(57)【要約】【課題】画素領域間に設けた配向膜下地の凸部による液晶の配向状態の乱れを防止し、配向状態が良好でコントラストの高い液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】画素電極駆動回路２が形成された第１基板１上を平坦化絶縁膜２０で覆い、平坦化絶縁膜２０上における画素領域１ａの周囲に遮光膜（段差形成用パターン）２２をパターン形成する。遮光膜２２の形成位置に追従した凸部２４ａを表面に有する絶縁膜２４を、遮光膜２２を覆う状態で平坦化絶縁膜２０上に形成する。弾性を有する研磨布を用いることで絶縁膜２４をその表面形状に沿って研磨することにより、絶縁膜２４の段差側壁の傾斜を緩やかにする。絶縁膜２４の上部における画素領域１ａに、画素電極をパターン形成する。画素電極を覆う状態で絶縁膜２４上に配向膜を形成する。【選択図】　　　　図１
2004133239.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
配向膜で覆われた第１基板と第２基板との間に液晶層を狭持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
画素電極駆動回路が形成された第１基板上を平坦化絶縁膜で覆い、当該平坦化絶縁膜上における画素領域の周囲に段差形成用パターンを形成する第１工程と、
前記段差形成用パターンの形成位置に追従した凸部を表面に有する絶縁膜を、当該段差形成用パターンを覆う状態で前記平坦化絶縁膜上に形成する第２工程と、
弾性を有する研磨布を用いることで前記絶縁膜をその表面形状に沿って研磨することにより、当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする第３工程と、
前記絶縁膜の上部における前記画素領域に、画素電極をパターン形成する第４工程と、
前記画素電極を覆う状態で前記絶縁膜上に配向膜を形成する第５工程とを、前記第１工程〜第５工程の順に行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第２工程と第４工程との間に、
前記絶縁膜の上部に下地の段差側壁の傾斜を緩和する段差被覆膜を形成する工程と、
前記段差被覆膜を全面エッチバックすることにより、前記絶縁膜に当該段差被覆膜の表面形状を転写する工程とを行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
配向膜で覆われた第１基板と第２基板との間に液晶層を狭持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
画素電極駆動回路が形成された第１基板上を覆う絶縁膜を形成し、その表面を平坦化する第１工程と、
前記平坦化された絶縁膜上における画素領域間にレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクに用いて前記絶縁膜をハーフエッチングすることで当該絶縁膜に凸部を形成する第２工程と、
弾性を有する研磨布を用いることで前記絶縁膜をその表面形状に沿って研磨することにより、当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする第３工程と、
前記絶縁膜の上部における前記画素領域に、画素電極をパターン形成する第４工程と、
前記画素電極を覆う状態で前記絶縁膜上に配向膜を形成する第５工程とを、前記第１工程〜第５工程の順に行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第２工程と第４工程との間に、
前記絶縁膜の上部に下地の段差側壁の傾斜を緩和する段差被覆膜を形成する工程と、
前記段差被覆膜を全面エッチバックすることにより、前記絶縁膜に当該段差被覆膜の表面形状を転写する工程とを行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
配向膜で覆われた第１基板と第２基板との間に液晶層を狭持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
画素電極駆動回路が形成された第１基板上を覆う絶縁膜を形成し、その表面を平坦化する第１工程と、
前記平坦化された絶縁膜上における画素領域間にレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをリフロー処理する第２工程と、
前記リフロー処理されたレジストパターン上から前記絶縁膜をハーフエッチングすることにより、前記絶縁膜の表面に当該レジストパターンの表面形状を転写して凸部を形成する第３工程と、
前記絶縁膜の上部における前記画素領域に、画素電極をパターン形成する第４工程と、
前記画素電極を覆う状態で前記絶縁膜上に配向膜を形成する第５工程とを、前記第１工程〜第５工程の順に行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記第３工程と第４工程との間に、
前記絶縁膜の上部に下地の段差側壁の傾斜を緩和する段差被覆膜を形成する工程と、
前記段差被覆膜を全面エッチバックすることにより、前記絶縁膜に当該段差被覆膜の表面形状を転写する工程とを行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
配向膜で覆われた第１基板と第２基板との間に液晶層を狭持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
画素電極駆動回路が形成された第１基板上を平坦化絶縁膜で覆い、当該平坦化絶縁膜上における画素領域の周囲に段差形成用パターンを形成する第１工程と、
前記段差形成用パターンの形成位置に追従した凸部を表面に有する絶縁膜を、当該段差形成用パターンを覆う状態で前記平坦化絶縁膜上に形成する第２工程と、
