(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極と対向電極と薄膜トランジスタとを有する第１の基板と、
前記第１の基板に対向する第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層とを有する液晶表示装置であって、
前記対向電極は、複数の櫛歯部を有して櫛歯状に形成され、
前記画素電極の少なくとも一部は、第１の絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタと重畳し、
前記画素電極は、前記第１の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの出力電極と接続され、
前記対向電極は、第２の絶縁膜を介して前記画素電極の上層に配置され、
前記対向電極は、平面で見た時、前記第１の絶縁膜の前記コンタクトホールを避けた位置に形成され、
前記対向電極の前記複数の櫛歯部は、平面で見た時、前記画素電極と重畳し、
前記対向電極の前記複数の櫛歯部の少なくとも一部は、前記薄膜トランジスタと重畳す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の領域は反射型表示領域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】
前記薄膜トランジスタの領域の少なくとも一部は反射型表示領域であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
反射型表示領域を有す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５】
反射型表示領域と透過型表示領域とを有することを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタの入力電極と前記出力電極が反射導電膜であることを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記画素電極が透明導電膜であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記画素電極の少なくとも一部が反射導電膜であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記画素電極と、前記薄膜トランジスタの入力電極と前記出力電極が反射導電膜であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
前記第２の絶縁膜の一部は、前記コンタクトホールに充填され、
前記コンタクトホールと重畳する領域の前記第２の絶縁膜は、前記液晶層側の表面が平坦であることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第２の絶縁膜とは異なる材質の絶縁材が、前記コンタクトホールに充填され、
前記コンタクトホールと重畳する領域の前記第２の絶縁膜は、前記液晶層側の表面が平坦であることを特徴とする請求項１から請求項９の何れかに記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、表示開口率を向上した横電界型の液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種情報端末やテレビ受像機のディスプレイデバイスとして、液晶表示装置に代表される所謂フラット型表示パネルを用いた表示装置が主流となっている。そして、液晶表示装置としてはアクティブ方式の液晶表示装置が広く用いられている。アクティブ方式の液晶表示装置は、画素の駆動素子として薄膜トランジスタを用いるのが一般的であるので、以下では、薄膜トランジスタを例として説明する。この種の液晶表示装置の一つの形式としてＩＰＳ（in-plane-switching）と称する横電界型の液晶表示装置が知られている。
【０００３】
図９は、ＩＰＳ型の液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の基本画素構造の一例を説明する平面図である。また、図１０は、図９のＤ-Ｄ’に沿ったカラーフィルタ基板も含めた断面図である。ＩＰＳ型の液晶表示装置の画素の平面構成は、図９に示されたように、２本のゲート線ＧＬと２本のデータ線ＤＬとで囲まれる領域内に形成される。この領域（画素領域）の一部には薄膜トランジスタＴＦＴが形成される。薄膜トランジスタＴＦＴは、そのドレイン（又はソース）電極ＳＤ２をデータ線ＤＬに接続し、ゲート電極ＧＴをゲート線ＧＬに接続し、ソース（ドレイン）電極ＳＤ１を画素電極ＰＸにコンタクトホールＣＨを介して接続している。なお、ドレイ電極とソース電極は動作中入れ替わるが、以下ではソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２として説明する。
