(57)【要約】【課題】液晶表示装置において、保持容量に用いられる無機絶縁膜の形成工程によって、他の膜の特性の変化を抑制することである。【解決手段】液晶表示装置は、対向する一対の基板に液晶が挟持される。その一対の基板のうち、素子基板の製造手順は、透光性基板の上に画素ＴＦＴであるトランジスタが形成され、以後、層間絶縁膜形成、ソース・ドレイン電極の引出、パッシベーション膜（ＰＶ膜）形成、平坦化膜形成、下部電極である画素電極形成が行われ（Ｓ１０，１２，１４，１６）、そして無機絶縁膜であるＦＦＳ絶縁膜が、平坦化膜を変質させないことと、下部電極である画素電極を変質させないこととを満足する条件で成膜される（Ｓ１８）。その後、上部電極である共通電極形成、配向膜形成によって素子基板が得られる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する一対の基板に液晶が挟持され、前記一対の基板の一方の基板上に前記液晶を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置を製造する方法であって、
前記一方の基板上にトランジスタを形成する工程と、
前記トランジスタを形成後、平坦化膜を形成する平坦化膜形成工程と、
前記平坦化膜上に、前記一対の電極の一方の電極を形成する工程と、
前記一方の電極の形成後に、無機絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記無機絶縁膜上に、前記一対の電極の他方の電極を形成する工程と、
を含み、
前記一方の電極は、透明導電膜であり、
前記絶縁膜形成工程は、
前記平坦化膜及び前記一方の電極を変質させない条件で行われる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に記載の液晶表示装置の製造方法において、
絶縁膜形成工程は、
１５０℃以上３００℃以下の条件で行われることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法において、
絶縁膜形成工程は、
還元性反応ガス種及び酸化性反応ガス種を少なくした条件で成膜を開始する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１に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記無機絶縁膜は、
窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜の少なくとも1つを含んで形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記平坦化膜は、
透明有機絶縁膜で形成される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１に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記一対の電極は、それぞれがインジウム錫オキサイドまたはインジウム亜鉛オキサイドで形成されることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項７】
対向する一対の基板に液晶が挟持され、前記一対の基板の一方の基板上に前記液晶を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置であって、
前記一方の基板上に設けられたトランジスタと、
前記トランジスタを覆って形成された平坦化膜と、
前記平坦化膜上に形成された前記一対の電極の一方の電極と、
前記一方の電極を覆って形成された無機絶縁膜と、
前記無機絶縁膜上に形成された前記一対の電極の他方の電極と、
を備え、
前記一方の電極は透明導電膜であり、
前記他方の電極は開口部を有し、
前記無機絶縁膜は、前記平坦化膜及び前記一方の電極を変質させない条件で形成され、屈折率が１．４６以上２．００以下であり、誘電率が４以上７以下であることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置に係り、特に、対向する一対の基板に液晶が挟持され、前記一対の基板に絶縁層を介して前記液晶を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置の製造方法及び液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の表示方式としては従来ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）方式が広く用いられてきているが、この方式は表示原理上、視野角に制限がある。これを解決する方法として、同一基板上に画素電極と共通電極とを形成し、この画素電極と共通電極との間に電圧を印加し、基板にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子を基板面に主に平行な面内で駆動する横電界方式が知られている。
