(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して配置された一対の基板と前記一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、
前記一対の基板の一方の前記液晶層に面する主面には、スイッチング素子と、前記スイッチング素子に接続された画素電極と、前記スイッチング素子の前記液晶層側に少なくとも珪素と窒素を含む材料層からなる保護膜とが形成され、
前記保護膜は少なくとも第１の材料層と前記第１の材料層より前記液晶層側に設けられた第２の材料層とを含み、
前記第２の材料層の珪素に対する窒素の組成比は前記第１の材料層のそれより小さい液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の材料層の珪素に対する窒素の組成比は０より大きく且つ１．０以下の範囲にある請求項１に記載の液晶表示装置。
【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及びその製造方法に係り、その液晶層に電界を印加する電極に残留する不要な電荷を除去し、その表示画面において画像を速やかに切り替え、又は表示動作終了時に画像を速やかに消去するに好適な液晶表示パネル（液晶表示素子）の構造、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パーソナル・コンピュータ、モニタ、テレビジョン等の表示装置として液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置は、一対の基板と、この一対の基板間に挟まれた液晶層（一対の基板間に封止された液晶組成物からなる層）、及びこの一対の基板の少なくとも一方の液晶層に対向する主面に形成された電極群を備えた液晶表示パネルを有する。液晶表示装置の表示動作は、表示すべき情報に応じて上記電極群により上記液晶層内に印加される電界を制御し、この液晶層の光透過率を変調して行う。液晶表示パネルの上記基板主面内において、上記液晶層の光透過率が変調される領域（上記表示動作が行われる領域）は、表示画面、表示領域、又は有効表示領域とも呼ばれる。
【０００３】
液晶表示装置は、その表示動作における上記液晶層内の液晶分子の振る舞い、及びこれに適合された上記液晶表示パネル内の電極構造により、アクティブ・マトリクス型、パッシブ・マトリクス型の２種に別けられる。前者の液晶表示装置は、上記表示領域を構成する各画素にアクティブ素子（スイッチング素子）が夫々形成される特徴を有する。このアクティブ素子として、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や薄膜ダイオード（ＴＦＤ）が用いられている。
【０００４】
アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置の一例を、図１５に示した薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の等価回路図を参照して説明する。
【０００５】
図１５に示す如く、液晶表示装置の表示画面ＳＣＲ（破線で囲まれた領域）には、ｘ方向に延び且つこのｘ方向に交差するｙ方向に並設された複数の走査信号線１と、ｙ方向に延び且つＸ方向に並設された複数の映像信号線（データ線とも呼ばれる）２が設けられる。また、これら複数の走査信号線の一つと複数の映像信号線の一つに夫々接続された複数の薄膜トランジスタＴＦＴが設けられる。複数の薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲート電極に印加される電圧に応じてスイッチングされる所謂電界効果型トランジスタであり、その各々のゲート電極には上記複数の走査信号線１の一つが接続される。薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極には、上記複数の映像信号線の一つが接続され、ソース電極には上記液晶層に電界を印加する画素電極が接続される。画素電極は、これとともに液晶層に印加する電界を発生させる対向電極（共通電極とも呼ばれる）と併せて容量ＣＬＣとして示される。表示すべき画像に応じた映像信号電圧は、上記映像信号線２からこれに接続される複数の薄膜トランジスタＴＦＴ（図１５においてｙ方向に並ぶ）に供給され、薄膜トランジスタＴＦＴの各々は、そのゲート電極に上記走査信号線１のいずれか一つから走査信号電圧が印加されるタイミングに応じて上記映像信号電圧を画素電極に供給する。従って、液晶表示装置の表示画面ＳＣＲには、上記複数の薄膜トランジスタＴＦＴの一つとこれを通して映像信号電圧が印加される容量ＣＬＣとを有する画素ＰＩＸが二次元的に形成される。なお、上述の如く、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極（これにより電荷の移動が制御されるチャネル層）から見て、映像信号線２側の電極をドレイン、画素電極（容量ＣＬＣ）側の電極をソースと記したが、これらの電極の名称は、双方の電位の相対的な関係で入れ替る。しかし、本明細書においては、便宜的に薄膜トランジスタＴＦＴの映像信号線側をドレイン電極、画素電極側をソース電極と呼ぶ。
【０００６】
一方、上記画素電極とともに容量ＣＬＣを構成する対向電極には、基準電圧（Reference  Voltage）Ｖｃｏｍが基準電圧線３を通して供給される。この対向電極及び基準電圧線３は、液晶層への電圧印加（液晶層の光透過率変調）の態様に応じ、上述の走査信号線、映像信号線、薄膜トランジスタ、及び画素電極が形成される基板（ＴＦＴ基板とも呼ばれる）、又は、このＴＦＴ基板に対して液晶層を挟んで対向する別の基板のいずれかに形成される。前者の液晶表示装置は、その液晶層にＴＦＴ基板の主面に沿う電界が生じるため、面内スイッチング（In-Plane-Switching，ＩＰＳと略される）型、や横電界型とも呼ばれる。これに対し、後者の液晶表示装置は、その液晶層にこの厚み方向に沿う電界が生じるため、縦電界型とも呼ばれる。なお、縦電界型の液晶表示装置においては、複数の画素電極（例えば、上記表示画面ＳＣＲ内に配置される全て）に一つの対向電極が対応して、その画素毎に上記容量ＣＬＣが形成されることもあり、ＴＦＴ基板に対向する別の基板の主面上において対向電極が基準電圧線３の機能も兼ねることもある。このような縦電界型の構造は、ＴＦＴ基板からこれに対向する基板に向けて液晶層中の液晶分子の長軸方向を徐々に旋回するツイステッド・ネマティック液晶を用いた液晶表示装置（所謂、ＴＮ型）や、ＴＦＴ基板の主面に対して液晶分子の長軸を所定の角度で傾けて配向させる所謂垂直配向型（ＶＡ型）の液晶表示装置に適用される。
【０００７】
上記走査信号線２の各々は、駆動回路（垂直走査回路、又はゲート・ドライバともいう）Ｖ−ＤＲＶの出力端子に夫々電気的に接続されて、上記走査信号を受ける。上記映像信号線の各々は、上述のそれとは別の駆動回路（映像信号駆動回路、又はドレイン・ドライバともいう）Ｈ−ＤＲＶの出力端子に接続されて、上記映像信号を受ける。液晶表示装置で表示すべき画像のデータは、その外部より制御回路（タイミング・コンバータともいう）ＴＣＯＮに入力され、ここで液晶表示装置の動作に適した走査信号及び映像信号（階調信号を含むこともある）が発生される。
【０００８】
また、図１５に示される画素ＰＩＸには、上記容量ＣＬＣとは別の容量Ｃａｄｄも設けられている。この容量Ｃａｄｄは、付加容量、又は蓄積容量とも呼ばれ、各画素の画素電極に映像信号に応じて供給された電荷を、この画素電極に次の映像信号に応じた電荷が供給される時刻まで保持するために設けられる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、アクティブ・マトリクス型は、画素電極が設けられる基板上に電界効果型トランジスタやダイオードのようなアクティブ素子（スイッチング素子）も形成せねばならない。従って、この基板主面には、アクティブ素子を設けたことにより起伏が生じる。
【００１０】
一方、上記液晶層の光透過率を画像に応じて変調するには、画素電極が設けられた基板の最上面（液晶層に接する面）に対して液晶層中の液晶分子を所望の態様で配向させる所謂初期配向条件を満たすことが重要である。この初期配向条件を満たすには、例えば、基板の最上面に形成された配向膜主面に機械的又は光学的な処理を施し、この配向膜が形成される基板主面に対する液晶分子の長軸方向の向きや傾きを調整することが必要となる。従って、この配向膜主面を基板主面並みに平坦にすることが理想的である。このような要請の下、現実にはアクティブ素子が設けられた基板に、このアクティブ素子を覆うように絶縁膜を形成し、この基板の最上面（この基板主面上に形成され且つ液晶層に接する膜の主面）の起伏を上記初期配向条件が満たされる範囲で（少なくともアクティブ素子により生じる段差が低減されるように）均している。このような絶縁膜は、保護膜、平坦化層（Leveling  Layer）、又はパッシベーション膜（Passivation  Layer）とも呼ばれる。
【００１１】
しかしながら、本発明者らは、液晶表示装置の動作電源をオフにしたとき、その表示画面にそれまで表示されていた画像が薄っすら残る所謂「残像」の問題を見出し、これが上述のアクティブ素子を覆う絶縁膜にも起因すると考えた。
【００１２】
本発明者らが、このような考えに到った経緯は次のとおりである。
【００１３】
液晶表示装置の画像表示動作（液晶駆動ともいう）中に液晶層に印加された電圧が、アクティブ素子を備えた基板（以下、ＴＦＴ基板と例示）に形成された絶縁膜にも印加され、その誘電率ゆえに絶縁膜の上面及び下面に電荷が蓄積される。アクティブ素子として電界効果型トランジスタを設けたＴＦＴ基板には、上述のゲート電極とチャネル層とを隔てる所謂ゲート絶縁膜と、このトランジスタを覆う上述の保護膜とが形成される。ゲート絶縁膜は、その一面に接するゲート電極や走査信号線と、その他面に接するソース電極、ドレイン電極、及び映像信号線とで、これに蓄積された電荷を掃き出し易い。しかし、保護膜はその一面がソース電極、ドレイン電極、及び映像信号線、又はゲート電極及び走査信号線に接するのみで、その他面は上述の配向膜又は液晶層という電気を通し難い材料にしか接しない。このため、上記保護膜に蓄積された電荷が、液晶表示装置をオフした後も放電されることなく保護膜に相当な時間に亘って残留するため、この残留電荷により液晶層にオフセット電圧が印加されて、その表示画面に上述の残像が生じる。このように液晶表示装置の電源を遮断した後も、電源遮断前に書き込まれた画像が表示画面に一定時間保持される現象を、画像の「焼き付き」とも呼ぶ。
【００１４】
本発明者らは、このような残像が以下のシチュエーションにおいて発生し易いことも見出した。
（１）ＴＦＴ基板に形成されたゲート絶縁膜、保護膜等の誘電体膜が、比較的電荷を蓄積し易い（例えば、その膜厚が薄い、その材料の誘電率が高い）。
（２）液晶の駆動電圧（液晶層に印加される電圧）が比較的高い。
（３）液晶材料自体の抵抗率が比較的大きい。
【００１５】
このような知見に基づき、本発明者らは上記残像を解決するためには、ＴＦＴ基板に形成されるゲート絶縁膜や保護膜等の誘電体膜の形状又は物性を、電荷が溜まり難いように設定することが必要であると考えた。例えば、これら誘電体膜の膜厚を厚くしたり、これらの比誘電率を低下させるような条件で誘電体膜を形成することが望ましい。
【００１６】
このような要請に対する一つの解は、例えば日本国特許第２９３８５２１号公報に開示されている。この公報には、薄膜トランジスタ上に窒化珪素（ＳｉＮ）膜、及び非晶質珪素（アモルファス・シリコン，ａ−Ｓｉ）膜を順次積層して保護膜を形成し、光照射下においては導電性材料でもある当該アモルファス・シリコン膜に一定の電位を印加して当該保護膜の面内での電荷蓄積状態を均一化して、液晶表示装置に生じる輝度ムラを抑制する発明が開示されている。この公報は、上記保護膜の表面全域を一定の電位に保持することで、長時間の画像表示動作後でも上記輝度ムラを抑えられることも教示する。
【００１７】
しかしながら、本発明者らは、上記特許公報が開示する発明を上述の残像抑止に適用するに際し、次の問題に直面した。
【００１８】
まず、面内スイッチング型（横電界型）の液晶表示装置では、液晶を駆動する電界を形成する画素電極及び対向電極のいずれも保護膜で覆うことが、液晶層中の液晶分子を初期配向する上で望ましい。しかしながら、画素電極と対向電極との間に生じる電界は、保護膜を通して液晶層に入らざるを得ないため、この保護膜が上述の如き導電性材料からなる薄膜を含むと、この薄膜内の電流発生に費やされる。従って、画素電極と対向電極との間に生じる電界は、実質上液晶層に入れず、その中に存在する液晶分子の配向を制御できなくなる（液晶層の光透過率を変調できなくなる）といっても過言でない。