【０００４】
図１０に示されたように、当該画素の断面構造は、ガラスを好適とする一方の基板（薄膜トランジスタ基板、以下、ＴＦＴ基板）ＳＵＢ１の主面に形成された第１絶縁膜ＩＮＳ１の上に、半導体層（シリコン半導体）ＳＩ、第２絶縁膜ＩＮＳ２、ゲート電極ＧＴ、第３絶縁膜ＩＮＳ３、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２、からなる薄膜トランジスタＴＦＴを有する。図９の走査線ＧＬはゲート電極ＧＴと同層に形成され、データ線ＤＬは第３絶縁膜ＩＮＳ３の上に形成され、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２はこのデータ線ＤＬと同層に形成される。このソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の成膜時に、第２絶縁膜ＩＮＳ２の開けたコンタクトホールを通して半導体層ＳＩに接続されている。
【０００５】
ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２およびデータ線ＤＬを覆って保護膜（パッシべーション膜）である第４絶縁膜ＩＮＳ４が形成されている。この第４絶縁膜ＩＮＳ４の上に対向電極ＣＴが画素領域の大部分に広がりを持って形成され、第４絶縁膜ＩＮＳ４にソース電極ＳＤ１に達するコンタクトホールＣＨが開けられている。対向電極ＣＴを覆って第５絶縁膜ＩＮＳ５が形成されている。
【０００６】
第５絶縁膜ＩＮＳ５の上に、画素電極ＰＸが櫛歯状に形成され、一端がコンタクトホールＣＨを通してソース電極ＳＤ１に接続している。そして、画素電極ＰＸの最表面を覆って配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【０００７】
ガラスを好適とする他方の基板（カラーフィルタ基板、以下、ＣＦ基板と称する）ＳＵＢ２の主面には、ブラックマトリクスＢＭで互いに区画されたカラーフィルタＣＦが形成されており、最表面に配向膜ＯＲＩ２が成膜されている。現在の表示装置は、その殆どがフルカラー表示である。このフルカラー表示（以下、単にカラー表示とも称する）には、基本的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３色の単位画素（サブピクセル）で１つのカラー画素（ピクセル）を構成している。
【０００８】
ＩＰＳ型の液晶表示装置では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の配向膜ＯＲＩ１とＣＦ基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲＩ２の間に液晶ＬＣが封止されている。薄膜トランジスタＴＦＴで駆動される液晶ＬＣは、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に生成される電界Ｅの基板面と平行な成分で当該液晶ＬＣの配向方向が基板面と平行な面内で回転し、画素の点灯/非点灯が制御される。この種のＩＰＳ型の液晶表示装置を開示したものとしては、特許文献１を挙げることができる。
【特許文献１】国際公開第ＷＯ０１／０１８５９７号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＩＰＳ型の液晶表示装置では、図１０に示されたように、画素電極を薄膜トランジスタの出力電極であるソース電極に接続するコンタクトホールＣＨの部分は当該薄膜トランジスタが配置された部分と共に表示領域としては利用されていない。ＣＦ基板に設けるブラックマトリクスも薄膜トランジスタとコンタクトホール部分を覆って形成されている。そのため、画素の有効面積すなわち開口率の向上には限界がある。
【００１０】
本発明の目的は、画素の開口率を向上させて明るい画像表示を実現した横電界型の液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の代表的構成を記述すれば、以下のとおりである。すなわち、
（１）画素電極と対向電極と薄膜トランジスタとを有する第１の基板と、前記第１の基板に対向する第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との対向間隙に封入された液晶層とを有する液晶表示装置であって、
前記画素電極の少なくとも一部は、第１の絶縁膜を介して前記薄膜トランジスタと重畳し、前記画素電極は、前記第１の絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの出力電極と接続され、
前記対向電極は、第２の絶縁膜を介して前記画素電極の上層に、前記画素電極と重畳して配置され、前記対向電極は、平面で見た時、前記第１の絶縁膜の前記コンタクトホールを避けた位置に形成され、前記対向電極の少なくとも一部は、前記薄膜トランジスタと重畳することを特徴とする。
