(57)【要約】【課題】画素電極や共通電極の段差に起因する配向性の悪化を改善し、黒表示状態における光漏れを抑制して高コントラストで均一性の高い表示を得ることができるアクティブマトリクス基板及びその製造方法の提供。【解決手段】下層側から、複数の走査信号配線及び複数の共通電極配線と、第１の絶縁膜１０３と、複数の映像信号配線及び各画素に配設される画素電極１０６と、第２の絶縁膜１０７と、映像信号配線と重なる領域に配設される第３の絶縁膜と、各画素に配設される共通電極１１０とを少なくとも備えるアクティブマトリクス基板において、第２の絶縁膜１０７を、塗布時に流動性を有し、画素電極１０６による段差を緩和する機能を有する感光性アクリル樹脂などを用いて形成し、また、第２の絶縁膜１０７の膜厚や画素電極１０６近傍の傾斜角度、画素電極１０６の膜厚、共通電極１１０の膜厚を規定する。【選択図】図１
2006350059.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板側から、複数の走査信号配線及び該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線と、第１の絶縁膜と、薄膜トランジスタとなる半導体層と、前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の映像信号配線及び前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極と、第２の絶縁膜と、前記映像信号配線と重なる領域に配設される第３の絶縁膜と、前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に配設され、前記共通信号配線に接続される共通電極と、を少なくとも備え、前記画素電極と前記共通電極との間に印加する電圧により、対向基板との間に挟持された液晶を前記基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板において、
前記第２の絶縁膜は、流動性を有する材料を塗布することにより形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
基板側から、複数の走査信号配線、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線及び映像信号配線形成領域周囲に配設される遮光電極と、第１の絶縁膜と、薄膜トランジスタとなる半導体層と、前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の前記映像信号配線及び前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極と、第２の絶縁膜と、前記映像信号配線と重なる領域に配設される第３の絶縁膜と、前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に配設され、前記共通信号配線に接続される共通電極と、を少なくとも備え、前記画素電極と前記共通電極との間に印加する電圧により、対向基板との間に挟持された液晶を前記基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板において、
前記第２の絶縁膜は、流動性を有する材料を塗布することにより形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２の絶縁膜は、感光性アクリル樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２の絶縁膜は、平坦部の膜厚が前記画素電極の膜厚と同等以上、かつ、略３００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第２の絶縁膜は、前記画素電極近傍の傾斜角が略３０°以下であることを特徴とする請求項３又は４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記画素電極は、非透過性導電膜からなり、その膜厚が略２００ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記共通電極は、透過性導電膜からなり、その膜厚が略５０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
対向基板との間に挟持された液晶を基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記基板上に、複数の走査信号配線と、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線とを形成するステップと、
第１の絶縁膜を形成するステップと、
薄膜トランジスタとなる半導体層を形成するステップと、
