(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゲート配線と、ソース配線と、ゲート配線とソース配線との交差部の近傍に設けられたスイッチング素子とを有し、該スイッチング素子は前記ゲート配線に接続されたゲート電極と、前記ソース配線に接続されたソース電極と、液晶層に電圧を印加するための画素電極に接続されたドレイン電極とを有する液晶表示装置であって、
前記スイッチング素子、前記ゲート配線および前記ソース配線の上部に、層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜上に前記画素電極が設けられ、
前記ゲート配線または付加容量配線上部に、前記ドレイン電極に接続した接続電極と前記画素電極とを接続するコンタクトホールが設けられ、
前記ソース配線及び前記ゲート配線は、前記画素電極の外周部と重なりあっていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記コンタクトホールと前記接続電極との間に金属窒化物が形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【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液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は、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。
【０００３】
図１６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信号を供給するためのゲート配線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のソース電極には表示信号（データ信号）を供給するためソース配線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。各ゲート配線３とソース配線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。付加容量５は液晶層に印加される電圧を保持するために用いられる。付加容量は、アクティブマトリクス基板に形成された画素電極と対向基板に形成された対向電極とに挟持された液晶層を含む液晶容量と、並列に設けられる。
【０００４】
図１７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１７において、透明絶縁性基板１１上に、図１６のゲート配線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１６ａ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１６のソース配線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ＴＦＴ２、ゲート配線３およびソース配線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、ＴＦＴ２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、ゲート配線３およびソース配線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５８−１７２６８５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５００ｎｍ程度に形成していた。
【０００９】
【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，ＳｉＯ2、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段差が形成されて液晶分子の配向不良を引き起こすという問題があった。
【００１０】
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、ゲート配線３およびソース配線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、窒化シリ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、５００ｎｍ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】
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装置の開口率の向上および液晶の配向不良の抑制を図りながら、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液晶表示装置およびアクティブマトリクス基板を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、ゲート配線と、ソース配線と、ゲート配線とソース配線との交差部の近傍に設けられたスイッチング素子とを有し、該スイッチング素子は前記ゲート配線に接続されたゲート電極と、前記ソース配線に接続されたソース電極と、液晶層に電圧を印加するための画素電極に接続されたドレイン電極とを有する液晶表示装置であって、前記スイッチング素子、前記ゲート配線および前記ソース配線の上部に、層間絶縁膜が設けられ、該層間絶縁膜上に前記画素電極が設けられ、前記ゲート配線または付加容量配線上部に、前記ドレイン電極に接続した接続電極と前記画素電極とを接続するコンタクトホールが設けられ、前記ソース配線及び前記ゲート配線は、前記画素電極の外周部と重なりあっていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記コンタクトホールと前記接続電極との間に金属窒化物が形成されていることが好ましい。
【００１８】
以下に、本発明の作用を説明する。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ゲート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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、層間絶縁膜を構成する樹脂との密着性が良好な金属窒化物を形成することにより、樹脂の膜剥がれなどに関する問題を生じない。
【００２１】
【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。
（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。
【００２２】
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、走査信号を供給するための各ゲート配線２２と表示信号を供給するためのソース配線２３が設けられている。これらのゲート配線２２とソース配線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、これらのゲート配線２２とソース配線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配線２３が接続され、ＴＦＴ２４のソース電極にデータ信号が入力される。さらに、ＴＦＴ２４のドレイン電極は、接続電極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、接続電極２５を介して付加容量の一方の電極である付加容量電極２５ａと接続されている。この付加容量の他方の電極である付加容量対向電極２７は共通配線（図１６の６）に接続されている。
