(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対向配置された対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板間に介在する液晶層とを備え、アクティブマトリクス基板上に、制御信号を伝送する各ゲート信号線と映像信号を伝送する各ソース信号線を交差させて形成し、これらの信号線の交差部位に各スイッチング素子を割り当ててマトリクス状に配列すると共に、これらの信号線に各スイッチング素子を接続し、各スイッチング素子及び各信号線上に、層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に、各画素電極をマトリクス状に形成した液晶表示装置において、
前記層間絶縁膜は、有色有機フィルムのフィルム片を有しており、各フィルム片が、ドライフィルムである有色有機フイルムを前記アクティブマトリクス基板にラミネート法にて貼着して各画素をそれぞれ覆うようにパターニングすることによって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記有色有機フィルムは、感光性を有し、この有色有機フィルムをラミネート法によって貼着してから、露光及び現像によって該有色有機フィルムをパターニングすることにより前記各フィルム片が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記有色有機フィルムは、非感光性であり、この有色有機フィルムをラミネート法によって貼着してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、この有色有機フィルムのエッチングによって該有色有機フィルムをパターニングすることにより前記各フィルム片が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記有色有機フィルムは、原色にそれぞれ着色された複数の透過性有機フィルムによって構成されており、原色の透過性有機フィルム毎に、ラミネート法による前記アクティブマトリクス基板への貼着とその後のパターニングとをそれぞれ繰り返すことによって前記フィルム片が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
請求項４に記載の液晶表示装置において、前記各フィルム片の縁が相互に重ね合わされていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記層間絶縁膜は、前記フィルム片が配置されていない部分に設けられた遮光性フィルム片を更に含み、これらの遮光性フィルム片は、遮光性を有する遮光性有機フィルムをラミネート法によって前記アクティブマトリクス基板に貼着してからパターニングすることにより形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の液晶表示装置において、前記遮光性有機フィルムが感光性を有し、ラミネート法によって前記アクティブマトリクス基板に貼着された該遮光性有機フィルムが、該アクティブマトリクス基板に対する表面からのパターン露光を行った後に、裏面からの一括露光を施して現像することにより前記遮光性フィルム片が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記フィルム片に形成されたコンタクトホールを介して前記画素電極が前記スイッチグ素子に接続されている液晶表示装置。
【請求項９】
請求項８に記載の液晶表示装置において、付加容量電極を更に備え、この付加容量電極による付加容量が前記各画素電極による画素容量にそれぞれ並列に接続され、前記コンタクトホールが該付加容量電極に重なる部位に形成されている液晶表示装置。
【請求項１０】
請求項８に記載の液晶表示装置において、前記コンタクトホールのテーパー角度は、４５度以下である液晶表示装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記フィルム片上に、感光性を有するオーバーコートフィルムが設けられており、該オーバーコートフィルムが、前記アクティブマトリクス基板上に、ラミネート法によって貼着されて、露光及び現像によるパターニングによって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の液晶表示装置において、前記フィルム片上に非感光性のオーバーコートフィルムが設けられており、該オーバーコートフィルムが、前記アクティブマトリクス基板上に、ラミネート法によって貼着されて