前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の映像信号配線と、前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極とを形成するステップと、
流動性を有する材料を塗布し、露光、現像及び焼成処理を行うことにより第２の絶縁膜を形成するステップと、
前記映像信号配線と重なる領域に、第３の絶縁膜を形成するステップと、
前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に、透過性導電膜を用いて、前記共通信号配線に接続される共通電極を形成するステップと、を少なくとも備え、
前記第２の絶縁膜により、前記画素電極による段差を緩和することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項９】
対向基板との間に挟持された液晶を基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法であって、
前記基板上に、複数の走査信号配線と、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線と、映像信号配線形成領域周囲に配設される遮光電極とを形成するステップと、
第１の絶縁膜を形成するステップと、
薄膜トランジスタとなる半導体層を形成するステップと、
前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の前記映像信号配線と、前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極とを形成するステップと、
流動性を有する材料を塗布し、露光、現像及び焼成処理を行うことにより第２の絶縁膜を形成するステップと、
前記映像信号配線と重なる領域に、第３の絶縁膜を形成するステップと、
前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に、透過性導電膜を用いて、前記共通信号配線に接続される共通電極を形成するステップと、を少なくとも備え
前記第２の絶縁膜により、前記画素電極による段差を緩和することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１０】
前記第２の絶縁膜を、感光性アクリル樹脂を用いて形成することを特徴とする請求項８又は９に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アクティブマトリクス基板及びその製造方法に関し、特に、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から広く用いられているＴＮ（Twisted Nematic）方式は、高コントラストである反面、液晶の分子軸が垂直電界によって立ち上がることから、視角依存性が著しいという問題があった。近年では、ＴＶなど大型モニター向けの需要が高まっており、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式の採用が広がっている。ＩＰＳ方式は、液晶の分子軸を横電界によって基板に対して平行な面内で回転させて表示を行うものであり、分子軸の立ち上がり角に対する視角依存性がなくなるため、ＴＮ方式よりも視角特性が大幅に有利となる。
【０００３】
このようにＩＰＳ方式はＴＮ方式に比べて視角特性に優れているが、ＩＰＳ方式では、画素電極と共通電極を櫛歯状に配置して横電界を印加するため、表示領域における電極が占める割合が高く、低開口率となってしまうという問題がある。
【０００４】
このような問題に対する解決策として、例えば特開２００２−３２３７０６号公報で開示されている手段（第１の従来例）がある。図３（ａ）に上記公報記載のアクティブマトリクス基板の平面図を、図３（ｂ）に指定箇所の断面図を示す。図３に示すように、第１の従来例のアクティブマトリクス基板には、第１の金属層からなる走査信号配線３０１と、並行する共通信号配線３０２が形成されている。前記走査信号配線３０１と共通信号配線３０２上に第１の絶縁膜３０３が形成され、前記第１の絶縁膜３０３上に第２の金属層からなる映像信号配線３０４、薄膜トランジスタ３０５、ソース電極３０６が形成される。前記映像信号配線３０４、薄膜トランジスタ３０５、ソース電極３０６上に第２の絶縁膜３０７が形成され、さらに前記第２の絶縁膜３０７上に透明な第３の絶縁膜３０８が全面塗布される。前記第３の絶縁膜３０８上に透明電極からなる画素電極３０９、共通電極３１０が形成される。前記映像信号配線３０４は、前記第２の絶縁膜３０７および前記第３の絶縁膜３０８を介して前記共通電極３１０によって完全に覆われている。前記画素電極３０９、前記共通電極３１０はコンタクトホール３１１、３１２を介してそれぞれ前記ソース電極３０６、前記共通信号配線３０２と電気的に接続されている。