【００１９】
上記公報に開示された発明の効果を確認するために、従来の面内スイッチング型の液晶表示装置の保護膜上に導電性を示す非晶質珪素膜を２０ｎｍ程度の厚さで成膜した。その結果、この液晶表示装置では液晶を駆動することができず、画質評価すら不可能であることが判明した。
【００２０】
一方、アクティブ・マトリクス型の液晶表示装置全般においても、上記公報に記載された発明の適用には次の問題が指摘される。例えば、ボトム・ゲート型と呼ばれる基板主面側にゲート電極を、その上部にチャネル層となる半導体膜を配置して構成される薄膜トランジスタにおいて、上記非晶質珪素膜はこれとともに上記保護膜をなす絶縁膜を通して半導体膜（薄膜トランジスタのチャネル層）と対向する。従って、半導体膜にはゲート電極及び一定の電位に保たれた非晶質珪素膜の双方から電界が印加され、例えば、ゲート電極の電圧を当該薄膜トランジスタの閾値電圧より下げても、半導体膜は実質的に電界が印加された状態を暫く保つ。この結果、薄膜トランジスタのオフ電流の増加とこれに起因する残像の発生に例示される新たな問題が生じる。また、基板主面側に半導体膜（チャネル層）を、その上部にゲート電極を配置したトップ・ゲート型の薄膜トランジスタや、薄膜ダイオードをスイッチング素子として用いたアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置においても、これと上記一定の電位に保たれた非晶質珪素膜との間に生じる寄生容量で、スイッチング素子の誤動作が指摘される。
【００２１】
以上の検討を総括すれば、残像発生の原因たる保護膜に蓄積された電荷が長時間に亘りこれに残留する現象を、この保護膜の面内を一定の電位に保持することで解決することを試みるも、輝度ムラは生じないが残像は残る結果に到らざるを得なかった。従って、上記特許公報が教示する絶縁性の保護膜上に導電性材料の膜を付加する方法でも、残像と輝度ムラとの抑制、及び薄膜トランジスタのオフ電流と液晶層への駆動電界の印加とを両立することが極めて困難である。
【００２２】
この残像問題を、ゲート絶縁膜の改善のみで対処するも、この絶縁膜が液晶表示装置のスイッチング素子である薄膜トランジスタの電気特性に影響するため、この膜厚を厚くしたり、比誘電率を低下させて電気容量を低減することは却って弊害を招く。また、保護膜はゲート絶縁膜に比べて、その形状及び物性に対する制約が少ないが、薄膜トランジスタのオフ電流に影響したり、これを形成するプラズマＣＶＤ装置の処理能力の制約等から、ゲート絶縁膜と同様に膜厚や比誘電率を残像緩和のためだけに調整することは非現実的である。
【００２３】
本発明の目的の一つは、アクティブ・マトリクス型液晶表示装置における、上述の如き残像抑制と輝度ムラ、及びスイッチング素子の電気的特性と液晶層への電界印加効率の夫々におけるトレード・オフの関係を解決することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的に鑑み、本発明は以下に例示される液晶表示装置を提供する。
【００２５】
その一つは、互いに対向して配置された一対の基板と該一対の基板の主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域と該スイッチング素子の該液晶層側に複数の材料層を積層してなる保護膜とが形成された液晶表示装置で、上記複数の材料層は少なくとも第１の層（材料層）とこの第１の層より上記液晶層側（上記一対の基板の一方の主面から見て第１の層の上部）に設けられた第２の層（材料層）とを含み、且つこの第２の層は上記第１の層より低く且つ珪素より高い抵抗率を示すことを特徴とする。ここでいう珪素には、単結晶シリコンや多結晶シリコン、非晶質シリコン等の所謂液晶表示装置に備えられたスイッチング素子のチャネルを構成する半導体材料が例示される。従って、上述の保護膜に含まれる第２の層は、この保護膜に含まれる第１の層より低く且つ上記スイッチング素子のチャネル層より高い抵抗率を示すとも特徴付けられる。
【００２６】
これらの第１の層と第２の層とは、光照射により第１の層が１×１０１３Ω・ｃｍ以上の抵抗率を示し且つ第２の層が１×１０１１Ω・ｃｍ以下の抵抗率を示すことからも特徴付けられる。このような保護膜の光伝導特性は、例えば５００ｋＬｘ（キロ・ルクス）又はそれ以上の照度の光を第１の層及び第２の層に照射するか、これらの層が形成される基板主面の反対側から当該保護膜構造に照射することで測定される。
【００２７】
上述のように、スイッチング素子が形成された基板主面上に第１の層及び第２の層をこの順に形成してなる本発明による保護膜構造をその比誘電率から記述すると、上記第２の層は上記第１の層より高い比誘電率を有し且つ該第２の材料層の比誘電率は７．５以上の値を有する。
【００２８】
また、上述のスイッチング素子の液晶層側に形成される保護膜を少なくとも珪素と窒素とを含む材料：ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）で形成するとき、上記第２の層の珪素に対する窒素の組成比（ｙ／ｘ）は上記第１の材料層のそれより小さいという特徴を有する。
【００２９】
以上に記した保護膜を構成する第１の層及び第２の層は、さらに次の少なくとも一形態を満たすことが推奨される。
【００３０】
その一つは、上記第２の層の抵抗率を、上記第１の層の抵抗率の１／１００より低くすることである。
【００３１】
また他の一つは、上記第２の層の抵抗率を、上記液晶層の抵抗率より低くすることである。
【００３２】
更に他の一つは、上記第２の層の厚みを、上記保護膜全体の厚さの１／２以下にすることであり、なお望ましくは、第２の層の厚さを１０ｎｍ以上にすることである。
【００３３】
以上、本発明による液晶表示装置において基板上に設けられたスイッチング素子を覆う新規な保護膜の特徴をその断面構造として記したが、この保護膜の特徴を上記基板の液晶層側の上面から捉えると次の少なくとも一つとして記される。
【００３４】
その特徴の一つは、互いに対向して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置において、上記保護膜はその上記液晶層に対向する面に光が照射されることによりその抵抗率が光照射を行わないときの抵抗率の１／１００以下に減少することである。ここでいう光照射とは、例えば５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を保護膜の上面に照射することである。
【００３５】
また、その特徴の別の一つは、互いに対向して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面は１×１０１３Ω・ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にある暗抵抗率を示し且つ当該面への５００キロ・ルクスの照度の光照射により１×１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω・ｃｍの抵抗率を示すことである。
【００３６】
更に、その特徴の別の一つは、互いに対向して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子の上記液晶層側に接する保護膜とが形成された液晶表示装置において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面は７．５以上の比誘電率を示すを示すことである。
【００３７】
また、上記保護膜を少なくとも珪素と窒素とを含む材料：ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）で形成するとき、その特徴は互いに対向して配置された一対の基板とこれらの主面間に挟まれた液晶層とを備え、上記一対の基板の一方の上記液晶層に面する主面にはスイッチング素子及びこれに接続された画素電極を有する画素領域とこのスイッチング素子のチャネル層に接する保護膜とが形成された液晶表示装置において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面の珪素に対する窒素の組成比（ｙ／ｘ比）は０より大きく且つ１．０以下の範囲に入る値となることである。
【００３８】
以上に記した少なくとも一つの特徴を有する液晶表示装置において、上記保護膜の上記液晶層側に配向膜を形成するとよく、また、この液晶表示装置をツイスティッド・ネマティック（ＴＮ）型のように画素電極とともに上記液晶層に電界を印加する対向電極を上記一対の基板の他方に設けて構成する場合、この画素電極は保護膜と液晶層との間（望ましくは、保護膜と配向膜との間）に設けるとよい。
【００３９】
一方、以上に記した少なくとも一つの特徴を有する液晶表示装置を面内スイッチング型のように画素電極と対向電極とを上記一対の基板の一方に設ける場合、この画素電極は保護膜に対して液晶層の反対側（一対の基板の一方の主面側）に設けるとよい。
【００４０】
本発明による上述の液晶表示装置は、上記一対の基板の一方の主面に複数のスイッチング素子を形成する第１の工程と、上記スイッチング素子の上部に複数のガスが導入されたプラズマを用いる化学気相蒸着法で保護膜を形成する第２の工程とを含む製造方法において、この第２の工程に次の特徴の少なくとも一つを反映させることにより、上記保護膜を構成する上記第２の層の抵抗率をこの保護膜を構成する上記第１の層より低くすることができる。
【００４１】
その特徴の一つは、少なくとも第１の組成を有する上記第１材料層を蒸着した後に、上記複数の原料ガスの導入比を変えて上記第１の組成とは異なる第２の組成を有する上記第２材料層を蒸着することである。
【００４２】
また、その特徴の他の一つは、少なくとも上記第１材料層を蒸着した後に、上記プラズマに供給する電力を上記第１材料層の蒸着時のそれより低くして上記第２材料層を蒸着することである。
【００４３】
上記第２の工程において、上記複数の原料ガスとして珪素を含む第１のガス（例えば、モノシラン）と窒素を含む第２のガス（例えば、アンモニア）とを用いる場合、上記第１のガスに対する上記第２のガスの導入量比は上記第１材料層の蒸着時にて１．０より大きく設定し、且つ上記第２材料層蒸着時にて０より大きく且つ１．０以下の範囲に設定することが望ましい。
【００４４】
また、上記第２の工程において、上記第２材料層の蒸着時に上記プラズマに導入される高周波電力を上記第１材料層の蒸着時より低く抑え、例えば、０．２Ｗ／ｃｍ２以下に設定するとよい。
【００４５】
以上に記した本発明の作用並びに効果、及びその望ましき実施形態の詳細に関しては、後述の説明で明らかになろう。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態をこれに関連する図面を参照して説明する。以下の説明にて参照する図面で、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。
《第１実施例》
本発明による液晶表示装置の第１実施例を、上述の面内スイッチング型液晶表示装置に用いられるＴＦＴ基板の構造及びその製造工程を例示して説明する。
【００４７】
図１は面内スイッチング型の液晶表示装置に用いられるＴＦＴ基板の主面（液晶層に面する）に形成された複数の画素の一つを拡大して示す平面図であり、図２は図１の一点鎖線Ｃ−Ｃ’沿いにＴＦＴ基板を切断したときの断面図である。
【００４８】
図１は、図の下側に示された走査信号線１から分岐したゲート電極１ａ、このゲート電極１ａを覆う半導体層（チャネル層）４、図の左側に示された映像信号線２から分岐したドレイン電極２ａ、及び画素電極６と一体で形成されたソース電極６ａを備えた薄膜トランジスタＴＦＴと、ｙ方向に延び且つｘ方向に並ぶ前述の画素電極６と、図の上側に示された基準電圧線３からｙ方向に分岐し且つｘ方向沿いに画素電極と離間して並ぶ対向電極３ａとを有する画素を示す。この画素において光が透過する領域は、液晶層を挟んでＴＦＴ基板に対向する他の基板（対向基板、カラー・フィルタ基板とも呼ばれる）に形成された遮光膜（以下、ブラック・マトリクスと呼ぶ）の開口で規定される。図１において、ブラック・マトリクスの開口は、その縁を示す破線ＢＭＯで囲まれた領域となる。なお、図２に示されるＴＦＴ基板の断面では、液晶層及びＴＦＴ基板に対向する上記他の基板は省略されている。ＴＦＴ基板の主面には、図１の中央に示された上述の画素と同様な構造を有する複数の画素が二次元的に配置される。このような複数の画素の配置態様の一例を、図１は中央の画素を囲む他の８つの画素（部分的に描かれる）の配置として示す。