、フォトレジストの形成、露光及び現像、エッチングによるパターニングによって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置において、前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムを形成してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムのエッチングによって、前記画素電極と前記スイッチング素子とを接続するコンタクトホールが形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１４】
請求項１１又は１２に記載の液晶表示装置において、前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムを形成してから、ベーク処理を施し、この後にフォトレジストの形成、露光及び現像、前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムのエッチングによって、前記画素電極と前記スイッチング素子とを接続するコンタクトホールが形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１５】
請求項１３又は１４に記載の液晶表示装置において、前記コンタクトホールの内周壁は、前記オーバーコートフィルムによって覆われる液晶表示装置。
【請求項１６】
請求項１３又は１４に記載の液晶表示装置において、前記コンタクトホールの内周壁には、前記フィルム片の端面、及び前記オーバーコートフィルムの端面が露出している液晶表示装置。
【請求項１７】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記画素電極と前記ソース信号線をオーバーラップさせ、このオーバーラップの幅を１μｍ以上に設定し、前記ゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対して各ソース信号線の映像信号が供給されると、次のゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対しては各ソース信号線の映像信号の極性を反転して供給し、各ゲート信号線毎に、各ソース信号線の映像信号の極性を繰り返して反転する液晶表示装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の液晶表示装置において、付加容量電極を更に備え、この付加容量電極による付加容量を画素電極による画素容量に並列接続し、中間調表示での画素電極による画素容量と付加容量電極による付加容量の和に対する該画素電極とソース信号線間の容量の割合が１０パーセント以下である液晶表示装置。
【請求項１９】
請求項１乃至１６のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記層間絶縁膜の厚さは、２μｍ以上である液晶表示装置。
【請求項２０】
アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対向配置された対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板間に介在する液晶層とを備え、アクティブマトリクス基板上に、制御信号を伝送する各ゲート信号線と映像信号を伝送する各ソース信号線を交差させて形成し、これらの信号線の交差部位に各スイッチング素子を割り当ててマトリクス状に配列すると共に、これらの信号線に各スイッチング素子を接続し、各スイッチング素子及び各信号線上に、層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に、各画素電極をマトリクス状に形成した液晶表示装置において、
前記層間絶縁膜が、ドライフィルムである有色有機フィルムのフィルム片と、該フィルム片上に設けられたオーバーコートフィルムとからなり、
前記有色有機フィルムが、異なる原色にそれぞれ着色された複数の透過性有機フィルムによって構成されており、各透過性有機フィルム毎に、ラミネート法による前記アクティブマトリクス基板への貼着とその後の各画素をそれぞれ覆うようにパターニングすることとをそれぞれ繰り返すことによって前記フィルム片が形成されており、
前記オーバーコートフィルムが、前記有色有機フィルム上にラミネート法によって貼着してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、エッチングによるパターニングによって形成され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】
