(57)【要約】【課題】開口率を向上させると共に補助容量を大きくした液晶表示装置を提供する。【解決手段】第１の基板１０Ａに有するアクティブ素子の上層に形成されたゲート絶縁膜１２Ｂ、ゲート電極２、層間絶縁膜１２Ｃ、映像線Ｄとソース電極４とをこの順で積層する。層間絶縁膜１２Ｃは高誘電体微粒子またはゾルゲルを少なくとも含む比誘電率４．０以上の塗布型透明絶縁膜で形成される。ゲート絶縁膜１２Ｂに第１のスルーホールＳＨ３を有し、第１のスルーホールＳＨ３内の層間絶縁膜１２Ｃに第２のスルーホールＳＨ４を形成し、ソース電極４を第２のスルーホールＳＨ４を介してアクティブ素子に電気的に接続し、ゲート電極２と映像線Ｄとソース電極４および層間絶縁膜１２Ｃで保持容量を構成する。【選択図】図４
2008026430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いの主面を対向させて配置した第１の基板と第２の基板、および前記第１の基板と前記第２の基板の主面間の間隙に狭持された液晶とを有する液晶表示装置であって、
前記第１の基板の主面にアクティブ素子が形成されており、該アクティブ素子の上層に第１の絶縁膜、第１の電極、第２の絶縁膜、および第２の電極がこの順で積層されてなり、
前記第２の絶縁膜は、その比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜であり、
前記第１の絶縁膜には第１のコンタクトホールを有し、
前記第２の絶縁膜は、前記第１の電極と前記第２の電極との間と、前記第１のコンタクトホール内とに形成されており、
前記第１のコンタクトホール内の前記第２の絶縁膜には、第２のコンタクトホールを有し、
前記第２の電極は、前記第２のコンタクトホールを介して前記アクティブ素子に電気的に接続された透明電極からなる画素電極を構成しており、
前記第１の電極、前記第２の電極、および前記第２の絶縁膜によって画素の保持容量が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】
請求項１において、
前記第２の絶縁膜は、その主体をなす透明膜と、該透明膜の材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項２において、
前記透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子の粒径が３０ｎｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置
【請求項４】
請求項２又は３において、
前記透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子が、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化イットリウムのうちの１種類、又は２種類以上を混合した材料であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項１において、
前記第２の絶縁膜は、その主体をなす透明膜と、該透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つゾルゲルで形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つゾルゲルが、酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化イットリウムのうちの１種類、又は２種類以上を混合した材料であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記主体をなす透明膜がアクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、スチレン系ポリマー、オレフィン系ポリマー、及びそれらの共重合体から選ばれるポリマーを含む材料であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記主体をなす透明膜が感光性を有する材料であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項９】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記第２の絶縁膜は膜厚が１００ｎｍ以上，１０００ｎｍ以下であることを特徴する液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記第２の絶縁膜は波長４５０ｎｍ以上８００ｎｍにおける透過率が９０％以上であることを特徴する液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記第１の電極は、透明電極であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記第１の電極は，反射電極であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１２において、
前記反射電極は，凹凸を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１，２，３、５、６の何れかにおいて、
前記第１の電極は，透明電極と反射電極であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１，２，３、５、６、１３の何れかにおいて、
前記第１の電極は対向電極であり、前記第１の電極と前記第２の電極とによって発生される電界により前記液晶が駆動されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項１５において、
前記第１の電極はスリットを有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１７】
請求項１，２，３、５、６、１３の何れかにおいて、
前記第２の基板は対向電極を有し、前記対向電極と前記第２の電極とによって発生される電界により前記液晶が駆動されることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項１，２，３、５、６、１３、１６の何れかにおいて、
前記第１の電極と前記第２の電極との間に第３の絶縁膜を有することを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１９】
請求項１，２，３、５、６、１３、１６の何れかにおいて、
前記第２の絶縁膜は，表面が平坦であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２０】
互いの主面を対向させて配置した第１の基板と第２の基板、および前記第１の基板と前記第２の基板の主面間の間隙に狭持された液晶とを有する液晶表示装置の製造方法であって、
前記第１の基板の主面にアクティブ素子を形成し、
前記アクティブ素子の上層に第１の絶縁膜、第１の電極、第２の絶縁膜、および第２の電極をこの順で積層し、
比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜を用いて前記第２の絶縁膜を、前記第１の電極と前記第２の電極との間と、前記第１のスルーホール内とに形成し、
前記第１のスルーホール内の前記第２の絶縁膜に、第２のスルーホールを形成し、
画素電極を構成する前記第２の電極を、前記第２のコンタクトホールを介して前記アクティブ素子に電気的に接続し、
前記第１の電極と、前記第２の電極および前記第２の絶縁膜とによって保持容量を形成するプロセスを含み、
前記第２の絶縁膜を感光性として、前記第２の絶縁膜に所定のパタンの露光、現像を行い、前記第２のスルーホールを形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置とその製造方法に係り、特に、液晶表示装置の表示部を構成する液晶表示パネルのアクティブ素子（典型的には、薄膜トランジスタ）が形成される基板に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に代表されるアクティブ素子を用いたアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置は、薄い、軽量という特徴と高画質という点から、各種ディスプレイ装置として広く普及している。この液晶表示装置の表示方式には、大別して、次の２通りがある。１つは、透明電極が構成された２枚の基板により液晶を挾み込み、透明電極に印加された電圧で動作させ、透明電極と透過し液晶に入射した光を変調して表示する方式であり、現在、普及しているかなりの製品がこの縦電界方式を採用している。