【００４９】
始めに、図１及び図２を参照して、本実施例におけるＴＦＴ基板の製造工程を説明する。製造工程の多くは、既存の液晶表示基板、又は液晶表示パネルの製造方法に採用されている技術を利用するため、簡単に説明する。また、本発明による液晶表示装置の作製に特徴的な製造工程については、適宜、図面を加えて、これを参照しながら説明する。
【００５０】
工程１：ＴＦＴ基板１１として、３７０ｍｍ×４７０ｍｍ×１．１ｍｍのガラス基板を用意した。この主面には、前述の如く、図１に示すような画素が二次元的に形成されるが、工程１の段階では単なるガラス面に過ぎない。このようなガラス基板をＴＦＴ基板１１として用いることにより、対角３８ｃｍの表示画面を有する液晶表示パネル（液晶セルともいう）が作製できる。
【００５１】
工程２：このガラス基板１１の主面（図２では上面）を洗浄した後、この主面に金属や合金等からなる第１の導電膜を、例えばスパッタリング法（Sputtering  Method）で形成する。本実施例では、厚さ２００ｎｍのクロム（Ｃｒ）薄膜をスパッタリング法で形成した。このクロム薄膜上にフォト・レジスト（感光性の有機材料）を塗布し、このフォト・レジストにフォト・マスク（複数のスリットが形成された遮光板）を通して光を照射し、フォト・レジストを部分的に感光させた。その後、フォト・レジストの現像処理で、その感光した部分を選択的に除去し、これにより形成されたフォト・レジストの開口から上記クロム薄膜を部分的に露出させる。工程２における以上の処理を総括して、フォト・リソグラフ法とも呼ぶ。上記フォト・マスクに形成された複数のスリットは、上述の走査信号線１（ゲート・バスラインとも呼ぶ）、ゲート電極１ａ、基準電圧線３（面内スイッチング型液晶表示装置においては、対向電圧信号線、コモン・バスラインとも呼ばれる）、対向電極３ａの夫々の輪郭に相似する形状を有する。また、上記フォト・マスクで、ＴＦＴ基板の表示領域に相当する部分の外側（周縁部分）に形成されたフォト・レジストを露光する場合、フォト・マスクの周縁部分にＴＦＴ基板と外部回路とを接続する端子（図示せず）、表示領域内の薄膜トランジスタを静電気等による絶縁破壊から保護する保護回路（図示せず）等に対応したスリットを設けても良い。なお、上記フォト・レジスト及びこれを現像する薬品によっては、フォト・レジストの感光されない部分が現像処理で除去されるが、このような相違は本発明によるＴＦＴ基板の作製を阻むものではない。
【００５２】
工程３：工程２が終了した段階で、クロムからなる第１の導電膜の上面には、上記走査信号線、ゲート電極等に類似した形状のフォトレジストが残る。この第１の導電膜の上面を、例えば硝酸第２セリウム・アンモニウム水溶液等の薬品（クロムをエッチングするエッチャント）で処理し、レジストに覆われない第１導電膜（クロム薄膜）をＴＦＴ基板１１主面から除去する。この処理をエッチング法という。ＴＦＴ基板１１上に第１導電膜からなる走査信号線２、ゲート電極２ａ、基準電圧線３、対向電極３ａ等が形成された後、これらの上面に残るフォト・レジストを例えば硫酸等で除去し、続いて純水（イオン交換樹脂で濾過された水）で洗浄する。
【００５３】
工程４：第１導電膜による配線（走査信号線等）や電極（ゲート電極等）のパターンが形成されたＴＦＴ基板１１の上面に、絶縁膜５と半導体膜４をこの順で積層させる。絶縁膜５は、後述の薄膜トランジスタにおけるゲート絶縁膜にもなる。本実施例では、絶縁膜５を非晶質の窒化珪素膜（ＳｉＮｘ）で、半導体膜４を非晶質の珪素膜（ａ−Ｓｉ）で夫々形成する。絶縁膜５及び半導体膜４はともに珪素を含む材料ゆえ、本実施例では化学蒸着法（Chemical  Vapor  Deposition  Method，ＣＶＤ法とも呼ばれる）を用い、ＴＦＴ基板主面上にこれらを連続的に成長させた。本実施例では、絶縁膜５及び半導体膜４の原料ガスでプラズマを発生させ、このプラズマにＴＦＴ基板１１の上面（被加工面）を対向させるプラズマＣＶＤ法（Plasma  Enhanced  CVD  Method）を用いた。プラズマＣＶＤに用いた装置を、図３に模式的に示す。詳細は後述するが、ＴＦＴ基板は試料（Specimen）ＳＰＣＭとしてホルダ（Holder）ＨＬＤＲに置かれる。
【００５４】
プラズマＣＶＤによる非晶質の窒化珪素膜及び珪素膜の連続成長の終了間際に、半導体膜４に導電性を与える不純物元素を添加して蒸着することで、半導体膜４の上面付近に電子密度の高いｎ＋型の領域４ａを形成する。本実施例では、不純物元素としてＩＶ族の珪素（Ｓｉ）に比べて価電子の多いＶ族元素の一つである燐（Ｐ）をドーパントに用いた。このｎ＋型半導体層４ａは、次に形成される第２金属膜と半導体層４とを低い電気抵抗で接続させる（オーミック接触させる）。なお、本実施例では、絶縁膜５、半導体膜の意図的に不純物が導入されない部分（図２に半導体膜４として表示）、及び半導体膜の意図的に不純物を導入した部分（図２にｎ＋型半導体層４ａとして表示）の厚みを、夫々４００ｎｍ，２５０ｎｍ，５０ｎｍとした。ｎ＋型半導体層４ａはＣＶＤ等による半導体膜の蒸着時に形成しなくとも、例えば、成長後の半導体膜にドーパントのイオンを注入するイオン打込み（Ion  Implantation）や、半導体膜に金属や合金からなる第２導電膜を接合した後に熱処理等で金属や合金の原子を半導体膜に移動させる方法でも、形成できる。また、透過型電子顕微鏡像においては、半導体膜における意図的に不純物がドープされない領域（真性半導体領域とも呼べる、以降、便宜的にｉ型領域という）と意図的に不純物がドープされた領域（上記ｎ＋型領域）とを判別することは難しく、図２における半導体膜４とｎ＋型半導体層４ａとは一つの半導体層として観察される。
【００５５】
工程５：絶縁膜５及び半導体膜４の成膜が終了した後、先述のフォト・リソグラフ法で半導体膜４上にフォト・レジストのパターンを形成した。このパターンは、ゲート電極１ａの上部、及び走査信号線１並びに基準電圧線３の映像信号線２と交差する部分の上部に夫々残されたフォト・レジストの「島（Island）」からなる。
【００５６】
工程６：次に、その上面に上記フォト・レジストの島が形成されない半導体膜４を６フッ化硫黄（ＳＦ６）と塩化水素（ＨＣｌ）とを用いたドライ・エッチング法にて除去し、ゲート電極１ａ上に薄膜トランジスタのチャネル層となる半導体膜４（上記ｎ＋型領域も含む）と、走査信号線１並びに基準電圧線３の後述の映像信号線２と交差する夫々の部分の上に映像信号線２の断線を防ぐ半導体膜４とを残す。その後、上記レジストの島を先述の工程３に倣い、除去する。なお、絶縁膜５は、この段階でＴＦＴ基板１１の主面の少なくとも表示領域の全域に残る。
【００５７】
工程７：次に、上記半導体膜４（ｎ＋型領域４ａも含む）及び上記絶縁膜５を覆うように金属又は合金からなる第２の導電膜をスパッタリング法で形成する。本実施例では、第２の導電膜を厚さ２００ｎｍのクロムからなる薄膜で形成した。このクロムからなる第２の導電膜に工程２で述べたフォト・リソグラフ法及び工程３で述べたエッチング法を施し、映像信号線２（ドレイン・バスラインとも呼ばれる），ドレイン電極２ａ，画素電極６，及びソース電極６ａを形成した。この一連の工程では、工程２で述べたように、フォト・マスクの周縁に外部回路と接続される端子（図示せず）や上記保護回路のパターン（図示せず）等を設け、これらをエッチング法で映像信号線２等とともに形成しても良い。本工程においては、クロムのエッチャントによるエッチングが終了した後、フォト・レジストを除去せず、次の工程８に入る。
【００５８】
工程８：ドレイン電極２ａ及びソース電極６ａ上に夫々フォト・レジストを残したまま、工程６と同様に６フッ化硫黄と塩化水素との混合気体を用いて上記半導体膜４（ｎ＋型領域４ａも含む）にドライ・エッチングを施した。このエッチング工程で用いるエッチング・ガスに対し、非晶質の珪素膜はクロム薄膜に比べてエッチングされ易いため、半導体膜４はドレイン電極２ａ及びソース電極６ａをマスクとしてエッチングされる。このドライエッチングにより、上述のｎ＋型領域４ａを含めた半導体膜４は、その上面からプロセス設計値にして１００ｎｍ相当の厚みでエッチングされる。工程４で述べたとおり、ｎ＋型領域４ａの厚みは５０ｎｍであるため、その上にドレイン電極２ａやソース電極６ａ等の第２導電膜が形成されない半導体膜４においては、その上面沿いに形成されるｎ＋型領域４ａが完全に除去される。従って、工程７の終了時にドレイン電極２ａからソース電極６ａへと延びていたｎ＋型領域４ａは、双方の電極間で分断され、更にこの間における半導体膜４のｉ型領域も薄くなる。薄膜トランジスタに限ってみれば、その構造は本工程により概ね完成する。半導体膜４のドライ・エッチングの後、工程３と同様にフォト・レジストを薬液で除去した。
【００５９】
工程９：本工程では、上述の薄膜トランジスタ、画素電極６、及び対向電極３ａの上部に、先述の残像を低減するに好適な保護膜８を形成する。本実施例では、工程４と同様に、プラズマＣＶＤ法でＴＦＴ基板の最上面（本工程を始める段階での）に組成の異なる２種類の非晶質の窒化珪素（ＳｉＮｘ）からなる薄膜を順次積層し、この２層の窒化珪素膜（図２の上から８ａ，８ｂ）で保護膜８を構成した。２層の窒化珪素膜８ａ，８ｂは、ＴＦＴ基板の少なくとも表示領域に相当する部分の全域に形成した。プラズマＣＶＤによる窒化珪素膜形成は、図３に模式的に示す蒸着装置を用いた。
【００６０】
この蒸着装置は、筐体ＣＨＭＢ内に被加工物（試料ＳＰＣＭ）が置かれるホルダＨＬＤＲとこれに対向する電極ＥＬＣＴが設けられ、接地電位に接続されたホルダＨＬＤＲに対し、高周波電源ＲＦＰに接続された電極ＥＬＣＴが容量結合して、この間にプラズマ（Ｐｌａｓｍａ）を発生させる。プラズマは、バルブＧＶＬを通して筐体ＣＨＭＢに接続された排気装置ＰＵＭＰで筐体ＣＨＭＢ内の圧力を調整し、高周波電源ＲＦＰから電極ＥＬＣＴに供給される電力を調整することで、筐体ＣＨＭＢに供給されるガスの電離状態を維持する。プラズマを発生させるガスとして、図３にはモノシラン（Monosilane：ＳｉＨ４）、アンモニア（Ammonia：ＮＨ３）、及び窒素（Ｎ２）が示される。これらのガスの筐体ＣＨＭＢへの供給量は、夫々の流路に設けられた流量計ＭＦＣ１，ＭＦＣ２，ＭＦＣ３で各々の流量をモニターしながら、バルブＶＬＶ１，ＶＬＶ２，ＶＬＶ３により適宜調整される。
【００６１】
上記２層の窒化珪素膜８ａ，８ｂは、膜の組成別に蒸着装置を替えて成長させても、また複数の反応室（図３における筐体ＣＨＭＢ）とこれらの間で被加工物を減圧雰囲気下で搬送するシステムを備えた蒸着装置を用いて膜の組成に応じて別の反応室で成長させても良い。但し、以下に述べる本実施例では、蒸着装置も反応室も替えず、かつ反応室内の放電を止めることなく連続的に形成した。
【００６２】
なお、上側の窒化珪素膜８ａ，下側の窒化珪素膜８ｂの夫々の成膜条件は表１に記載のとおりである。
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【００６３】
表１に示される如く、本発明者らは上側窒化珪素膜８ａの厚さが異なる４種類のＴＦＴ基板を作製し、その比較を後述の如く行った。なお、４種類のＴＦＴ基板の一つは、上側窒化珪素膜８ａが形成されない所謂本発明者らが従来作製していたものである。
【００６４】
本工程の特徴は、保護膜８を形成する過程で、下側の窒化珪素膜８ｂの成長時における原料ガスの流量比、即ち、モノシランガス流量（ＳｉＨ４流量）とアンモニアガス流量（ＮＨ３流量）とを上側の窒化珪素膜８ａの成長開始時点で逆転させたことにある。
【００６５】
本発明者らは、従来、アンモニアガス（又はその代用となり得る窒化物ガス）のプラズマへの供給量をモノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガス）のそれより大きく設定して成長させた非晶質の窒化珪素膜を保護膜として利用していた。これに対し、本発明者らは先述の残像を低減するに際し、非晶質の窒化珪素膜の成長条件を検討したところ、上述のプロセス条件による非晶質の窒化珪素膜の成長終了間際に、モノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガス）のプラズマへの供給量のアンモニアガス（又はその代用となり得る窒化物ガス）のそれに対する比率を高めるにつれて残像が解消し易くなる傾向を見出した。特に、モノシランガス（又はその代用となり得る珪素化合物ガス）のプラズマへの供給量がアンモニアガス（又はその代用となり得る窒化物ガス）のそれより大きく設定して保護膜を形成した液晶表示パネルの表示画面においては、その動作終了時における残像が概ね無視できた。従って、本発明者らは本実施例において、表１に示す条件で従来の窒化珪素膜８ｂ上に、新たに窒化珪素膜８ａを形成した。このような２層構造の保護膜の詳細については、後述する。