この発明は、カラー表示を行う液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液晶表示装置の概略構成を図１２に示す。この図から明らかな様に、各ソース信号線１０１と各ゲート信号線１０２を直交させ、それぞれの交差部位に各画素１０３を設け、これらの画素１０３をマトリクス状に配列している。各画素１０３は、薄膜トランジスタ１０４（以下ＴＦＴと称す）と、このＴＦＴ１０４のドレインに接続された画素容量１０５及び付加容量１０６を有する。これらの画素１０３の画素容量１０５は、容量配線１０７を通じて液晶表示装置の対向電極（図示せず）に接続されている。
【０００３】
各ＴＦＴ１０４は、垂直方向の各列に区別されており、これらの列毎に、１列の各ＴＦＴ１０４のソースをソース信号線１０１に接続している。また、各ＴＦＴ１０４は、水平方向の各列に区別されており、これらの列毎に、１列の各ＴＦＴ１０４のゲートをゲート信号線１０２に接続している。
【０００４】
ここでは、各走査に同期して、各ゲート信号線１０２を順次アクティブに設定し、その度に、水平方向１列の各ＴＦＴ１０４をオンにしている。また、１列の各ＴＦＴ１０４がオンとなる度に、映像信号を各ソース信号線１０１に割り当てて伝送し、この映像信号を該列の各ＴＦＴ１０４の画素容量１０５に書き込む。これによって、表示画面上の一映像分の映像信号がマトリクス状の全ての各画素容量１０５に割り当てて書き込まれ、この一映像が表示される。
【０００５】
図１３は、従来の液晶表示装置における画素を拡大して示している。また、図１４は、図１３のＣ’−Ｃに沿い破断して示す断面図である。
【０００６】
図１３に示す様に、この液晶表示装置の画素は、ＴＦＴ１０４、付加容量電極１１３及び矩形の画素電極１１４等を有する。画素電極１１４の上下両端に沿って、それぞれのゲート信号線１０２を配置し、画素電極１１４の左右両端に沿って、それぞれのソース信号線１０１を配置している。
【０００７】
図１４から明らかな様に、この液晶表示装置においては、アクティブマトリクス基板１１６上に、ゲート信号線１０２並びに付加容量電極１１３（図１４に示さず）を形成し、この上にゲート絶縁膜１１７を形成する。この後、半導体層１１８及びチャネル保護層１１９を形成し、ＴＦＴ１０４のソース及びドレインとなるｎ+Ｓｉ層１２０を形成し、ＩＴＯ膜を成膜してパターニングすることにより、ドレイン信号線１１２及びソース信号線１０１を形成する。そして、層間絶縁膜１２１を積層し、この層間絶縁膜１２１にコンタクトホール１２２を形成してから、ＩＴＯ膜をパターニングしてなる画素電極１１４を形成し、この画素電極１１４をコンタクトホール１２２を介してドレイン信号線１１２に接続している。更に、この画素電極１１４上に配向膜１２３を形成し、この配向膜１２３にラビング処理を施す。
【０００８】
一方、対向基板１２５の下側面には、感光性カラーレジスト膜１２６、対向電極１２７及び配向膜１２８を順次積層する。
【０００９】
最後に、アクティブマトリクス基板１１６及び対向基板１２５を対向配置し、これらの間に液晶層１２４を注入して、この液晶層１２４を保持する。
【００１０】
この様な構成においては、各ソース信号線１０１並びに各ゲート信号線１０２と各画素電極１１４間に、層間絶縁膜１２１を介在させているので、各信号線１０１，１０２と各画素電極１１４をオーバーラップさせることができ、このために画素の開口率を向上させたり、各信号線に起因する電界を遮蔽して、液晶の配向不良を抑制することが可能となる（特開昭５８−１７２６８５号公報を参照）。
【００１１】
また、対向基板１２５に感光性カラーレジスト膜１２６を設ける代わりに、層間絶縁膜１２１をブラックマスクやカラーフィルタとして併用し、これらをアクティブマトリクス基板１１６に一体的に形成することができる（特開平６−２４２４３３号公報を参照）。この場合、ブラックマスクやカラーフィルタを対向基板１２５側に設けるのと比較すると、アクティブマトリクス基板１１６と対向基板１２５の貼り合わせのときに、アライメント誤差を考慮する必要が無くなり、更には開口率を向上させることも可能となる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶表示装置の各画素のカラーフィルターを形成するには、一般的に、染色法、電着法及び顔料分散法等を適用するが、染色法並びに電着法の場合は、カラーフィルターの耐色性が劣り、色あせが発生し易い。また、顔料分散法の場合は、成膜時にスピン塗布法を適用するため、原材料の無駄が発生し易く、カラーフィルターの低価格化の点で改善の余地がある。