【００２３】
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。
【００２４】
図２において、透明絶縁性基板３１上に、図１のゲート配線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３７ｃと金属層３７ｂとが設けられて２層構造のソース配線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である付加容量電極２５ａに接続される接続電極２５となっている。さらに、ＴＦＴ２４、ゲート配線２２およびソース配線２３、接続電極２５の上部を覆って層間絶縁膜３８が設けられている。
【００２５】
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、接続電極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。
【００２６】
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。
【００２７】
まず、ガラス基板などの透明絶縁性基板３１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。
【００２８】
次に、ソース配線２３および接続電極２５を構成する透明導電膜３７ａ，３７ａ’および金属層３７ｂ，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。
【００２９】
さらに、その上に、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３μｍの膜厚で形成する。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が形成されることになる。
【００３０】
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。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。
【００３１】
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、ゲート配線２２、ソース配線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抑制することができる。
【００３２】
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から３．８と無機膜（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、ゲート配線２２と画素電極２１との間の容量および、ソース配線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定数が低くなり、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と接続電極３７ａ’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薄膜が形成できるので、数μｍという膜厚の薄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。
【００３３】
実施形態で層間絶縁膜３８として用いた感光性樹脂の露光には、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）及びｇ線（波長４３６ｎｍ）の輝線を含む水銀灯の光線を用いるのが一般的である。感光性樹脂としては、これらの輝線のなかで最もエネルギーの高い（波長の最も短い）ｉ線に感光性（吸収ピーク）を有する感光性樹脂を用いることが好ましい。コンタクトホールの加工精度を高くするとともに、感光剤に起因する着色を最小限に抑制することができる。
【００３４】
また、エキシマーレーザからの短波長の紫外線を用いてもよい。
【００３５】
このようにして、着色のない層間絶縁膜を用いることによって、透過型液晶表示装置の透過率を高めることができる。従って、液晶表示装置の高輝度化やバックライトからの光量を押さえることによって低消費電力化を図ることができる。
【００３６】
また、層間絶縁膜３８を、従来の層間絶縁膜と比べて厚く、数μｍの厚さに形成するので、層間絶縁膜の透過率はできるだけ高い方が好ましい。但し、人間の目の視感度は、緑や赤に比べて青に対しては若干低いので、層間絶縁膜の分光透過率は青色光に対する透過率が若干低くても、表示品位の低下は少ない。なお、本実施例では、層間絶縁膜３８の膜厚を３μｍとしたが、これに限られる訳ではなく、光透過率や誘電率を考慮し適宜設定することができる。なお、容量を十分に小さくするためには、層間絶縁膜の膜厚は約１．５μｍ以上が好ましく、約２．０μｍ以上が更に好ましい。
【００３７】
さらに、ＴＦＴ２４のドレイン電極３６ｂと画素電極２１とを接続する接続電極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、この接続電極を金属層によって形成していたため、接続電極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電極を形成し、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電極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上の接続電極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、接続電極の大きさとしては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を形成すると接続電極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、接続電極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、この接続電極２５は延長されて、ＴＦＴのドレイン電極３６ｂと、透明導電膜３７ａ’により形成された付加容量の一方の電極である付加容量電極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。
【００３８】
さらには、ソース配線２３を２層構造とすることにより、ソース配線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、ソース配線２３の断線を少なくできるという利点がある。
【００３９】
（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。
【００４０】
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。
【００４１】