【００６６】
工程１０：上述の如く、ＴＦＴ基板の少なくとも液晶表示パネルの表示領域に相当する部分に形成された２層構造の保護膜の上面に、ポリイミド等の有機材料からなる配向膜９を形成する。ＴＦＴ基板を液晶表示パネルに組込むと、この配向膜が液晶層に接する。従って、配向膜上面にはラビング等の機械的な処理、または特定の偏光成分を有する光の照射を施し、これに接する液晶分子を所望の方向に配向させる。本実施例では、配向膜上面に液晶分子を配向させる特性を与える処理を、ＴＦＴ基板と対向基板とを貼り合せる前に行う。従って、配向膜９上面の処理が完了した時点で、図２に示されるような断面を有するＴＦＴ基板が完成する。なお、配向膜９にラビング処理を施す場合、その処理後に配向膜を焼成する。
【００６７】
次に、上述の如く作製されたＴＦＴ基板に対向基板を貼り合せて、面内スイッチング型の液晶表示装置を完成させる。図４は、完成された液晶表示パネルの断面を模式的に描いたもので、図１に示される画素構造と図２に示される断面を有するＴＦＴ基板１１は、その主面上に形成された薄膜等のうち、配向膜９以外は全て省略されている。一方、対向基板１２のＴＦＴ基板１１に対向する主面には、上述のブラック・マトリクスＢＭが形成され、その開口（図１参照）には画素毎にカラー・フィルタＣＦが設けられる。従って、巨視的に見れば、ブラックマトリクスＢＭとカラー・フィルタＣＦとは対向基板１２の主面に対して略同じ層として描かれる。このように主面にカラー・フィルタが形成された対向基板１２は、カラー・フィルタ基板と呼ばれることもある。ブラックマトリクスＢＭとカラー・フィルタＣＦとの上部には、保護膜（オーバコート膜とも呼ばれる、図示せず）が形成され、さらに保護膜上部にはＴＦＴ基板と同様に配向膜９が形成されている。なお、本実施例における面内スイッチング型の液晶表示装置は、ＴＦＴ基板１１主面上に図１の如く画素電極と対向電極とを互いに離間させて画素領域（光が透過する領域）を構成するため、対向基板１２主面に電極は形成されていない。このような液晶表示装置の組立工程の概要を、以下に説明する。
【００６８】
ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の互いに対向し合う主面の少なくとも一方の周縁に、シール材と呼ばれる粘着性の有機材料を塗布する。次に、図４の如く、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを重ね合わせ、シール材で双方の主面の周縁を接着し、続いてアニーリング（Annealing）等によりシール材を硬化させる。シール材は、ＴＦＴ基板１１及び対向基板１２の少なくとも一方の主面の表示領域となる部分（画素やカラーフィルタが設けられる部分）を概ね囲むように当該主面に塗布される。従って、ＴＦＴ基板１１と対向基板１２とを貼り合せた段階で、液晶表示パネルの断面には図４に示す如く、これらの主面とシール材１４により囲まれた空間が形成される。この空間には、シール材１４に設けられた開口（封止口）から液晶材料（又はカイラル剤等を含む液晶組成物）１５が注入される。なお、本実施例に用いた液晶材料１６の抵抗率は１×１０１３Ω・ｃｍである。
【００６９】
図５には、上述の如く作製された液晶表示パネル２１を組込んだ液晶表示装置の分解斜視図が描かれる。液晶表示パネル２１のＴＦＴ基板周縁の一部は対向基板より外側に突き出ていて、この突き出た部分には液晶表示パネル２１内に設けられた薄膜トランジスタ等に信号を供給する駆動回路（液晶表示パネルに対して外部回路）２２ａ，２２ｂが電気的に接続される端子が形成される（図示せず）。
【００７０】
液晶表示パネル２１の上面及び下面の夫々に偏光板２３を貼り、その下面側をバックライト・ユニット２４に対向させ、お互いを固定することで液晶表示装置は概ね完成する。バックライト・ユニット２４は、導光板等を用いたサイド・エッジ型や、複数の線状ランプを液晶表示パネル２１の下面に対向させる直下型等に分類されるが、本実施例に採用されるバック・ライトユニットはその種類を問わない。
《残像抑止に対する効果》
上述した本発明の第１実施例による面内スイッチング型液晶表示装置の残像特性に関する検討結果を以下に述べる。
【００７１】
この液晶表示装置に用いるＴＦＴ基板の製造方法における工程９にて述べたように、本発明者らは従来の保護膜として形成される非晶質窒化珪素膜８ｂ上に新たに設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの厚みが異なる４種類のＴＦＴ基板を作製した。この４種類のＴＦＴ基板に形成された窒化珪素膜８ａの膜厚は夫々、０ｎｍ（窒化珪素膜８ａが形成されない従来のＴＦＴ基板），１０ｎｍ，２０ｎｍ，及び３０ｎｍである。これらのＴＦＴ基板を夫々用いて作製した４種類の液晶表示装置の性能を、以下に記す２種類の評価基準で比較した。
【００７２】
いずれの基準による比較も、液晶表示パネルの表示画面に表示される画像を切替える直前の基準電圧（対向電極３ａに印加される電圧Ｖｃｏｍ、コモン電圧とも呼ばれる）と切替えた直後の基準電圧との差が、表示画面に残像が生じる時間を決めるという事実に基づく。即ち、表示画像の切替の前後における基準電圧の差は、表示画像の切替からの時間が経過するに伴い、減少（緩和）していく。本発明者等は、この現象に着眼して上記基準電圧差の緩和に要する緩和時間を測定して残像を評価した。なお、以下に記す基準電圧Ｖｃｏｍとは対向電極３ｂに印加される電圧、ゲート電圧とはゲート電極１ａに印加される電圧、ドレイン電圧とはドレイン電極２ａに印加される電圧である。
【００７３】
〔評価方法Ａ〕
液晶表示パネルにおいて、その表示画面で黒表示を行う（液晶層の光透過率を最小にする）ときの対向電極３ａを接地電位（グランド電位）に設定する。換言すれば、対向電極３ａの電位を１フレームの画像表示毎に変える所謂コモン反転駆動ではない駆動方法（例えば、ドット反転駆動）で液晶表示パネルの画像表示を行う。このような動作状態にある液晶表示パネルの電源をオフすると、その直前に画素電極６と対向電極３ａとの電位差により、これらの電極間に位置する保護膜８に生じた電荷は、対向電極３ａの基準電圧により保護膜８に溜まる。従って、液晶表示パネルの電源がオフされるや否や、保護膜８は所謂充電状態になる。これにより保護膜８の電位が上がるため、配向膜９を挟んで保護膜８に対向する液晶層の光透過率も上がる。よって、液晶表示装置の表示画面は一時的に白表示を行い、又はそれに近い輝度を示す。なお、本明細書における「白表示」とは、液晶層の光透過率がこれに印加される階調電圧の範囲において最大となる場合に限らず、その光透過率が上記「黒表示」状態におけるそれよりも高ければ、白以外の色（例えば、灰色）を表示する動作も含む。
【００７４】
液晶表示パネルの動作がオフされたことにより上記保護膜８に溜まる電荷は、そのオフ時刻からの時間経過とともに保護膜８からの漏洩により減少し、保護膜の充電状態も緩和される。これにより、接地電位に接続された対向電極３ａから基準電圧が保護膜８の残留電荷に阻まれることなく液晶層に印加されるため、液晶層の光透過率が徐々に低下して液晶表示パネルの表示画面も黒表示に変わる。
【００７５】
このとき、液晶表示パネルの表示画面（又は、ここに配置される画素）の輝度を測定し、液晶表示パネルの電源をオフした直後に測定された最大の輝度値（白輝度とも呼ぶ）が半減するに要した時間で、上記４つの液晶表示パネルの残像緩和特性を夫々評価した。具体的には、受光素子を液晶表示パネルの特定の部分に対向させ、その部分の輝度の変化を連続的にモニターする所謂定点観測を行った。上記最大の輝度値（白輝度）が測定された時刻からその半値が測定された時刻までの時間が短いほど、液晶表示パネルに設けられた保護膜の残像緩和特性が良いものと評価される。
【００７６】
膜厚０ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍの保護膜（非晶質の窒化珪素膜）８ａを夫々有する４種類の液晶表示装置の評価は、１種類毎に２台の液晶表示パネルを用意して行った。
【００７７】
まず、上記保護膜８ａの膜厚が０ｎｍの（保護膜８ａがない）液晶表示パネル２台の残像緩和時間は、夫々１２５秒，１１４秒であった。次に、保護膜８ａの膜厚が１０ｎｍの液晶表示パネル２台の残像緩和時間は、夫々１０５秒と９２秒であり、若干の効果は確認できた。
【００７８】
さらに、保護膜８ａの膜厚が２０ｎｍの液晶表示パネル２台、及び保護膜８ａの膜厚が３０ｎｍの液晶表示パネル２台のいずれも、略０秒の残像緩和時間を示し、その残像緩和特性の顕著な向上を証した。なお、略０秒の残像緩和時間とは、輝度の最大値が測定された時刻からこの最大輝度の半値が測定された時刻までに要した時間が１秒未満と非常に短く、本発明者らによる測定手法では実質的に測定不能であることを意味する。いずれにしても、保護膜８ａを保護膜８ｂ上に形成することによる残像緩和特性の大幅な改善が確認できた。
【００７９】
〔評価方法Ｂ〕
図１及び図２に示されるゲート電極１ａに直流１０Ｖを、ドレイン電極２ａに３〜４Ｖの範囲で変動する矩形波パターンの電圧を夫々印加し、対向電極３ａを接地電位に接続する。この状態で、さらにドレイン電極２ａへ直流１Ｖを印加し、上記矩形波を４〜５Ｖの範囲で変動させる。このように、ドレイン電極２ａに印加される矩形の電圧波形を振幅の中心を上げたときに生じる輝度の時間変化（相対フリッカ）を測定する。具体的な測定手法として、例えば、上記評価方法Ａと同様に液晶表示パネルの輝度モニタリングが適用できる。本評価方法では、上記直流成分をドレイン電極２ａに印加した時刻から液晶表示パネルの輝度の減衰を測定する。上述の如く、ドレイン電極２ａの電位に直流成分が加わることでも、保護膜８に余剰な電荷が発生し、これが保護膜８に残留することで表示画面から消したい画像が「残像」として表示画面に残る。相対フリッカ強度は、この表示画面に消すべき画像が生じる強度をも反映し、これを以って残像の評価を行うことができる。つまり相対フリッカ強度が早く０に落ちる液晶表示パネルほど、その残像緩和特性は良好と判断される。
【００８０】
上述の評価方法Ａと同様に、評価方法Ｂも膜厚０ｎｍ，１０ｎｍ，２０ｎｍ，３０ｎｍの保護膜（非晶質の窒化珪素膜）８ａを夫々有する４種類の液晶表示装置（バックライト・ユニットを装着）を１種類につき２台用意して行った。測定は、液晶表示装置のバックライト・ユニットの輝度を２５Ｃｄ（カンデラ）／ｍ２，及び２５０Ｃｄ／ｍ２に夫々設定して行い、この２種類の実験結果を図６（バックライト輝度＝２５Ｃｄ／ｍ２）及び図７（バックライト輝度＝２５０Ｃｄ／ｍ２）に示す。
【００８１】
この評価結果からも、保護膜８ａを保護膜８ｂ上に形成することによる液晶表示装置の残像緩和特性の改善が確認され、保護膜８ａを２０ｎｍ以上の厚さで形成したときに残像緩和特性が顕著に向上することが認められた。また、図６のグラフと図７のグラフとを比較すると、バックライト輝度を高く設定して測定された図７のグラフのいずれもが、図６に示される夫々より良好な残像緩和特性を示す。このような傾向に対し、本発明者らは保護膜８、特に本発明により新たにＴＦＴ基板上に形成した保護膜（非晶質窒化珪素膜）８ａに生じる光伝導（Photoconduction）が、保護膜８からの残留電荷の放出（放電）を促し、液晶表示装置における残像緩和を改善させたものと考察した。
【００８２】
《保護膜の特徴》
上述の如く、本発明による液晶表示装置の一例は、新規な構造を有する保護膜を採用することにより、良好な残像緩和特性を示す。そこで、この保護膜の構造的な特徴及び物理的な性質について、種々の観点から以下に説明する。
【００８３】
上述の新規な保護膜は、本発明の第１実施例による液晶表示装置のＴＦＴ基板製造工程の工程９で説明したように、２層の非晶質の窒化珪素膜から構成される。これら２層の窒化珪素膜を、上述した蒸着装置により膜厚２００ｎｍの実験サンプルとして作製し、夫々の物理的な性質及び化学的な組成を、表２に纏めた。
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【００８４】
