(57)【要約】【課題】液晶の配向性を確保しつつ縦電界を強めてコントラストの向上を図ることが可能である液晶表示装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】所定の段差を有するＴＦＴ基板と、対向基板と、液晶とを備える液晶表示装置において、段差が２以上の斜度の異なる傾斜面によって構成されると共に、段差の立ち上がり部における傾斜面の斜度がラビングの際にバフ材が入り込むことができる角度より小さい。【選択図】    図１
2004309630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の段差を有する透明画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板と所定の間隙を介して対面配置された対向基板と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の間隙内に保持された液晶とを備える液晶表示装置において、
前記段差は、２以上の斜度の異なる傾斜面によって構成されると共に、段差の立ち上がり部における傾斜面の斜度がラビングの際にバフ材が入り込むことができる角度よりも小さい
ことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記段差の立ち上がり部における傾斜面の斜度が１５°以下である
ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
所定の段差を有する透明画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板と所定の間隙を介して対面配置された対向基板と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の間隙内に保持された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、
マトリクス状に配置された薄膜トランジスタ素子の上層に層間絶縁膜を形成する工程と、
該層間絶縁膜にエッチングによって所定の段差を形成する工程と、
所定の段差が形成された層間絶縁膜にＣＭＰ加工を施す工程と、
前記層間絶縁膜の上層に透明画素電極を形成する工程とを備える
ことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項４】
更に、ＣＭＰ加工を施した前記第１の層間絶縁膜の上層に粘性の高い高粘性層間絶縁膜を形成する工程を備える
ことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記高粘性層間絶縁膜はＳｉＯ２を噴霧することにより形成する
ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置の製造方法。
【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及びその製造方法に関する。詳しくは段差を有する透明画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板と所定の間隙を介して対面配置された対向基板と、ＴＦＴ基板及び対向基板の間隙内に保持された液晶とを備える液晶表示装置及びその製造方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶画素に対応して複数の画素駆動素子を配置すると共に、垂直走査方向に配置された各画素駆動素子に接続される複数のデータラインと、水平走査方向に配置された各画素駆動素子に接続される複数のスキャンラインとを有し、スキャンラインに順次垂直同期信号を供給すると共に、データラインにビデオ信号を供給することにより、画素駆動素子を駆動して液晶画素を制御する液晶駆動回路が知られている。
【０００３】
液晶表示装置では、液晶に対して直流電圧の印加を行うと、液晶成分の分解、液晶セル中に発生した不純物による汚染や液晶画像の焼き付き等の液晶の劣化が生じるために、一般的には、各画素電極の駆動電圧の極性を例えば画像信号における１フレームや１フィールド等の一定周期で反転させる反転駆動が行われている。
【０００４】