【０００５】
このように、櫛歯状に配置された画素電極３０９、共通電極３１０がともに透明電極で形成されているため、電極上の領域も透過率に寄与する。シミュレーションによれば、透明電極上の寄与分を考慮すると実効開口率は約８％上がる。映像信号配線３０４上を共通電極３１０によって完全に覆う構造のため、映像信号配線３０４付近まで開口部を広げることができる。同時に映像信号配線３０４からの漏れ電界が共通電極３１０によってシールドされるため、縦クロストークの低減効果もある。なお、このような構成は映像信号配線３０４と共通電極３１０の間で負荷容量を発生させるが、低誘電率の絶縁膜を介しているため、駆動上問題ない範囲に抑えることができる。
【０００６】
また、例えば特開２００４−３０２４４８号公報で開示されている手段（第２の従来例）もある。図４（ａ）に上記公報記載のアクティブマトリクス基板の平面図を、図４（ｂ）に指定箇所の断面図を示す。図４に示すように、第２の従来例のアクティブマトリクス基板には、第１の金属層からなる走査信号配線４０１と、並行する共通信号配線４０２が形成されている。前記走査信号配線４０１と共通信号配線４０２上に第１の絶縁膜４０３が形成され、前記第１の絶縁膜４０３上に第２の金属層からなる映像信号配線４０４、薄膜トランジスタ４０５、ソース電極４０６が形成される。前記映像信号配線４０４、薄膜トランジスタ４０５、ソース電極４０６上に第２の絶縁膜４０７が形成され、さらに前記第２の絶縁膜４０７上に第３の絶縁膜４０８を塗布する。前記第３の絶縁膜４０８を前記映像信号配線４０４上にのみ残るよう土手状に形成した後、透明電極からなる画素電極４０９、共通電極４１０が形成される。前記映像信号配線４０４は、前記第２の絶縁膜４０７および前記土手状に形成された第３の絶縁膜４０８を介して前記共通電極４１０によって完全に覆われている。前記画素電極４０９、前記共通電極４１０はコンタクトホール４１１、４１２を介してそれぞれ前記ソース電極４０６、前記共通信号配線４０２と電気的に接続されている。
【０００７】
前記した第１の従来例との違いは、第３の絶縁膜４０８を映像信号配線４０４上にのみ残るよう土手状に形成していることであり、実効開口率など性能面では同等であるが、この構造では、開口部上に第３の絶縁膜４０８が残らないため、第３の絶縁膜４０８として着色した膜を使用することが可能となる。また、全面塗布の場合は、第３の絶縁膜４０８は必然的に透明でなければならないが、例えばノボラック有機膜などの着色した膜は安価であるので、同等の性能を低コストで実現可能である。
【０００８】
さらに開口率を上げる手段として、例えば特開２００４−０６２１４５号公報で開示されているもの（第３の従来例）がある。図５（ａ）に上記公報記載のアクティブマトリクス基板の平面図、図５（ｂ）に指定箇所の断面図を示す。図５に示すように、第３の従来例のアクティブマトリクス基板には、第１の基板上に第１の金属層からなる走査信号配線５０１と、並行する共通信号配線５０２が形成されている。前記走査信号配線５０１と共通信号配線５０２上に第１の絶縁膜５０３が形成され、前記第１の絶縁膜５０３上に第２の金属層からなる映像信号配線５０４、薄膜トランジスタ５０５、ソース電極と一体化した画素電極５０６が形成される。これで画素電極５０６のコンタクトホールは不要となる。前記映像信号配線５０４、前記薄膜トランジスタ５０５、前記ソース電極と一体化した画素電極５０６上に第２の絶縁膜５０７が形成され、さらに前記第２の絶縁膜５０７上に第３の絶縁膜５０８が全面塗布される。ここで、前記第３の絶縁膜５０８上に透明電極からなる共通電極が形成されると、異層櫛歯配線であるため駆動電圧が大幅に高くなってしまう。したがって、前記映像信号配線５０４上にのみ負荷容量低減の目的で前記第３の絶縁膜が残るよう土手状に形成する。その後、透明電極からなる共通電極５１０を形成する。前記共通電極５１０はコンタクトホール５１２を介して前記共通信号配線５０２と電気的に接続されている。なお、第３の絶縁膜５０８は、第２の従来例と同様に、透明でも着色していてもどちらでも構わない。
【０００９】
上記第３の従来例は、第２の従来例と同様に、映像信号配線５０４は第２の絶縁膜５０７と土手状に形成された第３の絶縁膜５０８を介して共通電極５１０によって完全に覆われている。また、第２の従来例と同様に、映像信号配線５０４は共通電極５１０によって囲い込まれたような断面形状になっているため、映像信号配線５０４からの漏れ電界のシールド効果は、第１の従来例より強い。映像信号配線５０４からの漏れ電界を十分にシールドするためには、共通電極５１０が映像信号配線５０４のエッジから張り出した幅が４μｍあればよいことが実験的にわかっている。
【００１０】