【００１２】
（２）（１）において、前記コンタクトホールの領域は反射型表示領域であることを特徴とする。
【００１３】
（３）（１）または（２）において、前記薄膜トランジスタの領域の少なくとも一部は反射型表示領域であることを特徴とする。
【００１４】
（４）（１）において、反射型表示領域を有することを特徴とする。
（５）（１）から（４）の何れかにおいて、反射型表示領域と透過型表示領域とを有することを特徴とする。
【００１５】
（６）（１）から（５）の何れかにおいて、前記薄膜トランジスタの入力電極と前記出力電極が反射導電膜であることを特徴とする。
（７）（１）から（６）の何れかにおいて、前記画素電極が透明導電膜であることを特徴とする。
【００１６】
（８）（１）から（６）の何れかにおいて、前記画素電極の少なくとも一部が反射導電膜であることを特徴とする。
（９）（１）から（４）の何れかにおいて、前記画素電極と、前記薄膜トランジスタの入力電極と前記出力電極が反射導電膜であることを特徴とする。
【００１７】
（１０）（１）から（９）の何れかにおいて、前記第２の絶縁膜の一部は、前記コンタクトホールに充填され、前記コンタクトホールと重畳する領域の前記第２の絶縁膜は、前記液晶層側の表面が平坦であることを特徴とする。
【００１８】
（１１）（１）から（９）の何れかにおいて、前記第２の絶縁膜とは異なる材質の絶縁材が、前記コンタクトホールに充填され、前記コンタクトホールと重畳する領域の前記第２の絶縁膜は、前記液晶層側の表面が平坦であることを特徴とする。
【００１９】
本発明は、上記の構成および後述する実施例で説明する構成に限定されるものではなく、本発明の技術思想を逸脱することなく、種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の構成によれば、画素領域内で表示に寄与しない部分とされていた薄膜トランジスタとその出力電極を画素電極に接続するコンタクトホール部分も反射表示領域として表示に用いることができるため、開口率が向上し、表示輝度を高めることができる。また、コンタクトホール部分に成膜される電極や絶縁膜は平坦面部分に比べて薄くなり、この部分に設けた対向電極と画素電極との間に短絡が発生する恐れがあった。コンタクトホール部分には対向電極を設けない本発明によれば、上記のような短絡の発生が回避される。
【００２１】
また、本発明によれば、コンタクトホール部分の絶縁膜の開口に絶縁材を埋設して当該絶縁膜の表面を平坦にすることで、その上層に形成する配向膜を平坦にすることができ、該コンタクトホール部分での液晶も他の部分と同様に正しく配向させることができ、配向不良に起因する光漏れ等の表示不良が解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は、本発明による液晶表示装置の実施例１を説明する１画素の構成例を示す平面図である。また、図２は、図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。この液晶表示装置もＩＰＳ型であり、図１０と同様に、２本の走査信号配線（以下、ゲート線とも称する）ＧＬと２本の画像信号配線（以下、データ線とも称する）ＤＬとで囲まれる領域内に画素領域が形成される。この画素領域の一部にはアクティブ素子としての薄膜トランジスタＴＦＴが形成される。薄膜トランジスタＴＦＴは、そのドレイン（又はソース）電極ＳＤ２をデータ線ＤＬに接続し、ゲート電極ＧＴをゲート線ＧＬに接続し、ソース（ドレイン）電極ＳＤ１を画素電極ＰＸにコンタクトホールＣＨを介して接続している。
【００２４】
図２の断面に示されたように、当該画素の断面構造は、ガラスを好適とする一方の基板（薄膜トランジスタ基板、以下、ＴＦＴ基板とも称する）ＳＵＢ１の主面に形成された第１絶縁膜ＩＮＳ１の上に、半導体層（シリコン半導体）ＳＩ、第２絶縁膜ＩＮＳ２、ゲート電極ＧＴ、第３絶縁膜ＩＮＳ３、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２からなる薄膜トランジスタＴＦＴを有する。図１のゲート線ＧＬはゲート電極ＧＴと同層に形成され、データ線ＤＬは第３絶縁膜ＩＮＳ３の上に形成され、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２はこのデータ線ＤＬと同層に形成される。このソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の成膜時に、第２絶縁膜ＩＮＳ２に開けたコンタクトホールを通して半導体層ＳＩに接続されている。
【００２５】
ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２およびデータ線ＤＬを覆って保護膜（パッシベーション膜）である第４絶縁膜ＩＮＳ４が形成されている。この第４絶縁膜ＩＮＳ４の上に画素電極ＰＸが薄膜トランジスタＴＦＴの上方も含めた画素領域の大部分に広がりを持って形成されている。第４絶縁膜ＩＮＳ４にはソース電極ＳＤ１に達するコンタクトホールＣＨが開けられている。画素電極ＰＸを覆って第５絶縁膜ＩＮＳ５が形成されている。第５絶縁膜ＩＮＳ５の上に、対向電極ＣＴが櫛歯状に形成されている。なお、ＰＥは対向電極ＣＴの欠如部分であり、この部分から露出する画素電極が見える。そして、対向電極ＣＴの最表面を覆って配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【００２６】
ガラスを好適とする他方の基板（カラーフィルタ基板、以下、ＣＦ基板と称する）ＳＵＢ２の主面には、ブラックマトリクスＢＭで互いに区画されたカラーフィルタＣＦが形成されており、最表面に配向膜ＯＲＩ２が成膜されている。現在の表示装置は、その殆どがフルカラー表示である。このフルカラー表示（以下、単にカラー表示とも称する）には、基本的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３色の単位画素（サブピクセル）で１つのカラー画素（ピクセル）を構成している。
【００２７】
ＩＰＳ型の液晶表示装置では、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の配向膜ＯＲＩ１とＣＦ基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲＩ２の間に液晶ＬＣが封止されている。薄膜トランジスタＴＦＴで駆動される液晶ＬＣは、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に生成される電界Ｅの基板面と平行な成分で当該液晶ＬＣの配向方向が基板面と平行な面内で回転し、画素の点灯/非点灯が制御される。
【００２８】
ここで、実施例１の液晶表示装置の製造プロセスを説明する。ガラス基板を好適とする絶縁基板にa-Ｓｉあるいはp-Ｓｉ半導体膜を成膜し、パターニングして半導体アイランドを形成する。この半導体アイランドに絶縁層やゲート電極を形成し、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を形成するプロセスは既知であるので説明は省略する。実施例１では、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２をＭｏＷ/ＡｌＳｉ/ＭｏＷの積層膜とした。
【００２９】
ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を形成後、その上層に第４絶縁膜を形成する。この第４絶縁膜の形成は以下のとおりである。先ず、ポリメチルシラザンからなる有機樹脂をスピンコート法により基板上に塗布する。所望のパターンが描かれたホトマスクを用いてｉ線を照射して露光し、加湿することで露光部にシラノールが形成される。このシラノールをアルカリ現像液で現像して除去する。次に、ｇｈｉ線を照射して全面露光し、再度加湿することで先の現像でシラノールを除去していない箇所にシラノールが形成される。このシラノールを焼成して、所望の箇所にポリメチルシロキサンが形成されることにより、第４絶縁膜が形成される。
【００３０】
薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極と後述する画素電極を接続するコンタクトホールは、絶縁膜４をパターニングで除去することにより形成される。絶縁膜４の膜厚は１μｍとした。
【００３１】
画素電極ＰＸは、透明導電膜であるＩＴＯを７７ｎｍ厚にスパッタで形成し、その上に感光性レジストを塗布する。所望のパターンが描かれたホトマスクを用いて露光し、アルカリ現像液で部分的に感光性レジストを除去する（ポジ型の感光性レジストの場合は、露光された部分が除去される）。この感光性レジストのパターンをマスクとして、ＩＴＯエッチング液（例えば、蓚酸）で除去する。
【００３２】
その後、レジスト剥離液（例えば、モノエタノールアミン:ＭＥＡ）で感光性レジストを除去する。形成された画素電極ＰＸのパターンは矩形状であり、画像信号配線と走査信号配線に囲まれた領域の概略全面に形成される。
【００３３】
画素電極ＰＸを形成するＩＴＯの上にＳｉＮ（誘電率:６．７）をＣＶＤ法で成膜して第５絶縁膜ＩＮＳ５とする。本実施例では、この第５絶縁膜ＩＮＳ５の厚さを３００ｎｍとした。第５絶縁膜ＩＮＳ５のパターニングは画素電極の形成法と概略同じであるが、ＳｉＮのエッチングではＳＦ6＋Ｏ2またはＣＦ4のガスでドライエッチングを施した。
【００３４】
櫛歯状の対向電極ＣＴは画素電極ＰＸと同じプロセスで形成する。対向電極ＣＴは画素電極ＰＸと薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極とを接続するコンタクトホールの上部は避けて形成する。
【００３５】