または、感光性でない有機薄膜を積層し、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のパターニングを行ってもよい。
【００４２】
感光性を有さない有機薄膜の材料としては、例えば、熱硬化性アクリル系樹脂を用いることができる。具体的には、日本合成ゴム社製のJSS-924（２液タイプ）やJSS-925（１液タイプ）を用いることができる。これらの樹脂も概ね２８０℃以上の耐熱性を有している。また、感光性を有さない樹脂を用いて層間絶縁膜を形成することによって、樹脂の設計の自由度が上がり、例えば、ポリイミド樹脂を用いることもできる。無色透明なポリイミド樹脂としては、２，２−ビス（ジカルボキシフェニル）ヘキサフルオロプロピレン酸二無水物、オキシジフタル酸無水物、及びビフェニルテトラカルボン酸無水物などの酸二無水物と、スルホン基及び／またはエーテル基を有するメタ位置換芳香族ジアミン、ヘキサフルオロプロピレン基を有するジアミンとも組み合わせから得られるポリイミドを挙げることができる。これらのポリイミド樹脂については、例えば、藤田ら、日東技報、第２９巻、第１号、第２０〜２８頁（１９９１）に開示されている。また、これらの無色透明ポリイミド樹脂のなかでも、酸二無水物及びジアミンの両方がヘキサフルオロプロピレン基を有する樹脂の透明性が高い。これらフッ素系のポリイミド以外のフッ素系の樹脂を用いることもできる。フッ素系の材料は無色透明性に優れるとともに、低誘電率および高耐熱性という特徴を有している。
【００４３】
また、感光性を有さない有機材料からなる層間絶縁膜をパターニングするために用いるフォトレジストの材料としては、シリコン元素を含有するフォトレジストを用いることが好ましい。上記有機薄膜のエッチングは、ＣＦ4、ＣＦ3ＨやＳＦ6等を含有するエッチングガスを用いたドライエッチング法で行うのが一般的である。エッチングされる層間絶縁膜もエッチングレジストとして機能するフォトレジストもともに有機材料からなるので、上記方法でエッチングを行うと選択比を大きくすることが困難である。特に、本実施形態のように、１．５μｍ以上の膜厚の層間絶縁膜をエッチングする場合、層間絶縁膜の厚さとレジスト層の膜厚とがほぼ同程度なので、材料自身のエッチング速度に十分な差（選択比）があることが好ましい。例えば、本実施形態の感光性アクリル系樹脂と通常のフォトレジスト（例えば、東京応化工業社製ＯＦＰＲ−８００）との選択比は、約１．５である。これに対し、本実施形態で用いたシリコン元素含有のフォトレジストと感光性アクリル系樹脂との選択比は、約２．０以上であり、高精度のパターニングが可能である。
【００４４】
さらに、他の方法として、シリコン元素を含有しない通常のフォトレジスト層を形成した後、フォトレジスト層の表面にシランカップリング剤（例えば、ヘキサメチルジシラザン）を塗布し、このシランカップリング剤層を酸素プラズマ処理することによって、フォトレジスト層のエッチング速度を小さくすることができる。これは、シランカップリング剤層が酸素プラズマ処理によって、酸化シリコン層となり、フォトレジスト層の保護層として機能するからである。この方法は、シリコン元素を含むフォトレジスト材料と組み合わせて用いることもできる。
【００４５】
上述したシリコン元素を利用して選択比を向上する方法は、ＣＦ4、ＣＦ3ＨまたはＳＦ6を含有するエッチングガスを用いたドライエッチング法において特に顕著な効果が得られる。
【００４６】
このようにして層間絶縁膜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、開口率の高い透過型液晶表示装置を実現することができる。
【００４７】
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、ゲート配線２２と画素電極２１との間の容量およびソース配線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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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に接続される接続電極２５の先端部である、画素の付加容量の一方の電極である付加容量電極２５ａに対向する付加容量対向電極２７が、図１６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の一端である付加容量対向電極２７および付加容量電極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。
【００５０】
これにより、以下のような利点を有する。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、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、この光漏れによる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の一端である付加容量対向電極２７および付加容量電極２５ａ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ってコントラストの低下は生じない。これは、隣接するゲート配線２２の一部を付加容量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。
【００５１】
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とを接続する接続電極２５として透明導電膜３７ａ’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。
【００５２】
したがって、ホール下部においては付加容量対向電極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３８上に形成される画素電極２１がコンタクトホール２６ａ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。
【００５３】
（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。
【００５４】
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３７ａ’の上に金属窒化物層４１が形成されている。
【００５５】
これにより、以下のような利点を有する。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。
【００５６】
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電極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、接続電極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。
【００５７】
（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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
上述のように、ソース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。