このように、第３の従来例では、コンタクトホールが一つ減り、共通電極５１０の映像信号配線５０４のエッジからの張り出し幅もより小さくできるため、高開口率を得ることができる。画素電極５０６をメタル電極で形成するため、透明電極上の寄与分は従来例よりは少なくなるものの、シミュレーションによれば、実効開口率は約５％上がる。トータルすれば第１及び第２の従来例より高開口率となり、縦クロストークも抑制できる。
【００１１】
以上説明したように、第１の従来例に比べて、第２及び第３の従来例のように、映像信号線とこれを覆う共通電極との間の第３の絶縁膜を、映像信号線に沿って土手状に形成することにより、低コスト化やさらなる高開口率化を実現することができる。
【００１２】
しかしながら、このように高開口率化のパフォーマンスを向上させるために、映像信号配線上にのみ土手状に第３の絶縁膜を残すと、この部分で段差が大きくなり、ラビング時の配向が不均一となり、初期配向が乱れる。これは黒表示時の段差部脇の光漏れとして観察される。ＩＰＳ方式はノーマリーブラック駆動であるため、この初期配向乱れは、黒表示時に第３の絶縁膜の段差近傍での光漏れの原因となり、黒輝度が上昇してコントラストの低下を招く。
【００１３】
これに対する解決策としては、特願２００４−００２７８２号公報で開示されている手段（第４の従来例）がある。図６（ａ）に上記公報記載のアクティブマトリクス基板の平面図、図６（ｂ）に指定箇所の断面図を示す。図６に示すように、第４の従来例のアクティブマトリクス基板では、走査信号配線６０１、共通信号配線６０２と同層かつ映像信号配線６０４に隣接した位置に、遮光電極６１３を配置している。これにより、第３の従来例の構成において土手状に形成した第３の絶縁膜の段差近傍での光漏れを遮光し、黒輝度の上昇を軽減できる。遮光電極６１３は、共通信号配線６０２に電気的に接続する場合と接続せずにフローティングにする場合、また映像信号配線６０４の両側に配置する場合と片側に配置する場合が考えられ、画素のレイアウトによって適切な配置を選べばよい。
【００１４】
【特許文献１】特開２００２−３２３７０６号公報（第２０頁カラム３８、３２行〜第２８頁カラム５３、５０行、第１−２図）
【特許文献２】特開２００４−３０２４４８号公報（第１５頁８行〜３６行、第１０−１１図）
【特許文献３】特開２００４−０６２１４５号公報（第２６頁４２行〜第２７頁１５行、第２３図）
【特許文献４】特願２００４−００２７８２（第４頁４５行〜第５頁４０行、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように遮光電極６１３を配置することにより、第３の絶縁膜の段差近傍での光漏れを遮光し、黒輝度の上昇を軽減することができるが、画素電極を金属膜で形成すると、その膜厚が無視できないことが明らかになっている。図２は、第４の従来例の液晶表示装置の画素領域の開口部の断面図である。図２に示すように、画素電極２０６の形成後、その上に積層する第２の絶縁膜２０７として、一般的な材料であるシリコン窒化膜をＣＶＤ工程によって成膜すると、第２の絶縁膜２０７は画素電極２０６による段差形状をそのまま残した形で成膜される。この段差形状は急峻であるため、段差近傍ではラビングによる配向性が悪化し、その結果、黒表示状態における光漏れとなって観察され、黒輝度上昇、コントラスト低下をひき起こすという問題が生じる。
【００１６】
一方、画素電極の段差を小さくするために画素電極を薄くすると、画素電極と同層に形成する映像信号配線も薄くなるため、映像信号の書き込み遅延が生じてしまう。
【００１７】
また、第３又は第４の従来例のように、画素電極の上層に第２の絶縁膜を介して共通電極が形成される構造では、その上に形成する配向膜の膜厚が共通電極の段差によって不均一になり、共通電極上でラビングによる配向性が悪化して上記と同様の問題が生じる。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、画素電極や共通電極の段差に起因する配向性の悪化を改善し、黒表示状態における光漏れを抑制して高コントラストで均一性の高い表示を得ることができる横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するために、本発明は、基板側から、複数の走査信号配線及び該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線と、第１の絶縁膜と、薄膜トランジスタとなる半導体層と、前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の映像信号配線及び前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極と、第２の絶縁膜と、前記映像信号配線と重なる領域に配設される第３の絶縁膜と、前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に配設され、前記共通信号配線に接続される共通電極と、を少なくとも備え、前記画素電極と前記共通電極との間に印加する電圧により、対向基板との間に挟持された液晶を前記基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板において、前記第２の絶縁膜は、流動性を有する材料を塗布することにより形成されているものである。