次に、実施例１の液晶表示装置の駆動方法を説明する。画素電極ＰＸには薄膜トランジスタＴＦＴを介して画像信号が供給される。対向電極ＣＴには一定の電圧または走査信号のタイミングで交番電圧（交流駆動）が印加される。この電圧印加で画素電極ＰＸと櫛歯状の対向電極ＣＴの端縁の間に、所謂フリンジ電界Ｅが発生する（図１参照）。このフリンジ電界Ｅにより液晶ＬＣの分子配向が制御される。
【００３６】
実施例１では、画素電極ＰＸを薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極に接続するためのコンタクトホールの上部には対向電極ＣＴを配置しないため、当該コンタクトホールの上部にある液晶の分子も前記フリンジ電界Ｅにより配向が制御されて表示に寄与する。
【００３７】
すなわち、ソース電極ＳＤ１とドレイン電極ＳＤ２を反射性導電膜で形成することにより、コンタクトホールＣＨ部分を含む薄膜トランジスタＴＦＴの上部領域も反射型の表示領域となり、薄膜トランジスタＴＦＴ以外の画素領域の画素電極ＰＸをＩＴＯ等の透明導電膜とすることで、開口率を向上させた反射/透過型液晶表示装置を構成できる。また、画素電極ＰＸの一部を反射性導電膜で形成しても反射/透過型液晶表示装置を構成できる。
【００３８】
また、画素電極ＰＸを構成するＩＴＯの上に反射性金属膜を成膜するか、あるいは画素電極ＰＸ全体をソース電極ＳＤ１およびドレイン電極ＳＤ２と同様の反射性導電膜で形成することにより、反射型の液晶表示装置を構成できる。
【００３９】
さらに、実施例１の構成としたことにより、コンタクトホールＣＨ部分の絶縁膜が薄くても、この部分に対向電極ＣＴが配置されないため、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの短絡発生が抑制され、歩留まりが向上し、信頼性の高い液晶表示装置を得ることができる。
【実施例２】
【００４０】
図３は、本発明による液晶表示装置の実施例２を説明する１画素の構成例を示す平面図である。また、図４は、図３のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。この液晶表示装置もＩＰＳ型であり、実施例１と同様に、２本のゲート線ＧＬと２本のデータ線ＤＬとで囲まれる領域内に画素領域が形成される。この画素領域の一部には薄膜トランジスタＴＦＴが形成される。薄膜トランジスタＴＦＴは、そのドレイン（又はソース）電極ＳＤ２をデータ線ＤＬに接続し、ゲート電極ＧＴをゲート線ＧＬに接続し、ソース（ドレイン）電極ＳＤ１を画素電極ＰＸにコンタクトホールＣＨを介して接続している。
【００４１】
図４の断面に示されたように、当該画素の断面構造は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の主面に形成された第１絶縁膜ＩＮＳ１の上に、半導体層ＳＩ、第２絶縁膜ＩＮＳ２、ゲート電極ＧＴ、第３絶縁膜ＩＮＳ３、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２からなる薄膜トランジスタＴＦＴを有する。図３のゲート線ＧＬはゲート電極ＧＴと同層に形成され、データ線ＤＬは第３絶縁膜ＩＮＳ３の上に形成され、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２はこのデータ線ＤＬと同層に形成される。このソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の成膜時に、第２絶縁膜ＩＮＳ２に開けたコンタクトホールを通して半導体層ＳＩに接続されている。
【００４２】
ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２およびデータ線ＤＬを覆って第４絶縁膜ＩＮＳ４が形成されている。この第４絶縁膜ＩＮＳ４の上に画素電極ＰＸが薄膜トランジスタＴＦＴの上方も含めた画素領域の大部分に広がりを持って形成されている。第４絶縁膜ＩＮＳ４にはソース電極ＳＤ１に達するコンタクトホールＣＨが開けられている。画素電極ＰＸを覆って第５絶縁膜ＩＮＳ５が形成されている。第５絶縁膜ＩＮＳ５はコンタクトホールＣＨの中に充填されており、その表面はコンタクトホールＣＨの上部も含めて平坦となっている。この平坦な第５絶縁膜ＩＮＳ５の上に、対向電極ＣＴが櫛歯状に形成されている。ＰＥは対向電極ＣＴの欠如部分で、この部分から露出する画素電極が見える。そして、対向電極ＣＴの最表面を覆って配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【００４３】
実施例１と同様に、ＣＦ基板ＳＵＢ２の主面には、ブラックマトリクスＢＭで互いに区画されたカラーフィルタＣＦが形成されており、最表面に配向膜ＯＲＩ２が成膜されている。カラーフィルタＣＦは、基本的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３色の単位画素（サブピクセル）で構成され、この３色の単位画素で１つのカラー画素（ピクセル）を構成している。