【００６１】
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。
【００６２】
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水平期間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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
容量比＝Ｃsd／（Ｃsd＋Ｃls＋Ｃs） ・・・（１）
但し、Ｃsdは画素電極とソース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。
【００６６】
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。
【００６７】
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％以下にすればよいことが解る。
【００６８】
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、画素電極とソース配線とのオーバーラップ量と、画素電極とソース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。
【００６９】
このように、画素電極をソース配線に対してオーバーラップさせた場合、１水平期間毎に信号の極性を反転させる１Ｈ反転駆動を行うことにより、隣接するソース配線の信号の極性を反転させるソースライン反転駆動を行わな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。
【００７０】
また、１Ｈ反転駆動において横方向に隣接する画素電極に入力する信号の極性を反転する、ドット反転駆動を用いても、上記１Ｈ反転駆動と同様な効果が得られる。また、ソースライン反転駆動においても、画素電極とソース配線との間の容量が十分小さい場合には、効果的である。さらに、本願発明によると画素電極とソース配線との間の容量が十分小さいので、隣接する画素電極に供給される信号に相関が低いカラー表示を行う場合においても、クロストークの発生を抑制することができる。
【００７１】
（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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
（実施形態７）
本実施形態７は、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縁膜とする場合である。
【００７５】
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。
【００７６】
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、各ゲート配線５２とソース配線５３が設けられている。これらのゲート配線５２とソース配線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、これらのゲート配線５２とソース配線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ＴＦＴ５４が設けられている。このＴＦＴ５４のゲート電極にはゲート配線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、接続電極５５さらにコンタクトホール５６を介して画素電極５１と接続されるとともに、接続電極５５を介して付加容量の一方の電極である付加容量電極５５ａと接続されている。この付加容量の他方の電極である付加容量対向電極５７は共通配線に接続されている。
【００７７】
図１０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板のＣ−Ｃ’断面図である。
【００７８】
図１０において、透明絶縁性基板６１上に、図９のゲート配線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６６ｂ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である付加容量電極５５ａに接続される接続電極５５となっている。さらに、ＴＦＴ５４、ゲート配線５２およびソース配線５３、接続電極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。
【００７９】
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、接続電極５５である透明導電膜６７ａ’によりＴＦＴ５４のドレイン電極６６ｂと接続されている。
【００８０】
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きる。
【００８１】
まず、ガラス基板などの透明絶縁性基板６１上に、Ｔａ，Ａｌ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒなどよりなるゲート電極６２、ＳｉＮX，ＳｉＯ2，Ｔａ2Ｏ5などよりなるゲート絶縁膜６３、半導体膜（ｉ−Ｓｉ）６４、ＳｉＮX，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６６ｂとなるｎ+Ｓｉ層を順次成膜して形成する。さらに、ソース配線５３および接続電極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。
【００８２】
さらに、その上に、層間絶縁膜６８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２μｍの膜厚で形成する。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、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６８を貫通するコンタクトホール５６などが形成される。
【００８３】
その後、これら層間絶縁膜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と接続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。
【００８４】
本実施形態７では、層間絶縁膜６８を形成する材料として、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リル樹脂（ポジ型感光性アクリル系樹脂）を用いる。
【００８５】
ポジ型感光性アクリル系樹脂としては、例えば、メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料が好ましい。この樹脂はグリシジル基を含むので、加熱によって架橋（硬化）することができる。硬化後の物性として、誘電率：約３．４程度、４００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲の光に対する透過率：９０％以上が得られる。また、ｉ線（３６５ｎｍ）の紫外線を照射することより、短時間で脱色することができる。また、パターニングには、ｉ線以外の紫外線を用いることができる。本実施形態で使用した、感光性アクリル系樹脂の耐熱温度は概ね２８０℃なので、約２５０℃〜２８０℃以下の温度条件で、層間絶縁膜形成後の画素電極の形成等のプロセスを行うことによって、層間絶縁膜の劣化は抑制できる。