【０００３】
横電界方式には、ＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式と、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ  Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈ）方式が知られている。ＩＰＳ方式では、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の共通電極とを組み合わせて配置される。ＦＦＳ方式では、絶縁層を介して形成された上部電極と下部電極について、いずれか一方を共通電極に割り当て、他方を画素電極に割り当て、上部電極に電界を通す開口として例えばスリット等が形成される。
【０００４】
上部電極と下部電極との間の絶縁層としては、特許文献１において、画素電極と共通信号電極とを絶縁膜を挟む上下２層のＩＴＯで構成する場合について上下ＩＴＯの間の絶縁層としてＴＦＴの表面保護絶縁層の一層で構成される例、ＴＦＴのゲート絶縁膜で構成される例が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１８３６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液晶表示装置においては、液晶を駆動する際の画素電位変化を抑制するために保持容量が設けられる。ＦＦＳ方式の場合には、上部電極と下部電極との間の絶縁膜を利用し、上部電極と下部電極との間の重なり部分に形成される容量を保持容量として用いることができる。保持容量を小型で大きな容量値とするには、上部電極と下部電極との間の絶縁膜の膜特性を向上させる必要があり、そのためには、無機絶縁膜を用いることが好ましい。
【０００７】
ＦＦＳ方式の場合は、素子側ガラス基板にトランジスタが形成された後に平坦化膜を形成し、その上に下部電極、絶縁膜、上部電極が順次積層されて形成される。このように、多数の膜形成工程のなかで、絶縁膜が形成されるため、絶縁膜の形成工程の影響を受けて、それまでに形成された膜の特性が変化することがある。絶縁膜の形成工程の前に形成された膜の特性が変化すると、液晶表示装置の表示品質が低下することがある。
【０００８】
本発明の目的は、上部電極と下部電極との間に形成される絶縁膜の形成工程によって他の膜の膜特性が影響を受けることを抑制できる液晶表示装置の製造方法およびその方法で製造された液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る液晶表示装置の製造方法は、対向する一対の基板に液晶が挟持され、前記一対の基板の一方の基板上に前記液晶を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置を製造する方法であって、前記一方の基板上にトランジスタを形成する工程と、前記トランジスタを形成後、平坦化膜を形成する平坦化膜形成工程と、前記平坦化膜上に、前記一対の電極の一方の電極を形成する工程と、前記一方の電極の形成後に、無機絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記無機絶縁膜上に、前記一対の電極の他方の電極を形成する工程と、を含み、前記一方の電極は、透明導電膜であり、前記絶縁膜形成工程は、前記平坦化膜及び前記一方の電極を変質させない条件で行われることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によれば、絶縁膜形成工程は、その前に形成された平坦化膜及び一方の電極を変質させない条件で行われる。これにより、保持容量に用いられる絶縁膜の形成工程によって他の膜の膜特性が影響を受けることを抑制できる。
【００１１】
また、本発明に係る絶縁膜形成工程は、１５０℃以上３００℃以下の条件で行われることが好ましい。このような温度範囲であれば、例えば、平坦化膜に有機絶縁膜を用いても、絶縁膜形成工程による平坦化膜の膜特性、例えば透明性や色度の変化をほとんどなくすことができる。また、例えば、一方の電極に透明導電膜を用いる場合でも、その透明性や電気伝導度の劣化をほとんどなくすことができる。加えて良好な容量特性の絶縁膜を得ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る絶縁膜形成工程は、還元性反応ガス種及び酸化性反応ガス種を少なくした条件で成膜を開始することが好ましい。これによって、その前に形成された平坦化膜及び一方の電極が、還元性反応ガス種及び酸化性反応ガス種によって変質することを抑制することができる。
【００１３】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法において、前記無機絶縁膜は、窒化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜または酸化シリコン膜の少なくとも1つを含んで形成されることが好ましい。これにより、一般的な無機絶縁膜を用いて、良好な容量特性を得ることができる。