【０００３】
もう一つは、横電界方式、あるいはイン・プレーン・スイッチング（ＩＰＳ）方式と呼ばれるものである。このＩＰＳ方式の液晶表示パネルは、画素電極と対向電極との間で、少なくとも一部において基板面と平行な電界を発生させ、当該電界により液晶を駆動して液晶層を透過する光を変調させて画像を表示するものであり、視野角が著しく広いという特徴を有する。このＩＰＳ方式を採用したアクティブ・マトリクス型液晶表示装置の特徴に関しては，特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載されている。
【０００４】
さらに、このＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおいて、絶縁膜を挟んで面状の対向電極と線状部分を有する画素電極とを形成し、この面状の対向電極と線状部分を有する画素電極との間で電界を発生させ、当該電界により液晶を駆動し、液晶層を透過する光を変調させて画像を表示する液晶表示パネルが知られている。
【０００５】
なお、必ずしもＩＰＳ方式に関する文献ではないが，本願発明に関連する先行技術文献としては、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２がある。
【０００６】
また、表示デバイスとしてではなく，高誘電体の微粒子を含む感光性の材料として、特許文献１３、特許文献１４、特許文献１５、特許文献１６、特許文献１７がある。
【特許文献１】特表平５−５０５２４７号公報
【特許文献２】特公昭６３−２１９０７号公報
【特許文献３】特開平６−１６０８７８号公報
【特許文献４】特開平５−６１０５７号公報
【特許文献５】特開平６−１３８４８４号公報
【特許文献６】特開平８−１５２６５０号公報
【特許文献７】特開平９−９０３４１号公報
【特許文献８】特開２０００−３１０７９３号公報
【特許文献９】特開２００１−１３５１８号公報
【特許文献１０】特開２００６−１８３２６号公報
【特許文献１１】特開平９−１２７５４８号公報
【特許文献１２】特開平６−２４２４３３号公報
【特許文献１３】特開２０００−３０５３４号公報
【特許文献１４】特開２００３−７１３５号公報
【特許文献１５】特開２００３−２８７８８３号公報
【特許文献１６】特開２００３−２８８８１３号公報
【特許文献１７】特開２００４−１４２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
アクティブ・マトリクス型液晶表示装置は、高精細化、及び低消費電力化のための高開口率化が進んでいる。前述のＩＰＳ方式の液晶パネルでは、その構造に起因して、縦電界方式の液晶パネルに比べて開口率の向上が難しいという問題点があった。
【０００８】
前述した面状の対向電極を使用するＩＰＳ方式の液晶表示パネルでは、面状の対向電極と線状部分を有する画素電極及びその間の絶縁膜により、補助容量（Ｃｓｔ）を形成する。補助容量は、画素電極の充電電荷をより安定に保持するためのものである。ここで述べるＩＰＳ方式では、従来，光の非透過部に形成していた補助容量（Ｃｓｔ）を透明容量膜として、光の透過部に形成する。そのことで開口率を向上するができる。この際、高透明性で、高容量を有し、さらには耐圧の高いキャパシタが不可欠となる。
【０００９】
ここでキャパシタの容量Ｃは、次式（１）で表される。
Ｃ＝εrε0Ｓ／ｄ・・・・・（１）
（１）式中、Ｃ：容量  εr：比誘電率  ε0：真空の誘電率  Ｓ：電極面積  ｄ：電極間距離
【００１０】
したがって、高容量を得るためには、比誘電率の高い材料を用いるか、電極面積を大きくするか、あるいは電極間距離を小さくする必要がある。電極面積に関しては、高精細化も要求されることから、その大きさに限度がある。特に、中小型ディスプレイでは、高精細化と両立するためには、電極面積を小さくすることが不可欠である。次に、電極間距離を小さくすることに対しては、膜厚の制御の問題や耐圧が下がるといった問題からやはりそれにも限度がある。
【００１１】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、高透明で、高容量を有し、さらには耐圧の高いキャパシタを提供することにある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、以下に説明される明細書の記述及び添付図面によって明らかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の代表的な構成の概要を記述すれば下記の通りである。すなわち、本発明の液晶表示装置は、
（１）第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に狭持された液晶とを有し、
前記第１の基板は、アクティブ素子と、前記アクティブ素子よりも上層に形成された第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁膜よりも上層に設けられた第１の電極と、前記第１の電極よりも上層に設けられた第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁膜よりも上層に設けられた第２の電極とを有し、
前記第２の絶縁膜は誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜であり、
前記第１の絶縁膜は、第１のコンタクトホールを有し、
前記第２の絶縁膜は、前記第１の電極と前記第２の電極との間と、前記第１のコンタクトホール内とに形成されており、
前記第１のコンタクトホール内の前記第２の絶縁膜には、第２のコンタクトホールが形成されており、
前記第２の電極は画素電極であり、
前記第２の電極は，前記第２のコンタクトホールを介して前記アクティブ素子に電気的に接続されており、
前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第２の絶縁膜とによって，保持容量が形成されている。
【００１３】
（２）また本発明は、（１）における前記第２の電極を透明電極とすることができる。
【００１４】
（３）また本発明は、（１）または（２）における前記第２の絶縁膜を、その主体材料をなす透明膜と、その透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子を少なくとも含むものを用いることができる。
【００１５】
（４）また本発明は、（３）における前記透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子の粒径が３０ｎｍ以下のものとすることができる。
【００１６】
（５）また本発明は、（３）または（４）における前記透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子として、次の材料（ａ）を用いることができる。（ａ）酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化イットリウム。これらを単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。
【００１７】
（６）また本発明は、（１）または（２）において、前記第２の絶縁膜を、その主体材料をなす透明膜と、その透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つゾルゲルを少なくとも含む材料とすることができる。
【００１８】
（７）また本発明は、（６）における前記透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つゾルゲルとして、以下の材料（ａ）を用いることができる。（ａ）酸化チタン、チタン酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化ニオブ、酸化イットリウム。ただし，これらを単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。
【００１９】
（８）また本発明は、（３）から（７）の何れかにおける前記主体材料をなす透明膜がアクリル系ポリマー、スチレン系ポリマー、オレフィン系ポリマー、及びそれらの共重合体から選ばれるポリマーを少なくとも含むものとすることができる。