前記絶縁膜の上部に下地の段差側壁の傾斜を緩和する段差被覆膜を形成する第３工程と、
前記段差被覆膜を全面エッチバックすることにより、前記絶縁膜に当該段差被覆膜の表面形状を転写し、当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする第４工程と、
前記絶縁膜の上部における前記画素領域に、画素電極をパターン形成する第５工程と、
前記画素電極を覆う状態で前記絶縁膜上に配向膜を形成する第６工程とを、前記第１工程〜第６工程の順に行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項８】
配向膜で覆われた第１基板と第２基板との間に液晶層を狭持してなる液晶表示装置の製造方法であって、
画素電極駆動回路が形成された第１基板上を覆う絶縁膜を形成し、その表面を平坦化する第１工程と、
前記平坦化された絶縁膜上における画素領域間にレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクに用いて前記絶縁膜をハーフエッチングすることで当該絶縁膜に凸部を形成する第２工程と、
前記絶縁膜の上部に下地の段差側壁の傾斜を緩和する段差被覆膜を形成する第３工程と、
前記段差被覆膜を全面エッチバックすることにより、前記絶縁膜に当該段差被覆膜の表面形状を転写し、当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする第４工程と、
前記絶縁膜の上部における前記画素領域に、画素電極をパターン形成する第５工程と、
前記画素電極を覆う状態で前記絶縁膜上に配向膜を形成する第６工程とを、前記第１工程〜第６工程の順に行う
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項９】
配向膜で覆われた第１基板と第２基板との間に液晶層を狭持してなる液晶表示装置であって、
前記第１基板上を覆う絶縁膜と
前記絶縁膜の上部における画素領域上にパターン形成された画素電極と、
前記画素電極を覆う状態で前記絶縁膜上に設けられた配向膜とを備えると共に、
前記絶縁膜は、前記画素領域の間に凸部を備え、当該凸部における段差側壁の最大傾斜角度が１５°以下に成形された表面形状を有している
ことを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置に関し、特には画素の配列毎に駆動電圧極性を周期的に反転させる反転駆動方式の液晶表示装置に適する製造方法およびこれによって得られる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
基板上に複数の画素を配列形成してなる液晶表示装置においては、表示画像の高精細化の要求にともない、画素開口率の上昇と画素ピッチの縮小化が進んでいる。このため、各画素における液晶の配向状態が、隣接する画素の電界の影響を受け易くなってきている。これにより、例えばノーマリーホワイトモードで黒表示した後の白表示においては、ライン状に黒表示の残像が残るストライプドメインと言う不具合が生じてしまう。
【０００３】
また、液晶表示装置においては、表示画素におけるクロストークやフリッカの防止などを目的として、各画素に印加される電圧極性を規則的に反転させる駆動方式、（例えば１Ｈ反転駆動、１Ｓ反転駆動方式、さらにはドット反転駆動方式等）が採用されている。しかし、隣接する画素の電圧が逆極性に有る場合、画素電極間に横電界が発生し、この横電界により局所的に液晶の配向の乱れが生じ、この部分に光抜け（光漏れ）などが発生してコントラストが低下すると言った問題が生じる。特に、上述した画素ピッチの微細化により、隣接する画素間の横電界が増大した場合、この横電界の増大により液晶の劣化が加速され、上述したストライプドメインの発生頻度も高くなる。
【０００４】
このような横電界の発生による光抜け（光漏れ）の防止を目的として、特開２００２−４０４５５には、画素電極を駆動するための配線や素子が形成されたＴＦＴ基板上の絶縁膜の表面において、これらの配線や素子が配置された画素領域間に当たる部分に画素開口に沿った凸部を設け、この絶縁膜上に設けた画素電極の縁部をこの凸部上に配置する構成が開示されている。このような構成により、画素領域間においては、凸部の高さの分だけ画素電極の縁部を対向電極に近づけて両者間に生じる縦電界を強め、また、横電界を凸部の存在により凸部の誘電率に応じて弱めると共に、横電界が通過する電気光学物質（液晶）の体積を減ずることによっても、液晶に対する横電界の作用を低減し、これにより横電界による液晶の配向不良などの動作不良を防止している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような構成の液晶表示装置においては、画素領域間に凸部を設けたことにより、この部分における液晶の配向状態に乱れが生じ易くなり、この乱れは、画素領域における液晶の配向状態にも影響を及ぼし、コントラストの低下を招く要因になっている。
【０００６】
そこで本発明は、画素領域間に設けた配向膜下地の凸部による液晶の配向状態の乱れを防止し、配向状態が良好でコントラストが高く、かつ画質が良好で歩留まりの高い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。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するための本発明の液晶表示装置の製造方法は、次の工程を順次行うことを特徴としている。
【０００８】