【００１４】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法において、前記平坦化膜は、透明有機絶縁膜で形成されることが好ましい。一般的に有機絶縁膜の方が無機絶縁膜よりも成膜の平坦性がよいので、それまでの膜形成で生じた段差等をより少なくすることができる。
【００１５】
また、本発明に係る液晶表示装置の製造方法において、前記一対の電極は、それぞれがインジウム錫オキサイドまたはインジウム亜鉛オキサイドで形成されることが好ましい。これによって液晶表示装置の透光性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る液晶表示装置は、対向する一対の基板に液晶が挟持され、前記一対の基板の一方の基板上に前記液晶を駆動する一対の電極が設けられる液晶表示装置であって、前記一方の基板上に設けられたトランジスタと、前記トランジスタを覆って形成された平坦化膜と、前記平坦化膜上に形成された前記一対の電極の一方の電極と、前記一方の電極を覆って形成された無機絶縁膜と、前記無機絶縁膜上に形成された前記一対の電極の他方の電極と、を備え、前記一方の電極は透明導電膜であり、前記他方の電極は開口部を有し、前記無機絶縁膜は、前記平坦化膜及び前記一方の電極を変質させない条件で形成され、屈折率が１．４６以上２．００以下であり、誘電率が４以上７以下であることを特徴とする。これにより、液晶表示装置の保持容量として十分な膜特性を確保しながら、保持容量に用いられる絶縁膜の形成工程によって他の膜の膜特性が影響を受けることを抑制でき、液晶表示装置の表示品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ＦＦＳ方式の液晶表示装置で、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色で構成される表示を行うものについて説明するが、もちろん、Ｒ，Ｇ，Ｂの他に例えばＣ（シアン）等を含む多色構成であってもよく、端的に白黒表示を行うものであってもよい。また、以下に述べる形状、構造、材質等は、説明のための１例であり、液晶表示装置の用途にあわせ、適宜変更が可能である。また、以下では、横電界駆動方式として、電界を通す開口として上部電極にスリットを有するＦＦＳ方式を説明するが、電界を通す開口として上部電極に櫛歯状あるいは柵状の開口を有するＦＦＳ方式でもよい。また、ＦＦＳ方式でなくてもＩＰＳ方式であってもよい。ここで、スリットとは、両端が閉じた開口をいい、それぞれのスリットは相互に接続されず離散的に配置されるものをいい、櫛歯状あるいは柵状の開口とは、複数の開口が相互に一方端で接続する形状のものをいう。
【００１８】
図１は、液晶表示装置を構成する素子基板１０における画素の平面図である。液晶表示装置は、対向する一対の基板に液晶が挟持され、一対の電極によって液晶を駆動することで表示を行う装置であり、複数の画素を駆動するために画素ごとにトランジスタが配置される。そのトランジスタが配置される方の基板と、これに対向する基板を区別するとき、トランジスタが配置される基板の方を素子基板１０と呼ぶことができ、素子基板１０に対向するもう１つの基板を対向基板と呼ぶことができる。また、カラー表示を行うときは、１つの画素をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３つのサブ画素で構成し、それぞれのサブ画素ごとにトランジスタが配置される。
【００１９】
図１は、特に、ＦＦＳ方式によるアクティブマトリクス型の液晶表示装置の素子基板１０において、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色構成で表示を行う場合の表示領域の１画素分、すなわち、３色に対応する３つのサブ画素についての平面構成を示す図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ線に沿って、厚さ方向を誇張して示す断面図である。
【００２０】
図１に示されるように、液晶表示装置の素子基板１０において、複数のドレイン配線３４は、それぞれが直線状に延在し（図１の例では縦方向に延在）、その延在方向に交差する方向（ここでは直交する方向であり、図１の例では横方向）に複数のゲート配線３６がそれぞれ配列される。ドレイン配線３４は、図示されていない液晶表示装置の制御回路から映像データ信号が伝送される信号線であり、その意味からデータ線、あるいは単に信号線と呼ばれることがある。ゲート配線は、各画素ごとに配置されたトランジスタを選択する走査信号が伝送される信号線であり、その意味から走査線と呼ばれることがある。
【００２１】