【００２０】
また、本発明は、基板側から、複数の走査信号配線、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線及び映像信号配線形成領域周囲に配設される遮光電極と、第１の絶縁膜と、薄膜トランジスタとなる半導体層と、前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の前記映像信号配線及び前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極と、第２の絶縁膜と、前記映像信号配線と重なる領域に配設される第３の絶縁膜と、前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に配設され、前記共通信号配線に接続される共通電極と、を少なくとも備え、前記画素電極と前記共通電極との間に印加する電圧により、対向基板との間に挟持された液晶を前記基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板において、前記第２の絶縁膜は、流動性を有する材料を塗布することにより形成されているものである。
【００２１】
本発明においては、前記第２の絶縁膜は、感光性アクリル樹脂で形成され、平坦部の膜厚が前記画素電極の膜厚と同等以上、かつ、略３００ｎｍ以下、又は、前記画素電極近傍の傾斜角が略３０°以下とすることができる。
【００２２】
また、本発明においては、前記画素電極は、非透過性導電膜からなり、その膜厚が略２００ｎｍ以上とすることもできる。
【００２３】
また、本発明においては、前記共通電極は、透過性導電膜からなり、その膜厚が略５０ｎｍ以下とすることもできる。
【００２４】
また、本発明は、対向基板との間に挟持された液晶を基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法であって、前記基板上に、複数の走査信号配線と、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線とを形成するステップと、第１の絶縁膜を形成するステップと、薄膜トランジスタとなる半導体層を形成するステップと、前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の映像信号配線と、前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極とを形成するステップと、流動性を有する材料を塗布し、露光、現像及び焼成処理を行うことにより第２の絶縁膜を形成するステップと、前記映像信号配線と重なる領域に、第３の絶縁膜を形成するステップと、前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に、透過性導電膜を用いて、前記共通信号配線に接続される共通電極を形成するステップと、を少なくとも備え、前記第２の絶縁膜により、前記画素電極による段差を緩和するものである。
【００２５】
また、本発明は、対向基板との間に挟持された液晶を基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板の製造方法であって、前記基板上に、複数の走査信号配線と、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線と、映像信号配線形成領域周囲に配設される遮光電極とを形成するステップと、第１の絶縁膜を形成するステップと、薄膜トランジスタとなる半導体層を形成するステップと、前記走査信号配線に略直交し、前記薄膜トランジスタのドレインに接続される複数の前記映像信号配線と、前記走査信号配線と前記映像信号配線とで囲まれる画素領域に配設され、前記薄膜トランジスタのソースに接続される画素電極とを形成するステップと、流動性を有する材料を塗布し、露光、現像及び焼成処理を行うことにより第２の絶縁膜を形成するステップと、前記映像信号配線と重なる領域に、第３の絶縁膜を形成するステップと、前記画素領域及び前記第３の絶縁膜上に、透過性導電膜を用いて、前記共通信号配線に接続される共通電極を形成するステップと、を少なくとも備え前記第２の絶縁膜により、前記画素電極による段差を緩和するものである。
【００２６】
本発明においては、前記第２の絶縁膜を、感光性アクリル樹脂を用いて形成する構成とすることができる。
【００２７】