ここで、画像表示領域を構成する全画素電極の駆動電圧の極性を単純に一定周期で反転させたのでは、特に画素数が多い場合に、一定周期のフリッカやクロストークが発生してしまうために、これらフリッカやクロストークの発生を抑制すべく、一定周期で駆動電圧の極性を画素電極の行毎に反転させる１Ｈ反転駆動方式や、一定周期で駆動電圧の極性を画素電極の列毎に反転させる１Ｓ反転駆動方式等のライン反転駆動方式が開発されている。更に、一定周期で駆動電圧の極性を、ドット毎、即ち行毎かつ列毎に反転させるドット反転方式も開発されている。
【０００５】
しかしながら、上記したライン反転駆動方式の場合には、極性が相異なる電圧が印加される列方向または行方向において、同一基板上の相隣接する画素電極間で電界（以下、横電界と言う）が生じてしまう。また、ドット反転駆動方式の場合には、極性が相異なる電圧が印加される行方向及び列方向に相隣接する画素電極間で横電界が生じてしまう。
【０００６】
この様に、相隣接する画素電極間で横電界が生じると、画素電極と対向電極との間で発生する電界（以下、縦電界という）で液晶の配向状態を制御する液晶表示装置では液晶の配向不良が生じてしまう。特に、近年の表示画像の高精細化によって相隣接する画素電極間の距離が短くなり、横電界に起因する配向不良による問題が著しい。
【０００７】
上記した様な配向不良が生じると、配向不良個所からの光抜けによってコントラスト比が低下してしまうために、従来は、図５（ａ）で表す断面図及び図５（ｂ）で表す図５（ａ）中符号Ａで示す個所の拡大断面図で示す様に、ＴＦＴ素子１０１の遮光層として機能すべく形成されたＡｌ／ＴｉＯＮ／Ｔｉ層１０２の上層に絶縁膜１０３を介して形成された画素電極１０４に符号Ｂで示す段差が形成されていた。
即ち、画素電極に段差が形成され、縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和してコントラストの向上を図っていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和すべく画素電極に一様な傾斜で段差を形成したのでは、ラビングを行って配向処理を施す際にバフ材が図５（ｂ）中符号Ｃで示す段差の立ち上がり部に入り込むことが困難になり、液晶の配向性を確保できないために予期していた様なコントラストの向上を図ることができておらず、液晶の配向性を確保しつつ、縦電界を強くし横電界の影響を緩和することによるコントラストの向上を図ることが求められていた。
【０００９】
本発明は上記の点に鑑みて創案されたものであって、液晶の配向性を確保しつつ縦電界を強めてコントラストの向上を図ることが可能である液晶表示装置及びその製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置は、所定の段差を有する透明画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板と所定の間隙を介して対面配置された対向基板と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の間隙内に保持された液晶とを備える液晶表示装置において、前記段差は、２以上の斜度の異なる傾斜面によって構成されると共に、段差の立ち上がり部における傾斜面の斜度がラビングの際にバフ材が入り込むことができる角度よりも小さい。
【００１１】
ここで、縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和すべく画素電極に形成された段差が、２以上の斜度の異なる傾斜面によって構成されると共に、段差の立ち上がり部における傾斜面の斜度がラビングの際にバフ材が入り込むことができる角度よりも小さいことによって、液晶の配向性を確保しつつ縦電界を強めてコントラストの向上を図ることができる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、所定の段差を有する透明画素電極が形成されたＴＦＴ基板と、該ＴＦＴ基板と所定の間隙を介して対面配置された対向基板と、前記ＴＦＴ基板及び対向基板の間隙内に保持された液晶とを備える液晶表示装置の製造方法において、マトリクス状に配置された薄膜トランジスタ素子の上層に層間絶縁膜を形成する工程と、該層間絶縁膜にエッチングによって所定の段差を形成する工程と、所定の段差が形成された層間絶縁膜にＣＭＰ加工を施す工程と、前記層間絶縁膜の上層に透明画素電極を形成する工程とを備える。
【００１３】
ここで、層間絶縁膜にエッチングによって所定の段差を形成することによって、縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和することができると共に、段差の立ち上がり部を緩やかに形成することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