【００２０】
（９）また本発明は、（３）から（７）の何れかにおける前記主体材料をなす透明膜が感光性をもつものとすることができる。
【００２１】
（１０）また本発明は、（１）から（９）の何れかにおける前記第２の絶縁膜の膜厚を１００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下とすることができる。
【００２２】
（１１）また本発明は、（１）から（１０）の何れかにおける前記第２の絶縁膜が、波長４５０ｎｍ以上８００ｎｍにおける透過率が９０％以上のもとすることができる。
【００２３】
（１２）また本発明は、（１）から（１１）の何れかにおける前記第１の電極を透明電極とすることができる。
【００２４】
（１３）また本発明は、（１）から（１１）の何れかにおける前記第１の電極を反射電極とすることができる。
【００２５】
（１４）また本発明は、（１３）における前記反射電極に凹凸を有するものとすることができる。
【００２６】
（１５）また本発明は、（１）から（１１）の何れかにおける前記第１の電極を透明電極と反射電極とすることができる。
【００２７】
（１６）また本発明は、（１）から（１５）の何れかにおける前記第１の電極を対向電極とし、前記第１の電極と前記第２の電極とによって発生される電界により前記液晶を駆動する構成とすることができる。
【００２８】
（１７）また本発明は、（１６）における前記第１の電極にスリットを設けることができる。
【００２９】
（１８）また本発明は、（１）から（１５）の何れかにおける前記第２の基板に対向電極を有せしめ，前記対向電極と前記第２の電極とによって発生される電界により前記液晶を駆動する構成とすることができる。
【００３０】
（１９）また本発明は、（１）から（１８）の何れかにおける前記第１の電極と前記第２の電極との間に第３の絶縁膜を設けることができる。
【００３１】
（２０）また本発明は、（１）から（１９）の何れかにおける前記第２の絶縁膜の表面を平坦とすることができる。
【００３２】
（２１）そして、本発明による液晶表示装置の製造方法は、
前記第１の基板の主面にアクティブ素子を形成し、
前記アクティブ素子の上層に第１の絶縁膜、第１の電極、第２の絶縁膜、および第２の電極をこの順で積層し、
比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜を用いて前記第２の絶縁膜を、前記第１の電極と前記第２の電極との間と、前記第１のスルーホール内とに形成し、
前記第１のスルーホール内の前記第２の絶縁膜に、第２のスルーホールを形成し、
画素電極を構成する前記第２の電極を、前記第２のコンタクトホールを介して前記アクティブ素子に電気的に接続し、
前記第１の電極と、前記第２の電極および前記第２の絶縁膜とによって保持容量を形成するプロセスを含み、
前記第２の絶縁膜を感光性として、前記第２の絶縁膜に所定のパタンの露光、現像を行い、前記第２のスルーホールを形成することを特徴とする。
【００３３】
なお、上記の（１）〜（２１）に記載した構成はあくまで一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３４】
上記した本発明の代表的な構成例における[比誘電率]、[材料]、[微粒子]、[粒径]、[ゾルゲル]、[感光性]、[混合比率]、[膜厚]、[透過率]、[屈折率]、[平坦性]、等について説明する。
【００３５】
［比誘電率］：：上記の比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜としては、その主体材料をなす透明膜と、該透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子、あるいはゾルゲルを少なくとも含む材料が挙げられる。ここで、比誘電率としては、好ましくは４．０以上、より好ましくは６．０以上のものがよい。この理由として、以下を挙げることができる。
【００３６】
すなわち、携帯電話の液晶パネルに代表される中小型液晶ディスプレイも高精細化が進んでおり、現在のＱＶＧＡ（３２０×２４０画素）から，将来的にはＶＧＡ（６４０×４８０画素）クラスに移行すると考えられる。このＶＧＡの２．４インチ（公称）のパネルを考えた場合、６０ｆＦの補助容量が必要だと仮定し、その電極面積を４００μｍ2とすると、比誘電率が４．０以下の材料、例えば従来知られているような比誘電率３．３のアクリル系高分子のような塗布型絶縁膜を用いた場合には、
Ｃ＝εrε0Ｓ／ｄ・・・・・（１）
式中，Ｃ：容量  εr：比誘電率  ε0：真空の誘電率  Ｓ：電極面積  ｄ：電極間距離
の関係式より，電極間距離ｄは約１９５ｎｍとなる。したがって、塗布型絶縁膜の膜厚を２００ｎｍ程度に制御する必要がある。
【００３７】
上記の式（１）のように、容量Ｃと電極面積Ｓは比例することから、電極面積を大きくすることができれば容量は大きくできる。しかし、先にも述べた高精細化の流れから、電極面積を小さくすることに対しては限度がある。電極間距離ｄは容量と反比例する関係にあるので、電極間距離ｄを小さくして容量を向上することも可能である。しかし、その場合、耐圧やリーク電流が問題となる。実際、膜厚が２００ｎｍ程度の有機膜では、耐圧やリーク電流が問題となる可能性が高い。
【００３８】
これに対して、比誘電率として、例えば５．０の材料を用いた場合には、式（１）より、電極間距離は３００ｎｍとなり、膜厚が厚くできる分、耐圧やリーク電流が有利となる。誘電率がさらに高い場合は、その効果がさらに大きい。
【００３９】
［材料］（有機高分子）：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜において、その主体をなす透明膜としては、アクリレート系ポリマー、メタクリレート系ポリマー、スチレン系ポリマー、オレフィン系ポリマー及びそれらの共重合体等が挙げられる。ここに示した以外のものでも、可視領域で透明性が高く、２００℃前後の熱処理により着色しないものなら用いることができる。これらの分子量としては、重量平均分子量が１０００〜１００，０００程度のものが望ましい。これらのポリマーは、単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いてもよい。これらのポリマーの比誘電率は、３〜３．５程度である。さらに、これらのポリマーには、感光性を付与するための感光成分を混合することができる。また感光成分を直接ポリマーに付けることもできる。
【００４０】
［微粒子］：上記の比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜において、該透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子としては、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）、酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）などの金属酸化物が挙げられる。また、比誘電率の高い金属窒化物、例えば窒化シリコン（Ｓｉ3Ｎ4）なども挙げることができる。これらの微粒子は１種類を用いても良いし、２種類以上を混合して用いても良い。以下、表１に誘電体とその特徴を示した。
【表１】
2008026430.tif 000003
【００４１】
［粒径］：これらを微粒子で添加する場合には、その一次粒径は３０ｎｍ以下であることが望ましく、さらに２０ｎｍ以下がより望ましい。粒径がそれより大きいと、光を散乱する効果が大きくなりやすく、透明な膜が得られ難い。また、一次粒径が小さくても、凝集があると散乱の原因となるので、凝集が無いものが望ましい。
【００４２】
また、材料によっては、何らかの活性を示す場合がある。例えば、ＴｉＯ2に関しては、その結晶がアナターゼ型のものは光触媒活性を示すことが知られている。しかしながら、本発明の用途では、この活性は材料の劣化等につながり悪影響を及ぼすことから、光触媒活性の小さいルチル型が望ましい。さらには、その周りがＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3のような、より安定な材料で覆われているものであることが望ましい。
【００４３】