表２において、暗抵抗率（Dark  Resistivity）は暗室で測定された非晶質の窒化珪素膜の抵抗率で、セレン光電池やこれに類する光電装置の暗抵抗と同様な条件で測定される。一方、光抵抗率（Photo  Resistivity）は、非晶質の窒化珪素膜に光を照射して、その内部に光伝導を発生させたときの窒化珪素膜の抵抗率である。光抵抗率は、夫々の窒化珪素膜に５００ｋＬｘ（キロ・ルクス）の白色光を照射して測定した。なお、１Ｌｘ（ルクス）とは、１ｍ２の面に１Ｌｍ（ルーメン）の光束が入射したときの照度を表わし、１Ｌｘ＝１Ｌｍ／ｍ２なる式で表わされる関係にある。また、Ｆ〔Ｌｍ〕の光束を立体角ωに放出する点光源の光度Ｉは、先述の１Ｃｄ（カンデラ）なる単位で表わされ、Ｉ〔Ｃｄ〕＝ｄＦ／ｄω（＝Ｆ／ω：ωが微小な場合）なる関係にある。参考までに、全ての方向の光度Ｉが均一な均等点光源から、その全立体角４πに放射される全光束Ｆは、Ｆ＝４πＩ〔Ｌｍ〕として表わされる。透過型の液晶表示装置ではバックライト・ユニットやフロントライト・ユニット等の照明装置からの光を液晶表示パネルの主面に入射させ、また反射型の液晶表示装置ではその外側から液晶表示パネルの主面に入射する光を液晶表示パネルの内部で反射させて当該主面から出射させるため、いずれの場合も保護膜は相当量の光に曝される。本発明者らは、この事実と本発明による液晶表示装置の「残像抑止に対する効果」にて先述した知見とを併せて検討し、図２に示される窒化珪素膜８ｂの上（液晶層側）に新たに窒化珪素膜８ａを形成したことによる液晶表示装置の残像低減には、この新たな窒化珪素膜８ａに生じる光伝導が寄与する可能性を考えた。
【００８５】
本発明者らは、この可能性をプラズマＣＶＤ法による成長条件を変えて作製した数種類の窒化珪素膜８ａから検討した。まず、窒化珪素膜８ａを窒化珪素膜８ｂ上に形成する工程で、蒸着装置内にプラズマを発生させる高周波電力（周波数帯からして、Radio  Frequency  Power，又はＲＦ電力とも呼ばれる）を変え、数種類の液晶表示装置を作製した。この高周波電力は、図３に示す蒸着装置において、電極ＥＬＣＴからプラズマに印加される。
【００８６】
これらの液晶表示装置の残像緩和特性を比較した結果、窒化珪素膜８ａ成長時の高周波電力を小さくする程、この特性が向上する結果を得た。更に、窒化珪素膜８ａのテスト・サンプルを、同様にプラズマに印加される高周波電力を変えて、数種類作製し、その暗抵抗率及び光抵抗率を調べ、図８に示す結果を得た。液晶表示装置の残像緩和特性に対応するように、高周波電力を窒化珪素膜８ｂの成長時に印加するそれより低減するにつれて、これらの抵抗率も減少することが判明した。
【００８７】
次に、上述の結果に基づいて高周波電力を３５０Ｗに設定し、窒化珪素膜８ａの成長時にＣＶＤ装置（蒸着装置）へ供給するＳｉＨ４及びＮＨ３の原料ガス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量）を変え、数種類の窒化珪素膜８ａのテストサンプルを作製した。このテストサンプルの暗抵抗率及び光抵抗率を上述の要領で測定し、これと上記原料ガス流量比との相関をプロットして、図９のグラフに示す結果を得た。また、テストサンプル同様に原料ガス流量比を夫々変えて窒化珪素膜８ａを窒化珪素膜８ｂ上に形成して数種類の液晶表示装置を作製し、その残像緩和特性を調べた。その結果、窒化珪素膜８ａの成長期間において原料ガス流量比を小さくする（ＮＨ３流量に対するＳｉＨ４流量を増やす）ほど、この窒化珪素膜８ａを保護膜の一つとして備えた液晶表示装置の表示画面から残像は速やかに消えた。また、窒化珪素膜８ａの抵抗率を制御する上で、上記原料ガス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量）を１．０以下、即ち、ＳｉＨ４流量をＮＨ３流量以上に設定して窒化珪素膜８ａを作製することが望ましいという例も見出した。
【００８８】
以上、プラズマＣＶＤ法による成長条件を変えて作製した窒化珪素膜８ａのテストサンプルの抵抗率とこれらの窒化珪素膜８ａを夫々備えた液晶表示装置の残像緩和特性との関係を纏めたとき、窒化珪素膜８ａの抵抗率と液晶層の抵抗率との関係が残像緩和特性を左右する可能性を見出した。液晶の抵抗率は、液晶表示装置の種類にもよるが、概ね１×１０１１〜１×１０１３Ωｃｍの範囲にある。一方、図８，図９の光抵抗率に着眼すれば、液晶表示装置の照明ユニットやこの外部から入射する光に曝される窒化珪素膜８ａ内には、少なからずも光伝導が生じ、その抵抗率が液晶層より低くなりえると考えられる。
【００８９】
例えば、表２の窒化珪素膜８ｂのみからなる保護膜を備えた液晶表示装置と、この窒化珪素膜８ｂの液晶層側に窒化珪素膜８ａを追加した保護膜を備えた液晶表示装置とを比べてみると、前者では窒化珪素膜８ｂの液晶層側の面に生じた電荷は液晶層の導電性を以っても排出されず、この面に永く留まるのに対し、後者では窒化珪素膜８ｂの液晶層側の面に接した窒化珪素膜８ａの導電性により速やかに排出されると結論できる。従って、窒化珪素膜に限らず、保護膜を構成する少なくとも２種類の材料層は、アクティブ素子側の材料層（第１実施例では窒化珪素膜８ｂ）に対して液晶層側の材料層の抵抗率、例えば上述の光抵抗率を低くすることが一つの目安となる。しかしながら、液晶層側の材料層の抵抗率が低すぎると先述の日本特許２９３８５２１号の例で指摘した弊害も生じる。そこで、保護膜を構成する液晶層側の材料層（換言すれば、別の保護膜材料層によりアクティブ素子又はスイッチング素子から離間されている層）を作製する上での目安を次のように提示する。
【００９０】
その目安の一つは、この材料層の抵抗率を半導体のそれより大きくすることである。本発明者らの検討によれば、日本特許２９３８５２１号に記載される非晶質珪素膜は、１０１０〜１０１１Ωｃｍの暗抵抗率と１０６〜１０７Ωｃｍの光抵抗率（５００ｋＬｘの白色光照射に対する）を示す。これに対し、実験的な知見に因れば、５００ｋＬｘの白色光照射に対する液晶層側材料層の抵抗率（光抵抗率）を１×１０８Ωｃｍ以上とすることで上述の弊害は回避できる。また、この液晶層側材料層の暗抵抗率は、１×１０１１Ωｃｍより大きくしてもよい。
【００９１】
別の目安としては、この液晶層側の材料層を絶縁体又はそれに近い性質に保つことが望ましいとする観点から、その比誘電率に着目する。液晶層側に形成される保護膜材料層の比誘電率は、表２の窒化珪素膜８ｂ（６．５）より大きく且つ非晶質珪素膜（１０〜１３の範囲にある）より低くすることが推奨される。例えば、液晶層側の材料層の比誘電率を７以上且つ１０未満の範囲に設定し、その導電性をアクティブ素子側に形成される保護膜材料層より高く且つ半導体より低くするとよい。
【００９２】
また、上記第１実施例で検討した窒化珪素膜で液晶層側の保護膜材料層を構成する場合、その組成がＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）なる化学式において、０＜ｙ／ｘ≦１．０なる条件を満たすことが望ましい。ここで珪素、窒素以外の元素の総称としてあげたＸは存在しなくとも（ｚ＝０でも）、本発明の実施を阻むものでない。化学量論的に窒化珪素の組成は、Ｓｉ３Ｎ４（上記ｙ／ｘ比にして約１．３）と表記されるが、これに比べて本発明による液晶表示装置で液晶層側に追加される新たな保護膜の組成は、Ｓｉ−リッチとなる。保護膜を構成する窒化珪素膜は、そのアクティブ素子（スイッチング素子）側に形成される材料層の絶縁性を高める上で、その液晶層側の材料層を含めて非晶質膜として形成することが望ましい。上記ＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称）の絶縁性からみた望ましき組成範囲の一例は、０．５＜ｙ／ｘ≦１．０である。
【００９３】
なお、本発明者らが窒化珪素で保護膜を作製した実験で得た知見に拠れば、そのスイッチング素子側の層及び液晶層側の層の各組成におけるＮ／Ｓｉ比率は、上述の原料ガス流量比（ＮＨ３流量／ＳｉＨ４流量の比）で制御でき、ほぼ一致しているとも見做せた。また、図２に例示される保護膜８を構成する窒化珪素膜８ａ，８ｂの組成は、フーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ法）やラザフォード後方散乱法（ＲＢＳ法）等の分析手法で同定することもできる。図１０には、ＦＴ−ＩＲ法による窒化珪素膜８ａ，８ｂの分析結果（スペクトル）の一例を並べて示す。これらのスペクトルの横軸は保護膜に照射される赤外光の波数（単位：ｗｎ（Wave  Number），１ｗｎ＝１ｃｍ−１）を、縦軸は保護膜による赤外光の吸収度（任意単位）を夫々示す。窒化珪素膜８ｂのスペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）及び窒化珪素膜８ａのスペクトル（ＳｉＮ−８ａ）のいずれにおいても，３２００ｗｎ近傍に窒素と水素との結合（Ｎ−Ｈ）による吸収が、２０００〜２１００ｗｎにかけて珪素と水素との結合（Ｓｉ−Ｈ）による吸収が、９００ｗｎ近傍に珪素と窒素との結合（Ｓｉ−Ｎ）による吸収が、夫々観測される。しかしながら、窒化珪素膜８ａのスペクトル（ＳｉＮ−８ａ）においては、窒化珪素膜８ｂのスペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）に比べて、下記の如き特徴の少なくとも一つが見受けられる。
【００９４】
特徴１：９００ｗｎ近傍の珪素−窒素結合の吸収度が小さい。
【００９５】
特徴２：３２００ｗｎ近傍の窒素−水素結合の吸収度ｈ１に対する２０００〜２１００ｗｎの珪素−水素結合の吸収度ｈ２の比率が増え、そのピーク高さが同じ又は逆転する（ｈ１＜ｈ２となる）こともある。
【００９６】
特徴３：６００ｗｎ近傍に珪素−珪素結合（Ｓｉ−Ｓｉ）の赤外光吸収のピークが生じる。
【００９７】
なお、図１０において窒化珪素膜８ｂのスペクトル（ＳｉＮ−８ｂ）と窒化珪素膜８ａのスペクトル（ＳｉＮ−８ａ）とを並べて表示する都合上、前者のベースラインを後者のそれより縦軸方向にずらしている。また、例示される窒化珪素膜８ａの抵抗率は、窒化珪素膜８ｂの１×１０１５Ωｃｍより少なくとも２桁程度低かった。
【００９８】
抵抗率、比誘電率、及び窒化珪素膜の３つの観点で論じた本発明による第１実施例の液晶表示装置の保護膜を、これが形成される基板（本実施例ではＴＦＴ基板１１）の液晶層側、即ち、基板主面に形成された薄膜構造の液晶層に面する最上面から眺めると、その特徴は以下の如く記される。
【００９９】
まず、抵抗率の観点において、上記保護膜は、その上記液晶層に対向する面への光照射によりその抵抗率が該光照射を行わないときの抵抗率の１／１００以下に減少する特徴を有する。この特徴は、例えば保護膜上面に抵抗測定用のプローブを接触させ、この上面に５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を照射して確認できる。この保護膜上面の抵抗率の一例は、これに光を照射しないときに（例えば、暗室内で）１×１０１３Ω・ｃｍ〜１×１０１５Ω・ｃｍの範囲にあり、これに５００ｋＬｘ又はそれ以上の照度の光を照射したときに１×１０９Ω・ｃｍ〜１×１０１１Ω・ｃｍの範囲にある。
【０１００】
次に、比誘電率の観点において、上記保護膜の上記液晶層に対向する面（例えば、保護膜の最上面）は７．５以上の比誘電率を示す。更に本発明による液晶表示装置の望ましき一例において、この比誘電率は９．０以上の値を示す。
【０１０１】
最後に、上記保護膜を少なくとも珪素と窒素を含む材料（ＳｉｘＮｙＸｚ，Ｘはその他の構成元素の総称）で形成する観点で、上記保護膜の上記液晶層に対向する面（例えば、保護膜の最上面）の珪素に対する窒素の組成比（ｙ／ｘ）は０より大きく且つ１．０以下の範囲にある。換言すれば、この保護膜はその液晶側において窒化珪素：Ｓｉ３Ｎ４の化学量論比より珪素の含有比率の高い材料で形成される。
【０１０２】
以上に記した基板の上面から捉えた上記保護膜の特徴のいずれもこの保護膜がスイッチング素子に接している特徴を兼ね備え、その保護膜が液晶層側で低い抵抗率を示しながらもスイッチング素子側における短絡や電荷（電子や正孔）の漏洩を充分に抑えている。液晶表示装置の製造ラインにおいて、先述の本発明による保護膜の断面構造の特徴を確認することは言わば製品の破壊検査となる。しかしながら、ＴＦＴ基板上に本発明による保護膜を形成し、これに覆われるスイッチング素子の動作を確認した後、ここで述べた本発明による保護膜の最上面（液晶層側の面）から記述される特徴の少なくとも一つを確認することにより、本発明による液晶表示装置の品質をその製造過程にて非破壊検査で管理できる。
【０１０３】