複数のドレイン配線３４と、複数のゲート配線３６とによって区画される個々の領域が、画素配置領域であり、図１では、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色構成に対応して３つのサブ画素配置領域が示される。３つのサブ画素の構成は同様であるので、以下において画素の語は、特に断らない限りサブ画素単位として説明し、上記のサブ画素領域を単に画素領域として説明するものとする。なお、共通電極４６は、素子基板１０の全面または、複数の画素にまたがって配置されているので、図１においては、後述するスリット４８の形状線を除いて、その輪郭線が示されていない。
【００２２】
ドレイン配線３４とゲート配線３６とで区画される各画素配置領域には、画素ＴＦＴ２０がそれぞれ配置される。図１の例では、各画素ＴＦＴ２０について、半導体層が略Ｕ字型に延在しており（図面では略Ｕ字型が上下反転して示されている）、その略Ｕ字型の２本の腕部を横切ってゲート配線３６がドレイン配線３４の配列方向に直交して延在している。この構成では、画素ＴＦＴ２０のソース電極３２は、ドレイン配線３４に接続されるドレイン電極３３とともにゲート配線３６に対して同じ側に位置している。これにより、画素ＴＦＴ２０では、ゲート配線３６がソースとドレインとの間で半導体層に２回交差する構成、換言すれば半導体層のソースとドレインとの間にゲート電極が２個設けられた構成を有している。
【００２３】
このように、画素ＴＦＴ２０のドレインはドレイン電極３３を介して直近のドレイン配線３４に接続され、一方、ソースは、ソース電極３２を介して、画素電極４２に接続される。画素電極４２は、各画素ごとに設けられ、その画素の画素ＴＦＴ２０のソースに接続される平板状の電極である。図１では、矩形形状の画素電極４２が示されている。
【００２４】
共通電極４６は、上記のように、素子基板１０の上に配置される。もっとも、場合によっては、共通電極４６を各画素ごとに設けられるものとしてもよい。その構造の場合は、各画素の共通電極４６を接続する共通電極配線が配置される。共通電極４６は、透明電極膜層に、開口部であるスリット４８が設けられたものである。このスリット４８は、画素電極４２と共通電極４６との間に電圧を印加したときに、電界５０（図２参照）を通し、基板面に対し主に平行な横電界を発生させる機能を有する。
【００２５】
共通電極４６の上には、配向膜が配置され、配向処理としてラビング処理が行われる。ラビング方向は、例えば、図１において、ゲート配線３６に平行な方向に行うことができる。共通電極４６のスリット４８は、その長辺の延びる方向が、このラビング方向に対し僅かに傾いて形成される。例えば、角度で５°程度、ラビング方向に対し傾くように形成することができる。共通電極４６の上に配向膜を形成し、ラビング処理を行うことで、素子基板１０が出来上がる。
【００２６】
次に、図２の断面図を用いて、ＦＦＳ方式の液晶表示装置における素子基板１０の構造を説明する。図２は、上記のように、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図で、１つの画素についての各要素が示されている。
【００２７】
素子基板１０は、透光性基板１８と、その上に適当なバッファ層を介して形成された画素ＴＦＴ２０と、層間絶縁膜３０と、ソース電極３２と、ドレイン電極３３と、パッシベーション膜（ＰＶ膜）３８と、平坦化膜４０と、画素電極４２と、ＦＦＳ絶縁膜４４と、共通電極４６とを含んで構成される。
【００２８】
図３は、素子基板１０の詳細な製造手順を含む液晶表示装置の製造方法の手順を示すフローチャートである。以下では、図１、図２の符号を用いて説明する。最初に透光性基板１８を準備し、その上にトランジスタである画素ＴＦＴ２０を形成する（Ｓ１０）。
【００２９】
透光性基板１８は、例えばガラス板によって構成される。画素ＴＦＴ２０は、透光性基板１８の上に適当なバッファ層を介して配置され、ここでは、低温ポリシリコンを半導体層として用い、その上にゲート絶縁膜、ゲート電極２２が順次配置されて形成される。ゲート絶縁膜は、例えば酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等で構成され、半導体層を覆って透光性基板１８上に配置されている。ゲート電極２２は、例えばＭｏ、Ａｌ等の金属で構成され、半導体層に対向してゲート絶縁膜上に配置される。このように、ゲート電極２２は、素子基板１０において、半導体層の上層の側に配置される。
【００３０】
トランジスタである画素ＴＦＴ２０の形成の後、層間絶縁膜３０が形成される。層間絶縁膜３０は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、ゲート電極２２等を覆って配置される。
【００３１】
次に、層間絶縁膜にソース用とドレイン用とのコンタクトホールを形成し、ソース電極３２とドレイン電極３３とが引き出される。ドレイン電極３３は、例えばＭｏ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属で構成され、層間絶縁膜３０上に配置されているとともに、上記コンタクトホールの一方であるドレイン用のコンタクトホールを介して画素ＴＦＴ２０のドレインに接続している。なお、ドレイン電極３３はそのまま延伸してドレイン配線３４となる。ソース電極３２は、例えばドレイン電極３３と同じ材料で構成され、層間絶縁膜３０上に配置されているとともに、上記コンタクトホールの他方であるソース用のコンタクトホールを介して画素ＴＦＴ２０のソースに接続している。ソース電極３２は、後述するように、透明電極膜である画素電極４２と接続される。