第１の方法では、先ず、第１工程において、画素電極駆動回路が形成された第１基板上を平坦化絶縁膜で覆い、当該平坦化絶縁膜上における画素領域の周囲に段差形成用パターンを形成する。次の第２工程において、段差形成用パターンの形成位置に追従した凸部を表面に有する絶縁膜を、当該段差形成用パターンを覆う状態で平坦化絶縁膜上に形成する。その後、第３工程において、弾性を有する研磨布を用いることで絶縁膜をその表面形状に沿って研磨することにより、当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする。そして、第４工程では、絶縁膜の上部における画素領域に画素電極をパターン形成し、第５工程では、この画素電極を覆う状態で絶縁膜上に配向膜を形成する。
【０００９】
このような第１の方法では、遮光膜に追従した凸部が形成される絶縁膜の表面を研磨することで、絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにしている。このため、この上部に形成される配向膜の下地形状を、画素領域間に凸部を有することで画素領域間の横電界を緩和する構成としつつ、同時にこの凸部の側壁を緩やかに成形することで下地の段差による液晶の配向の乱れを抑えることができる。特に、上記研磨においては、弾性を有する研磨布を用いることで絶縁膜をその表面形状に沿って研磨するため、凸部の高さを調整しつつ、その段差側壁の傾斜を緩やかにすることができる。
【００１０】
また、第２の方法では、先ず、第１工程で、画素電極駆動回路が形成された第１基板上を覆う絶縁膜を形成し、その表面を平坦化する。その後、第２工程で、平坦化された絶縁膜上における画素領域間にレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをマスクに用いて絶縁膜をハーフエッチングすることで当該絶縁膜に凸部を形成する。次いで、第３工程で、弾性を有する研磨布を用いることで絶縁膜をその表面形状に沿って研磨することにより、当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする。そして、第４工程および第５工程は第１の方法と同様に行う。
【００１１】
このような第２の方法では、配向膜の下地となる絶縁膜の表面を研磨することで、当該絶縁膜における画素領域間に形成した凸部の段差側壁の傾斜を緩やかにしているため、第１の方法と同様に、画素領域間の横電界を緩和しつつも、凸部の側壁が緩やかに成形されて液晶の配向の乱れが抑えられる。さらに本第２の方法においては、絶縁膜に凸部を形成する際、レジストパターンを用いたハーフエッチングを行うため、任意の高さの凸部を任意の位置に形成することができる。
【００１２】
そして、第３の方法では、先ず、第１工程で表面平坦に形成された絶縁膜上に、第２工程において画素領域間になる部分にレジストパターンを形成し、当該レジストパターンをリフロー処理する。その後、第３工程では、リフロー処理されたレジストパターン上から絶縁膜をハーフエッチングすることにより、絶縁膜の表面に当該レジストパターンの表面形状を転写して凸部を形成する。そして、第４工程および第５工程は第１の方法と同様に行う。
【００１３】
このような第３の方法では、リフロー処理されたレジストパターンの表面形状が、配向膜の下地となる絶縁膜の表面に転写された凸部が形成されるため、リフロー処理の調節により凸部の側壁傾斜角度を緩やかに調整することができる。このため、第１の方法と同様に、画素領域間の横電界を緩和しつつも、凸部の側壁が緩やかに成形されて液晶の配向の乱れが抑えられる。さらに本第３の方法においては、第２の方法と同様に、レジストパターンを用いたハーフエッチングを行うため、任意の高さの凸部を任意の位置に形成することができる。
【００１４】
また、第４の方法は、上述した第１の方法で説明したと同様に段差形成用パターンの形成位置に追従した凸部を表面に有する絶縁膜を形成した後、または上述した第２の方法で説明したと同様にレジストパターンをマスクに用いて絶縁膜をハーフエッチングすることで当該絶縁膜に凸部を形成した後に、この絶縁膜の上部に下地の段差側壁の傾斜を緩和する段差被覆膜を形成し、この段差被覆膜を全面エッチバックすることにより、絶縁膜に当該段差被覆膜の表面形状を転写して当該絶縁膜の段差側壁の傾斜を緩やかにする工程を行い、次いで画素電極と配向膜の形成を行う方法である。
【００１５】
このような第４の方法では、段差被覆膜の形成と全面エッチバックとを繰り返すことで、凸部の側壁傾斜角度を段階的に緩やかにすることができる。このため、第１の方法と同様に、画素領域間の横電界を緩和しつつも、凸部の側壁が緩やかに成形されて液晶の配向の乱れが抑えられる。さらに本第４の方法においては、段差被覆膜の形成と全面エッチバックとを繰り返すことで、側壁傾斜角度を精度良く調整することができる。
【００１６】
また、本発明は、以上のような製造方法によって得られる液晶表示装置でもある。すなわち、画素電極および配向膜の下地となる絶縁膜が、画素領域の間に凸部を備え、当該凸部における段差側壁の最大傾斜角度が１５°以下に成形された表面形状を有していることを特徴としている。
【００１７】
このような構成の液晶表示装置では、配向膜の下地となる絶縁膜が、画素領域間に凸部を備えた上面形状であるため、この凸部によって画素領域間の横電界が緩和され、この横電界による液晶の配向の乱れを防止できる。しかも、この凸部における段差側壁の最大傾斜角度が１５°以下の緩やかな角度に設定されているため、配向膜の下地形状が凸部を有することによる液晶の配向の乱れをも抑えることがでる。したがって、コントラストの良好な表示を行うことが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置の製造方法および液晶表示装置に関する実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。尚、各実施形態において共通の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。また、各実施形態の説明に用いる断面図においては、絶縁膜部分のハッチングを省略してある。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図１〜図３は、本発明の液晶表示装置の製造方法に関する第１実施形態を説明するための断面工程図である。以下、これらの断面工程図と共に、必要に応じて他の図面を参照しつつ第１実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００２０】