【００８６】
上述の透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。
【００８７】
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、プリベーキング、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。
【００８８】
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、３μｍの膜厚に形成する。この場合、粘度２９．０ｃｐのアクリル樹脂をスピン回転数９００〜１１００ｒｐｍで塗布する。そうすることにより、画素電極が平坦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、層間絶縁膜６８を貫通するコンタクトホール５６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２．４ｍｏｌ％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。
【００８９】
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。
【００９０】
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、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤）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。感光剤としてナフトキシジアジド系ポジ型感光剤または／およびナフトキノンジアジド系感光剤などを含む。ここで、アクリル樹脂の膜厚を３μｍ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。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。
【００９１】
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。
【００９２】
このように、透明感光性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から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。
【００９３】
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５０〜１５０ｎｍ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５０ｎｍ以上であれば、このＩＴＯ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等）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。
【００９４】
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、ソース配線およびゲート配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。
【００９５】
また、層間絶縁膜６８の存在により平坦化が可能になり、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。
【００９６】
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。
【００９７】
（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。
【００９８】
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６５、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、例えばある種の薬品、例えばＩＴＯをエッチングする塩酸と塩化鉄と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。
【００９９】
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。
【０１００】
また、本発明において、層間絶縁膜６８とその下地膜との間の密着性を向上する方法として、層間絶縁膜６８を形成するための樹脂を塗布する前に、下地膜の表面をシランカップリング剤で表面処理を行う方法がある。シランカップリング剤のなかでも、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジエトキシシラン、ｎ−ブチルトリメトキシシラン等が、特に密着性の改善効果が著しい。例えば、下地膜として、窒化シリコン膜を用いた場合、シランカップリング剤処理を行うことによって、無処理の場合と比較して、約１０％密着強度が向上した。また、樹脂と下地膜との密着性が低い場合に起こる、樹脂の架橋反応に伴う内部応力によって樹脂のパターンがずれるという現象が、シランカップリング剤処理を行うことによって完全に防止することができた。
【０１０１】
なお、シランカップリング剤は、上述のように下地膜に塗布してもよいし、層間絶縁膜を形成する樹脂材料中にブレンドしてもよいし、これらを併用してもよい。例えば、感光性アクリル系樹脂にジメチルエトキシシランを１ｗｔ％添加することによって、シリコン窒化膜との密着強度が７０％向上した。
【０１０２】
（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る画素電極材料との間の密着性を向上させる場合である。
【０１０３】
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１００〜５００ｎｍ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１２０ｓｅｃ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。
【０１０４】
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５０〜１５０ｎｍ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５１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、１００ｎｍより薄い場合には効果が得られず、また、５００ｎｍ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。
【０１０５】
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。さらに、この灰化処理を行うことにより、コンタクトホール部の残留物を除去することができるので、コンタクトホール部における接続不良の発生を抑制する効果もある。
【０１０６】