このように、本発明は上記構成により、画素電極や共通電極の段差に起因する配向性の悪化を大きく改善することができ、これにより、黒表示状態における光漏れを抑制して高コントラストで均一性の高い表示を得ることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のアクティブマトリクス基板及びその製造方法によれば、画素電極や共通電極の段差に起因する配向性の悪化を大きく改善することができ、これにより、黒表示状態における光漏れを抑制して高コントラストで均一性の高い表示を得ることができる。
【００２９】
その理由は、画素電極の上層に第２の絶縁膜を介して共通電極が形成される構造において、第２の絶縁膜を感光性アクリル樹脂などの塗布時に流動性を有する材料を用いて形成しているため、第２の絶縁膜によって画素電極の段差を緩和することができるからである。また、第２の絶縁膜の膜厚や第２の絶縁膜の画素電極近傍の傾斜角度、画素電極の膜厚、共通電極の膜厚を規定することによっても、画素電極や共通電極の段差を実質的に問題のないレベルまで低減することができるからである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
本発明は、その好ましい一実施の形態において、下層側から、複数の走査信号配線及び走査信号配線に略並行する複数の共通電極配線と、第１の絶縁膜と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）となる半導体層と、走査信号配線に略直交する複数の映像信号配線及び走査信号配線と映像信号配線で囲まれる各画素に配設される画素電極と、第２の絶縁膜と、映像信号配線と重なる領域に配設される第３の絶縁膜と、各画素に配設される共通電極とを少なくとも備え、画素電極と共通電極との間に印加する電圧によって、対向基板との間に挟持される液晶を基板に略平行な面内で回転させる横電界方式の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板において、第２の絶縁膜を、塗布時に流動性を有し、画素電極による段差を緩和する機能を有する感光性アクリル樹脂などを用いて形成し、また、第２の絶縁膜の膜厚や画素電極近傍の傾斜角度、画素電極の膜厚、共通電極の膜厚を規定するものである。以下、図面を参照して具体的に説明する。
【実施例１】
【００３１】
まず、本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス基板及びその製造方法について、図１を参照して説明する。図１は、本実施例のアクティブマトリクス基板の画素領域の開口部の構造を模式的に示す断面図である。なお、アクティブマトリクス基板の構成自体は第４の従来例と同様であるが、第４の従来例における第２の絶縁膜の成膜方法及び膜材料が異なっている。
【００３２】
本実施例のアクティブマトリクス基板は、図６（第４の従来例）と同様に、第１の金属層からなる複数の走査信号配線と、該走査信号配線に略並行する複数の共通信号配線と、映像信号形成領域周囲に設けられ、映像信号配線に入射する光を遮光するための遮光電極とが形成され、第１の絶縁膜を介して、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、第２の金属層（非透過性導電膜）からなる複数の映像信号配線及びソース電極と一体化した画素電極が形成され、その上に第２の絶縁膜が形成されている。また、第２の絶縁膜上の映像信号配線に重なる領域に土手状の第３の絶縁膜が形成され、第３の絶縁膜上及び画素電極の間に、ＩＴＯ（Indium Thin Oxide）などの透明電極（透過性導電膜）からなる共通電極が形成されている。
【００３３】
ここで、前記した第４の従来例では、画素電極の形成後、シリコン窒化膜などをＣＶＤ法によって成膜して第２の絶縁膜を形成していたため、図２に示すように、第２の絶縁膜２０７には画素電極２０６による段差形状がそのまま反映され、この段差によってラビングによる配向性が悪化し、黒表示状態における光漏れが発生していた。そこで、本実施例では上記問題を解決するために、流動性の高い感光性アクリル樹脂（例えば、ＰＣ４１５Ｇ（ＪＳＲ（株）製）など）をスピンコートによって塗布し、スピンコート後、露光・現像・焼成を経て塗布膜を硬化させることによって第２の絶縁膜を形成する。
【００３４】
このように、第２の絶縁膜として流動性の高い感光性アクリル樹脂を用い、かつ、感光性アクリル樹脂をスピンコートによって塗布し、露光・現像・焼成を経て硬化させることにより、図１に示すように、画素電極１０６近傍の第２の絶縁膜１０７は、画素電極１０６による段差を緩和するようになだらかな形状となるため、ラビングによる配向性の悪化を大きく改善することができ、これにより黒表示状態における光漏れを抑制し、高コントラストで均一性の高い表示を得ることができる。
【００３５】