【００１３】
更に、アクティブマトリクス基板１１６の層間絶縁膜１２１をブラックマスクやカラーフィルターとして併用する場合も、同様のことが言える。その上、画素の全容量（画素容量と付加容量の和）に書き込まれた電位を一定時間（フレーム周期に略相当する）保持せねばならないので、ＴＦＴ１０４上にもブラックマトリクスを配置して、このＴＦＴ１０４のフォトコンダクタンスを抑える必要があり、このブラックマトリクスによって層間絶縁膜１２１に含まれるＴＦＴ１０４の特性が損なわれてはならないことから、この層間絶縁膜１２１には、カラーフィルター単体のものと比較すると、絶縁性及び非分極特性の点で厳しい性能が求められる。
【００１４】
したがって、層間絶縁膜１２１をブラックマスクやカラーフィルターとして併用する場合は、染色法並びに電着法の適用がより困難であり、顔料分散法を適用するにしても、顔料の選択や顔料によるアクティブマトリクス基板の汚染に対して十分に慎重でなければならない。
【００１５】
また、図１３に示す様に、画素電極１１４の縁がゲート信号線１０２とオーバーラップするので、これらの間の容量による画素容量の電位の引き込みが大きくなる。一方、顔料分散法に基づくスピン塗布法を適用した場合には、層間絶縁膜１２１の膜厚制御が困難であって、アクティブマトリクス基板１１６が大型化する程（画面の大型化）、この膜厚制御が極めて困難になり、層間絶縁膜１２１の膜厚にむらが発生する。そして、この層間絶縁膜１２１の膜厚の均一性が十分でないと、画素電極１１４の縁とゲート信号線１０２間の容量による画素容量の電位の引き込みも均一でなくなって、液晶層の一部分には大きな直流成分が加わり、その部分で表示品位や信頼性を著しく損なう。
【００１６】
更に、画素電極１１４の縁がソース信号線１０１とオーバーラップする場合は、画素電極１１４とソース信号線１０１間の容量が大きくなり、ソース信号線１０１の映像信号が該容量を通じて画素容量の電位に作用して、この画素容量の電位が変動する。つまり、このソース信号線１０１に沿ってクロストークが発生し、その結果表示画面上でライン状のノイズが現れる。
【００１７】
すなわち、層間絶縁膜１２１をブラックマスクやカラーフィルターとして併用する場合は、層間絶縁膜１２１に対して縁性及び非分極特性の点で厳しい性能が求められるために、染色法並びに電着法の適用が非常に困難であって、顔料分散法を適用するしかないものの、この顔料分散法の場合は、層間絶縁膜１２１の膜厚制御が困難であって、様々な制約を招いた。
【００１８】
そこで、この発明は、この様な従来技術の課題を解決するものであって、表示品質の低下を招かずに、層間絶縁膜をブラックマスクやカラーフィルターとして併用することが可能な液層表示装置を提供することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記従来の課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対向配置された対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板間に介在する液晶層とを備え、アクティブマトリクス基板上に、制御信号を伝送する各ゲート信号線と映像信号を伝送する各ソース信号線を交差させて形成し、これらの信号線の交差部位に各スイッチング素子を割り当ててマトリクス状に配列すると共に、これらの信号線に各スイッチング素子を接続し、各スイッチング素子及び各信号線上に、層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に、各画素電極をマトリクス状に形成した液晶表示装置において、前記層間絶縁膜は、有色有機フィルムのフィルム片を有しており、各フィルム片が、ドライフィルムである有色有機フイルムを前記アクティブマトリクス基板にラミネート法にて貼着して各画素をそれぞれ覆うようにパターニングすることによって形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この様な構成においては、有色有機フィルムをラミネート法によって貼着して、層間絶縁膜を形成するので、均一な厚みの層間絶縁膜を得ることができる。したがって、層間絶縁膜の厚みのむらに起因する様々な問題が解決される。
【００２１】
しかも、アクティブマトリクス基板が大きくなっても、これに合わせて、有色有機フィルムの大きさを変更するだけで良く、層間絶縁膜の厚みの均一性を一切損なわずに済む。
【００２２】
