JPH09127553A - 透過型液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 開口率向上のために画素電極と各配線とをオ
ーバーラップさせると共に、各配線と画素電極との間の
容量が表示に与える影響を低減し、さらなる明るさの向
上を図る。 【解決手段】 ＴＦＴ２４、ゲート信号配線およびソー
ス信号配線２３の上部に層間絶縁膜３８が形成され、そ
の上に画素電極２１が形成されている。画素電極２１
は、層間絶縁膜３８を貫くコンタクホール２６を介して
透明導電膜の接続配線２５によりＴＦＴ２４のドレイン
電極３６ｂと接続されている。この層間絶縁膜３８は、
アクリル系感光性樹脂などの有機薄膜からなる。また、
この層間絶縁膜３８はその膜厚を容易に厚くできるた
め、各配線と画素電極２１との間の容量が低減される。
層間絶縁膜３８の表面には集光性のレンズ効果のある複
数の微小くぼみ２８を形成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンピュー
タやテレビジョン装置などのディスプレイに利用され、
アドレス素子として薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴとい
う）などのスイッチング素子を備えた透過型液晶表示装
置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１４は、アクティブマトリクス基板を
備えた従来の透過型液晶表示装置の構成を示す回路図で
ある。

【０００３】図１４において、このアクティブマトリク
ス基板には、複数の画素電極１がマトリクス状に形成さ
れており、この画素電極１には、スイッチング素子であ
るＴＦＴ２が接続されて設けられている。このＴＦＴ２
のゲート電極には走査配線としてのゲート信号配線３が
接続され、ゲート電極に入力されるゲート信号によって
ＴＦＴ２が駆動制御される。また、ＴＦＴ２のソース電
極には信号配線としてのソース信号配線４が接続され、
ＴＦＴ２の駆動時に、ＴＦＴ２を介してデータ（表示）
信号が画素電極１に入力される。各ゲート信号配線３と
ソース信号配線４とは、マトリクス状に配列された画素
電極１の周囲を通り、互いに直交差するように設けられ
ている。さらに、ＴＦＴ２のドレイン電極は画素電極１
および付加容量５に接続されており、この付加容量５の
対向電極はそれぞれ共通配線６に接続されている。

【０００４】図１５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ＴＦＴ部分の断面図である。

【０００５】図１５において、透明絶縁性基板１１上
に、図１４のゲート信号配線３に接続されたゲート電極
１２が形成され、その上を覆ってゲート絶縁膜１３が形
成されている。さらにその上にはゲート電極１２と重畳
するように半導体層１４が形成され、その中央部上にチ
ャネル保護層１５が形成されている。このチャネル保護
層１５の両端部および半導体層１４の一部を覆い、チャ
ネル保護層１５上で分断された状態で、ソース電極１６
ａおよびドレイン電極１６ｂとなるｎ⁺Ｓｉ層が形成さ
れている。一方のｎ⁺Ｓｉ層であるソース電極１６ａ上
には、図１４のソース信号配線４となる金属層１７ａが
形成され、他方のｎ⁺Ｓｉ層であるドレイン電極１６ｂ
上には、ドレイン電極１６ｂと画素電極１とを接続する
金属層１７ｂが形成されている。さらに、これらのＴＦ
Ｔ２、ゲート信号配線３およびソース信号配線４上部を
覆って層間絶縁膜１８が形成されている。

【０００６】この層間絶縁膜１８の上には、画素電極１
となる透明導電膜が形成され、この透明導電膜は、層間
絶縁膜１８を貫くコンタクトホール１９を介して、ＴＦ
Ｔ２のドレイン電極１６ｂと接続した金属層１７ｂと接
続されている。

【０００７】このように、ゲート信号配線３およびソー
ス信号配線４と、画素電極１となる透明導電膜との間に
層間絶縁膜１８が形成されているので、各配線３，４に
対して画素電極１をオーバーラップさせることができ
る。このような構造は、例えば特開昭５８−１７２６８
５号公報に開示されており、これによって液晶表示装置
の開口率を向上させることができると共に、各配線３，
４に起因する電界をシールドしてディスクリネーション
を抑制することができる。

【０００８】上記層間絶縁膜１８としては、従来、窒化
シリコン（ＳｉＮ）などの無機膜をＣＶＤ法を用いて膜
厚５０００オングストローム程度に形成していた。

【０００９】また、開口率を向上させる以外に表示装置
の輝度向上部材として、文献「フラットパネルディスプ
レイ１９９４」Ｐ２１７記載のプリズムシート、また
は、視野角拡大部材として特開平３−１４１３２２号公
報に示されているような挿入フィルムなどがある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この層
間絶縁膜１８上に透明絶縁膜であるＳｉＮｘ、Ｓｉ
Ｏ₂、ＴａＯｘなどをＣＶＤ法またはスパッタ法により
成膜した場合、その下地膜の膜厚による凹凸を反映する
ので、画素電極１をこの上に形成したときに下地膜の段
差により不要な０．１μｍ〜１μｍ程度の段差が形成さ
れて液晶の配向不良を引き起こすという問題があった。
また、画素部を平坦化するためにポリイミドなどの有機
膜の塗布により成膜した場合、画素電極とドレイン電極
を電気的に接続させるためのコンタクトホールを形成す
るために、マスク材を用いてフォトパターニングを行
い、エッチングにより、コンタクトホールの加工を行っ
て、最後に不要となったフォトレジストを剥離する工程
を必要としていた。また、このエッチングおよび剥離工
程を短縮化するために感光性ポリイミド膜を使用する方
法も考えられるが、この場合、層間絶縁膜を形成した後
の樹脂が着色して見えるために、高い光透過性および透
明性が要求される液晶表示装置の層間絶縁膜には適さな
いという問題があった。

【００１１】また、上記従来の液晶表示装置のように、
ゲート信号配線３およびソース信号配線４と、画素電極
１との間に層間絶縁膜１８を形成すると、各配線３，４
に対して画素電極１をオーバーラップさせることがで
き、液晶表示装置の開口率を向上させることができる。
ところが、このように、各配線３，４と画素電極１とを
オーバーラップさせる構造とした場合、各配線３，４と
画素電極１との間の容量が増加するという問題を有して
いた。特に、窒化シンコン膜などの無機膜は比誘電率が
８と高く、ＣＶＤ法を用いて成膜しており、５０００オ
ングストローム程度の膜厚となる。この程度の膜厚では
各配線３，４と画素電極１との間の容量の増加が大きく
なり、以下の（１），（２）に示すような問題があっ
た。なお、窒化シリコン膜などの無機膜をそれ以上の膜
厚に成膜しようとすると、製造プロセス上、時間がかか
りすぎるという問題を有していた。

【００１２】（１）ソース信号配線４と画素電極１とを
オーバーラップさせる構造とした場合、ソース信号配線
４と画素電極１との間の容量が大きくなって信号透過率
が大きくなり、保持期間の間に画素電極１に保持されて
いるデータ信号は、データ信号の電位によって揺動を受
けることになる。このため、その画素の液晶に印加され
る実効電圧が変動し、実際の表示において特に縦方向の
隣の画素に対して縦クロストークが観察されるという問
題があった。

【００１３】このようなソース信号配線４と画素電極１
との間の容量が表示に与える影響を減らす方法の１つと
して、例えば特開平６−２３０４２２号公報には、１ソ
ースライン毎に対応する画素に与えるデータ信号の極性
を反転させる駆動方法が提案されている。この駆動方法
では、隣接する画素の表示に相関が高い白黒表示のパネ
ルに対しては有効であったが、通常のノートブック型パ
ーソナルコンピューターなどのように、画素電極を縦ス
トライプ状に配列した場合（カラー表示の場合、画素電
極の形状は、例えば正方形の画素をＲ，Ｇ，Ｂで３等分
した縦長の長方形状である縦ストライプ状をしている）
には、ソース信号配線４に対する隣接画素は、表示色が
それぞれ異なっている。このため、上記１ソースライン
毎の極性反転駆動方法は、白黒表示の場合には縦クロス
トーク低減に効果があったものの、一般的なカラー表示
の場合にはクロストーク低減に効果が不十分であった。

【００１４】（２）画素電極１と、その画素を駆動する
ゲート信号配線３とをオーバーラップさせる構造とした
場合、ゲート信号配線３と画素電極１との間の容量が大
きくなって、ＴＦＴ２を制御するスイッチング信号に起
因して、画素への書き込み電圧のフィードスルーが大き
くなるという問題があった。

【００１５】さらには、このような液晶表示装置には、
輝度（明るさ）や視野角に限界があり、これを改善する
ために輝度向上や視野角向上または両者を向上させる目
的のために、前述したような輝度向上のための従来のプ
リズムシートや、視野角拡大部材としての挿入フィルム
がある。しかし、これらにはいずれも以下の（１）〜
（６）に示すような問題があった。

【００１６】（１）これらのプリズムシートや挿入フィ
ルムを別途設けるために部品点数が増える。

【００１７】（２）これらのプリズムシートや挿入フィ
ルムを液晶表示素子に組み合わせるための組立工数が大
幅に増える。 （３）これらのプリズムシートや挿入フィルムを液晶表
示素子に組み合わせるためにサイズが大きくなって、数
１０μｍ〜１ｍｍ程度厚みが増える。 （４）これらのプリズムシートや挿入フィルムを液晶表
示素子に組み合わせる組立は、クリーン度の低い後半の
工程で行われるために、内部に異物が混入したり、フィ
ルム部材に傷がついたりして、良品率が大幅に下がる。 （５）これらのプリズムシートや挿入フィルムを液晶表
示素子に組み合わせるための設備が必要となる。

【００１８】（６）輝度向上や視野角改善のいずれを優
先して改良するかによって、選ぶ材料も異なり、液晶表
示装置のバックライト光入射側（高温度になる）または
出射側のいずれに、プリズムシートや挿入フィルムを配
置するかが部材によって制約され、製品に応じて製造ラ
インを大幅に変更（部材挿入設備の位置や、液晶表示装
置反転機の要否など）しなければならない。 本発明は、上記従来の問題を解決するもので、平坦な画
素電極と各配線をオーバーラップさせて液晶表示の開口
率の向上および液晶の配向不良の抑制を図ることができ
るとともに製造工程が簡略化でき、かつ各配線と画素電
極との間の容量成分が表示に与えるクロストークなどの
影響をより低減して良好な表示を得ることができ、しか
も、部品点数、製造工数、製造設備およびサイズ（厚み
を含む）を増加させることなく、かつ製造ラインの変更
や良品率の低下がなく、輝度や視野角の改善を図ること
ができる透過型液晶表示装置およびその製造方法を提供
することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明の透過型液晶表示
装置は、走査配線と信号配線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走査電極に該
走査配線が接続され、該走査電極以外の一方電極に該信
号配線、他方電極に直接または接続配線を介して画素電
極が接続され、該スイッチング素子、走査配線、信号配
線および接続配線の上部に、透明度の高い有機薄膜から
なり、１画素に付き複数の微小くぼみ（レンズ群）を有
した層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜上に透明導電
膜からなる該画素電極が設けられたものであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００２０】また、好ましくは、本発明の透過型液晶表
示装置における微小くぼみは、集光性のレンズ効果を有
している。また、好ましくは、本発明の透過型液晶表示
装置における微小くぼみは、画素電極にくぼみを与えて
液晶を所定の多方向に配向させている。