以上、抵抗率、比誘電率、及び窒化珪素膜の種々の観点で本発明による第１実施例の液晶表示装置に採用した保護膜の特徴を論じたが、この保護膜を上記液晶層側の材料層（以下、上側層と記す）及び上記スイッチング素子側の材料層（以下、下側層と記す）に他の材料層を加えた３層以上の積層構造として形成しても本発明の実施を阻むものではない。例えば、上側層と下側層の間に双方とも異なる材料層を挟んで保護膜を構成しても、下側層よりスイッチング素子側に下側層と異なる材料層を形成して保護膜を構成してもよい。また、上側層は保護膜の最上層として形成し且つこの保護膜を構成する他の材料層より抵抗率を十分小さくすることが上記液晶表示装置の残像緩和特性を向上する上で理想的であるがさせることが、この上側層と配向膜との間に上側層と異なる材料層を形成して保護膜を構成しても本発明の効果を損なうものではない。要は、上述の特徴の少なくとも一つを満たす下側層と上側層とを基板主面に対してこの順に積層して保護膜が構成されることにある。次に、上記上側層並びに上記下側層のみならず、それ以外の他の層を加えて保護膜を構成する場合を含めて、保護膜全体における上側層の種々の特徴を個別に列挙する。
【０１０４】
例えば、上側層の暗抵抗率を、保護膜を構成する他の層の暗抵抗率と比較して１／１００以下に抑えることが望ましい。換言すれば、保護膜に含まれる上側層以外の材料層で最も低い暗抵抗率を示す層に対して、その暗抵抗率より少なくとも２桁低い暗抵抗率を示すように上側層を成長させることが望ましい。
【０１０５】
別の一例では、上側層又はこれと保護膜を構成する下側層以外の層を、その光抵抗率がその暗抵抗率の１／１００倍以下となるように形成することが望ましい。
【０１０６】
さらに別の一例では、上側層の膜厚又はこれと下側層上に形成される上側層以外の少なくとも１層とを併せた膜厚を、保護膜全体の膜厚の半分以下にすることが望ましい。このような保護膜の下側層より液晶層側（又は、配向膜側）に形成された少なくとも１層の膜厚は、１０ｎｍ以上にするとなおよい。
【０１０７】
さらに別の一例では、保護膜の下側層より液晶層側（又は、配向膜側）に形成された少なくとも１層が、この液晶層の抵抗率より低い光抵抗率を示すとよく、加えて当該液晶の抵抗率より低い暗抵抗率を示すとなおよい。
【０１０８】
以上に述べた保護膜は、これを構成する各材料層を上述のプラズマＣＶＤ法のみならず、他の化学気相蒸着法で形成してもよい。また、いずれの化学気相蒸着法においても原料ガスの供給量や蒸着条件を適宜変えて連続的に異なる化学組成の材料層を積層すると液晶表示装置の作製効率も上がる。
【０１０９】
プラズマＣＶＤ装置を用いた化学気相蒸着法で保護膜を作製する場合、その反応室（図３に例示される筐体ＣＨＭＢ）に供給される原料ガス（ＳｉｘＮｙ膜の場合、ＳｉＨ４ガスとＮＨ３ガス）の全流量に対する高周波電力（プラズマに印加される）を成膜すべき層毎に応じて変えると良い。この物理量は、プラズマに印加される高周波電力を原料ガスの流量和で除した所謂「単位ガス流量当りのＲＦ電力」として定義され、上述の上側層成長時における単位ガス流量当りのＲＦ電力値は下側層成長時におけるそれに比べて小さくするとよい。絶縁性が優先される下側層は、例えば１×１０１５Ωｃｍ又はそれ以上の抵抗率を示すように形成されるが、上側層はＺｎＳやＧａＡｓのような半絶縁性半導体に近い抵抗率を示すように形成されることが推奨され、その抵抗率は下側層のそれから２桁程度又はそれ以上低い値にすることが望まれる。このような２種類の材料層を連続的に積層する場合、下側層と上側層との界面付近における蒸着条件制御が保護膜全体の性質を決める。上述の如く原料ガスの全流量及びプラズマに印加する電力の少なくとも一つを適切に制御することにより、上記界面付近での蒸着条件を確実に切り替えられ、上側層の抵抗率を上述の如き所望の範囲に設定できる。特に上側層の厚みを下側層のそれより薄くする場合、この効果は大きい。
【０１１０】
さらに、上記保護膜をスイッチング素子及びブラック・マトリクスの少なくとも一方の上に形成するとよく、例えば、スイッチング素子やブラック・マトリクス、さらにはカラーフィルタのいずれかにより基板主面上に生じる起伏が上記下側層で均される。従って、配向膜や電極膜を保護膜上に形成するとき、これらの上面に対する液晶層中の液晶分子の配向方向が確実に制御できる。スイッチング素子としては、第１実施例に示した薄膜トランジスタのみならず、薄膜ダイオードを用いてもよい。また、薄膜トランジスタは、図２に示すゲート電極上に半導体膜からなるチャネル層を形成したボトム・ゲート構造のみならす、半導体膜からなるチャネル層上にゲート電極を設けたトップ・ゲート構造としてもよく、また、 この半導体膜は上述の非晶質の珪素薄膜に限らず、多結晶の珪素薄膜としても、さらにこの多結晶の結晶粒の寸法（Grain  Size）を大きくした擬似単結晶（Pseudo  Single  Crystal）の珪素薄膜としても本発明の実施を阻むものでない。
【０１１１】
一方、上記保護膜は画素電極又はこれと対向電極との上部に形成すると、その効果もより顕著になり、例えば上述の面内スイッチングのみならず、端電界スイッチング（Fringe  Field  Switching）により液晶を駆動する液晶表示装置に適用しても、その効果の恩恵を受けられる。
【０１１２】
また、保護膜の下側層より液晶層側に形成される少なくとも１層（上記上側層等）に生じる光伝導に着眼すれば、液晶表示パネルを照射する光源装置（バックライト・ユニット又はフロントライト・ユニットと呼ばれる照明装置）を備えた液晶表示装置に適用することにより、その残像緩和特性を当該光源装置の点灯動作により上げることができる。
【０１１３】
以上に述べた本発明による液晶表示装置に備えられた保護膜の変形例のいくつかは、第２実施例及び第３実施例にて紹介される。
《第２実施例》
本発明による液晶表示装置の第２実施例として、上述の保護膜を備えたツイスティッド・ネマティック（Twisted  Nematic，ＴＮとも記す）型の液晶表示装置を図１１及び図１２を主に参照して説明する。本実施例の液晶表示装置は、互いの主面を離間させて対向する一対の基板（図４に示す如く、これらの基板１１，１２の主面間に液晶層１５が封入される）の一方にスイッチング素子を備えた画素電極を、他方に対向電極を夫々設ける構造において、第１実施例の液晶表示装置の構造と異なる。しかしながら、本実施例においてもスイッチング素子と画素電極とが設けられた上記一対の基板の一方を便宜的にＴＦＴ基板と呼ぶ。また、この一対の基板の他方（対向電極が設けられた基板）には後述の如く、カラーフィルタも設けられることから便宜的にカラーフィルタ基板と呼ぶ。
【０１１４】
図１１は、本実施例の液晶表示装置に用いられるＴＦＴ基板１１の主面（液晶層に面する）に形成された複数の画素の一つを拡大して示す平面図であり、図１２は図１１の一点鎖線XII−XII’沿いに液晶表示パネル（液晶層１５及びカラーフィルタ基板１２も含む）を切断したときの断面図である。
【０１１５】
図１１は、図の下側に示された走査信号線１の一部分として形成されたゲート電極１ａ、このゲート電極１ａを覆う半導体層（チャネル層）４、図の左側に示された映像信号線２から分岐したドレイン電極２ａ、及び半導体層４上でドレイン電極２ａの一端と離間し且つ対向するように形成されたソース電極６ａを備えた薄膜トランジスタＴＦＴと、このソース電極６ａに接続された画素電極７とを有する画素を示す。画素電極７は、図１２の如く、保護膜８上に配置されるため、第１実施例のそれ（６）とは異なる参照番号で表わす。ソース６ａ電極が上記クロム薄膜等の金属膜又はモリブデン（Ｍｏ）−アルミニウム（Ａｌ）薄膜等の合金膜で形成される一方、画素電極７はインジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛−酸化物（ＩＺＯ）に代表される光透過率の高い酸化物導電膜で形成される。ソース電極６ａは、映像信号線２やドレイン電極２ａとともに同じ材料又は同じプロセスで形成しても良く、また、映像信号線２に許容される抵抗率によっては、ソース電極６ａ、映像信号線２、及びドレイン電極２ａを上記酸化物導電膜で形成しても良い。各画素には、一対の走査信号線１と一対の映像信号線２とで囲まれた領域に広がる一つの画素電極７が設けられる。ＴＦＴ基板１１の主面には、このような複数の画素が二次元的に配置される。この画素配置の一例を、図１１の中央に示された画素を囲む他の８つの画素（部分的に描かれる）により示す。
【０１１６】
一方、カラーフィルタ基板１２上には図１２に示される如く、基板主面上にブラック・マトリクスＢＭ及びカラーフィルタＣＦが形成され、これらを覆うように保護膜１８が形成される。この保護膜１８は、ＳｉｘＮｙ（１．０＜ｙ／ｘ）の化学式で表わされる窒化珪素膜で形成され、ＴＦＴ基板１１側に形成される保護膜８の下側層８ｂと同様に、その厚みを以て基板主面上に生じた起伏を緩和する。この起伏とは、ＴＦＴ基板１１の主面上に走査信号線１，映像信号線２，及び薄膜トランジスタを形成することにより、カラーフィルタ基板１２の主面上にブラックマトリクスＢＭ，及びカラーフィルタＣＦを形成することにより、夫々生じる基板厚さ方向の段差（Steps）を指す。なお、本実施例において、ＴＦＴ基板１１側に形成される保護膜８の詳細は後述する。
【０１１７】
保護膜１８上には、対向電極１３が形成される。対向電極１３は、上述の画素電極７と同様に光透過率の高い酸化物導電膜（又はこれに類似する透明導電膜）からなり、液晶を挟んでＴＦＴ基板１１に形成された複数の画素電極７に対向し得る広さを有する。即ち、画素毎にＴＦＴ基板１１上に対向電極３ａを設ける第１実施例の構造と異なり、本実施例の対向電極１３は、少なくとも２画素、必要に応じては表示画面を構成する全画素に対し、１つの酸化物導電膜又は透明導電膜として形成される。本実施例の対向電極１３は、ＴＦＴ基板主面に配置する必要がないため、第１実施例のそれ（３ａ）とは異なる参照番号で表わす。対向電極１３上には配向膜９が形成されるが、その詳細は第１実施例で述べたＴＦＴ基板１１上に形成される配向膜９と略同じであるため、説明は省略する。
【０１１８】
図１１に示されるカラーフィルタ基板１２側の唯一の構造物はブラック・マトリクスＢＭの開口の輪郭ＢＭＯである。破線で示されたブラック・マトリクス開口の輪郭ＢＭＯ内には、図１２の如くカラーフィルタＣＦが設けられる。ブラック・マトリクス開口の輪郭ＢＭＯのＴＦＴ基板１１主面への投影が画素電極７の輪郭内に収まるように、ＴＦＴ基板１１とカラーフィルタ基板１２との位置を合わせ、またはカラーフィルタ基板１２上のブラック・マトリクスＢＭに開口を形成することにより、画素電極７の周囲から液晶層への光の迷い込みが抑制される。
【０１１９】
一方、ＴＦＴ基板１１の主面上で走査信号線１やゲート電極１ａと、映像信号線２、ソース電極６ａ、ドレイン電極２ａとは、第１実施例と同様に絶縁膜（ゲート絶縁膜）５により基板の厚さ方向に隔てられる。基板１１主面と絶縁膜５との間には、走査信号線１に沿って（図１１のｘ方向に）延びる導電層１ｂ及びこの導電層１ｂから映像信号線に沿いに１画素分隔てられた別の走査信号線１に夫々接合された導電層１ｃが形成されている。これらの導電層１ｂ，１ｃは、図１１に示されるように導電層１ｃに接合される走査信号線１とともに１つの画素電極７の周縁に重なる。画素電極７の周縁と上記対向電極１３との間には、画素電極７の周縁より内側の領域と対向電極１３との間に生じる電界（液晶層の光透過率を制御するに好適な電界）に比べて不規則な電界（所謂、端電界：Fringe  Field）が生じる。この端電界は、例えば液晶層の光透過率を最小にすべく画素電極７の電位を制御しても、その周縁沿いに光の漏洩をもたらす。
【０１２０】
これに対し、上述の導電層１ｂ，１ｃ及び走査信号線１からなる言わばループ構造は、絶縁膜５，７を挟んで画素電極７の周縁に重なるため、端電場による光の漏洩を抑える。このような効果から、このループ構造をなす導電層及び走査信号線は、遮光膜又は遮光構造とも呼ばれる。図１１に示される如く、このループ構造は画素電極７の映像信号線２の延伸方向（図１１のｙ方向）に沿う両側に夫々設けられた一対の導電層１ｃを含む。また、このループ構造に含まれる走査信号線１は、これが重なる画素電極７に接続されるスイッチング素子の制御に関与しないもの、例えば、この画素電極７に映像信号線２沿いに隣接する別の画素電極７に接続されるスイッチング素子の制御に関与するものを選ぶ。
【０１２１】
従って、本実施例による液晶表示装置（液晶表示パネル）に設けられた各画素において光が透過する領域は、画素電極７主面の縁に沿って重なるブラック・マトリクスの開口ＢＭＯと上記ループ状の遮光構造とにより規制される。
【０１２２】