微粒子の凝集を避けるために、本発明で用いる高誘電体の微粒子は、さらにその周りを表面処理剤で処理がされていることが望ましい。これらの微粒子は、必要に応じてバインダーあるいは感光成分としての有機高分子等と適当な溶剤中で混合して塗布される。したがって、その溶液中の分散性を高めるために、適当な表面処理剤で表面処理がしてあるものが望ましい。具体的な表面処理剤としては、シランカップリング剤、シリコン系ポリマー、ステアリン酸等を挙げることができる。
【００４４】
［ゾルゲル］：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜は，該透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つゾルゲルを含むものでも良い。そのようなゾルゲルとしては、酸化チタン（ＴｉＯ2），酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3），チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3），酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5），酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2），酸化ハフニウム（ＨｆＯ2），酸化ニオブ（Ｎｂ2Ｏ5），酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）などの金属酸化物のゾルゲルが挙げられる。これらのゾルゲルは、単独で用いても良いし、2種類以上を混合して用いることもできる。
【００４５】
ゾルゲルの場合は、粒子ではないので光を散乱する作用は小さく透明な膜が得やすいという特徴がある。ただし、ゾルゲルは、比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜が感光性の材料である場合、その現像特性に影響を与えやすい。上記のゾルゲルは、先に示した微粒子と一緒に用いても良い。
【００４６】
また、ゾルゲルの場合は、それだけで塗膜が形成できる場合もある。したがって、ゾルゲルのみで所望の膜厚にし、比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜が形成できる場合は、主体材料としての透明膜である有機高分子を用いずに、ゾルゲル材料のみで膜を形成しても良い。
【００４７】
[メタル不純物]：本発明で用いる微粒子としてのゾルゲルは、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属や、カルシウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属、クロム、鉛等の重金属を含まないことが望ましい。濃度としては、１ｐｐｍより低い濃度であることが望ましい。これらが多く含まれると、形成した塗布型透明絶縁膜の信頼性が低下する。さらには、それらの不純物が拡散して、薄膜トランジスタのトランジスタ自体の性能に悪影響を及ばす。
【００４８】
［感光性］：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜は、感光性を持つことが望ましい。本発明の比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜には、スルーホールに代表されるパタンを形成する必要がある。したがって、感光性を持たない場合には、上記塗布型透明絶縁膜を塗布して硬化した後、別途感光性を持つフォトレジスト等を上層に塗布し、それをベークし、露光し、現像して、パターンを形成する必要がある。さらに、それをマスクとして、下層の塗布型透明絶縁膜をエッチングして、パターンを転写し、最後は上層のフォトレジストを除去する必要を生じて、工程が長くなる。
【００４９】
これに対して、比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜が感光性を持つ場合は、それ自身が感光するので、塗布し、ベークし、露光現像して、パターンを形成でき、その後のフォトブリーチ及び硬化で工程が完了する。したがって、簡便にパターンが形成できるので有利である。
【００５０】
塗布型透明絶縁膜に感光性を持たせるためには、例えば、上記の有機高分子のバインダーとして、カルボン酸のようなアルカリ可溶性基を用いたポリマーと感光剤としてのジアゾナフトキノンを少なくとも含むものが挙げられる。このような材料では、露光によりジアゾナフトキノンが分解して、インデンカルボン酸に変化し、アルカリ溶解性が上がるため、アルカリ現像により露光部が除去されてポジ型パターンが得られる。
【００５１】
さらに、上記の有機高分子のバインダーは、露光、現像によるパターン形成の後に膜を硬化させるために、熱架橋を引き起こすエポキシ基やアクリレート等の重合性基を側差に含むことができる。
【００５２】
また、感光性を持たせるための別の方法としては、上記の有機高分子のバインダーとして、カルボン酸のようなアルカリ可溶性基を用い、かつ側鎖にアクリレート基やメタクリレート基などの重合性基を持つポリマーを用い、光重合開始剤やさらには必要に応じて多官能の重合性オリゴマーを含ませたものがある。このような材料では、露光により光重合が開始して露光部の架橋が起こり、アルカリ現像により未露光部が除去されてネガ型のパターンが得られる。
【００５３】
［感光性ゾルゲル］：比誘電率５．０以上の高誘電体である金属酸化物、例えばＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＴｉＯ3、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3などのゾルゲルを用いる場合、それ自身で透明な塗膜が得られることから、これに感光成分を入れて感光性材料として用いることも可能である。具体的には、オニウム塩やスルホン酸イミド等の光酸発生剤を入れて、露光部が不溶化するネガ型の感光性組成物とすることができる。また、ジアゾナフトキノン系の材料により、露光部の溶解性が向上するポジ型の感光性組成物とすることも可能である。
【００５４】
［混合比率］：本発明の主体をなす透明膜に対する該透明膜材料よりも大きな比誘電率を持つ微粒子、あるいはゾルゲルの比率は、比誘電率が４．０以上になるように１／９９〜９９／１（ｗｔ％）の間で自由に変化させることができる。
【００５５】
［溶剤］：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜の溶剤としては、塗布が可能な溶剤であれば特に制限はない。例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールメチルエーテル（ＰＧＭＥ）、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、酢酸イソアミルなどを挙げることができる。これらは単独で用いても良いし、２種類以上を混合して用いることもできる。さらに、塗布時のストリエーションと呼ばれるスジやムラを防止するために、これらの溶剤に界面活性剤を含ませることができる。
【００５６】
［有機高誘電体］：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜としては、比誘電率の高い金属酸化物、例えばＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＢａＴｉＯ3、ＴａＯ、ＺｒＯ2、ＺｎＯ、ＨｆＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ｙ2Ｏ3などの微粒子、ゾルゲルの代わりに有機高誘電体材料を用いても良い。有機の高誘電体材料としては、シアノエチル基のような大きな双極子モーメント持つポリマーが挙げられる。
【００５７】
［プロセス］：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜が感光性の場合には、膜を透明化するフォトブリーチ工程や、硬化させるための熱処理工程を含んでも良い。フォトブリーチ工程としては、i線（波長３６５ｎｍ）等の紫外光を用いて、数十ｍＪ／ｃｍ2から数Ｊ／ｃｍ2の適当な露光量で膜を退色して透明にする工程が採用できる。熱硬化の工程は、１００℃から数１００℃の温度で、望ましくは酸化を防止するべく、酸素濃度が数％以下に抑えられた窒素雰囲気下で数十分から数時間の熱処理をする工程を採用できる。
【００５８】