先ず、図１（１）に示すように、第１基板１上の画素領域１ａの周囲に画素電極駆動回路２を形成する。尚、ここで製造する液晶表示装置が第１基板１側から表示光を取り出す透過型である場合、第１基板１は、石英ガラスやサファイアなどの光透過性に優れた材料を用いて構成されることとする。一方、液晶表示装置が第１基板１とは反対側から表示光を取り出す反射型である場合、第１基板１は、石英ガラスやサファイアなどの他、シリコン基板などの光透過性が非常に小さい材料を用いて構成しても良い。
【００２１】
そして、画素電極駆動回路２の形成は、例えば次の様に行う。先ず、第１基板１上に、遮光膜を兼ねる走査線３をパターン形成し、これを覆う状態で第１絶縁膜４を形成する。そして、この第１絶縁膜４の上部にポリシリコンまたはアモルファスシリコンからなるシリコン膜５をパターン形成し、これをゲート絶縁膜６で覆う。次いで、第１絶縁膜４に、走査線３に達する接続孔４ａを形成した後、シリコン膜５に重ねた状態で、走査線３に接続されたゲート電極７ａ、およびキャパシタ上部電極７ｂをパターン形成する。これにより、シリコン膜５上にゲート絶縁膜６を介してゲート電極７ａを積層してなる薄膜トランジスタと、シリコン膜５とキャパシタ上部電極７ｂとの間に誘電膜としてゲート絶縁膜６を狭持してなるキャパシタを形成する。
【００２２】
以上の後、これらを覆う状態で第２絶縁膜８を形成する。そして、この第２絶縁膜８に、薄膜トランジスタ部分およびキャパシタ部分を構成するシリコン膜５に達する接続孔をそれぞれ形成し、薄膜トランジスタに接続された信号線９ａと、キャパシタに接続された取出電極９ｂを形成し、以上の各構成部品からなる画素電極駆動回路２を得る。
【００２３】
以上のようにして、第１基板１上に画素電極駆動回路２を形成した後、この画素電極駆動回路２を覆う状態で酸化シリコンからなる第３絶縁膜１０を形成し、この第３絶縁膜１０上に窒化シリコン膜１１を形成する。次に、熱処理を行うことで第３絶縁膜１０中の水素を拡散させてシリコン膜５に供給した後、少なくとも画素領域１ａ上の窒化シリコン膜１１を除去し、次いで、これを覆う状態で平坦絶縁膜２０を形成する。この平坦化絶縁膜２０は、例えばＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって成膜された酸化シリコン膜の表面をＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）により平坦化研磨することにより形成する。この際、研磨量は、次にこの平坦化絶縁膜２０に接続孔を形成することを考慮し、当該平坦化絶縁膜２０の膜厚が接続孔の形成の深さに適切な値となるように調整されることとする。
【００２４】
そして、この平坦化絶縁膜２０および第３絶縁膜１０に、取出電極９ｂに達する接続孔２０ａを形成する。次いで、この平坦化絶縁膜２０上に、導電性材料からなる遮光膜２２をパターン形成する。この遮光膜２２は、画素領域１ａの周囲を覆う形状にパターン形成される。また、この遮光膜２２の一部は、接続孔２０ａを介して取出電極９ｂに接続されたプラグ２２ａとして形成される。
【００２５】
ここで、平坦化絶縁膜２０上に形成される遮光膜２２は、以降の工程で形成する第４絶縁膜の、段差形状の基礎となる段差形成用パターンとして形成される。このため、この遮光膜２２の膜厚は、この段差形状を考慮して設定されることとし、例えば３５０ｎｍの膜厚の導電膜をパターンエッチングしてなることとする。このパターンエッチングに際しては、ドライエッチングの条件を調整することによってパターン側壁の傾斜角度を調整可能であり、ここでは傾斜角度が緩やかになる条件でのドライエッチングを行うことが好ましい。尚、この遮光膜２２がＴｉ膜からなる場合には、エッチングガスに塩素ガス（Ｃｌ２）が用いられる。そして、エッチング装置としてＲＩＥを用いた場合には、その際のコイル電流を１０Ａ以下、エッチングガス（Ｃｌ２）の流量を５０ｍｌ／ｍｉｎ以上に設定することで、側壁の傾斜角度が緩やかなパターニングを行うことが可能になる。
【００２６】
以上の後、図１（２）に示すように、遮光膜２２を覆う状態で、平坦化絶縁膜２０上に第４絶縁膜２４を形成する。この第４絶縁膜２４の表面には、下地の段差形状が転写されるため、遮光膜２２の形成部分に沿って画素領域１ａの周囲となる位置が凸部２４ａとなる形状に成形される。この凸部２４ａは、画素領域１ａの周囲を囲む凸状に形成される。
【００２７】
このような第４絶縁膜２４の形成は、下地の段差側壁の傾斜が緩和されるような成膜方法で形成されることが好ましい。このため、例えばＴＥＯＳ（ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙ　ｓｉｌａｎｅ）ガスを用いたプラズマＣＶＤ法によって形成することとする。また、ここで形成する第４絶縁膜２４の膜厚は、以降に行う研磨処理において、下地の遮光膜２２が露出することのない膜厚に設定されることとする。
【００２８】
次に、図１（３）に示すように、第４絶縁膜２４の表面を、その表面形状に沿って研磨する、いわゆるソフトＣＭＰを行い、これにより第４絶縁膜２４の表面における凸部２４ａの側壁の傾斜角度θをさらに緩やかに成形する。この、ソフトＣＭＰにおいては、弾性を有する研磨パッドを用いることで、研磨パッドの表面を凹凸形状の研磨面に沿って変形させながら研磨が進められる。このようなソフトＣＭＰにおいては、例えば、初期の研磨表面の段差高さが３５０ｎｍ程度である場合、圧縮率が６％程度以上、圧縮弾性率７０％以上、硬度５０％（ｓｈｏｒｅ−Ａ）程度以下の、例えば人工スエードタイプや不織布タイプの研磨パッドが用いられる。
