た
ものであるが、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。

このように共通電極１７及び画素電極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、共通電極１７及び画
素電極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を抑制でき、スイッチング素子としてのＴＦＴの長期間の信頼性を向
上させることができる。加えて、共通電極１７及び画素電極２１の対向している部分の面
積がともに広くなるために、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という効果も奏するようになる。

［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共通電極１７又は画素電極２１もしくは共通電極１７及び画素電
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モードの液晶表示装置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モード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は実施形態２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は実施形態３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は実施形態４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…共通電極（下電極） 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…画素電極（上電極） 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

Claims (2)

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であって、
   前記一対の透明基板のうちの一方の前記液晶層側には、
   第１絶縁膜を挟んで互いに絶縁された状態でマトリクス状に配置されることにより表示領域を各画素に区画する複数の走査線及び信号線と、
   コモン配線と、
   前記複数の走査線及び信号線の交差部近傍において前記各画素に対応して設けられたチャネル領域が露出している薄膜トランジスタと、
   前記薄膜トランジスタのチャネル領域及び電極を直接被覆しつつ、前記表示領域全体を被覆する、厚さが１．５〜３．０μｍの層間樹脂膜と、
   前記コモン配線と電気的に接続され、前記表示領域の前記薄膜トランジスタを平面視で被覆するように前記層間樹脂膜の表面に形成された透明導電性材料からなる共通電極と、
   前記層間樹脂膜の表面全体を前記共通電極の上から被覆する、厚さが２０００〜６０００Åの第２絶縁膜と、
   それぞれ一端が閉塞端、かつ、他端が開放端であり、前記一端を頂点とする放物線状に形成された複数のスリットを有しており、前記表示領域の前記薄膜トランジスタを平面視で被覆するように前記第２絶縁膜の表面に前記各画素に対応して形成されており、前記薄膜トランジスタの電極と電気的に接続された透明導電性材料からなる画素電極と、
   が設けられている液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法であって、
   （１）第１絶縁膜を挟んで互いに絶縁された状態でマトリクス状に配置されることにより表示領域を各画素に区画する複数の走査線及び信号線と、前記複数の走査線及び信号線の交差部近傍において前記各画素に対応して設けられたチャネル領域が露出した薄膜トランジスタと、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示領域全体に、前記薄膜トランジスタのチャネル領域及び電極を直接被覆しつつドレイン電極の一部を露出させた、厚さが１．５〜３．０μｍの層間樹脂膜を形成する工程、
   （３）前記表示領域の前記薄膜トランジスタが平面視で被覆されるように前記層間樹脂膜の表面に透明導電性材料からなる共通電極を形成すると共に、前記コモン配線に電気的に接続する工程、
   （４）前記層間樹脂膜の表面全体及び前記ドレイン電極の露出部分を前記共通電極の上から被覆する、厚さが２０００〜６０００Åの第２絶縁膜を成膜する工程、
   （５）前記ドレイン電極の露出部分を覆う前記第２絶縁膜を貫通するように前記各画素にコンタクトホールを形成し、それぞれ一端が閉塞端、かつ、他端が開放端であり、前記一端を頂点とする放物線状に形成され、かつ、前記各画素に透明導電性材料からなる複数のスリットを有する画素電極を前記表示領域の前記薄膜トランジスタを平面視で被覆するように前記第２絶縁膜の表面に形成し、前記画素電極を、前記コンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの電極に電気的に接続する工程、
   （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、を含む、液晶表示装置の製造方法。

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