［膜厚］：本発明で用いる誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜は、膜厚が１００ｎｍ以上、１０００ｎｍ以下であるものが望ましい。塗布型透明絶縁膜の膜厚は、先の式（１）でも説明したように、それにより形成される補助容量との間に反比例の関係がある。したがって、容量を大きくするためには、膜厚を小さくする必要がある。しかし、耐圧やリーク電流の観点からは膜厚が大きい方が望ましい。
【００５９】
［透過率］：本発明で用いる誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜は透過率が高いものが望ましい。具体的には、用いる膜厚での波長４００ｎｍ以上８００ｎｍ以下の透過率が少なくとも８５％以上あることが望ましい。透過率は、より望ましくは９０％以上のものであり、さらには９５％以上であることが望ましい。なお、透過率の観点からは、膜厚は必要以上に厚くない方が良く、先に述べた耐圧やリーク電流が大きくならない範囲で薄いほうが良い。
【００６０】
［屈折率］：本発明で用いる誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜は、屈折率が高いものが望ましい。この塗布型透明絶縁膜の上層及び下層には透明電極が配置される。この透明電極として代表的なＩＴＯの屈折率は２．１であることから、屈折率が２．１に近いほうが塗布型透明絶縁膜とＩＴＯとの界面での反射が小さくなるので望ましい。通常、用いられている有機高分子からなる層間絶縁膜材料の屈折率は１．５〜１．６程度である。これに対して、高誘電体材料は、一般に屈折率が高い傾向がある（表１参照）。したがって、高誘電体を用いることは、屈折率の点から見ても高くなり、ＩＴＯとの屈折率差を低減できて、界面反射が減って光の透過効率が上がるので望ましい。
【００６１】
［平坦性］：本発明で用いる比誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜は、塗布で成膜できること、及び誘電率が大きいために比較的厚膜で用いても必要とする誘電率を得られること、という二つの利点がある。さらに、このような比較的厚膜に塗布できる材料を段差のある基板上に塗布した場合は、薄く塗布した場合に比べて、塗布後の平坦性が向上するという利点もある。
【００６２】
具体的には、先に述べた反射電極を用いる際に、該反射電極による段差を吸収することができる。さらには、反射電極が凹凸を有する場合も、その凹凸を平坦化できる。そのため、段差による配向膜のラビング不足によるドメインの発生を低減でき、コントラストの低下を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００６３】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。すなわち、本発明の液晶表示装置によれば、電極面積を増やすことなく、補助容量を増やすことができる。したがって、開口率の向上につながる。また電極間距離を小さくすることなく容量を増やすことが出来ることから、耐圧を上げてリーク電流を減らすことができる。さらに、塗布型であるために、段差等を平坦化するができる。また、誘電率が高い材料は、一般に屈折率が高い傾向があり、屈折率が高く透明電極であるＩＴＯとの界面での反射を減らすことができる。そのため、光を取り出す効率が高くなる。これにより、高開口率化で高精細、かつ低消費電力の液晶表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例の図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明の実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【実施例１】
【００６５】
実施例１は、本発明の液晶表示装置に用いる構成材料とその特性および処理内容についての具体例である。先ず、
［材料］：市販の耐熱透明感光型保護膜（ＪＳＲ製オプトマーＰＣ４５２）にテイカ製ＴｉＯ2微粒子スラリーを添加した。ＪＳＲ製オプトマーＰＣ４５２は、製品安全データシート（ＭＳＤＳ）によると、ベースポリマーとしてはアクリル樹脂であり、感光剤としてナフトキノンジアジドスルホン酸エステル、溶剤はジエチレングリコールメチルエチルエーテルを含み、固形分濃度は３２％であった。テイカ製ＴｉＯ2スラリーは、光触媒活性の小さいルチル型のＴｉＯ2微粒子（粒径２０ｎｍ）を溶剤であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）に分散したものである。ＴｉＯ2の周りは安定なＳｉＯ2で覆われていて、さらにその周りが分散のための表面処理剤で覆われている。このスラリーは固形分濃度２８．５％であり、乳濁した溶液であった。
【００６６】
上記材料２種類を固形分濃度で、オプトマー／ＴｉＯ2微粒子＝９０／１０、８０／２０、７０／３０、６０／４０、５０／５０となるように混合し、さらに必要に応じて溶剤ＰＧＭＥＡで希釈を行った。得られた溶液は、感光剤の赤色をした乳濁した溶液であった。これら混合した溶液は分散が保たれており、微粒子の沈降は見られなかった。
【００６７】
［感光特性］：上記オプトマー／ＴｉＯ2微粒子の混合材料をシリコン基板上（あるいはガラス基板上）に回転塗布して、ホットプレート上で９０℃、３分間プリベークし、１．０μｍ〜１．５μｍの塗膜とした。これらの混合材料の溶液は溶液の状態では乳濁していたが、塗布をすると塗膜は黄色透明になった。
【００６８】
その後、Ｘｅ−Ｈｇランプの光を短波長カットフィルターＵＶ２９とＳｃｏｔｔ製の３６５ｎｍ用フィルターを介して照度７．５ｍＷ／ｃｍ2のi線として照射を行った。露光後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液（２．３８％）中で３０〜９０秒現像を行った。残膜厚が０となる最小露光量を感度Ｄ0（ｍＪ／ｃｍ2）とした。
【００６９】
[フォトブリーチ]：上記オプトマー／ＴｉＯ2微粒子の混合材料の塗膜をフォトブリーチと呼ばれる透明化、熱硬化処理した。プリベーク（９０℃３分）処理した塗布膜を、前項で示したi線に相当する露光により３００ｍＪ／ｃｍ2照射した後、ガスオーブンにより窒素下（酸素濃度０．５％以下）で、２３０℃、１時間ベークして、フォトブリーチを行った。この処理により、塗膜は無色透明になった
【００７０】
[光学特性]：ガラス基板上に形成した上記フォトブリーチ後の塗膜を用いて、紫外可視分光光度計により透過率を波長４５０ｎｍで測定した（膜厚５００ｎｍに換算した値）。これを偏光解析した。偏光解析は、２枚の偏光板の間にフォトブリーチ後の塗膜の付いたガラス基板を挟み、それに照射波長４５７ｎｍの光を照射し、そこを通り抜けてくる光の出力をホトダイオード検出して行った。この際、後段の偏光板の回転角度依存性を試料の有無で比較して、消偏性の有無を確認した。また、屈折率は、上記と膜をシリコン基板上に塗布、フォトブリーチした塗膜をエリプソメータで測定した。
【００７１】
[電気特性]：Ｎ型シリコン基板上に形成したフォトブリーチ後の塗膜上にマスク蒸着で直径約３ｍｍのＡｌ電極を形成し、それを用いて電気特性を測定した。電気容量の測定にはＣＶメータ（測定周波数１０ＫＨｚ）を用い、その測定値から比誘電率を測定した。また、リーク電流の測定にはｐＡメータ／ＤＣボルテージソースを用いた。電界０．５０ＭＶ／ｃｍにおけるリーク電流を示した。
【００７２】
上記の方法により測定したオプトマー／ＴｉＯ2微粒子の混合材料の特性を表２にまとめた。表２に示されたようにオプトマー／ＴｉＯ2微粒子＝９０／１０、８０／２０、７０／３０、６０／４０、５０／５０となるように混合した材料は、アルカリ現像可能で、現像時間もあまり長時間にならず、比較的良好な感光特性を示した。さらに、フォトブリーチ後の波長４５０ｎｍでの透過率（膜厚５００ｎｍ）が高かった。また、偏光を解消してしまう消偏性は見られなかった。さらに若干ではあるが、屈折率が微粒子を添加しない場合に比べて増加した。比誘電率もＴｉＯ2微粒子１０ｗｔ％の添加で４．０に達し、５０ｗｔ％の添加では６．７を示した。また、リーク電流に関しても１桁程度の増加あるものの、十分に小さいことがわかった。なお、表２中には、比較例１として、ＴｉＯ2微粒子を添加しなった場合であるオプトマーそのものの特性も示してある。
【表２】
2008026430.tif 000004
【実施例２】
【００７３】