【００２１】さらに、好ましくは、該画素電極が、走査
配線および信号配線のうち少なくともいずれかと、少な
くとも一部が重なるように設けられ、該層間絶縁膜を貫
くコンタクトホールを介して該接続配線と画素電極とが
接続されている。

【００２２】前記層間絶縁膜は、好ましくは、アクリル
系の感光性樹脂である。

【００２３】前記層間絶縁膜は、光学的または化学的な
脱色処理により樹脂の透明化が行われていてもよい。

【００２４】前記画素電極と、信号配線および走査配線
のうち少なくともいずれかとは、配線幅方向に１μｍ以
上重なっていてもよい。

【００２５】前記層間絶縁膜の膜厚は１．５μｍ以上で
あるのが望ましい。

【００２６】前記接続配線は透明導電膜からなるのが望
ましい。

【００２７】前記コンタクトホールが、付加容量配線ま
たは走査配線の上部に設けられていることが望ましい。

【００２８】前記コンタクトホールの下部に、接続配線
と画素電極とを接続する金属窒化物層が設けられている
ことが望ましい。

【００２９】さらに、上記式（１）で表される容量比が
１０％以下であるのが望ましい。

【００３０】前記画素電極の配列が縦ストライプ状であ
り、各画素電極の形状が、走査配線に平行な辺に比べて
信号配線に平行な辺の方が長い長方形状であってもよ
い。

【００３１】さらに、本発明の透過型液晶表示装置の駆
動方法として、信号配線から供給されるデータ信号の極
性を、１走査配線毎に反転させれば、上記目的がより容
易に達成される。

【００３２】次に、本発明の透過型液晶表示装置の製造
方法は、基板上に、複数のスイッチング素子をマトリク
ス状に形成すると共に、該スイッチング素子の走査電極
に接続された走査配線および、該スイッチング素子の走
査電極以外の一方電極に接続された信号配線を互いに交
差するように形成し、かつ該スイッチング素子の走査電
極以外の他方電極に接続された透明電極よりなる接続配
線を形成する工程と、該スイッチング素子、走査配線、
信号配線および接続配線の上部に、塗布法により透明度
の高い有機薄膜を塗布した後、これをパターニングして
層間絶縁膜を形成すると共に、該層間絶縁膜を貫いて該
接続配線に達するコンタクトホール、および、１画素に
付き複数の微小くぼみを形成する工程と、該層間絶縁膜
上およびコンタクトホール内に、透明導電膜からなる画
素電極を、少なくとも走査配線および信号配線のうち少
なくともいずれかと少なくとも一部が重なるように形成
する工程とを含み、そのことにより上記目的が達成され
る。

【００３３】また、好ましくは、本発明の透過型液晶表
示装置の製造方法において、層間絶縁膜のパターニング
は、露光およびアルカリ現像によるか、または、該層間
絶縁膜上にフォトレジスト形成後エッチングプロセスに
よってパターニングする。

【００３４】具体的には、本発明の透過型液晶表示装置
の製造方法は、透明絶縁性の基板上に、複数のスイッチ
ング素子をマトリクス状に形成すると共に、該スイッチ
ング素子の走査電極に接続された走査配線および、該ス
イッチング素子の走査電極以外の一方電極に接続された
信号配線を互いに交差するように形成し、かつ該スイッ
チング素子の走査電極以外の他方電極に接続された透明
導電膜よりなる接続配線を形成する工程と、該スイッチ
ング素子、走査配線、信号配線および接続配線の上部
に、塗布法により感光性樹脂を塗布した後、必要部分と
該コンタクトホール部を露光し、該微小くぼみ部を条件
を変えて再度露光しアルカリ現象によりパターニングし
て層間絶縁膜を形成すると共に、該層間絶縁膜を貫いて
接続配線に達するコンタクトホールとくぼみ部を形成す
る工程と、該層間絶縁膜上およびコンタクトホール内
に、透明導電膜からなる画素電極を、該スイッチング素
子、走査配線、信号配線および接続配線と、少なくとも
一部重なるように形成する工程とを有している。

【００３５】また、具体的には、本発明の透過型液晶表
示装置の製造方法は、透明絶縁性の基板上に、複数のス
イッチング素子をマトリクス状に形成すると共に、該ス
イッチング素子の走査電極に接続された走査配線およ
び、該スイッチング素子の走査電極以外の一方電極に接
続された信号配線を互いに交差するように形成し、かつ
該スイッチング素子の走査電極以外の他方電極に接続さ
れた透明導電膜よりなる接続配線を形成する工程と、該
スイッチング素子、走査配線、信号配線および接続配線
の上部に、有機薄膜を積層し、該有機薄膜上にフォトレ
ジストを形成後、エッチングプロセスによりパターニン
グして層間絶縁膜を形成すると共に、該層間絶縁膜を貫
いて接続配線に達するコンタクトホールを形成する工程
と、再び該有機薄膜上にフォトレジストを形成後、エッ
チングプロセスによりパターニングして、微小くぼみ部
を形成する工程と、該層間絶縁膜上およびコンタクトホ
ール内に、透明導電膜からなる画素電極を、該スイッチ
ング素子、走査配線、信号配線および接続配線と、少な
くとも一部が重なるように形成する工程とを有してい
る。

【００３６】また、本発明の透過型液晶表示装置の製造
方法は、基板上に、複数のスイッチング素子をマトリク
ス状に形成すると共に、該スイッチング素子の走査電極
に接続された走査配線および、該スイッチング素子の走
査電極以外の一方電極に接続された信号配線を互いに交
差するように形成し、かつ該スイッチング素子の走査電
極以外の他方電極に接続された透明電極よりなる接続配
線を形成する工程と、該スイッチング素子、走査配線、
信号配線および接続配線の上部に、感光部分が現像液に
溶解する感光性透明アクリル樹脂を成膜した後、これを
露光および現像して層間絶縁膜を形成すると共に該層間
絶縁膜を貫いて該接続配線に達するコンタクトホール、
および、１画素に付き複数の微小くぼみを形成する工程
と、該層間絶縁膜上およびコンタクトホール内に、透明
導電膜からなる画素電極を、少なくとも走査配線および
信号配線のうち少なくともいずれかと少なくとも一部が
重なるように形成する工程とを含むものであり、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００３７】また、好ましくは、本発明の透過型液晶表
示装置の製造方法において、層間絶縁膜の露光および現
像後、感光性透明アクリル樹脂に使用する感光剤に対し
て、基板全面に露光を行う。

【００３８】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、感光性透明アクリル樹脂
のベースポリマーは、メタクリル酸とグリシジルメタク
リレートのポリマーであり、感光剤としてナフトキシジ
アジド系ポジ型感光剤を含む。

【００３９】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、光透過率が透過光波長４
００〜８００ｎｍで９０パーセント以上である感光性透
明アクリル樹脂を用いて層間絶縁膜を形成する。

【００４０】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、１．５μｍ以上の膜厚で
感光性透明アクリル樹脂を形成する。

【００４１】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、感光性透明アクリル樹脂
成膜前の基板表面に紫外光を照射した後に、該透明感光
性アクリル樹脂による層間絶縁膜を成膜して形成する。

【００４２】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、感光性透明アクリル樹脂
による層間絶縁膜を形成後、該感光性透明アクリル樹脂
の表面に対して酸素プラズマによる灰化処理を行う。

【００４３】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、酸素プラズマによる灰化
処理の膜厚を１０００〜５０００オングストロームに制
御する。

【００４４】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、画素電極の膜厚を５００
オングストローム以上に形成する。

【００４５】さらに、好ましくは、本発明の透過型液晶
表示装置の製造方法において、感光性透明アクリル樹脂
を、その濃度が０．１〜１．０ｍｏｌ％のテトラメチル
アンモニウムヒドロオキサイド現像液により現像して層
間絶縁膜を形成する。

【００４６】上記構成により、以下、その作用を説明す
る。

【００４７】本発明においては、スイッチング素子、走
査配線、信号配線および接続配線の上部に層間絶縁膜が
設けられ、その上に画素電極が設けられて、層間絶縁膜
を貫くコンタクトホールを介して接続配線によりＴＦＴ
の他方電極と接続されている。このように、層間絶縁膜
が設けられることにより、各配線と画素電極とをオーバ
ーラップさせることができて、開口率を向上することが
可能となると共に液晶の配向不良が抑制可能となる。し
かも、この層間絶縁膜は、アクリル系感光性樹脂などの
有機薄膜からなっているので、従来、用いられていた窒
化シリコンなどの無機薄膜に比べて比誘電極率が低く、
透明度が高い良質な膜を生産性よく得られるので、膜厚
を厚くすることが可能となって、各配線と画素電極との
間の容量分が低減されて所定数も少なくなり、これによ
り、各配線と画素電極との間の容量成分が表示に与える
クロストークなどの影響をより低減してより良好な表示
が得られる。

【００４８】しかも、層間絶縁膜に集光または光散乱を
目的とする構造の微小くぼみが形成されており、これに
より、輝度向上または視野角拡大が可能であり、部品点
数、組立工数および厚みなどを増すことなく、歩留も高
く、設備投資も少なく、使用目的に応じて広視野角およ
び／または高輝度の液晶表示装置が容易に製造可能とな
る。

【００４９】また、スイッチング素子の走査電極以外の
他方電極に接続配線を介して画素電極を接続するように
すれば、ＴＦＴが小さくなった場合であっても、層間絶
縁膜を貫くコンタクトホールなどによる接続部を容易に
取ることが可能となる。

【００５０】この層間絶縁膜は、アクリル系樹脂などの
感光性の有機薄膜を塗布法により塗布し、露光およびア
ルカリ現像によりパターニングして、数μｍという膜厚
の有機薄膜が生産性よく得られる。また、有機薄膜を積
層し、その上にフォトレジストを形成後、エッチングプ
ロセスによりパターニングして形成することもできる。

【００５１】また、層間絶縁膜の材料である樹脂が着色
している場合には、パターニング後に光学的または化学
的な脱色処理により樹脂を透明化することが可能であ
る。

【００５２】さらに、画素電極と各配線とを１μｍ以上
オーバーラップさせると、開口率を最大限にすることが
できると共に、画素電極の各配線に対する加工精度が粗
くても良い。つまり、加工精度が粗くても画素電極と各
配線が重なっていれば、重なった各配線によって光漏れ
は遮断される。

【００５３】さらに、層間絶縁膜の膜厚を１．５μｍ以
上にすると、画素電極と各配線とを１μｍ以上オーバー
ラップさせても、各配線と画素電極との間の容量は十分
小さくなって時定数も小さくなり、容量成分が表示に与
えるクロストークなどの影響をより低減してより良好な
表示が得られる。

【００５４】ＴＦＴの他方電極と画素電極とを接続する
接続配線に、透明導電膜を用いれば、開口率はさらに向
上する。

【００５５】さらに、層間絶縁膜を貫くコンタクトホー
ルが、遮光性の付加容量配線または走査配線の上部に設
けられていると、液晶の配向乱れによる光漏れが開口部
以外の遮光部で発生することになり、コントラストの低
下が生じない。