一方、本実施例による液晶表示装置の上記絶縁膜５と映像信号線２，ソース電極６ａ，並びにドレイン電極２ａとの間に形成される半導体層４は、映像信号線２に沿ってＴＦＴ基板１１の端部まで延び、そのＴＦＴ基板１１主面内の輪郭内には上記映像信号線２，上記ソース電極６ａ，及び上記ドレイン電極２ａが収まる。このような半導体層４の平面形状は、成型された映像信号線２，ソース電極６ａ，及びドレイン電極２ａをマスクとして半導体層４をエッチングしたことに起因する。このような半導体層４の形状は、映像信号線２の断線や後述の保護膜８上に形成された導電膜（例えば、画素電極７）を保護膜に設けた開口を通して映像信号線２，ソース電極６ａ，又はドレイン電極２ａに接続するときの導電膜の断線を防止するに好ましい。
【０１２３】
本実施例による液晶表示装置においても、ボトム・ゲート型の薄膜トランジスタがスイッチング素子として設けられ、これを覆うように保護膜８が形成される。従って、本実施例によるＴＦＴ基板は、第１実施例の工程７に若干の相違は有るものの、その工程１乃至工程８を概ね踏襲して製造される。しかし、画素電極７を保護膜上に形成するため、第１実施例の工程８と工程９との間に次の工程が加わる。
【０１２４】
工程８−１：保護膜８上にフォト・レジストを形成し、後述の画素電極７が電気的に接続するソース電極６ａの一部分上に位置する保護膜８をフォトリソグラフ法により局所的に露光し、続いて現像により除去した。これにより、上記ソース電極６ａの一部分上にはフォト・レジストの開口が形成される。次に、フォト・レジストの開口で露出された保護膜８をエッチングし、上記ソース電極６ａの一部分を露出する開口（Through  Hole）を形成した。
【０１２５】
工程８−２：工程８−１で形成したフォト・レジストを薬液で除去した。
【０１２６】
工程８−３：保護膜８上にスパッタリング法で酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）と酸化スズ（ＳｎＯ２）からなる透明導電膜を１５０ｎｍ形成した。透明導電膜は工程８−１で保護膜に設けた開口の内壁にも形成され、その底部において上記ソース電極６ａの一部分に接触する。その後、透明導電膜上にフォト・レジストを塗布した。
【０１２７】
工程８−４：工程８−３にて形成したフォト・レジストを基板１１主面内における画素電極７の配置に応じた遮光パターンを有するフォト・マスクを用いて露光し、画素電極７が形成される部分以外のフォト・レジストを現像により除去した。次に、このフォト・レジストで覆われない透明導電膜をエッチングし、図１１や図１２に示される如く、画素電極７間の透明導電膜を除去した。最後に、画素電極７上に残るフォト・レジストを薬液で除去した。
【０１２８】
工程８−４が完了した段階で、第１実施例の工程９に準ずる工程を開始する。従って、本実施例において、配向膜９は保護膜８とこの上に形成された画素電極７との上部に形成される。
【０１２９】
本実施例では、図１２に示す如く、３層の材料層８ａ，８ｂ，８ｃをスイッチング素子からこの逆順に積層して保護膜８を構成している。３層ともＳｉｘＮｙＸｚ（Ｘはその他の構成元素の総称，いずれもｙ／ｘ＞０）なる化学式で記述される窒化珪素材料からなり、主たる構成元素として珪素（Ｓｉ）と窒素（Ｎ）とを含む材料と述べても過言ではない。
【０１３０】
このうち、材料層８ａは上述した本発明による保護膜構造の上側層（第１実施例の窒化珪素膜８ａ）に、材料層８ｂはこの保護膜構造の下側層（第１実施例の窒化珪素膜８ｂ）に夫々対応する。材料層８ｃは、上記工程８．１における保護膜８のエッチング条件を制御し、ソース電極６ａ上に形成される開口の内壁を適度の斜面に成型する効果を奏する。材料層８ｃは材料層８ｂに比べて薄く形成され、その窒素／珪素の組成比（ｙ／ｘ）は材料層８ｂより小さい所謂Ｓｉ−ｒｉｃｈな層である。材料層８ａと材料層８ｃとを比較すると、材料層８ｃは材料層８ａと同じ厚さか、これより薄くするとよい。また、材料層８ｃの窒素／珪素組成比（ｙ／ｘ）は材料層８ａのそれ以上とすることが望ましい。但し、材料層８ａと材料層８ｃとの関係については、厚さ及び組成に関するこれらの推奨された条件を外しても、本発明の実施を阻むには至らない。
【０１３１】
図１２に示す如く、材料層８ｃは離間されたドレイン電極２ａとソース電極６ａとに夫々接し、これらの電極を隔てる溝（半導体層４に到る）を跨ぐ。しかしながら、材料層８ｃによるドレイン電極２ａとソース電極６ａとの短絡は無視できると述べても過言でない。その理由は、材料層８ｃの抵抗率がドレイン電極２ａとソース電極６ａとを隔てる溝が到達する半導体層４（薄膜トランジスタのチャネルとなる真性半導体層）に比べて充分に高く、また、これらの電極と接する部分における電気抵抗も充分に高いことにある。従って、上述の化学式：ＳｉｘＮｙＸｚにおける珪素、窒素以外の構成元素として導電性の高い遷移金属が珪素や窒素の量に比べて顕著に増えない限り、ドレイン電極２ａとソース電極６ａとは材料層８ｃにて電気的に略分離される。
【０１３２】
一方、材料層８ｂに比べて抵抗率の低い材料層８ａ上には、インジウム−錫−酸化物（ＩＴＯ）やインジウム−亜鉛−酸化物（ＩＺＯ）等の透明導電膜からなる画素電極７が形成される。従って、個々の画素電極７を構成する透明導電膜は上記工程８−４で画素毎にエッチングで分離されるも、材料層８ｂのような従来の保護膜に比べて顕著な光伝導を示す材料層８ａで互いに導通されるように見える。しかしながら、材料層８ａの抵抗率は材料層８ｂのそれより低いものの、液晶表示装置の画像表示動作に応じて個々の画素電極７に分配された電荷を、画素電極７間で再配分するには高い値に留まる。これは、インジウム−錫−酸化物からなる画素電極７の例で、その抵抗率が１．７〜３．０×１０４Ω・ｃｍであることからも理解できる。よって、画素電極７が金属並みの抵抗率、即ち１×１０３Ω・ｃｍを示せば、画像表示動作中の材料層８ａによる画素電極７間の電気的な短絡は無視できる。
【０１３３】
その反面、材料層８ａは特に液晶表示装置の画像表示動作を終了させた時点で独特な効果を発揮する。液晶表示装置の画像表示動作が終了する時点で、各画素に設けられたスイッチング素子（本実施例では薄膜トランジスタ）への走査信号の印加が打ち切られる。このため、画素電極７には画像表示動作の終了直前に取り込んだ映像信号に相当する電荷が残留する。この残留電荷を画素電極７から除去して液晶表示装置の表示画面から残像を消す試みは、液晶表示装置の駆動方法の観点からなされているが、十分な効果を得るに至らない。これに対し、本実施例の如く、従来の保護膜より抵抗率の低い材料層８ａと画素電極７とを接合させると、画素電極７内の残留電荷の少なくとも一部を材料層８ａに逃すことができる。
【０１３４】
この材料層８ａの効果は、従来の保護膜との比較により以下の如く説明できる。従来の保護膜では残留電荷を画素電極７から逃がすには抵抗率が高すぎ、その結果、画素電極７の残留電荷はスイッチング素子のチャネルを通して映像信号線２へ徐々に漏洩して画素電極７から排出されるのみであった。このため、液晶表示装置の画像表示動作終了後も、その画素電極７には相当量の電荷が永らく残り、表示画面に液晶表示装置のユーザが認識できる程度の残像を表示させた。これに対して、本実施例の材料層８ａは液晶表示パネルの液晶層に対向する面から電荷を短時間で排出しきれないと想定しても、特定の画素電極７に電荷が局在し続ける状態を短時間で解消することは画素電極７と材料層８ａとの微弱な導通が画素電極７内の残留電荷を材料層８ａに逃していくという上述の説明から明らかである。即ち、液晶表示装置の画素電極７間における残留電荷量の差がユーザにその表示画面の残像を認識させると考えれば、本実施例の液晶表示装置における画素電極７の残留電荷の材料層８ａへの漏洩が画素電極７間の残留電荷量の差を縮め、その表示画面の残像を抑止する効果が得られることが理解できる。
【０１３５】
本実施例による液晶表示装置において、上述の材料層８ａによる画素電極からの残留電荷の排出に望ましい構造の一例として、図１３に改善された映像信号線端子を示す。図１１に示される映像信号線２は、この下に設けられた半導体層４（半導体層４ａも含む）とともにＴＦＴ基板１１の端部まで延び、シール材１４（図４参照）の外側に出たところで図１３に示される端子（映像信号線端子）が設けられる。図１３（ａ）は、この端子の一つの平面構造を拡大して示す平面図であり、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図（但し、ＴＦＴ基板１１及びその上の積層構造のみ）である。
【０１３６】
この映像信号線端子は、上記工程８で作製した保護膜８の最上面から映像信号線２に到る開口を上記工程８−１及び８−２で上述の保護膜８の最上面からソース電極６ａに到る開口とともに形成し、続いてこの開口の底部から保護膜８の最上面に延びる透明導電膜７ａを上記工程８−３及び８−４で上述の画素電極７とともに作製する。従って、図１３（ａ）及び（ｂ）に示す開口（Opening  of  Through  Hole）に形成された透明導電膜７ａが映像信号線２に供給すべき映像信号を受ける端子となる。この端子には、図１５に示す映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶの出力端子が直接又はフレキシブル印刷回路基板を通して電気的に接続される。
【０１３７】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示す開口に透明導電膜７ａを設けることなく、この開口により露出された映像信号線２に映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶからの出力を接続する場合に比べ、この開口に透明導電膜７ａを設ける端子構造では、映像信号駆動回路を構成する半導体素子の電極又はこの半導体素子からの出力信号を伝送する配線の端子との電気的な接続面積が広がり、また液晶表示パネル雰囲気による映像信号線２の導電層の腐食が防げる。
【０１３８】
本実施例においては、この透明導電膜７ａが保護膜８を構成する材料層８ａとも接触するため、上述の如くこれに漏洩する画素電極７の残留電荷をこの端子を通して液晶表示パネルの外部回路（図１３の場合、映像信号駆動回路）にも逃がせられる。材料層８ａ上に、これより抵抗率の高い別の材料層を設けても、開口の内壁（図１３（ａ）に示される斜面）において材料層８ａと透明導電膜７ａが接触するため、上述の効果を損なうものではない。但し、この別の材料層が材料層８ｂに近い絶縁性を示す場合は、その厚さを材料層８ａより薄くして、材料層８ａと画素電極７との間にトンネル電流が生じるようにするとよい。このような端子構造を、ＴＦＴ基板１１又はこれを通して液晶表示パネルの所望の部分（例えば、カラーフィルタ基板１２に設けられた共通電極１３）に基準電圧又は接地電位を印加する端子として設けられると、その効果は更に顕著となる。なお、このような端子構造が映像信号駆動回路Ｈ−ＤＲＶから映像信号線２への信号供給に支障を来さないことは、この材料層８ａに画素電極７を接触させても画像表示動作に支障を及ぼさない上述の説明から明らかである。また、保護膜８の最上面から絶縁膜５を通して走査信号線１に到る開口を形成し、この開口の底部から保護膜８の最上面へ延びる透明導電膜を形成して走査信号線端子を設けても、上述の映像信号線端子と同様な効果が得られる。
【０１３９】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示す端子構造は、第１実施例で述べた面内スイッチング型の液晶表示装置にも適用できる。この場合、上記工程８−１乃至８−４を上記工程９の後に行うとよい。また、フォトリソグラフィを用いた保護膜８の開口形成工程においては、ＴＦＴ基板１１主面の略全域に亘って保護膜８上面にフォト・レジストを塗布することが推奨されるが、このフォトレジストの露光及び現像はＴＦＴ基板１１の周縁部に限定して施してもよい。
【０１４０】
なお、本明細書に記される透明導電膜とは、液晶層から出射される光をガラス、プラスチックのような光透過率の高い材料からなる基板に伝播させるに十分な光透過率を有する導電膜を便宜的に表し、この導電膜がこれに入射する光を吸収する特性を有することを排除するものではない。また、本実施例では、ＴＦＴ基板に対向する基板をカラーフィルタ基板と名付けたが、カラーフィルタを画素電極７上に電着等の技術を用いて形成しても本発明の実施を阻むものでなく、このような実施形態においては上述のカラーフィルタ基板はＴＦＴ基板に対向する対向基板と言い替えられる。さらに、本実施例でスイッチング素子して用いた薄膜トランジスタは、ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）型の積層構造等を用いたダイオードに置き換えても本発明の実施に支障はなく、この場合を含めると、上記ＴＦＴ基板（スイッチング素子が設けられる基板）は第１基板に、これに対向する基板（本実施例におけるカラーフィルタ基板）は第２基板に、夫々言い替えることができる。