【００３２】
なお、ここでは、画素ＴＦＴ２０において、ドレイン電極３３およびデータ線であるドレイン配線３４が接続する部分を画素ＴＦＴ２０のドレインとし、ソース電極３２および画素電極４２が接続する部分を画素ＴＦＴ２０のソースとするが、画素ＴＦＴ２０のドレインとソースとは互換性があるので、上記とは逆に、データ線側に接続される方をソース、画素電極４２の側に接続される方をドレインと呼ぶことも可能である。
【００３３】
ソース電極３２、ドレイン電極３３が引き出されるまでをまとめて画素ＴＦＴの形成工程として、その後、パッシベーション（ＰＶ）膜３８が形成される（Ｓ１２）。ＰＶ膜３８は、ソース電極３２、ドレイン電極３３を含んで画素ＴＦＴ２０全体を外部環境から保護する機能を有する絶縁膜である。ＰＶ膜３８は、上記の層間絶縁膜３０と同様に、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成することができる。ＰＶ膜３８と層間絶縁膜３０とを互いに異なる膜質とすることもできる。
【００３４】
次に、平坦化膜４０が形成される（Ｓ１４）。平坦化膜４０は、ドレイン電極３３及びドレイン配線３４、ソース電極３２を覆ってＰＶ膜３８上に配置される膜で、これまでの膜形成工程、コンタクトホール工程等で凹凸が生じている表面を平坦化するために設けられる。
【００３５】
平坦化膜４０として、例えば、アクリル樹脂等の有機透明絶縁膜、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜、窒化酸化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）膜等の無機絶縁膜を用いることができる。平坦化膜４０は、その上にＦＦＳ絶縁膜４４が形成されることを考慮し、耐熱性、耐反応性の高い絶縁膜が好ましい。その観点からは、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の無機絶縁膜を用いることが好ましい。また、アクリル樹脂等の有機透明絶縁膜を用いる場合には、平坦化膜形成工程の後の工程を低温化し、平坦化膜４０の膜質の変化を抑制することがよい。その内容の詳細は、後述するＦＦＳ絶縁膜形成工程（Ｓ１８）において説明する。
【００３６】
平坦化膜形成の後、下部電極である画素電極４２が形成される（Ｓ１６）。具体的には、ＰＶ膜３８と平坦化膜４０にコンタクトホールが形成され、次に透明導電膜としてインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）が全面に成膜され、この透明導電膜が画素電極４２のパターンに形成される。これによって、コンタクトホールを介し、ソース電極３２と画素電極４２とが電気的に接続される。
【００３７】
画素電極４２の形成の後、全面にＦＦＳ絶縁膜４４が形成される（Ｓ１８）。ＦＦＳ絶縁膜４４は、下部電極である画素電極４２と、次に形成される上部電極である共通電極４６との間を離隔するために配置される絶縁膜であり、また、ＦＦＳ方式の液晶表示装置を構成する各画素において保持容量を形成するためにも用いられる絶縁膜である。
【００３８】
ＦＦＳ絶縁膜４４は、保持容量のために用いられる観点から、誘電率の高い材料の膜が好ましい。したがって、有機絶縁膜よりも無機絶縁膜の方が好ましく、例えば、窒化シリコン膜または酸化シリコン膜または窒化酸化シリコン膜の中の少なくとも１つを含んで構成することがよい。
【００３９】
また、ＦＦＳ絶縁膜４４の形成前には、既に平坦化膜４０と、画素電極４２が形成されているので、これらの膜を変質させないように、ＦＦＳ絶縁膜４４の成膜条件が設定される。
【００４０】
平坦化膜４０は、上記のようにアクリル樹脂等の有機透明絶縁膜、あるいは窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の無機絶縁膜が用いられる。ここで、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜のような無機絶縁膜を平坦化膜４０として用いる場合には、ＦＦＳ絶縁膜４４の成膜条件によって、その膜特性はほとんど変化しない。一方で、有機透明絶縁膜を平坦化膜４０として用いる場合には、ＦＦＳ絶縁膜４４の成膜温度によって、酸化性反応ガス種による反応等が進展して、平坦化膜４０の膜特性が変化することがある。例えば、平坦化膜４０の透過率が９０％以下になり、その結果表示品質が低下することがある。そこで、ＦＦＳ絶縁膜４４の成膜条件を、平坦化膜４０が変質しない温度範囲に設定することが好ましい。また、成膜時の酸化性反応ガス種を平坦化膜４０の表面状態が劣化しない程度に少なくした条件で成膜を開始することがなお好ましい。