【００１５】
図１は本発明を適用した液晶表示装置の一例におけるＴＦＴ基板を説明するための模式的な部分拡大断面図であり、ここで示すＴＦＴ基板１は薄膜トランジスタ素子２の上層にＳｉＯ２から成る第１の層間絶縁膜３を介してＡｌ／ＴｉＯＮ／Ｔｉ層から成る上層遮光膜４が形成され、この上層遮光膜の上層に、透明画素電極８が縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和することができる段差を備えるのに必要な段差を有すると共に、段差の立ち上がり部における段差スロープの傾斜が緩やかである２段階の段差スロープ構造であるＰｌａｓｍａ−ＴＥＯＳから成る第２の層間絶縁膜５が形成されている。また、第２の層間絶縁膜の上層にはＳｉＨ４系ＳｉＯ２膜６を介してＳｉＯ２から成る粘性の高い高粘性層間絶縁膜７が形成されており、高粘性層間絶縁膜の上層にはパターニング加工が施された透明画素電極８が形成されている。
【００１６】
ここで示す透明画素電極は、所定の段差を有すると共に２段階の段差スロープ構造である第２の層間絶縁膜の上層に形成されているために、図２で示す様に、透明画素電極も２段階の段差スロープ構造を採り、図２中符号ａで示す初期段差スロープの傾斜は８°以下となる様に形成され、図２中符号ｂで示す２段目段差スロープの傾斜は、図２中符号ｃで示す透明画素電極の段差が縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和することができる程度の段差を得ることができる角度となる様に形成されている。
【００１７】
ここで、透明画素電極が２段階の段差スロープ構造を採る様に形成されているのは、初期段差スロープの傾斜が８°以下になると共に、２段目段差スロープが大きく形成されることによって全体として一定の段差を確保するためであり、初期段差スロープの傾斜が８°以下になると共に、全体として一定の段差を確保することができるのであれば、必ずしも２段階の段差スロープ構造である必要は無く、３段階以上の段差スロープであっても構わない。
【００１８】
また、初期段差スロープが８°以下になる様に形成されているのは、ラビングを行って配向処理の施す際にバフ材が入り込むことができる傾斜とするためであり、バフ材が入り込むことができる１５°以下の傾斜であれば良く必ずしも８°以下の傾斜である必要な無いが、より安定して配向処理を施すことができる様に初期スロープが８°以下となる様に形成された方が好ましい。
【００１９】
更に、高粘性層間絶縁膜が形成されるのは、初期段差スロープの傾斜を小さくするためであり、第２の層間絶縁膜の段差の立ち上がり部における段差スロープの傾斜が緩やかに形成されることによって、その上層に形成される透明画素電極の初期段差スロープの傾斜が緩やかに形成されるのであれば、必ずしも高粘性層間絶縁膜が形成される必要は無いが、より一層透明画素電極の初期段差スロープの傾斜を緩やかに形成できる様に高粘性層間絶縁膜は形成された方が好ましい。
【００２０】
また、ＳｉＯ４系ＳｉＯ２膜は、第２の層間絶縁膜と高粘性層間絶縁膜とが疎水性の違いにより密着性が悪いために、密着層として機能すべく形成されているのであるが、密着性の良い第２の層間絶縁膜及び高粘性層間絶縁膜を用いた場合や、高粘性層間絶縁膜が形成されない場合にはＳｉＯ４系ＳｉＯ２膜が形成される必要は無い。
【００２１】
なお、第２の層間絶縁膜は、絶縁膜として機能すれば充分であり、必ずしもＰｌａｓｍａ−ＴＥＯＳから成る必要は無く、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＮＳＧ（Ｎｏｎ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｒａｓｓ）、ＰＮＳＧ（Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｒａｓｓ）、ＢＳＧ（Ｂｏｒｏｎ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  ｇｒａｓｓ）等であっても構わない。また、高粘性層間絶縁膜は、大きな粘性を有すると共に絶縁膜として機能すれば充分であり、ＰＮＳＧ、ＢＳＧ、ＧＰ（Ｂｏｒｏｎ  Ｐｈｏｓｐｈｏ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ  Ｇｒａｓｓ）等で成膜される。
【００２２】