図１は、本発明の実施例２の液晶表示パネルの１サブピクセルの構成を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面構造を示す断面図である。実施例２の液晶表示パネルは、面状の対向電極を使用するＩＰＳ方式の液晶表示パネルである。図２に示すように、液晶層ＬＣを介して互いに対向配置される透明基板（１００Ｂ）と透明基板（１００Ａ）とを有する。実施例２では、透明基板（１００Ｂ）の表面側が観察側となっている。
【００７４】
透明基板（１００Ｂ）はガラス基板１０Ｂを有し、ガラス基板１０Ｂの液晶層ＬＣ側には、ガラス基板１０Ｂから液晶層ＬＣに向かって順に、遮光膜（ＢＭ）およびカラーフィルタ層（ＣＦ）、オーバーコート層１３Ｂ、配向膜１５Ｂが形成される。さらに、透明基板（１００Ｂ）の外側には偏光板１１Ｂが形成される。
【００７５】
また、透明基板（１００Ａ）はガラス基板１０Ａを有し、ガラス基板１０Ａの液晶層ＬＣ側にはガラス基板１０Ａから液晶層ＬＣに向かって順に、絶縁膜１２、層間絶縁膜１３Ａ、対向電極として機能する透明電極（ＩＴＯ２）、実施例1に示した誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜２０、画素電極（ＩＴＯ１）、配向膜１５Ａが形成される。さらに、透明基板（１００Ａ）の外側には偏光板１１Ａが形成される。また，絶縁膜１２は、下地膜１２Ａ、ゲート絶縁膜１２Ｂ、層間絶縁膜１２Ｃ、層間絶縁膜１２Ｄで構成される。
【００７６】
図１に戻って、参照符号Ｄは映像線（ドレイン線、ソース線ともいう）、Ｇは走査線（ゲート線ともいう）、ＳＨ１〜ＳＨ４はスルーホール（コンタクトホールともいう）、１は反射電極、２はゲート電極、３は半導体層、４はソース電極（映像線Ｄをソース線と呼ぶ場合はドレイン電極ともいう）である。ここで、反射電極１は、例えば、下層のモリブデン（Ｍｏ）（１ａ）と上層のアルミニウム（Ａｌ）（１ｂ）の２層構造とされる。
【００７７】
図３は、図１の等価回路を示す図である。図１の容量素子（ＣLC）は液晶容量、容量素子（Ｃｓｔ）は誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜２０を挟んで形成される画素電極（ＩＴＯ１）と、対向電極として機能する透明電極（ＩＴＯ２）とで形成される保持容量（蓄積容量ともいう）である。
【００７８】
実際の液晶表示パネルでは、図１に示す等価回路が、例えば、携帯電話機に使用されるカラー表示の液晶表示パネルであれば、サブピクセル数が２４０×３２０×３のマトリクス状に配置されることになる。なお、実施例２の液晶表示装置を駆動する駆動方法はＩＰＳ方式の液晶表示装置と同じであるので、駆動方法の説明は省略する。
【００７９】
実施例２の液晶表示パネルは半透過型の液晶表示パネルであり、反射電極１が形成される領域が反射型の液晶表示パネルを構成し、それ以外の部分が透過型の液晶表示パネルを構成する。
【００８０】
以下，図１に示す薄膜トランジスタの部分の構成について説明する。
【００８１】
図４は、図１のＢ−Ｂ’線に沿って切断した透明基板（１００Ａ）側の構造を示す断面図である。なお、図４では偏向板１１Ａの図示は省略している。
【００８２】
図４に示すように、ガラス基板１０Ａ上に形成された、例えば、ＳｉＮとＳｉＯ2の積層膜等からなる下地膜１２Ａ上に半導体層３が形成される。なお、半導体層３はアモルファスシリコン膜、或いはポリシリコン膜で構成される。
【００８３】
この半導体層３上には、例えばＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１２Ｂが形成され、このゲート絶縁膜１２Ｂ上にゲート電極２が形成される。ゲート電極２上には、例えばＳｉＯ2，ＳｉＮ等からなる層間絶縁膜１２Ｃが形成され、この層間絶縁膜１２Ｃ上に映像線（Ｄ）とソース電極４が形成される。そして、半導体層３はスルーホール（ＳＨ１）を介して映像線（Ｄ）に接続され、さらにスルーホール（ＳＨ２）を介してソース電極４に接続される。
【００８４】
また、映像線（Ｄ）およびソース電極４上にはＳｉＯ2、ＳｉＮ等からなる層間絶縁膜１２Ｄが形成される。この層間絶縁膜１２Ｄ上には、例えばアクリル樹脂などからなる層間絶縁膜１３Ａが形成される。ここで、ソース電極４上で、層間絶縁膜１２Ｄおよび層間絶縁膜１３Ａにはスルーホール（ＳＨ３）が形成される。
【００８５】
実施例２では、このスルーホール（ＳＨ３）内にも実施例1に示した誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜２０が形成される。ここで、スルーホール（ＳＨ３）内に形成された実施例１に示した誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜２０にはスルーホール（ＳＨ４）が形成される。このスルーホール（ＳＨ４）内に形成された透明導電膜（例えば、ＩＴＯ；Indium-Tin-Oxide）により、画素電極（ＩＴＯ１）がソース電極４に電気的に接続される。
【００８６】
このようにして、画素電極（ＩＴＯ１）は画素に形成されたアクティブ素子と電気的に接続される。そして、画素電極（ＩＴＯ１）には、走査線（Ｇ）で駆動されるアクティブ素子を介して映像線（Ｄ）から映像信号が書き込まれる。
【００８７】
実施例1に示したような誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜２０を用いた場合は、その誘電率が高いことから、電極面積が小さくても必要な補助容量をとることが可能である。また、ある程度厚い膜厚でも、必要な容量をとることが可能であり、その結果、プロセス裕度が大きくなる。さらに、ある程度厚い膜が使えることから、反射電極１の部分の段差があっても、それを平坦化して膜が形成できる。そのため、図４に矢印Ａで示した部分の画素電極（ＩＴＯ１）と対向電極として機能する透明電極（ＩＴＯ２）が短絡することを防ぐことができる。さらには、結果として、形成した誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜２０の表面を平坦化することができる。これによって、ラビング不足によるドメインの発生を防止でき、コントラストを向上させることが可能となる。
【００８８】
逆に、誘電率が４より小さい場合は、電極面積を大きくするか、膜厚を薄くする必要がある。電極面積を大きくした場合には高精細化ができないとか、開口率が下がるといった問題が生じ、膜厚を薄くした場合は耐圧の問題や反射電極１の段差を解消できない可能性を生じる。
【００８９】
以下、図４に示す塗布型絶縁膜２０の形成例を説明する。図５は、図４に示す塗布型透明絶縁膜（感光性）の形成方法の一例を示すための図である。また、図６は、図４に示す塗布型透明絶縁膜（非感光性）の形成方法の一例を示すための図である。
【００９０】
初めに、図５（ａ）に示すように、通常の方法により、ガラス基板１０Ａ上に下地膜１２Ａ、半導体層３、ゲート絶縁膜１２Ｂ、ゲート電極２、層間絶縁膜１２Ｃ、映像線（Ｄ）、ソース電極４、層間絶縁膜１２Ｄ、層間絶縁膜１３Ａを形成する。ソース電極４上で、層間絶縁膜１２Ｄおよび層間絶縁膜１３Ａにスルーホール（ＳＨ３）を形成する。そして、塗布型透明絶縁材料（感光性）２０ａを塗布し、プリベークをする（図１１（ｂ））。
【００９１】
次に、図５（ｃ）に示すように、塗布型透明絶縁材料（感光性）２０ａを所定のパターンを露光光２４により行い、潜像を形成する。このあと、必要に応じて露光後ベークと現像を行い、図５（ｄ）に示すようにスルーホール（ＳＨ４）を形成し、さらに必要に応じて、フォトブリーチと呼ばれる硬化処理を行って塗布型透明絶縁膜２０を形成する。上記のように、塗布型透明絶縁材料が感光性を有している場合は、簡単にスルーホール（ＳＨ４）が形成できる。
【００９２】
一方、塗布型絶縁材料が感光性でない場合は図６に示すように、工程数が増加する。初めに、図６（ａ）に示すように、通常の方法により、ガラス基板１０Ａ上に下地膜１２Ａと半導体層３、ゲート絶縁膜１２Ｂとゲート電極２、層間絶縁膜１２Ｃ、映像線（Ｄ）とソース電極４、層間絶縁膜１２Ｄ、層間絶縁膜１３Ａを形成する。ソース電極４上で、層間絶縁膜１２Ｄおよび層間絶縁膜１３Ａにスルーホール（ＳＨ３）を形成する。そして、塗布型透明絶縁材料（非感光性）２０ｂを塗布し、プリベークをする。必要に応じて、さらに高温で熱処理して硬化させる（図６（ｂ））。
【００９３】
次に、市販のフォトレジスト２５を上部に塗布、プリベークを行う（図６（ｃ））。そして、図６（ｄ）に示すように、フォトレジスト２５を所定のパターンの露光光２４により露光を行い、潜像を形成する。このあと必要に応じて露光後ベークを行い、その後、現像を行って、図６（ｅ）に示すようにスルーホール（ＳＨ５）を形成する。