本実施形態において、層間絶縁膜を形成する樹脂の架橋処理の後で灰化処理を行った。樹脂の架橋反応はガスの発生を伴うので、樹脂の架橋処理を行う前に灰化処理を行うよりも、架橋処理後に灰化処理を行うことによって、灰化処理が安定するという効果がある。
【０１０７】
（実施形態１０）
本発明の実施形態１０による透過型液晶表示装置のアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を図１４に示す。また、図１４のアクティブマトリクス基板のＤ−Ｄ’に沿った断面図を図１５に示す。なお、図１及び図２と同様の機能を有する部材には同じ参照符号を付し、説明を省略する。
【０１０８】
本実施形態のアクティブマトリクス基板では、ＴＦＴ２４と画素電極２１とのコンタクトと、付加容量電極２５ａと画素電極２１とのコンタクトとを、それぞれコンタクトホール２６ａと２６ｂを介して取っている。また、ソース配線２３を金属からなる単層で形成した。勿論、２層以上の多層構造としてもよい。付加容量電極２５ａは、これまでの実施形態と同様に、ソース配線２３と同じ材料を用い、同一の工程で形成した。層間絶縁膜３８を貫くコンタクトホール２６ａ及び２６ｂの形成位置は、それぞれ、ドレイン電極３６ｂに一部が重なるように形成された金属電極２３ｂ上部および付加容量電極２５ａ上とした。すなわち、コンタクトホール２６ａ及び２６ｂは、何れも遮光性を有する金属電極上に形成されている。
【０１０９】
本実施形態による透過型液晶表示装置は、以下の利点を有する。本発明で用いられる層間絶縁膜３８の膜厚は従来に比べて非常に厚く、例えば、３μｍである。この厚さは、典型的な液晶層の厚さ（セルギャップ）４．５μｍと同等であるので、コンタクトホール２６ａおよび２６ｂの周辺に液晶分子の配向乱れによる光漏れが生じる。従って、コンタクトホール２６ａおよび２６ｂを透過型液晶表示装置の開口部に形成すると、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、本実施形態のアクティブマトリクス基板では、付加容量を形成する一方の電極である付加容量電極２５ａでコンタクトホール２６ｂの近傍を遮光するとともに、金属電極２３ｂでコンタクトホール２６ａの近傍を遮光しているので、コンタクトホール２５ａ及び２５ｂによるコントラストの低下の問題を防止できる。また、付加容量対向電極２７を付加容量電極２５ａからはみ出さないように形成することによって、更に開口率を向上することができる。
【０１１０】
なお、本実施形態ではＣｓ−Ｃｏｍｍｏｎ方式について説明したが、Ｃｓ−ｏｎ−Ｇａｔｅ方式でも同様の効果が得られる。
【０１１１】
以上の各実施形態１〜１０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、広視野角化を図ることができる。
【０１１２】
この広視野角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、また、隣接する開口部の間隔が約数μｍから十数μｍであるのに対し、層間絶縁膜を数μｍの厚膜に形成することによって、バックライトからの斜め光を有効に利用できること、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、例えば、１０．４インチＶＧＡでは、開口率が６５パーセントから８５パーセントとなって２０ポイント（約３０％）増え、その明るさも１．５倍以上となった。また、１２．１インチＸＧＡでは、開口率が５５％から８０％に大幅に改善される。これは、例えば、従来の構成において、ソース配線幅が６μｍ、ソース配線と絵素電極との間隔が３μｍ、貼り合わせ精度が５μｍとすると、隣接する開口部の間隔として２２μｍ以上必要であったのに対し、ソース配線に絵素電極を重ねる構成を用いれば、隣接する開口部の間隔はソース配線の幅６μｍとすることがで、表示に寄与しない領域の面積を大幅に減少できるので、開口率を大幅に向上できる。
【０１１３】
なお、上記実施形態３，４では、付加容量の一方の電極（付加容量電極）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、付加容量電極が、隣接する画素のゲート配線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配線２２と画素電極２１とを重ねて付加容量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。
【０１１４】
また、上記各実施形態１〜１０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該接続電極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、例えばロールコート法（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。
【０１１５】
さらに、上記各実施形態７，８では、一般に露光プロセスで用いられる紫外線の輝線であるｉ線（波長３６５ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）のうちで、最も波長の短いｉ線（波長３６５ｎｍ）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。
【０１１６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、層間絶縁膜を貫くコンタクトホールは、付 加容量配線またはゲート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。また、画素電極と各配線とをオーバーラップさせると、光漏れは遮断され、開口率を向上できる。
【０１１７】
また、層間絶縁膜を構成する樹脂との密着性が良好な金属窒化物を形成することにより、樹脂の膜剥がれなどに関する問題を生じなくす  る。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【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板の１画素部分の構成を示す平面図である。
【図１４】本発明の実施形態１０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１５】図１４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Ｄ−Ｄ’断面図である。
【図１６】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１７】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。
【符号の説明】
６    付加容量用共通配線
２１，５１    画素電極
２２，５２    ゲート配線
２３，５３    ソース配線
２４，５４    ＴＦＴ
２５，５５    接続電極
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    窒化チタン層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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