【００２９】
そして、第４絶縁膜２４の段差側壁の傾斜、特に最大傾斜角度θｍａｘが、１５°以下、好ましくは１０°以下になるまで、第４絶縁膜２４の表面を研磨処理する。尚、最大傾斜角度θｍａｘの下限は、第４絶縁膜２４の凸部２４ａの上面が、凸部２４ａの下方の面と平行な平坦部を備え得る角度で、かつ完成された液晶表示装置において、この平坦部の縦電界が横電界と比較して十分に強くなる角度であれば良い。また、この第１基板１上に、以降に説明するオンチップスペーサ（ＯＣＳ）を形成する場合には、この凸部２４ａの上方に安定した状態でＯＣＳを形成できる程度に平坦面が得られる角度であれば良い。このため、最大傾斜角度θｍａｘの下限は、画素領域１ａ間の間隔にもよるが、例えば３°以上であることとする。
【００３０】
ここで、図４には、ソフトＣＭＰの研磨量と、段差側壁の各部（立ち上がり部Ａ、中間部Ｂ、上方型部Ｃ）における傾斜角度（Ｓｌｏｐｅ）および段差高さのグラフを示す。このグラフに示すように、ソフトＣＭＰにおいては、研磨の進行（研磨量の増加）にともなって、段差側壁の各部の傾斜角度の変化量が変化する。例えば、研磨初期段階においては立ち上がり部Ａの傾斜角度θの変化は小さいが、研磨量が多くなるほど、立ち上がり部Ａの傾斜角度θの変化量が大きくなる。このため、段差側壁において最大傾斜角度となる位置も、研磨の進行にともなって移動する場合がある。したがって、段差側壁の研磨を行う前の段差側壁の形状により、最も傾斜角度の大きい部分が所定の傾斜角度となるための研磨量が確保できるように、第４絶縁膜２４の膜厚を予め厚めに設定しておくことが好ましい。
【００３１】
以上のようなソフトＣＭＰの後、先の図１（３）に示したように、第４絶縁膜２４の段差側壁の傾斜、特に最大傾斜角度θｍａｘが、１５°を超えている場合、必要に応じて以下の図２を用いて説明する処理を行うことで、さらにこの最大傾斜角度θｍａｘを調整する。尚、図２は、説明のため簡略化した図面とした。
【００３２】
すなわち、先ず、図２（１）に示すように、ソフトＣＭＰが施された第４絶縁膜２４上に、この第４絶縁膜２４の凸部２４ａの側壁における傾斜角度θが緩和された状態で転写される段差被覆膜２６を形成する。
【００３３】
この段差被覆膜２６は、例えば、流動性の有機膜（例えばレジスト膜）や無機膜（例えばＳＯＧ膜）を回転塗布することによって得られる。特に、有機膜であれば、熱処理を行うことによってリフローさせることで、さらに下地（第４絶縁膜２４）の段差側壁の傾斜を緩和する効果が得られる。
【００３４】
また、この段差被覆膜２６は、ＳＡ（Ｓｅｍｉ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ）−ＣＶＤ法によって形成した酸化シリコン膜であっても良い。ＳＡ−ＣＶＤ法によれば、下地（第４絶縁膜２４）の段差側壁の傾斜を緩和した膜が得られる。
【００３５】
以上のような段差被覆膜２６を形成した後、図２（２）に示すように、必要に応じて、段差被覆膜２６を全面エッチバックによって除去し、段差被覆膜２６の表面形状を第４絶縁膜２４に転写する。尚、この工程は、段差被覆膜２６が有機膜やＳＯＧ膜などの吸湿性が高い材料からなる場合には、吸湿による電気特性の劣化を防止する趣旨から必須であることとする。
【００３６】
尚、以上の図２（１）および図２（２）を用いて説明した工程を繰り返し行うことで、第４絶縁膜２４の凸部２４ａの側壁における傾斜角度θを緩和する効果が高められる。したがって、これらの工程を行う場合には、第４絶縁膜２４の凸部２４ａの最大傾斜角度θｍａｘが１５°以下となるまで、必要に応じた所定回数だけ、これらの工程を繰り返し行うこととする。
【００３７】
以上のようにして、第４絶縁膜２４の凸部２４ａの側壁における最大傾斜角度θｍａｘを、上述した所定角度に調整した後、必要に応じて図３（１）に示すように、第４絶縁膜２４の表面を全面エッチバックし、遮光膜２２上における第４絶縁膜２４の膜厚ｔを調整する。以上のような工程を経て得られた第４絶縁膜２４は、凸部２４ａの段差側壁がその周囲において、ほぼ同様の傾斜角度に角度に調整され、また凸部２４ａの上部に平坦部を有する。
【００３８】
そして、膜厚ｔが調整された第４絶縁膜２４上に、上述したソフトＣＭＰの際に第４絶縁膜２４に発生しうる欠陥を保護するためのカバー膜２８として、酸化シリコン薄膜を形成する。このカバー膜（酸化シリコン薄膜）２８は、例えばＰ−ＴＥＯＳ−ＣＶＤ法により、２００ｎｍ程度またはこれよりも薄い膜厚で形成する。これにより、ＣＭＰによる欠陥（例えばスクラッチなどによる電気リークおよびショートなどの電気的特性の劣化、不良）を防止する。
【００３９】
次いで、カバー膜２８および第４絶縁膜２４に、プラグ２２ａとして形成した遮光膜２２に達する接続孔２８ａを形成する。
【００４０】
その後、図３（２）に示すように、カバー膜２８上に、接続孔２８ａを介してプラグ２２ａに接続する画素電極３２を形成する。これらの画素電極３２は、第１基板１上の各画素領域１ａをそれぞれ覆うと共に、その端部が第４絶縁膜２４の段差上部に達するようにパターン形成される。尚、ここで製造する液晶表示装置が第１基板１側から表示光を取り出す透過型である場合、画素電極３２は、ＩＴＯなどの光透過性に優れた導電性材料を用いて構成されることとする。一方、液晶表示装置が第１基板１とは反対側から表示光を取り出す反射型である場合、画素電極３２は、アルミニウムのような光反射性に優れた導電性材料を用いて構成されることとする。
【００４１】
以上の後、必要に応じてカバー膜２８上にオンチップスペーサ（ＯＣＳ）３３をパターン形成する。このＯＣＳ３３は、画素領域１ａの間、特にマトリクス状に配置された４つの画素領域１ａで囲まれた位置に形成されることとする。尚、これらの断面工程図は、水平方向（または垂直方向）に並列配置された２つの画素領域１ａ間の断面であるため、ＯＣＳ３３の配置部とは一致していない。