【００５６】さらに、層間絶縁膜を貫くコンタクトホー
ルの下部に金属窒化物層を形成すると、層間絶縁膜と下
地膜との密着性を増す。

【００５７】さらに、上記式（１）で表される容量比を
１０％以下とすると、信号電極と画素電極との間の容量
が十分小さいので、良好な表示が得られる。

【００５８】さらに、上記本発明を適用すれば、各画素
電極の形状が、走査信号配線に平行な辺に比べて信号配
線に平行な辺が長い長方形であっても、縦クロストーク
などの容量成分による表示への影響をなくして良好な表
示が得られる。

【００５９】また、信号配線から供給されるデータ信号
の極性を１走査信号配線毎に反転させると、信号配線と
画素電極との間の容量の影響をさらに小さくすることが
可能となる。

【００６０】さらに、本発明に用いた比較的膜厚の厚い
層間絶縁膜によって平坦化が可能になって、従来、その
下層の配線などによる段差部で起こっていた画素電極の
ドレイン側における断線など、不要な段差による影響が
なくなり、また、段差による配向不良が防止される。た
だし、広視野角化を目的とするために必要な段差を精度
良く均一に使うこともできる。また、信号配線と画素電
極間の層間絶縁膜で絶縁されており、信号配線と画素電
極間の電気的リークによる欠陥絵素が極めて少なくな
り、製造歩留の向上が可能になり、製造コストの減少も
可能になる。さらに、従来、層間絶縁膜を形成するため
に必要であった成膜、フォトレジストによるパターン形
成工程、エッチング、レジスト剥離、洗浄工程が、本発
明では樹脂形成工程のみで形成可能であるため、製造工
程の短縮化および簡素化を図ることが可能となり、製造
コストの減少をも図ることが可能となる。

【００６１】さらに、層間絶縁膜の露光および現像後、
前記感光性透明アクリル樹脂に使用する感光剤に対し
て、基板全面に露光を行い、不要な感光剤を完全に反応
させることで、より透明度の高い層間絶縁膜とすること
が可能となる。

【００６２】さらに、層間絶縁膜を形成する前の基板表
面に紫外光を照射することで、層間絶縁膜とその下地膜
との間の密着性が向上し、プロセス中の処理に対して安
定なデバイスが実現する。

【００６３】さらに、層間絶縁膜上に画素電極材料を成
膜する前に酸素プラズマによりその表面を灰化すること
で、この層間絶縁膜とその上に成膜される画素電極材料
との間の密着性が向上し、プロセス中の処理に対してよ
り安定なデバイスが実現する。

【００６４】さらに、画素電極の膜厚が５００オングス
トローム以上であれば、膜表面隙間からの薬液の侵入が
防止可能となり、剥離液に使用する薬液によって生ずる
樹脂の膨潤が抑制される。

【００６５】さらに、本発明においては、画素電極と各
配線との間に従来設けていたマージンを無くすことで、
画素電極が大きくなり、表示開口率が向上してその明る
さも向上し、コントラストが非常に良くなって、コント
ラストが悪化することなくリタデーションを小さくして
視野角を広くすることが可能となり、多大なる広視野角
化が図られる。それに加えて、微小くぼみにより、さら
なる明るさと広視野角化の優先度が容易に選択可能とな
る。

【００６６】

【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。

【００６７】（実施形態１）図１は、本発明の実施形態
１の透過型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。

【００６８】図１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２１がマトリクス状に設けられて
おり、これらの画素電極２１の周囲を通り、互いに直交
差するように、走査配線としての各ゲート信号配線２２
と信号配線としてのソース信号配線２３が設けられてい
る。これらのゲート信号配線２２とソース信号配線２３
はその一部が画素電極２１の外周部分とオーバーラップ
している。また、これらのゲート信号配線２２とソース
信号配線２３の交差部分において、画素電極２１に接続
されるスイッチング素子としてのＴＦＴ２４が設けられ
ている。このＴＦＴ２４のゲート電極にはゲート信号配
線２２が接続され、ゲート電極に入力される信号によっ
てＴＦＴ２４が駆動制御される。また、ＴＦＴ２４のソ
ース電極にはソース信号配線２３が接続され、ＴＦＴ２
４のソース電極にデータ信号が入力される。さらに、Ｔ
ＦＴ２４のドレイン電極は、接続配線２５さらにコンタ
クトホール２６を介して画素電極２１と接続されるとと
もに、接続配線２５を介して付加容量の一方の電極２５
ａと接続されている。この付加容量の他方の電極２７は
共通配線に接続されている。また、画素電極２１の１画
素領域には所定形状（本実施形態１では円形であり、多
角形でもよい）で所定数（本実施形態１では６４個）の
集光性のレンズ効果を有する複数の微小くぼみがほぼ均
等の間隔でに形成されており、その外形はなめらかに画
素電極２１の表面層につながっている。本実施形態１で
は、その円形の微小くぼみの直径は、概ね５〜１５μｍ
程度である。

【００６９】図２は図１の透過型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’断面図である。

【００７０】図２において、透明絶縁性基板３１上に、
図１のゲート信号配線２２に接続されたゲート電極３２
が設けられ、その上を覆ってゲート絶縁膜３３が設けら
れている。その上にはゲート電極３２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。このチャネル保護層３５の両
端部および半導体層３４の一部を覆い、チャネル保護層
３５上で分断された状態で、ソース電極３６ａおよびド
レイン電極３６ｂとなるｎ⁺Ｓｉ層が設けられている。
一方のｎ⁺Ｓｉ層であるソース電極３６ａの端部上に
は、透明導電膜３７ａと金属層３７ｂとが設けられて２
層構造のソース信号配線２３となっている。また、他方
のｎ⁺Ｓｉ層であるドレイン電極３６ｂの端部上には、
透明導電膜３７ａ’と金属層３７ｂ’とが設けられ、透
明導電膜３７ａ’は延長されて、ドレイン電極３６ｂと
画素電極２１とを接続するとともに付加容量の一方の電
極２５ａに接続される接続配線２５となっている。さら
に、ＴＦＴ２４，ゲート信号配線２２およびソース信号
配線２３、接続配線２５の上部を覆って、透明度の高い
有機薄膜からなる層間絶縁膜３８が設けられている。

【００７１】この層間絶縁膜３８にはコンタクトホール
２６および、底面でレンズ状のアールの付いたくぼみ２
８が設けられている。さらに、この層間絶縁膜３８上に
は、画素電極２１となる透明導電膜が設けられ、層間絶
縁膜３８を貫くコンタクトホール２６を介して、接続配
線２５である透明導電膜３７ａ’によりＴＦＴ２４のド
レイン電極３６ｂと接続されている。また、層間絶縁膜
３８の表面の複数個の微小くぼみ２８はその深さが０．
５μｍ〜１．０μｍ程度で形成されており、画素電極２
１を介しその上で配向膜３９が平坦になるように形成さ
れている。この微小くぼみ２８の深さが１．０μｍを越
えると材質によっては、通常の画素電極および配向膜３
９の厚さでは微小くぼみ２８による凹凸が吸収されず、
平坦化が困難となるからである。くぼみの直径により異
なるが、このように、微小くぼみ２８の深さが０．５μ
ｍ〜１．０μｍ程度であれば、下方からの光を集光して
上方に平行光を供給する集光性のレンズ効果が生じる。

【００７２】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。

【００７３】まず、ガラス基板などの透明絶縁性基板３
１上に、ゲート電極３２、ゲート絶縁膜３３、半導体層
３４、チャネル保護層３５、ソース電極３６ａおよびド
レイン電極３６ｂとなるｎ⁺Ｓｉ層を順次成膜して形成
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。 次に、ソース信号配線２３および接続配線２５を
構成する透明導電膜３７ａ、３７ａ’および金属層３７
ｂ、３７ｂ’を、スパッタ法により順次成膜して所定形
状にパターニングする。

【００７４】さらに、その上に、透明度の高い有機薄膜
からなる層間絶縁膜３８として、感光性のアクリル樹脂
をスピン塗布法により例えば硬化後３μｍの膜厚となる
ように形成する。この樹脂に対して、まず、アクティブ
マトリクス基板の表示部領域の外部（図示せず）とコン
タクトホール２６とに５０００ｍｓｅｃ、微小くぼみ２
８に１００〜５００ｍｓｅｃ照射するように露光し、そ
の後、アルカリ性の溶液によって現像処理する。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３８を貫通するコンタクトホ
ール２６および、集光性のレンズ効果を有する微小くぼ
み２８が形成されることになる。この場合、例えばコン
タクトホール２６および微小くぼみ２８用の第１フォト
マスクで微小くぼみ２８用の露光時間１００〜５００ｍ
ｓｅｃだけ露光し、その後、コンタクトホール２６用
の、ただし第１フォトマスクより少し寸法の異なるフォ
トマスクでコンタクトホール２６用の残り時間だけ露光
するようにしてもよい。また、その前後が逆であっても
よい。このようになだらかなコンタクトホールを形成で
きる。

【００７５】その後、画素電極２１となる透明導電膜を
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２１は、層間絶縁膜３８を貫くコンタクトホ
ール２６を介して、ＴＦＴ２４のドレイン電極３６ｂと
接続されている透明導電膜３７ａ’と接続されることに
なる。さらに、この画素電極２１および層間絶縁膜３８
上に、微小くぼみ２８上で配向膜３９の表面が平坦にな
るように配向膜３９を形成する。このようにして、本実
施形態１のアクティブマトリクス基板を製造することが
できる。

【００７６】したがって、このようにして得られたアク
ティブマトリクス基板は、ゲート信号配線２２、ソース
信号配線２３およびＴＦＴ２４と、画素電極２１との間
に厚い膜厚の層間絶縁膜３８が形成されているので、各
配線２２、２３およびＴＦＴ２４に対して画素電極２１
をオーバーラップさせることができるとともにその表面
を平坦化させることができる。このため、アクティブマ
トリクス基板と対向基板の間に液晶を介在させた透過型
液晶表示装置の構成とした時に、開口率を向上させるこ
とができると共に、各配線２２、２３に起因する電界を
画素電極２１でシールドしてディスクリネーションを制
御することができ、かつ各配線２２、２３およびＴＦＴ
２４に起因する段差による液晶の配向不良を制御するこ
とができる。しかも、１画素当り複数個設けられたレン
ズ効果を有する集光用の微小くぼみ２８により、下方か
らの透過光を基板３１に対して垂直方向の平行光に集光
させることができ、その明るさは、微小くぼみ２８がな
いものに比べてさらに１０％以上増加させることができ
た。

【００７７】このレンズ効果を有する集光用の微小くぼ
み２８は、アクティブマトリクス基板内の層間絶縁膜３
８上に設けられており、従来のプリズムシートや挿入フ
ィルムのように、別部材でアクティブマトリクス基板外
に組み込むものではないので、プリズムシートや挿入フ
ィルム自体の部品点数は必要なく、それを組み込むため
の工数もなく、素子厚さの増加もない。また、従来のプ
リズムシートや挿入フィルムはクリーン度の低い後工程
で組み込んでいたので異物混入など良品率低下があった
が、アクティブマトリクス基板のクリーン度の高い成膜
工程中に微小くぼみ２８を形成するため、製造ラインの
大幅な変更なしに、従来のような異物混入など良品率低
下を抑えることができる。