【００９４】
次に、そのレジストパタンをマスクとしてドライエッチング等のエッチングを行い、スルーホールのパターンを下層の塗布型透明絶縁材料（非感光性）２０ｂに転写してスルーホール（ＳＨ４）を形成する（図６（ｆ））。その後、フォトレジストを除去することにより、スルーホール（ＳＨ４）を有する塗布型透明絶縁膜２０が形成できる（図６（ｇ））。
【００９５】
なお、実施例２において、画素電極（ＩＴＯ１）は、図１に示すような一部が開放した形状のスリットを有する櫛歯形状に代えて、図７に示すような閉じた形状のスリット３０を内部に有する矩形形状であってもよい。図１，図７の何れの場合も、画素電極は線状部分を有する構造となっている。
【００９６】
図８は，本実施例の液晶表示パネルの変形例の透明基板（１００Ａ）側の断面構造を示す断面図である。この図８は，図１に示すＢ−Ｂ’切断線に相当する部分の断面構造を示す断面図である。図８に示す構造では、反射電極１に入射される光を拡散・反射させるために反射電極１に凹凸を形成したものである。このような構造でも、反射電極１の凹凸を吸収し、塗布型絶縁膜２０の表面を平坦化することができる。
【００９７】
なお、図８に示す構造では、対向電極は図示を省略しているが、対向電極は、通常のＩＰＳ方式の液晶表示パネルの場合には透明基板（１００Ａ）側に設け、縦電界方式（例えばＴＮ方式やＶＡ方式など）の液晶表示パネルの場合には透明基板（１００Ｂ）側に形成される。また、ＩＰＳ方式の場合には反射電極１が対向電極を兼ねても良い。
【００９８】
このように、本実施例は、面状の対向電極を使用するＩＰＳ方式の液晶表示パネルに限定されるものではなく、通常のＩＰＳ方式の液晶表示パネル、あるいは縦電界方式の液晶表示パネルにも適用可能である。この場合に、透明電極（ＩＴＯ２）または反射電極１は画素電極（ＩＴＯ１）との間で保持容量（Ｃｓｔ）を形成するための電極として使用される。なお、縦電界方式の液晶表示パネルの場合は、画素電極（ＩＴＯ１）はスリットを有さない形状であっても良いし、マルチドメイン化するためにスリットを形成しても良い。
【００９９】
図９は、本発明の実施例の液晶表示パネルの変形例の１サブピクセルの構成を示す平面図である。また、図１０は、図９のＡ−Ａ’線に沿った構造を示す断面図である。図９、図１０に示す構造は、本発明を通常のＩＰＳ方式の液晶表示パネルに適用した場合の構造を図示したものである。
【０１００】
なお、図９、図１０において、ＩＴＯ３は対向電極を示す。なお、図１０において、透明電極（ＩＴＯ２）の下層側（ガラス基板１０Ａ側）は、層間絶縁膜１３Ａ以外の構造の図示は省略している。図１０においても，透明電極（ＩＴＯ２）は，対向電極の役割と，保持容量形成の役割を果たす。
【０１０１】
図１１は、実施例２の液晶表示パネルの変形例の構造を示す断面図である。この図１１は、図１に示すＡ−Ａ’切断線に相当する部分の断面構造を示す断面図である。図１１に示す構造は、本発明を縦電界方式の液晶表示パネルに適用した場合の構造を図示したものである。
【０１０２】
縦電界方式の液晶表示パネルでは、対向電極（コモン電極ともいう）（ＩＴＯ３）は透明基板（１００Ｂ）側に形成される。また、透明電極（ＩＴＯ２）は保持容量形成の役割を果たす。なお，図８で説明した構成と組み合わせて反射電極１を形成してもよい。
【０１０３】
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、半透過型ではなく、透過型あるいは反射型の液晶表示装置に適用しても良い。透過型の場合は反射電極１を省略可能である。反射型の場合は透明電極（ＩＴＯ２）の代わりに反射電極１を形成すればよい。
【０１０４】
透過型あるいは半透過型の場合には、液晶表示パネルの背面に図示しないバックライトを配置しても良い。また、反射型の場合には液晶表示パネルの前面（観察者側）に、図示しないフロントライトを配置しても良い。さらに、本発明は液晶表示装置に限定されるものではなく、アクティブ素子と保持容量とを有する他の表示装置に対しても適用可能である。
【実施例３】
【０１０５】
以下の各実施例では、容量形成用の透明と膜の材料の具体例を説明する。実施例３は、実施例１と同様に、市販の耐熱透明感光型保護膜（例えば、ＪＳＲ製のオプトマーＰＣ４５２）に、表３に示した高誘電率材料の微粒子あるいはゾルゲルを表３中の混合比で添加し、誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜を形成した。ここでは、オプトマー（ｘ）／微粒子またはゾルゲル（ｙ）の混合比（ｘ／ｙ）を固形分濃度で示した。これらの表３中のサンプルNo.2-1からNo.2-12を実施例１と同様にして特性評価を行った。その結果を表４に示した。
【０１０６】
表４に示したように、何も添加しない場合に比べて感度が低下する場合が見られた。特に、ゾルゲルを用いた場合に感度低下が見られた。いずれの場合も、透明な塗膜が得られ、比誘電率も４．０以上のものが得られた。これらの材料を用いて、実施例２のような画像表示装置を作成することができた。
【表３】
2008026430.tif 000005
【表４】
2008026430.tif 000006
【実施例４】
【０１０７】
メタクリル酸２０重量部、メタクリル酸グリシジル４０重量部、スチレン１０重量部、トリシクロデカニルメタクリレート２０重量部、１，３−ブタジエン１０重量部を共重合して得られた樹脂１００重量部に対して、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１，２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステル２０重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２４０重量部を混合して溶液とした。これを孔径０．２ミクロンのテフロンフィルター（テフロンは登録商標）でろ過し、固形分３３％のレジスト溶液（I）とした。これを実施例１及び実施例３で用いた微粒子のゾルゲルと混合した（表５）。
【０１０８】
ここでは、自家調合した材料（I）（ｘ）／微粒子またはゾルゲル（ｙ）の混合比（ｘ／ｙ）を固形分濃度で示した。これを用いて実施例１と同様にして誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜を形成した。これらの表５中のサンプルＮｏ．３−１からＮｏ．３−６を実施例１と同様にして特性評価を行った。なお、Ｎｏ．３−６に関しては、テイカのＴｉＯ2微粒子２０重量部と高純度化学ＢａＴｉＯ3のゾルゲル５重量部の両方を感光性材料（固形分）７７重量部に対して加えた。その結果を表６に示した。いずれの場合も透明な塗膜が得られ、比誘電率も４．０以上のものが得られた。これらの塗布型透明絶縁膜を用いて実施例２と同様に画像表示装置を作成することができた。
【表５】
2008026430.tif 000007
【表６】
2008026430.tif 000008
【実施例５】
【０１０９】
実施例５はアクリルネガ系塗膜材料であり、メチルメタクリレート−アクリル酸−ヒドロキシエチルアクリレート共重合体（モル比７０：２０：１０、数平均分子量１３，０００、分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ＝１．６５）１００重量部、ペンタエリトリトールトリアクリート４０重量部、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン１０重量部、２，２，６，６―テトラメチル−１−ピペリジニルオキシ１重量部を、溶剤としてのプロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）３００重量部に溶解する。
【０１１０】
これを孔径０．２ミクロンのテフロンフィルターでろ過し、固形分３３％のレジスト溶液（II）とした。このレジスト溶液を実施例４のレジスト溶液に代えて用い、実施例４で用いた微粒子のゾルゲルと混合した（表７）。ここでは、自家調合した材料（II）（ｘ）／微粒子またはゾルゲル（ｙ）の混合比（ｘ／ｙ）を固形分濃度で示した。
【０１１１】
これを用いて、実施例１と同様にして誘電率が４．０以上の塗布型透明絶縁膜を形成した。なお、本材料は露光部が不要化するネガ型材料であり、現像には界面活性剤としてポリオキシエチレン０．０５％を含む１．２％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用いた。