【００４２】
以上の後、図３（３）に示すように、画素電極３２およびＯＣＳ３３を覆う状態で有機膜を形成し、この有機膜の表面にラビング処理を施すことで配向膜３４を形成する。尚、配向膜３４は無機膜を配向処理することによって形成しても良い。
【００４３】
一方、ここでの図示は省略したが、対向電極を配向膜で覆ってなる第２基板を用意する。そして、この第２基板の配向膜形成面と、第１基板１の配向膜３４形成面とを対向させて配置し、これらの基板１，２間に液晶層を充填することで液晶表示装置を完成させる。
【００４４】
以上説明した第１実施形態の製造方法によれば、段差形成用パターンとなる遮光膜２２によって生じた平坦化絶縁膜２０上の段差に追従した状態で、画素領域１ａを囲む状態で凸部２４ａが形成された第４絶縁膜２４上に、画素電極３２を介して配向膜３４が形成される。このため、隣接して配置される画素領域１ａの画素電極３２に、逆電圧が印加された場合であっても、画素領域１ａ間に生じる横電界を小さく抑えることが可能であり、この横電界の影響による液晶の配向の乱れ（リバースチルトドメイン）を防止することができる。これにより、例えばストライプドメインの発生を防止することが可能になると共に、耐発生電圧を引き上げることが可能になる。
【００４５】
しかも、第４絶縁膜２４の表面は、ソフトＣＭＰによって研磨することで、凸部２４ａの高さを調整しつつ、当該第４絶縁膜２４の段差側壁の傾斜角度、特に最大傾斜傾斜θが、３°〜１５°好ましくは１０°以下の緩やかな角度になるように調整されている。このため、配向膜３２の表面段差による液晶の配向の乱れをも抑えることができる。
【００４６】
図５は、第４絶縁膜２４の凸部２４ａにおける最大傾斜角度θｍａｘと液晶配向確立との関係を示すグラフである。このグラフに示すように、最大傾斜角度θｍａｘがθ≦１５°に抑えられていれば、下地段差による液晶の配向確立が十分に確保されることがわかる。このため、この最大傾斜角度θｍａｘを１０°以下に設定することで、液晶の配向確立を、確実に１００％にすることができる。
【００４７】
以上の結果、各画素電極の駆動状態に関わらず、各画素領域１ａにおける液晶の配向を良好に保つことが可能になり、コントラストが高く、かつ画質が良好な表示を行うことが可能になる。そして、このような表示装置の歩留まりの向上を図ることができる。
【００４８】
さらに、上述した第１実施形態の製造方法では、遮光膜２２の形成によって生じる平坦化絶縁膜２０上の段差を利用して第４絶縁膜２４の凸部２４ａを形成する構成であるため、この凸部２４ａを形成するための特別なパターニング工程を必要とせず、セルフアラインで画素領域１ａの周囲に凸部２４ａを形成することが可能である。
【００４９】
尚、以上説明した第１実施形態においては、図１（２）を用いて説明したように、下地の遮光膜２２に追従した凸部２４ａを有する第４絶縁膜２４を形成した後、図１（３）を用いて説明したようにこの第４絶縁膜２４の表面を、その表面形状に沿って研磨することで、凸部２４ａの段差側壁を所定の角度にまで緩やかにする方法を説明した。しかし、本発明は、図１（２）で説明したように第４絶縁膜２４を形成する工程までを行った後、図２（１）を用いて説明した段差被覆膜２６の形成と、図２（２）を用いて説明した段差被覆膜２６の全面エッチバックとを、必要回数だけ繰り返し行うことで、凸部２４ａおよびこれを覆う段差被覆膜２６の段差側壁を所定の角度にまで緩やかにしても良い。
【００５０】
この場合、先に述べたように、第４絶縁膜２４の凸部２４ａの最大傾斜角度θｍａｘが１５°以下となるまで、必要に応じた所定回数だけ、これらの工程を繰り返し行うこととする。
【００５１】
このような方法であれば、段差被覆膜２６の成膜する際の膜厚や段差被覆膜２６を全面エッチバックする際のエッチング量、さらにはこれらの工程の繰り返し回数によって、制御性良好に第４絶縁膜２４の凸部２４ａの最大傾斜角度θｍａｘを所定角度に調整することが可能である。
【００５２】
＜第２実施形態＞
図６〜図７は、本発明の液晶表示装置の製造方法に関する第２実施形態を説明するための断面工程図である。以下、これらの断面工程図と共に、必要に応じて他の図面を参照しつつ第２実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００５３】
先ず、図６（１）に示すように、石英ガラスや他の材料からなる第１基板１上の画素領域１ａの周囲に画素電極駆動回路２を形成し、これを覆う状態で平坦化絶縁膜２０した後、平坦化絶縁膜２０上に、一部をプラグ２２ａとして用いた遮光膜２２をパターン形成する。以上の工程は、第１実施形態で図１（１）を用いて説明したと同様に行う。
【００５４】
次に、遮光膜２２を覆う状態で、平坦化絶縁膜２０上に、表面平坦な第４絶縁膜６１を形成する。この第４絶縁膜６１は、遮光膜２２を埋め込む程度の充分な膜厚で酸化シリコン膜を形成した後、この酸化シリコン膜表面をＣＭＰにより平坦化処理することによって形成する。
【００５５】
次いで、図６（２）に示すように、表面平坦な第４絶縁膜６１上にレジストパターン６３を形成する。このレジストパターン６３は、画素領域１ａの周囲の所定箇所にパターン形成されることとする。
【００５６】
例えば、ここで形成する液晶液晶表示装置が１Ｈ反転駆動方式を採用する場合には、図８に示すように、垂直（列）方向に隣接して配置される画素領域１ａ間に、遮光膜２２に沿ってレジストパターン６３をパターン形成する。尚、図８には、以降に形成する画素電極（３２）も合わせて示した。
【００５７】