【００７８】また、層間絶縁膜３８を構成するアクリル
系樹脂は、比誘電率が３．４〜３．５と無機質（窒化シ
リコンの比誘電率８）に比べて低く、また、その透明度
も高くスピン塗布法により容易に３μｍという厚い膜厚
にすることができるので、ゲート信号配線２２と画素電
極２１との間の容量および、ソース信号配線２３と画素
電極２１との間の容量を低くすることができて時点数が
低くなり、各配線２２、２３と画素電極２１との間の容
量成分が表示に与えるクロストークなどの影響をより低
減することができて良好で明るい表示を得ることができ
る。また、露光およびアルカリ現像によってパターニン
グを行うことにより、コンタクトホール２６のテーパ形
状を良好にすることができ、画素電極２１と接続配線３
７ａ’との接続を良好にすることができる。さらに、感
光性のアクリル樹脂を用いることにより、スピン塗布法
を用いて所定厚さの薄膜が形成できるので、数μｍとい
う比較的厚い膜厚の膜を容易に形成でき、しかも、パタ
ーニングにフォトレジスト工程も不要であるので、生産
性の点で有利である。ここで、層間絶縁膜３８として用
いたアクリル系樹脂は、塗布前に着色しているものであ
るが、パターニング後に全面露光処理を施してより透明
化することができる。このように、樹脂の透明化処理
は、光学的に行うことができるだけではなくて、化学的
にも行うことが可能である。

【００７９】さらに、ＴＦＴ２４のドレイン電極３６ｂ
と画素電極２１とを接続する接続配線２５として透明導
電膜３７ａ’を形成することにより、以下のような利点
を有する。即ち、従来のアクティブマトリクス基板にお
いては、この接続配線を金属層によって形成していたた
め、接続配線が開口部に存在すると開口率の低下の原因
となっていた。これを防ぐため、従来は、ＴＦＴまたは
ＴＦＴのドレイン電極上に接続配線を形成し、その上に
層間絶縁膜のコンタクトホールを形成してＴＦＴのドレ
イン電極と画素電極とを接続するという方法が用いられ
てきた。しかし、この従来の方法では、特に、開口率を
向上させるためにＴＦＴを小型化した場合に、コンタク
トホールを完全にＴＦＴの上に設けることができず、開
口率の低下を招いていた。また、層間絶縁膜を数μｍと
いう厚い膜厚に形成した場合、画素電極が下層の接続配
線とコンタクトするためには、コンタクトホールをテー
パ形状にする必要があり、さらにＴＦＴ上の接続配線領
域を大きく取ることが必要であった。例えば、そのコン
タクトホールの径を５μｍとした場合、コンタクトホー
ルのテーパ領域およびアラインメント精度を考慮する
と、接続配線の大きさとしては１４μｍ程度が必要であ
り、従来のアクティブマトリクス基板では、これよりも
小さいサイズのＴＦＴを形成すると接続配線に起因する
開口率の低下を招いていた。これに対して、本実施形態
１のアクティブマトリクス基板では、接続配線２５が透
明導電膜３７ａ’により形成されているので、開口率の
低下が生じない。また、この接続配線２５は延長され
て、ＴＦＴのドレイン電極３６ｂと、透明導電膜３７
ａ’により形成された付加容量の一方の電極２５ａとを
接続する役割も担っており、この延長部分も透明導電膜
３７ａ’により形成されているので、この配線による開
口率の低下も生じない。

【００８０】さらには、ソース信号配線２３を２層構造
とすることにより、ソース信号配線２３を構成する金属
層３７ｂの一部に膜の欠損があったとしても、ＩＴＯな
どの透明導電膜３７ａにより電気的に接続されるので、
ソース信号配線２３の断線を少なくできるという利点が
ある。

【００８１】（実施形態２）本実施形態２では、層間絶
縁膜３８の作製プロセスについて、他の方法を説明す
る。

【００８２】まず、感光性でない有機薄膜をスピン塗布
法により形成する。その上にフォトレジストを形成して
パターニングした後、エッチング処理を施して層間絶縁
膜３８を貫通するコンタクトホール２６を形成すると共
に層間絶縁膜３８のパターニングを行う。次に、再びフ
ォトレジストの形成、パターニングを繰り返し、前回よ
り短い時間エッチング処理し、層間絶縁膜を貫通しない
微小くぼみ２８を形成する。

【００８３】このようにしてコンタクトホール２６およ
び、集光性のレンズ効果を持つ微小くぼみ２８を有する
層間絶縁膜３８を形成したアクティブマトリクス基板に
おいても、上記実施形態１のアクティブマトリクス基板
と同様に、開口率の高い明るい透過型液晶表示装置を実
現することができる。

【００８４】また、層間絶縁膜３８として感光性でない
有機薄膜を用いても、その比誘電率が低く、また、透明
度も高いので３μｍという厚い膜厚にすることができ
る。よって、ゲート信号配線２２と画素電極２１との間
の容量およびソース信号配線２３と画素電極２１との間
の容量を、その低い比誘電率と容量の電極間距離が離れ
る分、低くすることができる。

【００８５】（実施形態３）図３は、本発明の実施形態
３の透過型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４は図
３の透過型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’断面図である。なお、図１および図２と
同様の作用効果を奏する部材には同一の符号を付けてそ
の説明を省略する。

【００８６】本実施形態３のアクティブマトリクス基板
では、ＴＦＴ２４のドレイン電極３６ｂに接続される接
続配線２５の先端部である、画素の付加容量の一方電極
２５ａに対向する他方電極２７が、図１４の付加容量共
通配線６を通じて対向基板上に形成された対向電極に接
続される構成となっているが、層間絶縁膜３８を貫くコ
ンタクトホール２６Ａの形成位置を、この付加容量共通
配線６の一端である他方電極２７および一方電極２５ａ
の上部に形成している。つまり、このコンタクトホール
２６Ａは、遮光性の金属膜で構成されている付加容量配
線上部に設けられている。さらに、長方形状の微小くぼ
み２９が形成され、画素電極２１を介して配向膜３９に
は段差ｈが形成されている。

【００８７】これにより、以下のような利点を有する。

【００８８】例えば、層間絶縁膜３８の膜厚を３μｍに
すると、液晶セルの厚みである４．５μｍと比較しても
無視できない厚みであるので、不要なコンタクトホール
２６Ａの周辺に液晶の配向乱れによる光漏れが発生す
る。したがって、透過型液晶表示装置の開口部にこのよ
うなコンタクトホール２６Ａを形成した場合には、この
光漏れによってコントラストの低下が生じる。これに対
して、本実施形態３のアクティブマトリクス基板では、
付加容量共通配線６の一端である他方電極２７の遮光性
の金属膜上部にコンタクトホール２６Ａが形成されてい
るので、このような問題は生じない。つまり、このコン
タクトホール２６Ａが、遮光性の金属膜である付加容量
配線上部に設けられていると、液晶の配向乱れによる光
漏れが発生しても、開口部以外の遮光部でありコントラ
ストの低下は生じない。これは、隣接するゲート信号配
線２２の一部を一方電極として付加容量を形成する場合
にも同様であり、この場合には、隣接するゲート信号配
線２２上にコンタクトホール２６Ａを形成することによ
り、ゲート信号配線２２で遮光してコントラストの低下
を防ぐことができる。

【００８９】また、このアクティブマトリクス基板は、
ＴＦＴ２４のドレイン電極３６ｂと、コンタクトホール
２６Ａとを接続する接続配線２５として透明導電膜３７
ａ’を形成しているので、コンタクトホール２６Ａを付
加容量上に形成しても開口率の低下は生じない。

【００９０】したがって、ホール下部においては他方電
極２７で遮光しているのでその部分で液晶の配向が乱れ
たとしても表示には影響無く、コンタクトホール２６Ａ
の形成には、その寸法精度を重視する必要がなく、大き
くしかも滑らかに形成することができて、層間絶縁膜３
８上に形成される画素電極２１がコンタクトホール２６
Ａで切れることなく、よりうまくつながって、歩留まり
も向上する。

【００９１】また、層間絶縁膜３８上には長方形の微小
くぼみ２９が深さ１．０μｍ〜２μｍで形成され、深さ
１．０μｍ以上で画素電極２１を介して配向膜３９の表
面上に均一なる段差ｈを与えることができる。好ましく
は、この段差ｈが５００オングストローム〜０．５μｍ
で形成されるように微小くぼみ２９が深さを設定すれば
よい。（なお、当然、配向膜３９の初期粘度や塗布量に
より微小くぼみ２９と配向膜３９の段差の深さや形状は
一致しない。）このようにすることにより、対向基板
（図示せず）とのギャップが均一に変化することで、液
晶の配向制御が規則的に変化し、したがって、液晶の所
望の光散乱効果が得られて視野角をより広げることがで
きる。つまり、微小くぼみ２９は、画素電極２１さらに
は配向膜３９にくぼみを与え、このくぼみで液晶を所定
の多方向に配向させることができて視野角をより広げる
ことができる。

【００９２】（実施形態４）図５は、本発明の実施形態
４の透過型液晶表示装置におけるアクティブマトリクス
基板の構成を示す一部断面図である。

【００９３】本実施形態４のアクティブマトリクス基板
では、層間絶縁膜３８を貫くコンタクトホール２６Ｂが
付加容量共通配線６の上部に形成されており、このコン
タクトホール２６Ｂの下部に形成された透明導電膜３７
ａ’の上に窒化チタン層などの金属窒化物層４１が形成
されている。

【００９４】これにより、以下のような利点を有する。

【００９５】層間絶縁膜３８を構成する樹脂と、透明導
電膜であるＩＴＯなど、または金属であるＴａ、Ａｌな
どとの密着性には問題がある。例えば、コンタクトホー
ル２６Ｂの開口後の洗浄工程において、コンタクトホー
ル２６Ｂの開口部から、その樹脂と下地との間の界面に
洗浄液が侵入し、樹脂の膜剥がれが生じるという問題が
あった。これに対して、本実施形態４のアクティブマト
リクス基板では、その樹脂との密着性が良好なＴａＮや
ＡｌＮなどの金属窒化物層４１を形成するので、膜剥が
れなどの密着性に関する問題は生じない。さらに、金属
窒化物層４１の厚みの分だけコンタクトホール２６Ｂの
ある層間絶縁膜３８の厚み部分は薄くなり、即ち金属窒
化物層４１の厚みの分だけコンタクトホール２６Ｂの深
さが浅くなり、コンタクトホール２６Ｂの必要な外形寸
法も浅い分だけ小さくすることができる。

【００９６】この金属窒化物層４１は、層間絶縁膜３８
を構成する樹脂や、透明導電膜である接続配線３７ａ’
およびＴａ、Ａｌなどの金属などと密着性のよいもので
あればいずれを用いてもよいが、接続配線３７ａ’と画
素電極２１とを電気的に接続する必要があるので、良好
な導電性を有している必要がある。