【００４４】
ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の配向膜ＯＲＩ１とＣＦ基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲＩ２の間に液晶ＬＣが封止されている。薄膜トランジスタＴＦＴで駆動される液晶ＬＣは、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に生成される電界Ｅの基板面と平行な成分で当該液晶ＬＣの配向方向が基板面と平行な面内で回転し、画素の点灯/非点灯が制御される。
【００４５】
実施例２の液晶表示装置の製造プロセスを実施例１との相違点を重点的に説明する。ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を形成後、その上層に第４絶縁膜を形成し、画素電極ＰＸを形成するまでは実施例１と同様のプロセスである。その後、画素電極ＰＸを形成するＩＴＯの上に感光性レジスト（例、ＪＳＲ製ＰＣ−４５２）を塗布する。所望のパターンが描かれたホトマスクを用いて露光し、アルカリ現像液で部分的に感光性レジストを除去し、これを焼成する。この焼成の焼成条件により表面の凹凸を制御できるが、本実施例では第５絶縁膜ＩＮＳ５の表面が概略平坦になるように、２３０℃、６０分とした。また、第５絶縁膜ＩＮＳ５の膜厚は、画素電極の表面平坦部（コンタクトホール部分以外）が焼成後で３００ｎｍとした。
【００４６】
実施例２の対向電極ＣＴの形成プロセスは実施例１と同様であるが、実施例２では対向電極ＣＴをコンタクトホールＣＨの上部に形成することも排除しない。
【００４７】
次に、実施例２の液晶表示装置の駆動方法を実施例１との相違点を中心に説明する。実施例１では、コンタクトホールＣＨの形成部分の凹凸では配向膜のラビング処理が十分になされず、液晶配向規制力（アンカリング強度）が小さいため、残像が生じ易い。この残像は、電界により駆動された液晶が電界のオフ後に初期状態に戻らない現象である。しかし、実施例２の構成では、コンタクトホールＣＨの形成部分の上層に成膜された第５絶縁膜ＩＮＳ５の表面が略平坦であるため、ラビング処理が十分になされ、残像の発生が抑制される。
【実施例３】
【００４８】
図５は、本発明による液晶表示装置の実施例３を説明する１画素の構成例を示す平面図である。また、図６は、図５のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。この液晶表示装置もＩＰＳ型であり、実施例１、実施例２と同様に、２本のゲート線ＧＬと２本のデータ線ＤＬとで囲まれる領域内に画素領域が形成される。この画素領域の一部には薄膜トランジスタＴＦＴが形成される。薄膜トランジスタＴＦＴは、そのドレイン（又はソース）電極ＳＤ２をデータ線ＤＬに接続し、ゲート電極ＧＴをゲート線ＧＬに接続し、ソース（ドレイン）電極ＳＤ１を画素電極ＰＸにコンタクトホールＣＨを介して接続している。
【００４９】
図６の断面に示されたように、当該画素の断面構造は、ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の主面に形成された第１絶縁膜ＩＮＳ１の上に、半導体層ＳＩ、第２絶縁膜ＩＮＳ２、ゲート電極ＧＴ、第３絶縁膜ＩＮＳ３、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２からなる薄膜トランジスタＴＦＴを有する。図５のゲート線ＧＬはゲート電極ＧＴと同層に形成され、データ線ＤＬは第３絶縁膜ＩＮＳ３の上に形成され、ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２はこのデータ線ＤＬと同層に形成される。このソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の成膜時に、第２絶縁膜ＩＮＳ２に開けたコンタクトホールを通して半導体層ＳＩに接続されている。
【００５０】
ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２およびデータ線ＤＬを覆って第４絶縁膜ＩＮＳ４が形成されている。この第４絶縁膜ＩＮＳ４の上に画素電極ＰＸが薄膜トランジスタＴＦＴの上方も含めた画素領域の大部分に広がりを持って形成されている。第４絶縁膜ＩＮＳ４にはソース電極ＳＤ１に達するコンタクトホールＣＨが開けられている。このコンタクトホールＣＨの中に第６絶縁膜ＩＮＳ６が充填され、その上を画素電極ＰＸを覆って第５絶縁膜ＩＮＳ５が形成されている。第５絶縁膜ＩＮＳ５の表面はコンタクトホールＣＨの上部も含めて平坦となっている。この平坦な第５絶縁膜ＩＮＳ５の上に、対向電極ＣＴが櫛歯状に形成されている。ＰＥは対向電極ＣＴの欠如部分で、この部分から露出する画素電極が見える。そして、対向電極ＣＴの最表面を覆って配向膜ＯＲＩ１が成膜されている。