また、ここでの図示は省略したが、この液晶表示装置が１Ｓ反転駆動方式を採用する場合には、水平（行）方向に隣接して配置される画素領域１ａ間にレジストパターンをパターン形成する。さらに、この液晶表示装置がドット反転駆動方式を採用する場合には、水平方向および垂直方向に隣接して配置される画素領域１ａ間にレジストパターンをパターン形成する。尚、１Ｈ反転駆動方式または１Ｓ反転駆動方式を採用する場合であっても、水平方向および垂直方向の両方に隣接して配置される画素領域１ａ間にレジストパターンをパターン形成しても良い。また、以降に説明するように、第１基板１の上方にＯＣＳ（３３）を形成する場合には、このＯＣＳ（３３）の形成部を避けるようにレジストパターン６３を設けても良い（図８参照）。
【００５８】
以上のようなレジストパターン６３を形成した後、先の図６（２）に示すように、このレジストパターン６３をマスクに用いて第４絶縁膜６１の表面をハーフエッチングし、第４絶縁膜６１の表面に凸部６１ａを形成する。この凸部６１ａは、レジストパターン６３の形成部に対応した画素領域１ａ間に形成されることになる。
【００５９】
このハーフエッチングにおいては、下地が露出することのない範囲で、凸部６１ａの高さが所定高さとなるように、第４絶縁膜６１の膜厚の中間でエッチングを停止させることとする。また、このハーフエッチングは、例えば等方性エッチングを行うことで、図示したように第４絶縁膜６１に生じる凸部６１ａの段差側壁の立ち上がり部の傾斜角度を緩やかにしても良く、また異方性エッチングを行うことで凸部６１ａの段差側壁の上部の傾斜角度を緩やかにしても良い。また、このハーフエッチングが終了した後には、レジストパターン６３を除去する工程を行う。
【００６０】
次に、図６（３）に示すように、第４絶縁膜６１の表面を、図１（３）を用いて説明したと同様のソフトＣＭＰによって研磨処理することにより、当該第４絶縁膜６１の表面における段差側壁の最大傾斜角度θｍａｘを、第１実施形態で説明したと同様のθ＝３°〜１５°、好ましくはθ＝３°〜１０°に調整する。また、このソフトＣＭＰによって、上述した最大傾斜角度θｍａｘを調整しきれない場合には、第１実施形態において図２を用いて説明した処理を行うことで、さらに最大傾斜角度θｍａｘを調整する。
【００６１】
以上のようにして、第４絶縁膜６１の段差側壁における最大傾斜角度θｍａｘを上述した所定角度に調整した後、第１実施形態において図３（１）〜図３（３）を用いて説明したと同様の工程を行う。これにより、図７に示すように、第４絶縁膜６１を覆うカバー膜２８、遮光膜２２の一部で構成したプラグ２２ａに達する接続孔２８ａ、ＯＣＳ（３３）、画素電極３２、配向膜３４を形成する（図８参照）。
【００６２】
一方、対向電極を配向膜で覆ってなる第２基板を用意し、この第２基板の配向膜形成面と、第１基板１の配向膜３４形成面とを対向させて配置し、これらの基板間に液晶層を充填することで液晶表示装置を完成させる。
【００６３】
以上説明した第２実施形態の製造方法によれば、配向膜３２の下地となる第４絶縁膜６１上において、液晶表示装置の駆動方式に対応させた画素領域１ａを囲む任意の位置（画素領域１ａ間）に、任意の所定高さで凸部６１ａが形成される。このため、凸部６１ａを介して隣接して配置される画素領域１ａの画素電極３２に、逆電圧が印加された場合であっても、画素領域１ａ間に生じる横電界を小さく抑えることが可能であり、この横電界の影響による液晶の配向の乱れを防止することができる。また、この凸部６１ａにおける段差側壁の傾斜角度、特に最大傾斜傾斜θが、３°〜１５°の緩やかな角度になるように調整されることから、第１実施形態と同様に配向膜３２の表面段差による液晶の配向の乱れをも抑えることができる。
【００６４】
以上の結果、液晶表示装置の反転駆動方式に対応して、各画素領域１ａにおける液晶の配向を良好に保つことが可能になり、コントラストが高く、かつ画質が良好な表示を行うことが可能になる。そして、このような表示装置の歩留まりの向上を図ることができる。
【００６５】
尚、以上説明した第２実施形態においては、図６（２）を用いて説明したように、第４絶縁膜６１の任意の位置に凸部６１ａを形成した後、図６（３）を用いて説明したようにこの第４絶縁膜６１の表面を、その表面形状に沿って研磨することで、凸部６１ａの段差側壁を所定の角度にまで緩やかにする方法を説明した。しかし、本発明は、図６（２）で説明したように第４絶縁膜６１に凸部６１ａを形成する工程までを行った後、先の図２（１）を用いて説明した段差被覆膜２６の形成と、図２（２）を用いて説明した段差被覆膜２６の全面エッチバックとを、必要回数だけ繰り返し行うことで、凸部６１ａおよびこれを覆う段差被覆膜２６の段差側壁を所定の角度にまで緩やかにしても良い。
【００６６】
この場合、先に述べたように、第４絶縁膜６１の凸部２４ａの最大傾斜角度θｍａｘが１５°以下となるまで、必要に応じた所定回数だけ、これらの工程を繰り返し行うこととする。
【００６７】
このような方法であれば、段差被覆膜２６の成膜する際の膜厚や段差被覆膜２６を全面エッチバックする際のエッチング量、さらにはこれらの工程の繰り返し回数によって、制御性良好に第４絶縁膜６１に形成した凸部６１ａの最大傾斜角度θｍａｘを所定角度に調整することが可能である。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図９は、本発明の液晶表示装置の製造方法に関する第３実施形態を説明するための断面工程図である。以下、これらの断面工程図と共に、必要に応じて他の図面を参照しつつ第３実施形態の液晶表示装置の製造方法を説明する。
【００６９】
先ず、図９（１）に示すように、画素電極駆動回路２が形成された第１基板１上を平坦化絶縁膜２０で覆い、さらにこの上部に遮光膜２２をパターン形成し、これを覆う状態で表面平坦な第４絶縁膜６１を形成する。以上の工程は、第２実施形態で図６（１）を用いて説明したと同様に行う。
【００７０】
次に、表面平坦な第４絶縁膜６１上にレジストパターン７１を形成する。このレジストパターン７１の形成箇所は、第２実施形態において図６（１）を用いて説明したレジストパターン（６３）の形成位置と同様であり、液晶表示装置の駆動方式に対応して設定されることとする。
【００７１】