【００９７】（実施形態５）本実施形態５では、透過型
液晶表示装置の駆動方法について説明する。

【００９８】本発明の透過型液晶表示装置においては、
層間絶縁膜を形成することにより各配線と画素電極とを
オーバーラップさせている。画素電極と各配線とがオー
バーラップせずに、その間に間隔が開いていると液晶に
電界の印加されない領域が発生するが、このように画素
電極を各配線にオーバーラップさせることにより、この
領域をなくすことができる。また、隣接する画素電極の
間の液晶にも電界が印加されないが、それによる光漏れ
を各配線により遮断することができる。このため、対向
基板上に、両基板の貼り合わせずれを見込んだ形でブラ
ックマスクを形成する必要がなくなり、開口率を向上さ
せることができる。また、各配線に起因する電界をシー
ルドすることもできるので、液晶の配向不良の抑制を図
ることができるという利点もある。

【００９９】但し、このオーバーラップ幅は、実際の製
造工程でのばらつきを見込んで設定する必要があり、例
えば１．０μｍ程度以上に設定されることが望ましい。

【０１００】上述のように、ソース信号配線と画素電極
とをオーバーラップさせる構造とした場合には、ソース
信号配線と画素電極との間の容量に起因してクロストー
クが発生し、表示品位を低下させるという問題があっ
た。特に、ノートブック型パーソナルコンピューターに
用いられる液晶パネルにおいては、一般的に画素を縦ス
トライプに配列するため、ソース信号配線と画素電極と
の間の容量の表示に対する影響が大きい。この理由とし
て、この配列では画素電極の形状がソース信号と隣接す
る部分を長辺とする長方形となるので、画素電極とソー
ス信号配線との間の容量が相対的に大きくなること、ま
た、隣接するソース信号配線の表示の色が異なっている
ため、信号の相関性が少なく、容量の影響をキャンセル
させることができないことなどが考えられる。

【０１０１】本発明の透過型液晶表示装置においては、
層間絶縁膜が有機薄膜からなるので比誘電率が小さく、
また、膜厚を容易に厚くできるので、画素電極と各配線
との間の容量を小さくすることができる。さらにこれに
加えて、ソース信号配線と画素電極との間の容量の影響
を小さくして、ノートブック型パーソナルコンピュータ
ーにおいても縦クロストークを十分低減させるために
は、以下のような駆動方法を用いることができる。

【０１０２】本実施形態５の透過型液晶表示装置の駆動
方法は、ソース信号配線と画素電極との間の容量の表示
に対する影響を低減させるために、データ信号の極性を
１ゲート信号配線毎に反転させる駆動方法（以下１Ｈ反
転という）を用いて駆動する。

【０１０３】図６に、１Ｈ反転の場合（図７ａ）と、デ
ータ信号の極性をフィールド毎に反転させる駆動方法
（以下フィールド反転という）の場合（図７ｂ）とにつ
いて、ソース信号配線と画素電極との間の容量が画素の
充電率に与える影響を示している。

【０１０４】図６において、縦軸の充電率差とは、中間
調の一様表示の場合と、中間調表示の中に縦方向の占有
率が３３％である黒のウィンドーパターンを表示させた
場合とにおいて、中間調表示部の液晶に印加される電圧
の実効値差の割合を示している。また、横軸の容量比と
は、ソース信号配線と画素電極との間の容量に起因する
画素電極の電圧変動に比例し、下記式（１）で定義され
る。

【０１０５】 容量比＝Ｃsd／（Ｃsd＋Ｃls＋Ｃs）・・・（１） 但し、Ｃsdは画素電極とソース信号配線との間の容量値
を示し、Ｃlsは各画素を構成する液晶の中間調表示にお
ける容量値を示し、Ｃsは各画素を構成する付加容量の
容量値を示している。なお、中間調表示とは、透過率が
５０％の場合を示している。

【０１０６】図６から明かなように、本実施形態５によ
る１Ｈ反転の駆動方法は、フィールド反転による駆動方
法に比べて、ソース信号配線と画素電極との間の容量が
同じであっても、実際の液晶に印加される実効電圧への
影響を１／５〜１／１０に低減することができることが
解る。この理由は、１Ｈ反転駆動の場合には、１フィー
ルドの間に１フィールドの時間に対して十分に短い周期
で、データ信号の極性が反転されるので、＋極性の信号
と−極性の信号とが表示に与える影響がキャンセルされ
るためである。

【０１０７】ところで、対角２６ｃｍのＶＧＡパネルで
表示実験を行ったところ、中間調において充電率差が
０．６％以上になるとクロストークが顕著になって、表
示品位に問題が生じることが解った。このスペックを図
６の図中に点線で示している。図６によれば、充電率差
を０．６％以下にするためには、容量比を１０％以下に
すれぱよいことが解る。

【０１０８】図８に、対角２６ｃｍのＶＧＡパネルにお
いて、層間絶縁膜の膜厚をパラメーターとして計算した
場合の、画素電極とソース信号配線とのオーバーラップ
量と、画素電極とソース信号配線との間の容量との関係
を示している。ここで、層間絶縁膜は、上記実施態様１
で用いたアクリル系感光性樹脂（比誘電率３．４）とし
た。また、このとき、加工精度を考慮すると、画素電極
とソース信号配線との間のオーバーラップ幅は少なくと
も１μｍは必要である。図６および図８によれば、オー
バーラップ幅を１μｍとして充電率差を０．６％以下と
するためには、層間絶縁膜の膜厚が２．０μｍ以上であ
ればよいことが解る。

【０１０９】このように、画素電極をソース信号配線に
対してオーバーラップさせた場合、１Ｈ反転駆動を用い
ることにより、隣接するソース信号配線の信号の極性を
反転させなくても縦クロストークが認められない良好な
表示を得ることができ、ノートブック型パーソナルコン
ピュータにも十分対応することができる。

【０１１０】（実施形態６）本実施形態６では、液晶に
印加される電圧の極性を１ゲート信号配線毎に反転させ
ると共に、対向電極に印加される信号をソース信号の極
性の反転と同期させて、交流駆動する駆動方法について
説明する。

【０１１１】このように対向電極を駆動することによ
り、ソース信号の振幅を小さく抑えることができる。

【０１１２】上記図６に、対向電極を振幅５Ｖで交流駆
動した場合について、同時に示している。図６によれ
ば、対向電極を交流駆動することにより約１割程度、充
電率差が大きくなるものの、１Ｈ反転駆動を行っている
ためにフィールド反転駆動に比べて十分充電率差を小さ
くすることができる。したがって、この駆動方法でも、
縦クロストークが見られない良好な表示を実現すること
ができる。

【０１１３】（実施形態７）本実施形態７は、平担な画
素電極と各配線をオーバーラップさせて液晶表示の開口
率の同上および液晶の配向不良の抑制を図ることができ
るとともに製造工程が簡略化でき、かつ各配線と画素電
極との間の容量成分が表示に与えるクロストークなどの
影響をより低減して良好な表示を得る場合であり、これ
に加えて、層間絶縁膜の露光および現像後、前記感光性
透明アクリル樹脂に使用する感光剤に対して、基板全面
に露光を行い、不要な感光剤を完全に反応させること
で、透明度の高い層間絶録膜とする場合である。

【０１１４】図９は、本発明の実施形態７の透過型液晶
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。

【０１１５】図９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５１がマトリクス状に設けられて
おり、これらの画素電極５１の周囲を通り、互いに直交
差するように、各ゲート信号配線５２とソース信号配線
５３が設けられている。これらのゲート信号配線５２と
ソース信号配線５３はその一部が画素電極５１の外周部
分とオーバーラップしている。また、これらのゲート信
号配線５２とソース信号配線５３の交差部分において、
画素電極５１に接続されるスイッチング素子としてのＴ
ＦＴ５４が設けられている。このＴＦＴ５４のゲート電
極にはゲート信号配線５２が接続され、ゲート電極に入
力される信号によってＴＦＴ５４が駆動制御される。ま
た、ＴＦＴ５４のソース電極にはソース信号配線５３が
接続され、ＴＦＴ５４のソース電極にデータ信号が入力
される。さらに、ＴＦＴ５４のドレイン電極は、接続配
線５５さらにコンタクトホール５６を介して画素電極５
１と接続されるとともに、接続配線５５を介して付加容
量の一方の電極５５ａと接続されている。この付加容量
の他方の電極５７は共通配線に接続されている。画素電
極５１の領域には集光性のレンズ効果を有する複数の微
小くぼみ５８が形成されている。

【０１１６】図ｌ０は図９の透過型液晶表示装置におけ
るアクティブマトリクス基枚のＣ−Ｃ’断面図である。

【０１１７】図１０において、透明絶縁性基板６１上
に、図９のゲート信号配線５２に接続されたゲート電極
６２が設けられ、その上を覆ってゲート絶縁膜６３が設
けられている。その上にはゲート電極６２と重畳するよ
うに半導体層６４が設けられ、その中央部上にチャネル
保護層６５が設けられている。このチャネル保護層６５
の両端部および半導体層６４の一部を覆い、チャネル保
護層６５上で分断された状態で、ソース電極６６ａおよ
びドレイン電極６６ｂとなるｎ⁺Ｓｉ層が設けられてい
る。一方のｎ⁺Ｓｉ層であるソース電極６６ａの端部上
には、透明導電膜６７ａと金属層６７ｂとが設けられて
２層構造のソース信号配線５３となっている。また、他
方のｎ⁺Ｓｉ層であるドレイン電極６６ｂの端部上に
は、透明導電膜６７ａ’と金属層６７ｂ’とが設けら
れ、透明導電膜６７ａ’は延長されて、ドレイン電極６
６ｂと画素電極５１とを接続するとともに付加容量の一
方の電極５５ａに接続される接続配線５５となってい
る。さらに、ＴＦＴ５４、ゲート信号配線５２およびソ
ース信号配線５３、接続配線５５の上部を覆って、感光
部分が現像液に溶解する透明度の高い透明アクリル樹脂
（感光性透明アクリル樹脂）からなる層間絶縁膜６８が
設けられている。

【０１１８】この層間絶縁膜６８上には、画素電極５１
となる透明導電膜が設けられ、層間絶縁膜６８を貫くコ
ンタクトホール６６を介して、接続配線５５である透明
導電膜６７ｄ’によりＴＦＴ５４のドレイン電極６６ｂ
と接続されている。また、層間絶縁膜６８の表面には、
集光性のレンズ効果を有する貫通しない微小くぼみ５８
が形成されている。