これに対して従来の顔料分散法の場合は、先に述べた様にアクティブマトリクス基板が大きくなる程、むらが発生し易く、層間絶縁膜の膜厚制御が困難となる。また、顔料分散法に基づくスピン塗布法では、成膜時に、材料の軟度を確保するために、この材料に一定の水分を含めておく必要があって、成膜後のベーク処理によって、層間絶縁膜が乾燥すると、膜厚が変化してしまう。
【００２３】
これに対して、層間絶縁膜として有色有機フィルムを適用すれば、均一な膜厚を容易に実現することができる。また、ドライフィルムであって、微小程度まで重合が進行しているフィルムを適用すれば、バインダ含有量を小さくしておけることから、ベーク処理を施しても、膜厚が殆ど変化せずに済む。
【００２４】
前記有色有機フィルムは、感光性を有し、この有色有機フィルムをラミネート法によって貼着してから、露光及び現像によって該有色有機フィルムをパターニングすることにより前記各フィルム片が形成されている。
【００２５】
この場合、製造工程が簡単であって、量産性に優れ、コストの低減を図ることができる。
【００２６】
前記有色有機フィルムは、非感光性であり、この有色有機フィルムをラミネート法によって貼着してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、この有色有機フィルムのエッチングによって該有色有機フィルムをパターニングすることにより前記各フィルム片が形成されている。
【００２７】
この場合は、工程数が多いものの、有色有機フィルムを高精度で加工することが可能となる。
【００２８】
この発明の有色有機フィルムをラミネート法によって貼着してからパターニングする方法と、従来の顔料分散法に基づくスピン塗布法を比較すると、従来の場合は、樹脂材料を極めて広い範囲で塗布し、この塗布した樹脂材料のうち層間絶縁膜としてアクティブマトリクス基板上に残されるものの割合が少なく、製造コストが高いのに対して、この発明の場合は、無駄となる材料が少なく、製造コストを低くすることができる。
【００２９】
前記有色有機フィルムは、原色にそれぞれ着色された複数の透過性有機フィルムによって構成されており、原色の透過性有機フィルム毎に、ラミネート法による前記アクティブマトリクス基板への貼着とその後のパターニングとをそれぞれ繰り返すことによって前記フィルム片が形成されている。
【００３０】
有色有機フィルムの各原色フィルム片は、カラーフィルターとしての役目を果たし、各透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着してからパターニングして形成される。
【００３１】
前記層間絶縁膜は、前記フィルム片が配置されていない部分に設けられた遮光性フィルム片を更に含み、これらの遮光性フィルム片は、遮光性を有する遮光性有機フィルムをラミネート法によって前記アクティブマトリクス基板に貼着してからパターニングすることにより形成されている。
【００３２】
これらの遮光性フィルム片は、ブラックマトリクスとしての役目を果たす。例えば、有色有機フィルムの各原色フィルム片は、各画素の境界（例えば各ソース信号線の上方）で境目を有しており、この境目のパターニングの精度が十分でなかったり、各原色フィルム片の縁のテーパー角度制御が困難なときには、この境目で、層間絶縁膜の厚さを十分に確保することができず、光漏れを生じることがある。この様な場合には、各原色フィルム片の境目に各遮光性フィルム片を配置する。
【００３３】
なお、請求項５に記載の様に、各原色フィルム片の境目に各遮光性フィルム片を配置する代わりに、各原色フィルム片を各画素の境界で重ね合わせても構わない。この場合、異なる各色に着色された各原色フィルム片を重ねるので、これらの原色フィルム片が重なる部分に遮光性を生じ、各画素の境界で光漏れを生じない。
【００３４】
直視透過型の液晶表示装置においては、各原色フィルム片を赤、緑、青に着色し、これらの原色フィルム片を各画素に重ね、これらの画素を除く部分に各遮光フィルム片を重ねる。また、反射型液晶表示装置、もしくは補色を用いる必要がある場合は、赤、緑、青の代わりに、各原色フィルム片をシアン、マゼンダ、イエローに着色する。また、例えば３枚の液層ライトバルブを用いたプロジェクション表示装置においても、シアン、マゼンダ、イエローを採用し、３枚の液層ライトバルブ毎に、有色有機フィルムを単色の透過性有機フィルムから形成するか、又は有色有機フィルムを単色の透過性有機フィルム及び遮光性フィルムから形成する。
【００３５】
前記遮光性有機フィルムが感光性を有し、ラミネート法によって前記アクティブマトリクス基板に貼着された該遮光性有機フィルムが、該アクティブマトリクス基板に対する表面からのパターン露光を行った後に、裏面からの一括露光を施して現像することにより前記遮光性フィルム片が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【００３６】