【００４１】
また、画素電極４２は、上記のように、透明導電膜としてインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）が用いられるが、これらの膜は還元性雰囲気によってその透明性及び電気伝導度が劣化する。例えば、これらの膜の透過度が７０％以下に低下し、または、抵抗率が１０3Ωｃｍ以上に増大して、その結果表示品位が低下することがある。したがって、ＦＦＳ絶縁膜４４は、還元性反応ガス種（例えば水素）を含まない成膜条件の下で形成されることが好ましい。しかし、ＦＦＳ絶縁膜として、上記のように窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の無機絶縁膜を用いるときは、例えばモノシラン（ＳｉＨ4）のように水素を含むガス種を用いることがあり、モノシランを用いない場合でも反応のキャリアガスに例えばアンモニア（ＮＨ3）のような水素が含まれるガス種を用いることが多い。このように、還元性反応ガス種を用いることが避けられない場合には、ＦＦＳ絶縁膜４４の成膜条件を、画素電極４２を還元反応によっては変質しない温度範囲に設定することが好ましい。また、成膜時の還元性反応ガス種を透明導電膜の透明性及び電気伝導度が劣化しない程度に少なくした条件で成膜を開始することがなお好ましい。
【００４２】
このように、ＦＦＳ絶縁膜４４は、平坦化膜４０を変質させないことと、画素電極４２を変質させないこととを満足する条件で成膜されることが好ましい。実際的には、ＦＦＳ絶縁膜形成工程（Ｓ１８）は、約１５０℃以上約３００℃以下の条件で成膜することがよい。この温度範囲であれば、ＦＦＳ絶縁膜形成のために酸化性反応ガス種を用いても、平坦化膜４０の膜特性はほとんど変化しない。また、ＦＦＳ絶縁膜形成のために還元性反応ガス種を用いても、画素電極４２において還元反応がほとんど進まず、透明性の劣化が生じない。加えて良好な容量特性の絶縁膜を得ることができる。
【００４３】
そして、ＦＦＳ絶縁膜４４に無機絶縁膜を用いることができるので、屈折率が１．４６以上２．００以下であり、誘電率が４以上７以下の特性を得ることができる。この特性の範囲で適切な値を選択し、また、ＦＦＳ絶縁膜４４の膜厚を適切に設定することで、液晶表示装置の仕様にあわせ、保持容量を適切な値とすることができる。
【００４４】
再び図３に戻り、ＦＦＳ絶縁膜４４を形成した後、上部電極である共通電極４６が形成
される（Ｓ２０）。具体的には、ＦＦＳ絶縁膜４４の上に、透明導電膜としてインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）またはインジウム亜鉛オキサイド（ＩＺＯ）が全面に成膜され、この透明導電膜が共通電極４６として、複数のスリット４８を有するようにパターニングによって開口される。共通電極４６は、図示されていない共通電極配線によって共通電極電位が供給される。
【００４５】
スリット４８は、下部電極である画素電極４２と上部電極である共通電極４６との間に液晶を駆動するための電界５０を通すための開口である。スリット４８は、図１に示すように、ゲート配線３６の延在する方向よりやや傾いた方向に長軸を有する細長く閉じた形状の開口である。この傾き角度は、次の工程における配向処理のラビング角度を考慮して設定される。
【００４６】
上部電極である共通電極４６が形成されると、配向膜がその上に配置される（Ｓ２２）。配向膜は、液晶分子を初期配向させる機能を有する膜で、例えばポリイミド等の有機膜に、ラビング処理を施して用いられる。このようにして、素子基板１０が出来上がる（Ｓ２４）。そしてここでは説明しないが、カラーフィルタ、配向膜等が配置された対向基板が別途製作され、この対向基板と素子基板１０とが組み合わされ、液晶をその間に挟持し（Ｓ２６）、液晶表示装置が出来上がる(Ｓ２８)。
【００４７】
このように、同一基板である透光性基板１８上に、平坦化膜４０の上層部に、絶縁層であるＦＦＳ絶縁膜４４を介して上部電極である共通電極４６と下部電極である画素電極４２とが形成される。なお、この構造をオーバーレイヤー構造と呼ぶことができる。そして、上部電極である共通電極４６にスリット４８を形成して、下部電極である画素電極４２との間に電圧を印加し、スリット４８に電界５０を通し、基板面に対し主に平行な横電界を発生させ、配向膜を介して液晶を駆動することができる。このときに、共通電極４６と画素電極４２とその間のＦＦＳ絶縁膜４４で形成される容量を、液晶表示の保持容量として用いることができる。このようにして、ＦＦＳ方式によるアクティブマトリクス型の液晶表示装置が構成される。
【００４８】
このように、共通電極４６と画素電極４２とその間のＦＦＳ絶縁膜４４で形成される容量を、液晶表示の保持容量として用いることで、液晶表示装置の仕様にあわせた保持容量を得ることが容易となる。すなわち、ＦＦＳ絶縁膜４４の誘電率、膜厚等は、画素ＴＦＴ２０の特性等と独立に設定でき、設定の自由度が大きいためである。また、上記のように、ＦＦＳ絶縁膜４４を、平坦化膜４０を変質させないことと、なおかつ下部電極である画素電極４２を変質させない条件とを満足する条件で成膜することで、液晶表示装置の表示品質を向上させることができる。