【０１１９】以上のように本実施形態７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
とがでさる。

【０１２０】まず、ガラス基板などの透明絶縁性基板６
１上に、Ｔａ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒなどよりなるゲー
ト電極６２、ＳｉＮｘ，ＳｉＯ₂，Ｔａ₂Ｏ₅などよりな
る多層または単層のゲート絶縁膜６３、半導体膜（ｉ−
Ｓｉ）６４、ＳｉＮ_X，Ｔａ₂Ｏ₅などよりなるチャネル
保護膜６５、ソース電極６６ａおよびドレイン電極６６
ｂとなるｎ⁺Ｓｉ層を順次成膜して形成する。さらに、
ソース信号配線５３および接続配線５５を構成する透明
導電膜６７ａ，６７ａ’および、Ｔａ，Ａｌ，ＭｏＷ，
Ｃｒなどよりなる金属膜６７ｂ，６７ｂ’を、スパッタ
法により順次成膜して所定形状にパターニングする。本
実施形態７においても、ソース信号配線５３を構成する
金属膜６７ｂ，６７ｂ’と透明導電膜６７ａ，６７ａ’
であるＩＴＯ膜の２層構造とした。この構成には、仮に
ソース信号配線５３を構成する金属膜６７ｂ，６７ｂ’
に欠損があったとしても、ＩＴＯ膜によって電気的に接
続されるためにソース信号配線５３の断線を少なくする
ことができるという利点がある。

【０１２１】さらに、その上に、層間絶縁膜６８として
の感光性のアクリル樹脂をスピン塗布法により、例えば
硬化後３μｍの膜厚となるように形成する。この感光性
のアクリル樹脂に対して、所望のパターンに従って露光
し、さらに、短時間、微小くぼみ５８などに露光照射
し、アクリル性の溶液によって現像処理する。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６８を貫通するコンタクトホー
ル５６や微小くぼみ５８などが形成される。

【０１２２】その後、これら層間絶録膜６８およびコン
タクトホール５６上に、画素電極５１となる透明導電極
膜をスパッタ法により形成し、これをパターニングす
る。これにより、画素電極５１は、層間絶縁膜６８を貫
くコンタクトホール５６を介して、ＴＦＴ５４のドレイ
ン電極６６ｂと接統されている透明導電膜６７ａ’と接
続されることになる。このようにして、本実施形態７の
アクティブマトリクス基板を製造することができる。

【０１２３】ここで、本実施形態７の層間絶縁膜６８
は、感光部分が現像液に溶解する透明度の高い感光性透
明アクソル樹脂からなっており、この感光性透明アクリ
ル樹脂のベースポリマーは、メタクリル酸とグリシジル
メタクリレートのポリマーであり、この透明明度の高い
感光性透明アクリル樹脂による層間絶縁膜６８の形成工
程を、以下にさらに詳しく説明する。

【０１２４】この層間絶縁膜６８の形成工程は、まず、
感光性透明アクリル樹脂材料を含んだ溶液を基板上にス
ピン塗布し、プレベーキング、パターン露光、アルカリ
現像、純水洗浄の順に一連の通常のフォトパターニング
工程と同様に行う。即ち、層間絶縁膜６８を感光性透明
アクリル樹脂を含んだ溶液をスピン塗布法により硬化
後、３μｍの膜厚になるように形成する。このときの膜
厚は４．５μｍ以上塗布することが望ましい。この場
合、粘度２９．０ｃｐのアクリル樹脂をスピン回転数９
００〜ｌｌ００ｒｐｍで塗布する。そうすることによ
り、画素電極が平担化されて従来のような段差が無くな
って液晶の配向不良が抑制され、表示品位が向上する。
続いて、基板を約１００℃に加熱して感光性透明アクリ
ル樹脂の溶媒（乳酸エチル、プロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテートなど）の乾燥を行った。続い
て、この感光性透明アクリル樹脂に対して所望のパター
ンに従って２回露光を行い、アルカリ性の溶液（テトラ
メチルアンモニウムヒドロオキサイド；以下ＴＭＡＨと
いう）などにより現像処理を行った。このアルカリ性の
溶液により、露光された部分がエッチングされ、層間絶
緑膜６８を貫通するコンタクトホール５６および微小く
ぼみ５８を形成することができた。現像液（ＴＭＡＨの
場合）の濃度は０．１〜１．０ｍｏｌ％が好ましい。そ
の濃度が１．０ｍｏｌ％以上であると、露光しない部分
の感光性透明アクリル樹脂の膜厚の減少量が大きく、膜
厚の制御が難しくなる。現像液の濃度が２．４パーセン
トと高濃度で使用すると、現像のヌキの部分にアクリル
樹脂の変質物が残さとして残り、コンタクト不良が生じ
る。また、濃度が０．１ｍｏｌ％より低いと、現像液を
循環して繰り返し使用する方式の現像装置では濃度の変
動が大きいために濃度制御が難しくなる。

【０１２５】さらに、純水により基板表面に残った現像
液を洗浄する。このように感光性透明アクリル樹脂はス
ピン塗布法により形成できるので、数μｍの膜厚であっ
てもスピンコーターの回転速度と感光性透明アクリル樹
脂の粘度を適度に選ぶことにより容易に膜厚を均一に形
成することが可能である。また、コンタクトホール部お
よび微小くぼみのテーパ形状は、パターン露光時の露光
量と現像液濃度、現像時間を適度に選ぶことにより緩や
かな形状を得ることができる。

【０１２６】現像後、感光性透明アクリル樹脂に使用す
る感光剤の種類（例えばナフトキノンジアジト系感光
剤）や量によっては、樹脂が着色して見えることがあ
る。そのため、基板全面に露光を行い、樹脂に含まれる
着色している不要な感光剤を完全に反応させて、可視領
域での光吸収をなくし、アクリル樹脂の透明化を図る。
ここで、アクリル樹脂の膜厚を３μｍに形成するように
塗布した後、透過光の波長（ｎｍ）に対する、表面を露
光した場合の露光前後の透過率の変化を図１１に示して
いる。

【０１２７】図１１からも解るように、例えば透過光の
波長４００ｎｍにおいて、紫外光などの光を照射しなか
った場合、その透過率が６５パーセントであったもの
が、光照射後にはその透過率が９０パーセント以上に改
善されている。この場合、露光は基板の前面から行う
が、裏面からの露光を併用することにより短時間でこの
処理を完了することができ、装置スループットの向上に
寄与することができる。

【０１２８】最後に、基板の加熱を行い、架橋反応によ
り樹脂を硬化させる。つまり、樹脂を硬化させるために
基板をホットプレート上またはクリーンオーブン内に設
置し、約２００℃で加熱を行う。

【０１２９】このように、透明感光樹脂を用いることに
より、従来のようなエッチング、レジスト剥離工程を経
ずに２回のフォト工程のみで、層間絶縁膜６８および、
この層間絶縁膜６８上に形成された画素電極とスイッチ
ング素子のドレイン電極とを接続するための層間絶縁膜
６８を貫くコンタクトホール５６および微小くぼみ５８
を形成することができて製造工程が簡略化される。この
ときの感光性透明アクリル樹脂の膜厚は、樹脂溶液の粘
度とスピン塗布時のスピンコーターの回転速度を適当に
選ぶことにより、０．０５μｍら１０μｍまでの必要と
される膜厚（本実施形態７の場合には３μｍ、膜厚が厚
くなればその分だけ光透過率が低下して着色してくる）
に均一に形成することができる。

【０１３０】さらに、ＩＴＯをスパッタリングによりこ
の感光性透明アクリル樹脂上に５００〜１５００オング
ストロームの膜厚に成膜し、パターニングを行い画素電
極５１を形成する。この画素電極５１であるＩＴＯ膜の
膜厚が５００オングストローム以上であれば、このＩＴ
Ｏ膜の表面隙間からの薬液の侵入を防ぐことができ、剥
離液に使用する薬液（ジメチルスルホキシドなど〉によ
って生ずる樹脂の膨潤を抑制するのに効果が得られた。
以上の製造方法により、本実施形態７のアクティブマト
リクス基板を作製することができる。

【０１３１】したがって、本実施形態７においても、層
間絶縁膜６８の存在により、ソース信号線およびゲート
信号線部分以外は画素開口部分となる高光透過率の高開
口率の明るい液晶表示装置を実現することができる。ま
た、微小くぼみ５８の集光効果によりさらに明るくな
る。

【０１３２】また、層間絶縁膜６８の存在により平担化
が可能になり、下層の配線およびスイッチング素子によ
る段差の影響をなくすることができ、従来、段差部で起
こっていた画素電極のドレイン側の断線をなくすること
ができ、欠陥画素を減少させることができる。また、こ
の段差による液晶の配向不良をも防止することができ
る。さらに、ソース信号配線５３と画素電極５１の間は
層間絶縁膜６８を間に挟んで絶縁されているために、従
来生じていたソース信号配線５３と画素電極５１の間の
電気的リークによる欠陥絵素も減少することになる。

【０１３３】さらに、従来、層間絶縁膜６８を形成する
のに必要であった成膜、フォトレジストによるパターン
形成工程、エッチング工程、レジスト剥離工程、洗浄工
程が、本実施形態７においては樹脂形成工程のみで形成
することができ、製造工程が簡略化される。

【０１３４】なお、本実施例７では、画素電極５１に、
集光性のレンズ効果を有する複数の微小くぼみ５８を設
けたが、この微小くぼみ５８に代えてまたは微小くぼみ
５８と共に、画素電極５１さらに配向膜５９にくぼみ
（段差）を与えて液晶を所定の多方向に配向させる光散
乱効果のある微小くぼみを設けてもよい。本実施例７で
は、微小くぼみ５８は円形としたが、長方形などの多角
形であってもよい。

【０１３５】（実施形態８）本実施形態８は、上記実施
形態７における層間絶縁膜６８とその下地膜との間の密
着性を向上させる場合である。

【０１３６】下地膜の材料によっては、層間絶縁膜６８
として用いる感光性透明アクリル樹脂との密着性が良く
ない場合があるが、この場合に、図９の上記実施形態７
における感光性透明アクリル樹脂の塗布前の基板表面の
下地膜として、ゲート絶縁膜６３、チャネル保護膜６
５、ソース電極６６ａ、ドレイン電極６６ｂ、透明導電
膜６７ａ，６７ａ’および金属膜６７ｂ，６７ｂ’の表
面に、Ｍ型水銀ランプ（８６０Ｗ）を使用して酸素雰囲
気中で紫外光の照射を行ってその表面を荒らし、その
後、その荒れた表面上に感光性透明アクリル樹脂による
層間絶縁膜６８を形成する。その他の形成工程は上記実
施形態７と同様な方法によりアクティブマトリクス基板
を作製する。この形成方法により、表面が荒れた下地膜
と感光性透明アクリル樹脂との間の密着性が向上するた
めに、下地膜と感光性透明アクリル樹脂による層間絶縁
膜６８との界面に、例えばある種の薬液（例えば、ＩＴ
Ｏをエッチングする塩酸と塩化鉄の混合液など）が侵入
することによってこれらの膜間で膜剥がれが起こるとい
う従来の問題はなくなる。

【０１３７】このように、層間絶縁膜６８を形成する前
の基板表面に紫外光を照射することにより、層間絶縁膜
６８とその下地膜との間の密着性が向上し、プロセス中
の処理に対して安定なデバイスを実現することができ
る。