【００５１】
実施例１、２と同様に、ＣＦ基板ＳＵＢ２の主面には、ブラックマトリクスＢＭで互いに区画されたカラーフィルタＣＦが形成されており、最表面に配向膜ＯＲＩ２が成膜されている。カラーフィルタＣＦは、基本的には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）３色の単位画素（サブピクセル）で構成され、この３色の単位画素で１つのカラー画素（ピクセル）を構成している。
【００５２】
ＴＦＴ基板ＳＵＢ１の配向膜ＯＲＩ１とＣＦ基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲＩ２の間に液晶ＬＣが封止されている。薄膜トランジスタＴＦＴで駆動される液晶ＬＣは、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に生成される電界Ｅの基板面と平行な成分で当該液晶ＬＣの配向方向が基板面と平行な面内で回転し、画素の点灯/非点灯が制御される。
【００５３】
実施例３では、第５絶縁膜ＩＮＳ５としてＳｉＮを３００ｎｍの膜厚に形成する。この第５絶縁膜ＩＮＳ５のパターニングは実施例１と同様である。第５絶縁膜ＩＮＳ５の形成後に、感光性レジスト（ＪＳＲ製ＰＣ-４５２）をコンタクトホールＣＨに充填して第６絶縁膜ＩＮＳ６とする。感光性レジストのパターニングは実施例２と同様である。実施例３の対向電極ＣＴの形成プロセスも実施例１、２と同様である。
【００５４】
実施例３の液晶表示装置の駆動方法を実施例２との相違点を中心に説明する。画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間に配置する絶縁膜は誘電率が高く、膜厚が薄いほど液晶にかかる電界が多くなり、結果として液晶駆動電圧を低くすることができる（図７、図８参照）。
【００５５】
図７は、実施例３を説明するための第５絶縁膜の誘電率による透過輝度―電圧特性の説明図である。また、図８は、実施例３を説明するための第５絶縁膜の膜厚による透過輝度―電圧特性の説明図である。図７と図８において、Ｖは液晶駆動電圧、Ｔｔは透過率、ε５は第５絶縁膜の誘電率、ｔ５は第５絶縁膜ＩＮＳ５の膜厚を示す。なお、櫛歯状の対向電極ＣＴの幅Ｗ、対向電極ＣＴの電極間隔Ｌは、それぞれ４μｍ、６μｍである。
【００５６】
実施例２では、第５絶縁膜ＩＮＳ５としての誘電率が３．３の樹脂の膜厚を３００ｎｍより薄くすればよいが、この樹脂は絶縁耐圧が低いため、画素電極と対向電極の間でリーク電流が生じ、液晶保持電圧を低下させる。これに対し、実施例３では、画素電極が平坦な箇所では、誘電率が高く絶縁耐圧の高いＳｉＮ（誘電率が６．７）を第５絶縁膜ＩＮＳ５に用いることで低駆動電圧とリーク電流抑制を実現できる。また、コンタクトホールのような凹凸がある箇所では第５絶縁膜ＩＮＳ５と第６絶縁膜ＩＮＳ６の積層構造とすることで、画素電極と対向電極間の短絡が防止され、第５絶縁膜ＩＮＳ５表面の平坦化で液晶配向規制力の向上が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明による液晶表示装置の実施例１を説明する１画素の構成例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の実施例２を説明する１画素の構成例を示す平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の実施例３を説明する１画素の構成例を示す平面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ’線に沿った断面図である。
【図７】実施例３を説明するための第５絶縁膜の誘電率による透過輝度―電圧特性の説明図である。
【図８】実施例３を説明するための第５絶縁膜の膜厚による透過輝度―電圧特性の説明図である。
【図９】ＩＰＳ型の液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板側の基本画素構造の一例を説明する平面図である。
【図１０】図９のＤ-Ｄ’に沿ったカラーフィルタ基板も含めた断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
ＳＵＢ１・・・薄膜トランジスタ基板、ＢＭ・・・ブラックマトリクス、ＣＦ・・・カラーフィルタ、ＣＴ・・・対向電極、ＯＲＩ１, ＯＲＩ２・・・配向膜、ＳＵＢ２・・・ＣＦ基板、ＧＴ・・・ゲート電極、ＳＩ・・・半導体層、ＳＤ１・・・ドレイン（又はソース）電極、ＳＤ２・・・ソース（又はドレイン）電極、ＴＦＴ・・・薄膜トランジスタ、ＰＸ・・・画素電極、ＬＣ・・・液晶、ＣＨ・・・コンタクトホール。
【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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