以下、上記したＴＦＴ基板の製造方法について説明する。即ち、本発明を適用した液晶表示装置の製造方法の一例におけるＴＦＴ基板の製造方法について説明する。
【００２３】
本発明を適用した液晶表示装置の一例におけるＴＦＴ基板の製造方法では、先ず、図３（ａ）で示す様に、薄膜トランジスタ素子２の上層にＳｉＯ２から成る第１の層間絶縁膜３を成膜し、平坦化処理を施した後にＡｌ／ＴｉＯＮ／Ｔｉ層から成る上層遮光膜４を形成する。次に、汎用のフォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて上層遮光膜にエッチング加工を行う。その後、図３（ｂ）で示す様に上層遮光膜の上層に常圧ＣＶＤ法によりＰｌａｓｍａ−ＴＥＯＳから成る第２の層間絶縁膜５を成膜し、続いて第２の層間絶縁膜にＣＭＰ加工を施して完全平坦化を行う。
【００２４】
ここで、第２の層間絶縁膜の成膜方法は必ずしも常圧ＣＶＤ法である必要は無く、スパッタリング、Ｌｏｗ−Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ＣＶＤ、Ｐｌａｓｍａ−ＣＶＤ等であっても構わない。
【００２５】
次に、完全平坦化処理を施した第２の層間絶縁膜の上層にフォトレジスト９を塗布し、汎用のフォトリソグラフィー技術によって図３（ｃ）で示す様にパターニングを行い、パターニングの後に汎用のドライエッチング技術を用いて図３（ｄ）で示す様に、後述する工程で形成する透明画素電極が縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和することができる段差を備えるのに必要な段差を形成すると共に、段差の立ち上がり部における段差スロープの傾斜が緩やかである２段階の段差スロープ構造を採る様にエッチングを施す。
【００２６】
続いて、図４（ｅ）で示す様にエッチングによって生じる図３（ｄ）中符号ｄで示す凸部をＣＭＰ加工によって研磨し、図４（ｆ）で示す様に第２の層間絶縁膜の上層にＳｉＨ４系ＳｉＯ２膜６を介してミスト状にしたＳｉＯ２を吹きかけて高粘性層間絶縁膜７を形成する。
【００２７】
ここで、高粘性層間絶縁膜を形成するのは、後述する工程で形成する透明画素電極の初期段差スロープの傾斜を小さくするためであるので、上記したドライエッチングによって透明画素電極の初期段差スロープの傾斜を小さく形成できるのであれば必ずしも高粘性層間絶縁膜を形成する必要は無いが、透明画素電極の初期段差スロープの傾斜をより一層小さく形成することができる様に、第２の層間絶縁膜の上層に高粘性層間絶縁膜を形成する方が好ましい。
【００２８】
その後、高粘性層間絶縁膜の上層に透明電極層を形成し、パターニング加工を行うことによって図４（ｇ）で示す様なＴＦＴ基板を得ることができる。
【００２９】
上記した本発明を適用した液晶表示装置の一例では、初期段差スロープの傾斜が８°以下となるように形成されているためにラビングを行って配向処理を施す際に充分にバフ材が入り込むことができ液晶の配向性を確保することができると共に、２段目段差スロープの傾斜が大きく形成されたことによって全体として透明画素電極が縦電界を強くすることを通じて横電界の影響を緩和することができる程度の段差を得ることができ、画質、特にコントラストの向上を図ることができる。
【００３０】
【発明の効果】
以上述べてきた如く、本発明の液晶表示装置及びその製造方法では、液晶の配向性を確保しつつ縦電界を強めてコントラストの向上を図ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した液晶表示装置の一例におけるＴＦＴ基板を説明するための模式的な部分拡大断面図である。
【図２】段差スロープ構造を説明するための模式的な図である。
【図３】本発明を適用した液晶表示装置の製造方法の一例を説明するための模式的な断面図（１）である。
【図４】本発明を適用した液晶表示装置の製造方法の一例を説明するための模式的な断面図（２）である。
【図５】従来の液晶表示装置を説明するための模式的な断面図である。
【符号の説明】
１    ＴＦＴ基板
２    薄膜トランジスタ素子
３    第１の層間絶縁膜
４    上層遮光膜
５    第２の層間絶縁膜
６    ＳｉＨ４系ＳｉＯ２膜
７    高粘性層間絶縁膜
８    透明画素電極
９    フォトレジスト
【図１】
2004309630.tif 000003
【図２】
2004309630.tif 000004
【図３】
2004309630.tif 000005
【図４】
2004309630.tif 000006
【図５】
2004309630.tif 000007