【０１１２】
これらの表７中のサンプルNo.４−１からＮｏ．４−５を実施例１と同様にして特性評価を行った。その結果を表８に示した。なお、ここでの感度は，残膜厚が５０％となるＤ50を示した。いずれの場合も透明な塗膜が得られて、比誘電率も４．０以上のものが得られた。これらの塗布型透明絶縁膜を用いて実施例２と同様に画像表示装置を作成することができた。
【表７】
2008026430.tif 000009
【表８】
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【実施例６】
【０１１３】
メタクリル酸１０重量部、メタクリル酸グリシジル４０重量部、スチレン１０重量部、トリシクロデカニルメタクリレート３０重量部、１，３−ブタジエン１０重量部を共重合して得られた樹脂１００重量部に対して、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート２４０重量部を混合して溶液とした。これを孔径０．２ミクロンのテフロンフィルターでろ過し、固形分３３％のポリマー溶液とした。これに実施例１で用いたテイカのＴｉＯ2微粒子を固形分濃度で５０／５０となるように混合し、塗布型透明絶縁材料溶液を調製した。
【０１１４】
本実施例の塗膜材料は、それ自体は感光性がない材料ではあるので、窒素下で２３０℃１時間硬化後、実施例２中の図１０に示したパターン形成方法を用いて、パターン形成を行った。塗布型透明絶縁膜の誘電率は６．８であり、透過率も波長４５０ｎｍでの値が９７％（膜厚５００ｎｍ時）と高かった。この塗布型透明絶縁膜を用いて実施例２と同様に画像表示装置を作成することができた。
【実施例７】
【０１１５】
実施例７は有機高誘電体系の塗膜材料であり、実施例4に示した樹脂１００重量部に対して、２，３，４−トリヒドロキシベンゾフェノン−１、２−ナフトキノンジアジド−５−スルホン酸エステルを２０重量部、信越化学工業（株）製シアノレジンＣＲ−Ｓを３０重量部をシクロヘキサノンを３６０重量部を溶解して、これを孔径０．２ミクロンのテフロンフィルターでろ過してレジスト溶液をとした。これを実施例１と同様に評価した。その結果を表９に示す。感光性材料としての感度は著しく劣化したが，透明な塗膜が得られて，比誘電率も４．０以上のものが得られた。
【表９】
2008026430.tif 000011
【実施例８】
【０１１６】
実施例８の塗膜材料はゾルゲルのみの非感光材料である。高純度化学製Ａｌ2Ｏ3ゾルゲルを塗布して８００ｎｍの塗膜を形成する。その後、窒素雰囲気下で３００℃で１時間加熱を行った。この材料の誘電率は８．０であり、透過率も波長４５０ｎｍでの値が、９８％（膜厚５００ｎｍ時）と高かった。この塗布型透明絶縁膜は感光性を有さない材料であることから、実施例２中の図６に示したパターン形成方法を用いてパターン形成を行った。その結果、この塗布型透明絶縁膜を用いて実施例２と同様に画像表示装置を作成することができた。
【０１１７】
次に、高純度化学製Ａｌ2Ｏ3ゾルゲルにＡｌ2Ｏ3ゾルゲル固形分濃度に対して、光酸発生剤（Ｎ-トリフルオロメタンスルホニルオキシ）ナフトイルイミド５重量部、９−アントラセンメタノール１重量部を添加して、感光性の塗布型透明絶縁材料（III）を調製した。本材料は、露光によりゾルゲルが縮合するネガ型レジストである。
【０１１８】
上記材料（III）を回転塗布し、９０℃で２分ベークして７００ｎｍの塗膜を形成した。これをスルーホールのパターン部が遮光された実施例２のマスクとは逆のマスクを介して、ｉ線での露光を行った。その後、１００℃で２分間、露光後ベークをした後、酢酸イソアミルを用いて現像し、未露光部を除去して、パターンを形成した。その後、窒素下３００℃で１時間加熱して塗布型透明絶縁膜を形成した。本材料は感光性があることから、パターン形成が容易であった。得られた塗布型透明絶縁膜誘電率は８．０であり、透過率も波長450nmでの値が９８％（膜厚５００ｎｍ時）と高かった。この塗布型透明絶縁膜を用いて実施例２と同様に画像表示装置を作成することができた。
【比較例１】
【０１１９】
次に、本発明の効果を比較するための比較例について説明する。比較例１は実施例１と同様に市販の耐熱透明感光型保護膜（ＪＳＲ製のオプトマーＰＣ４５２）に自家合成した粒径５０ｎｍのチタン酸バリウムの微粒子を固形分濃度９５／５（ｗｔ％）の混合比で添加して塗膜を形成した。粒子径が５０ｎｍと大きいチタン酸バリウムでは凝集があるためか、塗膜が白濁した膜厚０．５μｍ、波長４５０ｎｍでの透過率が５０％と低くなってしまい、本発明の目的には適さないことがわかった。
【比較例２】
【０１２０】
図１２は、比較例２を説明する図４と同様の図１におけるＢ−Ｂ'に沿った断面図である。図１２において、対向電極として機能する透明電極（ＩＴＯ２）と反射電極１との上にＣＶＤ法により形成された絶縁膜を形成し、対向電極と画素電極（ＩＴＯ１）との間を絶縁するようにしたものである。対向電極として機能する透明電極（ＩＴＯ２）と反射電極１との上にＣＶＤ法により形成された絶縁膜２３を形成し、対向電極と画素電極（ＩＴＯ１）との間を絶縁するようにしてある。
【０１２１】
この場合には，図１２の矢印Ａに示すように、反射電極１による凹凸を平坦化できないためラビング不足が発生する。これによりドメインが発生するため、コントラストが低下することになる。
【０１２２】
これに対し、本発明の実施例では、例えば図４の矢印Ｂに示すように、反射電極１の段差を吸収することができ、塗布型絶縁膜２０の表面を平坦化することができる。これにより，ラビング不足によるドメインを防止でき、コントラストを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】本発明の実施例の液晶表示パネルの１サブピクセルの構成を示す平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】図１の等価回路図である。
【図４】図１に示すＢ−Ｂ’線に沿った透明基板側の断面図である。
【図５】図４に示す塗布型透明絶縁膜（感光性）の形成の一例を示すための図である。
【図６】図４に示す塗布型透明絶縁膜（非感光性）の形成の一例を示すための図である。
【図７】画素電極の変形例を示す図である。
【図８】本発明の実施例の液晶表示パネルの変形例の透明基板側の断面図である。
【図９】本発明の実施例の液晶表示パネルの変形例の１サブピクセルの構成を示す平面図である。
【図１０】図１０に示すＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図１１】本発明の実施例の液晶表示パネルの変形例の構成を示す断面図である。
【図１２】比較例２を説明する図４と同様の図１におけるＢ−Ｂ'に沿った断面図である。
【符号の説明】
【０１２４】
１・・・反射電極
１ａ・・・モリブデン（Ｍｏ）
１ｂ・・・アルミニウム（Ａｌ）
２・・・ゲート電極
３・・・半導体層
４・・・ソース電極
１０Ａ，１０Ｂ・・・ガラス基板
１１Ａ，１１Ｂ・・・偏光板
１２・・・絶縁膜
１２Ａ・・・下地膜
１２Ｂ・・・ゲート絶縁膜
１２Ｃ，１２Ｄ・・・層間絶縁膜
１３Ａ・・・層間絶縁膜
１３Ｂ・・・オーバーコート層
１５Ａ，１５Ｂ・・・配向膜
２０・・・塗布型透明絶縁膜
２０ａ・・・塗布型透明絶縁材料（感光性）
２０ｂ・・・塗布型透明絶縁材料（非感光性）
２３・・・絶縁膜
２４・・・露光光
２５・・・フォトレジスト
３０・・・スリット
１００Ａ，１００Ｂ・・・透明基板
ＬＣ・・・液晶層
ＢＭ・・・遮光膜
ＣＦ  カラーフィルタ層
ＩＴＯ１・・・画素電極
ＩＴＯ２・・・透明電極
ＩＴＯ３・・・対向電極
Ｄ・・・映像線（ドレイン線，ソース線）
Ｇ・・・走査線（ゲート線）
ＳＨ１〜ＳＨ５・・・スルーホール
ＣＬＣ・・・液晶容量
Ｃｓｔ・・・保持容量。
【図１】
2008026430.tif 000012
【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】
2008026430.tif 000018
【図８】
2008026430.tif 000019
【図９】
2008026430.tif 000020
【図１０】
2008026430.tif 000021
【図１１】
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【図１２】
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