なお、上記説明では、第２の絶縁膜１０７として感光性アクリル樹脂を用いたが、第２の絶縁膜１０７は、塗布時に流動性を有し、画素電極による段差を緩和する機能を備えた材料であればよい。また、上記説明では、第４の従来例の構造のアクティブマトリクス基板に対して本発明を適用したが、本発明は、画素電極１０６の上層に第２の絶縁膜１０７を介して共通電極１１０が形成されている任意のアクティブマトリクス基板、例えば、図５の構造などに対して同様に適用することができる。
【実施例２】
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例に係るアクティブマトリクス基板及びその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板の構成自体は第１の実施例と同様であるが、本実施例では画素電極の膜厚を規定することを特徴としている。
【００３７】
画素電極は映像信号配線と同層に形成されるため、その膜厚は映像信号配線と同じになる。ここで、段差を小さくするためには画素電極を薄く形成すればよいが、映像信号配線が薄くなると映像信号の書き込み遅延が生じる。従って画素電極及び映像信号配線の膜厚は、上記段差の影響と映像信号の書き込み遅延の影響とを比較考量して設定する必要があるが、従来の構造では、第２の絶縁膜で画素電極の段差を緩和することができないため、膜を厚くすると段差による不具合が生じ、膜を薄くすると書き込み遅延が発生していた。これに対して、本実施例の構造では、画素電極の段差を第２の絶縁膜で緩和することができるため、画素電極を厚くすることが可能である。この膜厚は、画面サイズや解像度によるが、略２０００Å（２００ｎｍ）以上とすれば映像信号の書き込み遅延を抑制できることを確認している。
【００３８】
このように、２０００Å（２００ｎｍ）以上の膜厚の画素電極及び映像信号配線を形成した後、感光性アクリル樹脂などの塗布時に流動性を有し、画素電極による段差を緩和する機能を備えた材料を用いて第２の絶縁膜を形成することにより、画素電極による段差を緩和しつつ、映像信号の書き込み遅延を抑制することができる。
【００３９】
なお、上記説明では、画素電極の膜厚の下限値のみを規定したが、画素電極の膜厚の上限値は、第２の絶縁膜として利用する材料の流動性、塗布条件、焼成条件などに応じて適宜設定することができる。また、本実施例も、画素電極の上層に第２の絶縁膜を介して共通電極が形成されている任意の構造（例えば、図５の構造）のアクティブマトリクス基板に対して同様に適用することができる。
【実施例３】
【００４０】
次に、本発明の第３の実施例に係るアクティブマトリクス基板及びその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板の構成自体は第１又は第２の実施例と同様であるが、本実施例では共通電極の膜厚を規定することを特徴としている。
【００４１】
第２の絶縁膜上に形成される共通電極は、最下層に形成される共通信号配線とは別々に形成されるため、共通電極の膜厚は共通信号配線の膜厚に関係なく設定することができるが、共通電極が厚いとその上に形成する配向膜が部分的に薄くなったり、共通電極が露出し、配向性が悪化してしまう。そこで本実施例では、配向性の悪化を抑制するために、共通電極の膜厚を略５００Å（５０ｎｍ）以下に規定する。なお、共通電極の膜厚が略５００Å（５０ｎｍ）以下であれば、通常の配向膜印刷工程で十分に共通電極の段差を吸収することができ、共通電極が配向膜で十分に覆われていることを確認している。
【００４２】
このように、画素電極上に、感光性アクリル樹脂などの塗布時に流動性を有し、画素電極による段差を緩和する機能を備えた材料を用いて第２の絶縁膜を形成し、映像信号配線に重なる領域に土手状の第３の絶縁膜を形成した後、略５００Å（５０ｎｍ）以下の膜厚の共通電極を形成することにより、共通電極による段差を抑制して配向性の悪化を抑制することができる。
【００４３】
なお、上記説明では、共通電極の膜厚の上限値のみを規定したが、共通電極の膜厚の下限値は、共通電極の幅や電極材料の導電率、膜強度などに応じて適宜設定することができる。また、本実施例も、画素電極の上層に第２の絶縁膜を介して共通電極が形成されている任意の構造（例えば、図５の構造）のアクティブマトリクス基板に対して同様に適用することができる。
【実施例４】
【００４４】
次に、本発明の第４の実施例に係るアクティブマトリクス基板及びその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板の構成自体は第１、第２又は第３の実施例と同様であるが、本実施例では第２の絶縁膜の膜厚を規定している。
【００４５】