アクティブマトリクス基板の裏面からの一括露光によって、光漏れを生じる全ての部分で、各遮光性フィルムを形成することができる。
【００３８】
前記フィルム片上に、感光性を有するオーバーコートフィルムが設けられており、該オーバーコートフィルムが、前記アクティブマトリクス基板上に、ラミネート法によって貼着されて、露光及び現像によるパターニングによって形成されている。
【００３９】
この場合、製造工程が簡単であって、量産性に優れ、コストの低減を図ることができる。
【００４０】
前記フィルム片上に非感光性のオーバーコートフィルムが設けられており、該オーバーコートフィルムが、前記アクティブマトリクス基板上に、ラミネート法によって貼着されて、フォトレジストの形成、露光及び現像、エッチングによるパターニングによって形成されている。
【００４１】
この場合は、工程数が多いものの、各有機フィルムを高精度で加工することが可能となる。
【００４２】
このオーバーコートフィルムは、層間絶縁膜上に形成されるので、この層間絶縁膜の凹凸を覆い隠し、その表面が平滑となる。このため、オーバーコートフィルム上の画素電極が切れ難くなって、不良の発生率が低減する。
【００４３】
また、層間絶縁膜は、カラーフィルター及びブラックマトリクスとしての役目ばかりでなく、絶縁膜としての役目を十分に果たし、画素電極と、各ソース信号線及び各ゲート信号線間の容量を十分に減少させる。
【００４４】
前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムを形成してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムのエッチングによって、前記画素電極と前記スイッチング素子とを接続するコンタクトホールが形成されている。
【００４５】
前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムを形成してから、ベーク処理を施し、この後にフォトレジストの形成、露光及び現像、前記フィルム片並びに前記オーバーコートフィルムのエッチングによって、前記画素電極と前記スイッチング素子とを接続するコンタクトホールが形成されている。
【００４６】
この様にベーク処理を施してからオーバーコートフィルムのエッチングを施すと、有色有機フィルムのベーク処理が事前に行われていても、有色有機フィルムとオーバーコートフィルム間でエッチングレートの差を小さくすることができる。
【００４７】
また、コンタクトホールを付加容量の付加容量電極に重なる部位に設けるのが好ましい。このコンタクトホールの部位では、カラーフィルター及びブラックマトリクスの機能が果たされないので、このコンタクトホールを通過する光は、表示画面の表示を損なう。このため、この光を付加容量電極によって遮断する。また、液晶層に接する面には、コンタクトホールを原因とする凹凸が形成され、この凹凸によって液晶分子の配列が乱され、リバースティルトドメインが発生するものの、このドメインの発生部分が付加容量電極によって覆い隠されるので、このドメインの発生部分が表示画面上で視認されることはなく、この表示画面のコントラストが低下せずに済む。
【００４８】
コンタクトホールのテーパー角度を４５度以下に設定すれば、層間絶縁膜の表面が滑らかとなるので、画素電極が切れ難くなる。
【００４９】
前記コンタクトホールの内周壁をオーバーコートフィルムによって覆えば、コンタクトホールの内周壁を滑らかにすることができる。
【００５０】
前記コンタクトホールの内周壁に、前記フィルム片の端面、及び前記オーバーコートフィルムの端面が露出しても良い。ただし、この場合は、各フィルムの端面間で段差が生じない様にする。
【００５１】
請求項１８に記載の様に、画素電極とソース信号線をオーバーラップさせ、このオーバーラップの幅を１μｍ以上に設定し、ゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対して各ソース信号線の映像信号が供給されると、次のゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対しては各ソース信号線の映像信号の極性を反転して供給し、各ゲート信号線毎に、各ソース信号線の映像信号の極性を繰り返して反転しても良い。
【００５２】