【０１３８】（実施形態９）本実施形態９は、上記実施
形態７における層間絶縁膜６８とその上に成膜され画素
電極材料との間の密着性を向上させる場合である。

【０１３９】図９の上記実施形態７において、感光性透
明アクリル樹脂による層間絶縁膜６８を形成した後、ド
ライエッチング装置を用いて酸素プラズマにより、層間
絶縁膜６８の表面から１０００〜５０００オングストロ
ームの膜厚まで灰化処理を行った。この灰化処理におい
ては、平行平板型プラズマエッチング装置が使用され、
ＲＦパワー１．２ＫＷ、圧力８００ｍＴｏｒｒ、酸素流
量３００ｓｃｃｍ、温度７０℃、ＲＦ印加時間１２０ｓ
ｅｃの条件で、アクリル樹脂の表面を灰化させる。この
とき、酸素プラズマ中で行ってその表面は有機物の酸化
分解で水と二酸化炭素が抜けて出て行き、荒れた状態と
なる。

【０１４０】その後、画素電極５１となるＩＴＯ膜をス
パッタリングにより、この灰化処理を行って表面が荒れ
た感光性透明アクリル樹脂上に５００〜１５００オング
ストロームの膜厚に成膜し、パターニングを行って画素
電極５１を形成することで、アクティブマトリクス基板
を作製する。この灰化処理を行うことにより、画素電極
６８と、その下層膜として表面が荒れた感光性透明アク
リル樹脂による層間絶縁膜６８との密着性が大きく向上
し、基板洗浄時に超音波を印加してもこれらの膜の間で
膜剥がれが無くなった。上記灰化処理膜厚であるが、１
０００オングストロ−ムより薄い場合には効果が得られ
ず、また、５０００オングストロームよりも厚い場合に
は、感光性透明アクリル樹脂の膜減りが大きすぎるため
に、基板内での感光性透明アクリル樹脂の膜厚にばらつ
きが大きくなりすぎて、表示上問題となる。上記のドラ
イエッチング装置はバレル方式、ＲＩＥ方式などその方
式によらず密着性改善効果が得られた。

【０１４１】このように、層間絶縁膜６８上に画素電極
材料を成膜する前に酸素プラズマによりその表面を灰化
処理することにより、この層間絶縁膜６８とその上に成
膜される画素電極材料との間の密着性が向上し、プロセ
ス中の処運に対してより安定なデバイスを実現すること
ができる。

【０１４２】以上の各実施形態１〜９においては、画素
電極と各配線をオーバーラップさせて液晶表示の開口率
の向上および液晶の配向不良の抑制を図ることができる
とともに製造工程が簡略化でき、かつ各配線と画素電極
との間の容量成分が表示に与えるクロストークなどの影
響をより低減して良好な表示を得ることができる。ま
た、これに加えて、広視覚化を図ることができる。しか
も、集光性のレンズ効果を有する微小くぼみ、または、
段差を利用した光散乱効果のある微小くぼみを設けるこ
とより、画素の明るさおよび／または視野角化を向上さ
せることができる。

【０１４３】また、この広視覚化が図られる理由として
は、画素電極の表面が平坦なために液晶の配向乱れが無
くなったこと、また、配線電界によるディスクリネーシ
ョンラインがなくなったこと、さらには、コントラスト
が大きくなったこと（１０．４インチのＳＶＧＡで１：
３００以上）などが挙げられる。そのために、液晶の屈
折率異方性（△ｎ）×セル厚（ｄ）であるリタデーショ
ンの値を小さくすることが可能になった。ここでは主に
セル厚ｄを変えている。一般に△ｎ×ｄを小さくすると
視野角が広くなるが、コントラストが悪くなってしま
う。ところが、本発明においては、画素電極と各配線と
の間に従来設けていたマージンを無くすことで、画素電
極が大きくなり、開口率が６５パーセントから８５パー
セントとなって２０パーセント増え、その明るさも１．
５倍以上となった。このように、コントラストが非常に
良くなったために、△ｎ×ｄを小さくして視野角を広く
し、これによってコントラストが悪くなっていた分をも
補うことができた。よって、多大なる広視野角化を図る
ことができた。特に、ＴＮ型ＬＣＤの場合にその効果が
顕著である。

【０１４４】なお、上記実施形態３、４では、付加容量
の一方の電極が付加容量共通配線を通じて対向電極に接
続される構造の透過型液晶表示装置について説明した
が、付加容量の一方の電極が、隣接する画素のゲート信
号配線２２である構造としても同様の効果が得られる。
この場合を図１２および図１３のＣｓ−ｏｎ−Ｇａｔｅ
方式の液晶表示装置（ただし、微小なくぼみは図示せ
ず）に示している。このＣｓ−ｏｎ−Ｇａｔｅ方式と
は、直前または次のゲート電極配線２２と画素電極２１
とを重ねて補助容量Ｃｓを形成する方式である。このと
き、画素電極２１は自段ゲートには少ししかのせず、直
前または次のゲートに大きくのせるのが望ましい。この
場合にも、集光性のレンズ効果を有する微小なくぼみま
たは、画素電極にくぼみを与えて液晶を所定の多方向に
配向させる微小なくぼみを設けることができる。

【０１４５】また、上記各実施形態１〜９では、スピン
塗布法により透明度の高い感光性透明アクリル樹脂を塗
布した後、これをパターニングして層間絶縁膜を形成す
ると共に、この層間絶縁膜を貫いて接続配線に達するコ
ンタクトホールを形成したものを用いているが、スピン
塗布法に限らず他の塗布法、例えばロ−ルコー卜法（凹
凸の付いたロールとベルトの間に、塗布面をロール側に
して基板部を通す。この凹凸の程度で塗布する厚さが決
定される。）およびスロットコート法（吐出口の下に基
板部を通す。この吐出口の幅で塗布する厚さが決定され
る。）であっても本発明の効果を奏することができる。

【０１４６】さらに、上記各実施形態７，８では、紫外
光を用いているが紫外光には通常、ｉ線（３６５ｎ
ｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）の発光
輝線スペクトルがあるが、このうちエネルギーのもっと
も強いｉ線（３６５ｎｍ）短波長の紫外光を用いる。こ
れにより、光照射時間を短くすることができ、実施形態
７の脱色効率も高く、また、実施形態８の表面を荒らす
効率も高い。

【０１４７】さらに、上記微小くぼみの数を例えば８個
から６４個として実験を行った場合の様子を顕微鏡にて
見た状態を図１６に示している。この場合、２画素づつ
微小くぼみ（網掛け部で示している）の数を変えて実験
を行っている。

【０１４８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、層間絶縁
膜を設けることにより、各配線と画素電極とをオーバー
ラップさせることができ、間口率を向上すると共に液晶
の配向不良を抑制できる。この層間絶緑膜は有機薄膜か
らなるため、比誘電離が無機薄膜に比べて低く、膜厚も
容易に厚くできるので、各配線と画素電極との間の容量
を低減することができる。よって、ソース信号配線と画
素電極との間の容量に起因する縦クロストークを低減で
き、また、画素電極とゲート信号配線との間の容量に起
因する絵素への書き込み電圧のフィードスルーや製造工
程のばらつきを低減できる。

【０１４９】また、この層間絶縁膜は、アクリル系樹脂
などの感光性の有機薄膜を塗布法により塗布し、露光お
よび現像によりパターニングして、数μｍという膜厚の
有機薄膜を生産性よく得ることができる。このため、生
産コストを大幅に増大することなく開口率の高い透過型
液晶表示装置を実現することができる。また、有機薄膜
を積層してその上にフォトレジストを形成後、エッチン
グプロセスによりパタニングして形成しても、同様に開
口率の高い透過型液晶表示装置を得ることができる。層
間絶縁膜の材料である樹脂が着色している場合には、パ
ターニング後に光学的または化学的な脱色処理により樹
脂を透明化することにより、表示色についても良好な透
過型液晶表示装置とすることができる。

【０１５０】さらに、ＴＦＴの他方電極と画素電極とを
接続する接続配線は、透明導電膜を用いて形成すること
により、開口率をさらに向上できる。この透明導電膜
は、ソース信号配線を２層構造として同時に形成するこ
とができ、ソース信号配線を２層構造にするとソース信
号配線の断線を防ぐことができる。

【０１５１】さらに、層間絶縁膜を貫くコンタクトホー
ルは、付加容量配線または走査配線の上部に形成するこ
とにより、光漏れが付加容量部分で遮光されてコントラ
スト比を向上できる。

【０１５２】さらに、層間絶縁膜を貫くコンタクトホー
ルの下部に金属窒化物層を形成すると、層間絶縁膜とそ
の下地膜との密着性を良好にでき、製造プロセス中の処
理に対して安定な透過型液晶表示装置とすることができ
る。

【０１５３】ざらに、画素電極とソース信号配線とを１
μｍ以上オーバーラップさせると、開口率を向上できる
と共に、その加工精度も良好である。また、層間絶縁膜
の膜厚を１．５μｍ（好ましくは２．０μｍ）以上にす
ると、画素電極とソース信号配線とを１μｍ以上オーバ
ーラップさせても、ソース信号配線と画素電極との間の
容量を十分小さくすることができ、良好な表示を得るこ
とができる。

【０１５４】さらに、上記式（１）で表される容量比を
１０％以下とすると、ソース電極と画素電極との間の容
量が十分小さいので、さらに縦クロストークの低減の効
果がある。

【０１５５】さらに、ソース信号配線から供給されるデ
ータ信号の極性を、１ゲート信号配線毎に反転させて駆
動を行うと、さらに縦クロストークの発生を抑制でき
る。

【０１５６】さらに、各画素電極の形状が正方形に近い
もののみならず、各画素電極を縦ストライプに配列し、
各画素電極の形状をゲート信号配線に平行な辺に比べて
ソース信号配線に平行な辺が長い長方形にした場合で
も、良好な表示が得られる。従って、ノートブック型パ
ーソナルコンピューターなどに用いられる大型液晶表示
装置においても、縦クロストークが無く開口率が高い透
過型液晶表示装置を実現することができる。

【０１５７】さらに、本発明に用いた比較的膜厚の厚い
層間絶縁膜によって平坦化が可能になるため、従来、そ
の下層の配線などによる段差部で起こっていた画素電極
のドレイン側における断線など、段差による影響をなく
することができ、また、この不要な段差による配向不良
を防止することができる。また、信号配線と画素電極間
には層間絶縁膜を挟んで絶縁されるために、信号配線と
画素電極間の電気的リークによる欠陥絵素が極めて少な
くなり、製造歩留の向上が可能になり、製造コストの減
少も可能になる。さらに、従来、層間絶縁膜を形成する
ために必要であった成膜、フォトレジストによるパター
ン形成工程、エッチング、レジスト剥離、洗浄工程が、
本発明では樹脂形成工程のみで形成可能であるため、製
造工程の短縮化および簡素化を図ることができて、製造
コストの減少をも図ることができる。

【０１５８】さらに、層間絶縁膜の露光および現像後、
前記感光性透明アクリル樹脂に使用する感光剤に対し
て、基板全面に露光を行い、不要な感光剤を完全に反応
させることで、より透明度の高い層間絶縁膜とすること
ができる。

【０１５９】さらに、層間絶縁膜を形成する前の基板表
面に紫外光を照射することにより、層間絶縁膜とその下
地膜との間の密着性を向上させることができ、プロセス
中の処理に対して安定なデバイスを実現することができ
る。