画素電極による段差を緩和する上で、第２の絶縁膜の膜厚が厚いほど緩和効果が高いのは明白である。しかしながら、本発明の対象となるアクティブマトリクス基板では画素電極と共通電極が異層配置であるため、第２の絶縁膜が厚くなると駆動電圧が上昇してしまう。そこで、本実施例では第２の絶縁膜の膜厚を、画素電極と同程度以上かつ略３０００Å（３００ｎｍ）以下に規定する。なお、第２の絶縁膜の膜厚が画素電極と同程度以上であれば、画素電極の段差による影響を実質的に問題のないレベルに抑制することができ、また、第２の絶縁膜の膜厚が略３０００Å（３００ｎｍ）以下であれば、同層配置と比較して駆動電圧の上昇は０．２５Ｖに留まり、実用上問題ないことを確認している。
【００４６】
このように、画素電極上に、感光性アクリル樹脂などの塗布時に流動性を有し、画素電極による段差を緩和する機能を備えた材料を用いて、画素電極と同程度以上かつ略３０００Å（３００ｎｍ）以下の膜厚の第２の絶縁膜を形成することにより、画素電極の段差による影響しつつ、駆動電圧の上昇を抑えることができる。
【００４７】
なお、本実施例も、画素電極の上層に第２の絶縁膜を介して共通電極が形成されている任意の構造（例えば、図５の構造）のアクティブマトリクス基板に対して同様に適用することができる。
【実施例５】
【００４８】
次に、本発明の第５の実施例に係るアクティブマトリクス基板及びその製造方法について説明する。なお、アクティブマトリクス基板の構成自体は第１、第２、第３又は第４の実施例と同様であるが、本実施例では第２の絶縁膜の傾斜角度を規定している。
【００４９】
画素電極による段差を完全に平坦にするためには、第２の絶縁膜として流動性の高い材料を用いたとしても、少なくとも略１００００Å（１μｍ）以上の膜厚が必要であり、現実的ではない。一方、画素電極による段差を完全に平坦にしなくても、画素電極近傍の傾斜角度が小さければ段差の影響を実質的に問題のないレベルに抑制することが可能である。そこで、本実施例では第２の絶縁膜の画素電極近傍の傾斜角度を略３０°以下に規定する。なお、第２の絶縁膜の画素電極近傍の傾斜角度が略３０°以下であれば、ラビング不良に起因する光漏れが黒輝度に及ぼす影響はほとんどなくなることを確認している。
【００５０】
このように、画素電極上に、感光性アクリル樹脂などの塗布時に流動性を有し、画素電極による段差を緩和する機能を備えた材料を用いて、画素電極近傍の傾斜角度が略３０°以下の第２の絶縁膜を形成することにより、画素電極の段差による影響を抑制することができる。
【００５１】
なお、本実施例も、画素電極の上層に第２の絶縁膜７を介して共通電極が形成されている任意の構造（例えば、図５の構造）のアクティブマトリクス基板に対して同様に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に限らず、任意の方式の液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などに用いられるアクティブマトリクス基板全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第１の実施例に係るアクティブマトリクス基板の画素領域の開口部の構造を模式的に示す断面図である。
【図２】従来のアクティブマトリクス基板の画素領域の開口部の構造を模式的に示す断面図である。
【図３】第１の従来例に係るアクティブマトリクス基板の構造を示す平面図及び断面図である。
【図４】第２の従来例に係るアクティブマトリクス基板の構造を示す平面図及び断面図である。
【図５】第３の従来例に係るアクティブマトリクス基板の構造を示す平面図及び断面図である。
【図６】第４の従来例に係るアクティブマトリクス基板の構造を示す平面図及び断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
３０１、４０１、５０１、６０１  走査信号配線
３０２、４０２、５０２、６０２  共通信号配線
１０３、２０３、３０３、４０３、５０３、６０３  第１の絶縁膜
３０４、４０４、５０４、６０４  映像信号配線
３０５、４０５、５０５、６０５  薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）
３０６、４０６、５０６、６０６  ソース電極又はソース電極と一体化した画素電極
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７  第２の絶縁膜
３０８、４０８、５０８、６０８  第３の絶縁膜
３０９、４０９  画素電極
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０  共通電極
３１１、４１１  画素電極−ソース電極間コンタクトホール
３１２、４１２、５１２、６１２  共通電極−共通信号配線間コンタクトホール
６１３  遮光電極
【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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