《第３実施例》
本発明による液晶表示装置の第３実施例として、上述の保護膜を垂直配向型（Vertically  Aligned  type，ＶＡ型とも記す）の液晶表示装置に適用した例を図１４の断面図を参照して説明する。
【０１４１】
ＶＡ型の液晶表示装置の詳細は、例えば特開２０００−１２２０６５号公報に説明されているため、これに特徴的な液晶分子の配向形態やその電界に対する動作についての説明は省き、これに特徴的な画素構造のみを以下に説明する。
【０１４２】
ＶＡ型の液晶表示装置では、スイッチング素子及びこれに接続される画素電極７を第１の基板１１の主面上に、この画素電極とともに液晶層１５に電界を形成する対向電極１３を第２の基板１２（液晶層１５を挟んで第１の基板と対向する）の主面上に夫々形成する。このような構造は、上記第２実施例のＴＮ型液晶表示装置に共通するが、ＶＡ型の液晶表示装置では、画素電極７及び対向電極１３の少なくとも一方を画素内（図１４においてはカラーフィルタＣＦに対向する部分）において互いに離間された複数の導電層として形成し、又はその液晶層１５側の主面に少なくとも２種類の斜面を形成する構造に特徴を有する。このような電極構造は、１つの画素において液晶層１５に対する印加方向が異なる少なくとも２種類の電界を発生させる。ＶＡ型の液晶表示装置の一つの特徴として、画素電極及び対向電極の少なくとも一方の電極が基板主面内において他方の電極と対向しない部分を画素内（例えば、ブラックマトリクスの開口やカラーフィルタ層の輪郭で規定される領域内）に有することが指摘できる。
【０１４３】
本実施例では、図１４に示す如く画素電極７と対向電極１３の各々を画素内で分割している。分割された画素電極７及び対向電極１３の各部分は、図１に示す面内スイッチング型液晶表示装置の画素電極６や対向電極３ａと同様に画素の周縁で導通される。また、画素電極７の各部分には右上方向に向いた第１斜面と左上方向に向いた第２斜面の所謂第１基板１１主面に対する傾きの異なる２種類の斜面が形成される。これに対し、対向電極１３の各部分には左下方向に向いた第１斜面と右下方向に向いた第２斜面の所謂第２基板１２主面に対する傾きの異なる２種類の斜面が形成される。画素電極７の各部分と対向電極の各部分は、前者の第１斜面が後者の第１斜面に、前者の第２斜面が後者の第２斜面に夫々液晶層を挟んで対向するように配置される。これにより、画素電極７の第１斜面と対向電極１３の第１斜面との間には電界Ｅ１が、画素電極７の第２斜面と対向電極１３の第２斜面との間には電界Ｅ２が画素電極７への信号電圧印加により夫々生じる。しかし、電界Ｅ１による液晶分子の挙動（配向方向の変位）と電界Ｅ２による液晶分子の挙動は、液晶表示パネルの表示画像を観察する側（図１４の上側）において互いに異なるように見える。即ち、一つの画素に送られた映像信号に対して、この画素内に異なる液晶分子の配向状態が存在する。なお、図１４に示された第１基板側及び第２基板側の配向膜９少なくとも一方、またはこれら双方を取り除いた方が、液晶分子を上述の如く配向できるという報告もある。
【０１４４】
液晶表示装置による画像表示の問題点として、表示画面の法線方向に対する角度（所謂視野角）の増大に対するコントラスト低下が上げられる。これは、或る画素から液晶層を通して出射される光の強度が視野角の増大により所望の値からずれることに起因する。しかしながら、本実施例の画素では、視野角に応じて電界Ｅ１により配向された液晶分子が伝搬する光の強度のずれを電界Ｅ２により配向された液晶分子が伝搬する光の強度が補償し、またその逆の補償をも行うことにより、コントラストの低下を防ぐ効果を奏する。
【０１４５】
本実施例のＴＦＴ基板では、トップ・ゲート構造の薄膜トランジスタが採用されている。この特徴は、第１の基板１１主面に対して薄膜トランジスタのチャネルとなる半導体層４上にゲート電極１ａを配置した構造にあり、第１実施例及び第２実施例で図示した薄膜トランジスタのそれとは絶縁膜５を挟んでゲート電極１ａとソース電極６ａ及びドレイン電極２ａとの配置が逆転している。本実施例のようなトップ・ゲート構造は、半導体層４の作製を他の配線層に比べて第１の基板の加工工程の始めに行う必要のある場合に好適で、例えば、非晶質の半導体層４にレーザ照射でアニーリングを施し、この半導体層４を多結晶又は単結晶に近い状態に変える上で推奨される。なお、本実施例の液晶表示装置において、薄膜トランジスタを第１実施例や第２実施例の如き、ボトム・ゲート構造に置換えても支障はない。
【０１４６】
画素電極７の上面に上述の如き斜面を形成するために、絶縁膜５上にはゲート電極１ａとともに保持容量電極１ｄを設け、エッチャントを適宜選択することにより、その上面に傾斜を持たせる。このゲート電極１ａ及び保持容量電極を覆うように保護膜８を形成し、これに薄膜トランジスタのソース電極６ａ上面に到る開口を設け、この開口の底部のソース電極６上から保護膜８の上面に透明導電膜を延ばして画素電極７を形成する。本実施例による保護膜８を構成する材料層８ａ，８ｂは第２実施例の材料層８ａ，８ｂに夫々準じて形成され、また画素電極７も第２実施例のそれに準じて形成される。また、本実施例による保護膜８も、第２実施例で述べた様な効果を奏し、本実施例の走査信号線端子を図１３（ａ），や図１３（ｂ）に示したように形成することにより、その効果も顕著となる。
【０１４７】
一方、本実施例の第２の基板にも第１の基板に設けた材料層８ａ，８ｂと夫々同様な組成の材料層１８ａ，１８ｂを積層した保護膜１８が形成される。材料層１８ｂに比べて抵抗率の低い材料層１８ａの上面（図１４においては下面）には、上述の画素電極７と同様な透明導電膜からなる対向電極１３が形成される。対向電極１３の上面（図１４においては下面）に斜面を形成する上で、液晶層１５から光を第２基板１２側に伝搬することを考慮し、その下地膜として上述の保持容量電極１ｄのような三角状の断面を有する金属膜又は合金膜を設けることは避けた。その代わり、透明導電膜をエッチングにより個々の対向電極１３にパターン化した後、条件を変えてエッチングし直して斜面を形成した。
【０１４８】
本実施例のように、対向電極１３を第２基板１２上に互いに離間させて形成する場合も、本発明による保護膜１８（オーバーコート膜とも呼ばれる）を採用することが望ましい。特に、液晶表示装置の対向電極の電位をフレーム毎、または所定数の走査信号線２を動作させる毎に変化させるコモン反転駆動において、第２の基板１２側にも対向電極１３間で残留電荷量が相違し得る。従って、残像の解消に当り、各対向電極１３から残留電荷を排出し、対向電極１３間に生じる電位差を解消することが肝心である。このように本発明による保護膜１８をスイッチング素子が設けられた第１基板に対向する第２基板に形成することは、第２実施例で述べたＴＮ型の液晶表示装置においても、画素群に応じて対向電極１３を分割する場合に残像低減の効果を奏する。
【０１４９】
以上、第１乃至第３実施例において、本発明による保護膜構造を適用した液晶表示装置を説明したが、この保護膜構造の適用範囲はこれらの実施例の開示に限定されるものでない。また、従来の保護膜に対し、これより液晶層側に設けられる抵抗率の低い新たな保護膜は、その実施形態に応じて上述の如く窒化珪素層や材料層と呼ばれるに限らない。例えば、基板主面上に上述の材料層８ｂと材料層８ａをこの順に積層する工程において、前者は第１保護膜層（８ｂ）、後者は第２保護膜層（８ａ）とも称される。
【０１５０】
【発明の効果】
以上に述べた本発明による液晶表示装置は、その液晶表示パネル単体からこれを組込んだ液晶表示モジュール製品に到る全体に関し、次のような効果をもたらす。
【０１５１】
第１に、液晶表示装置の表示画面に生じる残像を緩和する特性が向上されるため、画像表示品質に優れた液晶表示装置及び液晶表示モジュールが提供できる。
【０１５２】
第２に、上述のような画像表示品質に優れた液晶表示装置（液晶表示パネル）を、新たな製造装置を導入することなく、既存の蒸着装置による成膜条件の制御のみでも製造できるため、その量産化プロセス条件が容易に設定でき、また、液晶表示装置及びこれを組込んだモジュールの製造歩留まりも高く維持できる。
【０１５３】
第３に、残像を解消するために液晶表示装置の駆動方式を複雑にする必要がなくなり、液晶表示パネルに実装される駆動回路の簡素化、小型化が実現できる。
【０１５４】
第４に、バックライト、サイドライト（エッジライト）、フロントライトの形態に関わらず、光源装置を組合せた液晶表示パネルにおいて、これに照射される光により本発明による上述の保護膜表面（又はその近傍）に光伝導（光導電現象）が生じるため、表示画面から残像を瞬時に消すことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１実施例による面内スイッチング型の液晶表示装置を構成する一対の基板の一方の主面上に形成された複数の画素の一つを拡大して示す平面図である。
【図２】図２は、図１の一点鎖線II−II’沿いにＴＦＴ基板を切断したときの断面図である。
【図３】図３は、プラズマＣＶＤによる窒化珪素膜形成に用いた蒸着装置を模式的に示す断面図である。
【図４】図４は、液晶表示パネルの断面を模式的に示す説明図である。
【図５】図５は、液晶表示パネル２１を組込んだ液晶表示装置の分解斜視図である。
【図６】図６は、本発明の実施例１の面内スイッチング型液晶表示装置の残像緩和特性を、バックライト輝度：２５Ｃｄ／ｍ２における相対フリッカ強度測定で評価した結果を示すグラフである。
【図７】図７は、本発明の実施例１の面内スイッチング型液晶表示装置の残像緩和特性を、バックライト輝度：２５０Ｃｄ／ｍ２における相対フリッカ強度測定で評価した結果を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施例１による保護膜８の液晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの成長条件（プラズマに印加される高周波電力）と暗抵抗率及び光抵抗率との相関を示すグラフである。
【図９】図９は、本発明の実施例１による保護膜８の液晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａの成長条件（原料ガスの供給比率）と暗抵抗率及び光抵抗率との相関を示すグラフである。
【図１０】図１０は、本発明の実施例１による保護膜８の液晶層側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ａ（下側）及びスイッチング素子側に設けられる非晶質窒化珪素膜８ｂ（上側）の赤外光吸収スペクトルの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２実施例によるＴＮ型の液晶表示装置（液晶表示パネル）に形成された複数の画素の一つを拡大して示す平面図である。
【図１２】図１２は、図１１の一点鎖線XII−XII’沿いにＴＦＴ基板を切断したときの断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２実施例による液晶表示装置に好適な映像信号線端子の一つを拡大して示し、図１３（ａ）はその平面構造を示す平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第３実施例によるＶＡ型の液晶表示装置（液晶表示パネル）に形成された画素及びその近傍の断面図である。
【図１５】図１５は、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置の等価回路図である。
【符号の説明】
１…走査信号線，１ａ…ゲート電極，２…映像信号線，２ａ…ドレイン電極，３…基準電圧線，３ａ…対向電極，４…半導体層（ｉ型），５…絶縁膜（ゲート絶縁膜），６…画素電極（保護膜より下に形成），６ａ…ソース電極，７…画素電極（保護膜上に形成），８…保護膜，８ａ…保護膜（上側層），８ｂ…保護膜（下側層），９…配向膜，１１…基板（ＴＦＴ基板），１２…基板（対向基板），１３…対向電極，１４…シール材，１５…液晶層，１８…保護膜，１８ａ…保護膜（上側層），１８ｂ…保護膜（下側層），ＢＭ…ブラック・マトリクス，ＢＭＯ…ブラック・マトリクスの開口の輪郭，Ｖ−ＤＲＶ…駆動回路（垂直走査回路），Ｈ−ＤＲＶ…駆動回路（映像信号駆動回路），ＴＣＯＮ…制御回路。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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