この場合は、画素電極とソース信号線間の容量を通じて、ソース信号線の映像信号が画素容量の電位に作用したとしても、この映像信号の極性が頻繁に変わるので、画素容量の電位の変動が緩和される。つまり、このソース信号線に沿って発生するクロストークが抑制される。
【００５３】
請求項１９に記載の様に、中間調表示での画素電極による画素容量と付加容量電極による付加容量の和に対する該画素電極とソース信号線間の容量の割合が１０パーセント以下であると、先のクロストークの影響が緩和され、良好な表示品質が得られる。
【００５４】
前記層間絶縁膜の厚さが２μｍ以上であれば、先の画素容量と付加容量の和に対する該画素電極とソース信号線間の容量の割合を１０パーセント以下に収めることができる。
また、本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対向配置された対向基板と、アクティブマトリクス基板と対向基板間に介在する液晶層とを備え、アクティブマトリクス基板上に、制御信号を伝送する各ゲート信号線と映像信号を伝送する各ソース信号線を交差させて形成し、これらの信号線の交差部位に各スイッチング素子を割り当ててマトリクス状に配列すると共に、これらの信号線に各スイッチング素子を接続し、各スイッチング素子及び各信号線上に、層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に、各画素電極をマトリクス状に形成した液晶表示装置において、前記層間絶縁膜が、ドライフィルムである有色有機フィルムのフィルム片と、該フィルム片上に設けられたオーバーコートフィルムとからなり、前記有色有機フィルムが、異なる原色にそれぞれ着色された複数の透過性有機フィルムによって構成されており、各透過性有機フィルム毎に、ラミネート法による前記アクティブマトリクス基板への貼着とその後の各画素をそれぞれ覆うようにパターニングすることとをそれぞれ繰り返すことによって前記フィルム片が形成されており、前記オーバーコートフィルムが、前記有色有機フィルム上にラミネート法によって貼着してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、エッチングによるパターニングによって形成されていることを特徴とする。
【００５５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００５６】
図１は、この発明の液晶表示装置の第１実施形態における画素を拡大して示している。また、図２は、図１のＡ’−Ａに沿い破断して示す断面図である。この様な液晶表示装置をその製造方法と共に次ぎに述べる。
【００５７】
まず、アクティブマトリクス基板１に、ゲート信号線２並びに付加容量電極３を形成し、この上にゲート絶縁膜４を形成する。この後、半導体層５及びチャネル保護層６を形成し、ＴＦＴ７のソース及びドレインとなるｎ+Ｓｉ層８を形成する。
【００５８】
これまでの製造工程は、図１３及び図１４に示す従来のものと同様である。
【００５９】
引き続いて、金属層及びＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成し、これらをパターニングすることにより、ドレイン信号線１２及びソース信号線１３を形成する。ソース信号線１３を金属層及びＩＴＯ膜の二重構造にすることによって、金属層及びＩＴＯ膜のいずれか一方に欠損があっても、この欠損を他方によって補うことができるので、このソース信号線１３の断線率を低下させることができる。
【００６０】
次に、図３に示すＤＦＬ法による製造工程に従って、層間絶縁膜、つまり有色有機フィルム１４を構成する赤色フィルム片１４Ｒ、緑色フィルム片１４Ｇ、青色フィルム片１４Ｂlue、及び遮光性フィルム片１４Ｂlackを順次形成する。
【００６１】
まず、図３（ａ）に示す様に、ドライフィルムであって、赤色の顔料が分散され、感光性（ネガ型）を有する厚さ３μｍの透過性有機フィルム２１をラミネート法によって貼着し、保護フィルム２２を剥離してから、赤色を表示する画素からコンタクトホール１６及びＴＦＴ７を除いた部分だけを露光し、クッション層２３を現像して、この赤色の透過性有機フィルム２１をアルカリ性の溶液によって現像し、赤色の画素を覆う赤色フィルム片１４Ｒを形成し、２５０℃でベーク処理を施す。
【００６２】
ここでは、有色有機フィルム１４の厚みが３μｍ（後で述べる様に少なくとも２μｍ以上を必要とする）に設定されている。また、画素電極１５を形成するＩＴＯ膜がコンタクトホール１６の段差部分で切れ易いので、このコンタクトホール１６のテーパー角度を４５度となる様に制御し、このコンタクトホール１６の内周面を緩やかなテーパー形状にしている。これによって、後で形成される画素電極１５がコンタクトホール１６の段差部位で切れない様にしている。