【００４９】
上記では、ＦＦＳ絶縁膜を介し、下部電極を画素電極とし、上部電極を共通電極として、共通電極にスリットが設けられるが、下部電極を共通電極とし、上部電極を画素電極とすることもできる。以下では、図１、図２と共通の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５０】
図４は、下部電極を共通電極４６とし、上部電極を画素電極４２とし、画素電極４２にスリット４９を設ける素子基板１２の構成を示す図である。上部電極を画素電極４２とする場合には、図４に示されるように、ソース電極３２に接続される画素電極４２が、ＦＦＳ絶縁膜４４の上部に配置される。そして、素子基板１２の最表面側の電極である画素電極４２に、スリット４９が設けられる。スリット４９は、図１、図２に関連して説明したように、ゲート配線３６の延在する方向よりやや傾いた方向に長軸を有する細長く閉じた形状の開口である。また、下部電極である共通電極４６は、素子基板１２の全面、あるいは複数の画素にまたがって配置される。
【００５１】
この素子基板１２においても、上記の構成に対応する製造工程の変更を行うことで、図３で説明したのと同様の製造手順で、液晶表示装置を得ることができる。そして、図３のＳ１８で説明したのと同様に、ＦＦＳ絶縁膜４４の形成に当り、平坦化膜４０を変質させないことと、下部電極である共通電極４６を変質させないこととを満足する条件で成膜することで、液晶表示装置の表示品質を向上させることができる。
【００５２】
上記では、画素ＴＦＴの構造を透光性基板の側から配向膜の方向に向かって、半導体層、ゲート絶縁膜、ゲート電極の順に配置されるものとして説明した。この配置に代えて、いわゆる逆スタガ型と呼ばれる配置構造の画素ＴＦＴを用いることができる。ここで、逆スタガ型とは、透光性基板の側から配向膜の方向に向かって、ゲート電極、ゲート絶縁膜、半導体層の順に配置される構造である。以下では、図１、図２と共通の要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００５３】
図５は、画素ＴＦＴ２１の構造を逆スタガ型とした素子基板１４の構成を示す図である。ここでは、透光性基板１８の上に適当なバッファ層を介し、ゲート電極２３がまず配置され、その上にゲート絶縁膜が形成され、そのさらに上に半導体層が積層される。半導体層は、例えばアモルファスシリコン等を用いることができる。半導体層は、チャネルを形成する層と、ソース・ドレインコンタクト層を形成する高ドープ層が積層される。そして、この高ドープ層の両端側に、それぞれソース電極３２とドレイン電極３３が接続される。画素ＴＦＴ２１の形成工程を除けば、その他の製造工程の内容は、図３で説明したものと同様である。
【００５４】
したがって、この素子基板１４においても、上記の画素ＴＦＴ形成工程に対応する製造工程の変更を行うことで、図３で説明したのと同様の製造手順で、液晶表示装置を得ることができる。そして、図３のＳ１８で説明したように、ＦＦＳ絶縁膜４４の形成に当り、平坦化膜４０を変質させないことと、下部電極である画素電極４２を変質させないこととを満足する条件で成膜することで、液晶表示装置の表示品質を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る実施の形態において、液晶表示装置を構成する素子基板における画素の平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図３】本発明に係る実施の形態において、液晶表示装置を製造する手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る実施の形態において、他の構成の例を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において、別の構成の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１０，１２，１４  素子基板、１８  透光性基板、２０  画素ＴＦＴ、２２，２３  ゲート電極、３０  層間絶縁膜、３２  ソース電極、３３  ドレイン電極、３４  ドレイン配線、３６  ゲート配線、３８  パッシベーション膜（ＰＶ膜）、４０  平坦化膜、４２  画素電極、４４  ＦＦＳ絶縁膜、４６  共通電極、４８，４９  スリット、５０  電界。
【図１】
2009047811.tif 000003
【図２】
2009047811.tif 000004
【図３】
2009047811.tif 000005
【図４】
2009047811.tif 000006
【図５】
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