【０１６０】さらに、層間絶縁膜上に画素電極材料を成
膜する前に酸素プラズマによりその表面を灰化すること
により、この層間絶縁膜とその上に成膜される画素電極
材料との間の密着性を向上させることができ、プロセス
中の処理に対してより安定なデバイスを実現することが
できる。

【０１６１】さらに、画素電極の膜厚が５００オングス
トローム以上であれば、膜表面隙間からの薬液の侵入を
防ぐことができ、剥離液に使用する薬液によって生ずる
樹脂の膨潤を抑制することができる。

【０１６２】さらには、表示の開口率を向上させること
ができるため、その明るさも向上させることができ、コ
ントラストを悪化させることなくリタゼーションを小さ
くして視野角を広くすることができて、多大なる広視野
角化を図ることができる。その上、画素に設けた複数の
微小くぼみにより、明るさおよび／または視野角をさら
に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発透明の実施形態１の透過型液晶表示装置に
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。

【図２】図１の透過型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’断面図である。

【図３】本発明の実施形態３の透過型液晶表示装置にお
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。

【図４】図３の透過型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’断面図である。

【図５】本発明の実施態様４の透過型液晶表示装置にお
けるアクティブマトリクス基板の一部断面図である。

【図６】本発明の実施態様５，６の透過型液晶表示装置
と従来の液晶表示装置とにおける液晶の充電率差と容量
比との関係を示す図である。

【図７】ａは本発明の実施態様５，６の１Ｈ反転の場合
のデータ信号の波形図、ｂは従来のフィールド反転の場
合のデータ信号の波形図である。

【図８】本発明の実施態様５の透過型液晶表示装置置に
おける液晶の容量比とオーバーラップ幅との関係を示す
図である。

【図９】本発明の実施形態７の透過型液晶表示装置にお
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。

【図１０】図９の透過型液晶表示装置におけるアクティ
ブマトリクス基板のＣ−Ｃ’断面図である。

【図１１】本発明の実施形態７の透過型液晶表示装置に
おいて、アクリル樹脂の透過光の波長（ｎｍ）に対する
露光前後の透過率の変化を示す図である。

【図１２】Ｃｓ−ｏｎ−Ｇａｔｅ方式の液晶表示装置の
構成を示す回路図である。

【図１３】本発明の実施形態３の構成を図１２の液晶表
示装置に適用した場合のアクティブマトリクス基枚の１
画素部分の構成を示す平面図である。

【図１４】アクティブマトリクス基板を備えた従来の液
晶表示装置の構成を示す回路図である。

【図１５】従来の液晶表示装置におけるアクティブマト
リクス基枚のＴＦＴ部分の断面図である。

【図１６】本発明の液晶表示装置における微小くぼみの
数が８個から６４個の場合を示す表示部の拡大図であ
る。

【符号の説明】

６ 付加容量用共通配線 ２１，５１ 画素電極 ２２，５２ ゲート信号配線 ２３，５３ ソース信号配線 ２４，５４ ＴＦＴ ２５，５５ 接続配線 ２６，２６Ａ，２６Ｂ，５６ コンタクトホール ３１，６１ 透明絶縁性基板 ３２，６２ ゲート電極 ３６ａ，６６ａ ソース電極 ３６ｂ，６６ｂ ドレイン電極 ３７ａ，３７ａ’，６７ａ，６７ａ’ 透明導電膜 ３７ｂ，３７ｂ’，６７ｂ，６７ｂ’ 金属層 ３８，６８ 層間絶縁膜 ４１ 金属窒化物層 ２８，２９，５８ 微小くぼみ ３９，５９ 配向膜

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【手続補正書】

【提出日】平成８年１月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 昌也 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 片山 幹雄 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走査配線と信号配線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走査電
   極に該走査配線が接続され、該走査電極以外の一方電極
   に該信号配線、他方電極に直接または接続配線を介して
   画素電極が接続され、 該スイッチング素子、走査配線、信号配線および接続配
   線の上部に、透明度の高い有機薄膜からなり、１画素に
   付き複数の微小くぼみを有した層間絶縁膜が設けられ、 該層間絶縁膜上に透明導電膜からなる該画素電極が設け
   られた透過型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記微小くぼみは、集光性のレンズ効果
   を有している請求項１記載の透過型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記微小くぼみは、前記画素電極にくぼ
   みを与えて液晶を所定の多方向に配向させている請求項
   １記載の透過型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記画素電極が、前記走査配線および信
   号配線のうち少なくともいずれかと、少なくとも一部が
   重なるように設けられ、 該層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して前記接続
   配線と該画素電極とが接続された請求項１記載の透過型
   液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記層間絶縁膜はアクリル系の感光性樹
   脂からなる請求項１または４記載の透過型液晶表示装
   置。
6. 【請求項６】 前記層間絶縁膜は、光学的または化学的
   な脱色処理により樹脂の透明化が行われている請求項１
   または４、５のうちいずれかに記載の透過型液晶表示装
   置。
7. 【請求項７】 前記画素電極と、前記信号配線および走
   査配線のうち少なくともいずれかとが、配線幅方向に１
   μｍ以上重なって設けられている請求項１または４記載
   の透過型液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記層間絶縁膜の膜厚が１．５μｍ以上
   である購求項１または４、５、６のうちいずれかに記載
   の透過型液晶表示装置。
9. 【請求項９】 前記接続配線が透明導電膜からなる請求
   項１または４記載の透過型液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 前記コンタクトホールが、付加容量配
    線または走査配線の上部に設けられている請求項４記載
    の透過型液晶表示装置。
11. 【請求項１１】 前記コンタクトホールの下部に、前記
    接続配線と画素電極とを接続する金属窒化物層が設けら
    れた請求項４または１０記載の透過型液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 下記式（１）で表される容量比が、１
    ０％以下である請求項１または４記載の透過型液晶表示
    装置。 容量比＝Ｃsd／（Ｃsd＋Ｃls＋Ｃs）・・・（１） 但し、Ｃsdは画素電極と信号配線との間の容量値を示
    し、Ｃlsは各画素を構成する液晶の中間調表示における
    容量値を示し、Ｃsは各画素を構成する付加容量の容量
    値を示す。
13. 【請求項１３】 前記画素電極の形状が、前記走査配線
    に平行な辺に比べて信号配線に平行な辺の方が長い長方
    形状である請求項１または４、７、８、１２のうちいず
    れかに記載の透過型液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 前記走査配線毎に極性が反転したデー
    タ信号を、前記信号配線に出力し前記スイッチング素子
    を介して前記画素電極に供給して表示駆動する表示駆動
    手段が設けられた請求項１または４記載の透過型液晶表
    示装置。
15. 【請求項１５】 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共に、該スイッチング素子の
    走査電極に接続された走査配線および、該スイッチング
    素子の走査電極以外の一方電極に接続された信号配線を
    互いに交差するように形成し、かつ該スイッチング素子
    の走査電極以外の他方電極に接続された透明電極よりな
    る接続配線を形成する工程と、 該スイッチング素子、走査配線、信号配線および接続配
    線の上部に、塗布法により透明度の高い有機薄膜を塗布
    した後、これをパターニングして層間絶縁膜を形成する
    と共に、該層間絶縁膜を貫いて該接続配線に達するコン
    タクトホール、および、１画素に付き複数の微小くぼみ
    を形成する工程と、 該層間絶縁膜上およびコンタクトホール内に、透明導電
    膜からなる画素電極を、少なくとも走査配線および信号
    配線のうち少なくともいずれかと少なくとも一部が重な
    るように形成する工程とを含む透過型液晶表示装置の製
    造方法。
16. 【請求項１６】 前記層間絶縁膜のパターニングは、露
    光および現像によるか、または、該層間絶縁膜上にフォ
    トレジスト形成後エッチングプロセスによってパターニ
    ングする請求項１５記載の透過型液晶表示装置の製造方
    法。
17. 【請求項１７】 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共に、該スイッチング素子の
    走査電極に接続された走査配線および、該スイッチング
    素子の走査電極以外の一方電極に接続された信号配線を
    互いに交差するように形成し、かつ該スイッチング素子
    の走査電極以外の他方電極に接続された透明電極よりな
    る接続配線を形成する工程と、 該スイッチング素子、走査配線、信号配線および接続配
    線の上部に、感光部分が現像液に溶解する感光性透明ア
    クリル樹脂を成膜した後、これを露光および現像して層
    間絶縁膜を形成すると共に該層間絶縁膜を貫いて該接続
    配線に達するコンタクトホール、および、１画素に付き
    複数の微小くぼみを形成する工程と、 該層間絶縁膜上およびコンタクトホール内に、透明導電
    膜からなる画素電極を、少なくとも走査配線および信号
    配線のうち少なくともいずれかと少なくとも一部が重な
    るように形成する工程とを含む透過型液晶表示装置の製
    造方法。
18. 【請求項１８】 前記層間絶縁膜の露光および現像後、
    前記感光性透明アクリル樹脂に使用する感光剤に対し
    て、基板全面に露光を行う請求項１５または１７記載の
    透過型液晶表示装置の製造方法。
19. 【請求項１９】 前記感光性透明アクリル樹脂のベース
    ポリマーは、メタクリル酸とグリシジルメタクリレート
    のポリマーであり、感光剤としてナフトキシジアジド系
    ポジ型感光剤を含む請求項１７または１８記載の透過型
    液晶表示装置の製造方法。
20. 【請求項２０】 光透過率が透過光波長４００〜８００
    ｎｍで９０パーセント以上である前記感光性透明アクリ
    ル樹脂を用いて層間絶縁膜を形成する請求項１７〜１９
    のうちいずれかに記載の透過型液晶表示装置の製造方
    法。
21. 【請求項２１】 １．５μｍ以上の膜厚で前記感光性透
    明アクリル樹脂を形成する請求項１７〜２０のうちいず
    れかに記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
22. 【請求項２２】 前記感光性透明アクリル樹脂成膜前の
    基板表面に紫外光を照射した後に、該透明感光性アクリ
    ル樹脂による層間絶縁膜を成膜して形成する請求項１７
    〜２１のうちいずれかに記載の透過型液晶表示装置の製
    造方法。
23. 【請求項２３】 前記感光性透明アクリル樹脂による層
    間絶縁膜を形成後、該感光性透明アクリル樹脂の表面に
    対して酸素プラズマによる灰化処理を行う請求項１５〜
    ２２のうちいずれかに記載の透過型液晶表示装置の製造
    方法。
24. 【請求項２４】 前記酸素プラズマによる灰化処理の膜
    厚を１０００〜５０００オングストロームに制御する請
    求項２３記載の透過型液晶表示装置の製造方法。
25. 【請求項２５】 前記画素電極の膜厚を５００オングス
    トローム以上に形成する請求項１５または１６記載の透
    過型液晶表示装置の製造方法。
26. 【請求項２６】 前記感光性透明アクリル樹脂を、その
    濃度が０．１〜１．０ｍｏｌ％のテトラメチルアンモニ
    ウムヒドロオキサイド現像液により現像して層間絶縁膜
    を形成する請求項１７〜２３のうちいずれかに記載の透
    過型液晶表示装置の製造方法。