次いで、図９（２）に示すように、例えば１５０℃〜２５０℃の熱処理を行い、レジストパターン７１をリフローさせる。これにより、レジストパターン７１の表面を曲面化させ、側壁テーパ形状とする。
【００７２】
その後、図９（３）に示すように、リフローさせたレジストパターン７１をマスクに用いて第４絶縁膜６１の表面をハーフエッチングし、第４絶縁膜６１の表面に凸部を形成する。この凸部は、レジストパターン７１の形成部に対応して形成されることになる。
【００７３】
このハーフエッチングは、異方性エッチングにより全面エッチバックを行うこととし、これによりレジストパターン７１の表面形状を第４絶縁膜６１に転写させ、第４絶縁膜６１に凸部６１ａを形成する。この凸部６１ａは、レジストパターン６３の形成部に対応した画素領域１ａ間に形成されることになる。
【００７４】
尚、このハーフエッチングにおいては、下地が露出することのない範囲で、凸部６１ａの高さが所定高さとなるように、第４絶縁膜６１の膜厚の中間でエッチングを停止させる。また、このハーフエッチング終了時においては、第４絶縁膜６１上にレジストパターン７１が残っていても良く、またレジストパターン７１が完全に除去されていても良い。ただし、ハーフエッチング終了時にレジストパターン７１が残っている場合には、ハーフエッチング終了後にレジストパターン７１を除去する工程を行う。
【００７５】
以上のようにして、リフロー処理したレジストパターン７１の表面形状を第４絶縁膜６１に転写させた後、当該第４絶縁膜６１の表面における段差側壁の最大傾斜角度θｍａｘが、θ＝３°〜１５°、好ましくはθ＝３°〜１０°を超えていた場合には、第１実施形態において図１（３）を用いて説明したと同様にソフトＣＭＰ処理を行うか、または第１実施形態において図２を用いて説明した処理を行うことで、さらにこの最大傾斜角度θｍａｘを調整する。
【００７６】
以下、ここでの図示は省略したが、第２実施形態と同様の工程を行うことで、図７に示すように、第４絶縁膜６１を覆うカバー膜２８、プラグ２２ａとして形成した遮光膜２２に達する接続孔２８ａ、ＯＣＳ（３３）、画素電極３２、配向膜３４を形成する。尚、ハーフエッチングによって、リフロー処理したレジストパターン７１の表面形状を第４絶縁膜６１に転写させた後、第４絶縁膜６１に対してソフトＣＭＰを行わない場合には、カバー膜２８を形成する工程を行う必要はない。
【００７７】
以上のように第１基板１上に配向膜３４を形成する一方、対向電極を配向膜で覆ってなる第２基板を用意し、この第２基板の配向膜形成面と、第１基板１の配向膜３４形成面とを対向させて配置し、これらの基板間に液晶層を充填することで液晶表示装置を完成させる。
【００７８】
以上説明した第３実施形態の製造方法であっても、配向膜３２の下地となる第４絶縁膜６１上において、液晶表示装置の駆動方式に対応させた画素領域１ａを囲む任意の位置（画素領域１ａ間）に、任意の所定高さで凸部６１ａが形成され、またこの凸部６１ａにおける段差側壁の傾斜角度、特に最大傾斜傾斜θが、３°〜１５°の緩やかな角度になるように調整されることから、液晶表示装置の反転駆動方式に対応して、各画素領域１ａにおける液晶の配向を良好に保つことが可能になり、コントラストが高く、かつ画質が良好な表示を行うことが可能になる。そして、このような表示装置の歩留まりの向上を図ることができる。
【００７９】
尚、以上説明した第１−第３実施形態においては、第４絶縁膜２４，６１の凸部２４ａ，６１ａの段差側壁の最大傾斜角度θｍａｘが３°〜１５°であることとした。しかし、配向膜３４を、有機膜のラビング処理によって形成する場合には、少なくともラビング処理のスリ下げ方向に位置する段差側壁の最大傾斜角度θｍａｘが３°〜１５°で有れば良い。したがって、スリ上げ方向に位置する段差側壁の最大傾斜角度は、１５°を超えた２０°以下程度であっても良い。
【００８０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、配向膜の下地となる絶縁膜の表面に、隣接する画素領域間における横電界の発生を抑えるための凸部を形成する際、この凸部の段差側壁の傾斜角度を緩やかにする処理を行うことで、上記横電界による液晶の配向不良などの動作不良を防止しながらも、凸部の形成による液晶の配向膜の乱れを防止することも可能になり、これによりコントラストが高く、かつ画質が良好で歩留まりの高い液晶表示装置を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図２】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図３】第１実施形態の製造方法を示す断面工程図（その３）である。
【図４】ソフトＣＭＰの研磨量と段差角度との関係を示すグラフである。
【図５】配向膜の下地の絶縁膜における段差角度と液晶の配向を示すグラフである。
【図６】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その１）である。
【図７】第２実施形態の製造方法を示す断面工程図（その２）である。
【図８】レジストパターンの形成位置を説明する平面図である。
【図９】第３実施形態の製造方法を示す断面工程図である。
【符号の説明】
１…第１基板、１ａ…画素領域、２…画素電極駆動回路、２０…平坦化絶縁膜、２２…遮光膜（段差形成用パターン）、２４，６１…第４絶縁膜、２４ａ，６１ａ…凸部、２６…段差被覆膜、３２…画素電極、３４…配向膜、６３，７１…レジストパターン
【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】
2004133239.tif 000009
【図８】
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【図９】
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