【００６３】
また、ベーク処理は、フォトリソグラフィー法によるパターニングのときに、十分に重合しきれなかった反応基を熱重合させて、液晶表示装置の表示中に有色有機フィルム１４から不純物が液晶層や半導体層に溶出して、故障や表示品位の低下を招かない様にする意味合いがあるほか、焼き締めの効果によって、有色有機フィルム１４と下地の密着性を増す狙いがある。２５０℃のベーク処理では、顔料の退色も殆どなく、ａ−Ｓｉに対する影響もない。
【００６４】
引き続いて、図３（ｂ）に示す様に、感光性を有する厚さ３μｍの緑色の透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、保護フィルムを剥離してから、緑色を表示する画素からコンタクトホール１６及びＴＦＴ７を除いた部分だけを露光し、クッション層を現像し、この緑色の透過性有機フィルムをアルカリ性の溶液によって現像し、緑色の画素を覆う緑色フィルム片１４Ｇを形成し、ベーク処理を施す。
【００６５】
同様に、図３（ｃ）に示す様に、感光性を有する厚さ３μｍの青色の透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、保護フィルムを剥離し、露光及び現像を行って、青色の画素を覆う青色フィルム片１４Ｂlueを形成し、ベーク処理を施す。
【００６６】
更に、図３（ｄ）に示す様に、黒色の顔料が分散され、感光性を有する厚さ３μｍの遮光性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、保護フィルムを剥離し、各色のフィルム片が配置されておらず、かつ下方に金属膜が配置されていない部分、及びＴＦＴ７の部分を露光し、クッション層を現像し、この遮光性有機フィルムをアルカリ性の溶液によって現像し、黒色の遮光性フィルム片１４Ｂlackを形成する。
【００６７】
ここで、ＴＦＴ７の部分に、遮光性フィルム片１４Ｂlackを配置するのは、上方からの入射光がＴＦＴ７に達し、光励起によって、このＴＦＴ７のオフ電流が増加し、画素電極による電荷の保持が悪化するのを防止するためである。
【００６８】
また、各色のフィルム片が配置されておらず、かつ下方に金属膜が配置されていない部分への露光は、アクティブマトリクス基板１の裏面から露光することによりなされ、この部分に遮光性フィルム片１４Ｂlackを配置するのは、この部分から表示画面への光漏れを防止するためである。この場合、アクティブマトリクス基板１の表側にマスクを被せて露光するのと比較すると、遮光性フィルム片１４Ｂlackのパターニングを高精度で行うことができ、遮光性フィルム片１４Ｂlackの占有範囲を無駄に拡げずに、光漏れを確実に防止することができる。また、各色のフィルム片に欠陥があっても、この欠陥にも整合して遮光性フィルム片１４Ｂlackが形成されるので、この欠陥が視認し難くなる。
【００６９】
ただし、各色のフィルム片に既に形成されている各コンタクトホール１６には、遮光性フィルム片１４Ｂlackを配置してはならない。
【００７０】
また、各色のフィルム片が配置されておらず、かつ下方に金属膜が配置されている部分にも、遮光性フィルム片１４Ｂlackを配置しても構わない。この場合は、各色のフィルム片が配置されていない部分の凹みを遮光性フィルム片１４Ｂlackによって覆うことになるので、有色有機フィルム１４の凹凸を抑制することができ、これによって液晶層１９に接する面を滑らかにすることができ、液晶分子の配列の乱れによるリバースティルトドメインを抑制することができる。
【００７１】
また、金属膜であるソース信号線１３を遮光性フィルム片１４Ｂlackによって覆うと、ソース信号線１３の光反射率が高くても、このソース信号線１３による光反射が遮光性フィルム片１４Ｂlackによって遮られるので、表示画面の反射率を抑制して、表示品位を向上させることができる。
【００７２】
この遮光性フィルム片１４Ｂlackを形成するための露光は、ソース信号線１３よりもやや狭い範囲で行い、露光されなかった残りの部分に対しては、アクティブマトリクス基板１の裏面からの露光で補えば、ソース信号線１３を覆う遮光性フィルム片１４Ｂlackを高精度で形成することができる。
【００７３】
どの様な方法にしろ、ソース信号線１３を覆う遮光性フィルム片１４Ｂlackが大きくても、画素の開口率に大きな影響を与えないので、ソース信号線１３を覆う遮光性フィルム片１４Ｂlackを形成するための表面からの露光のパターン制御は容易である。
【００７４】
更に、ソース信号線１３をＩＴＯ等の透明導電膜によって形成した場合は、アクティブマトリクス基板１の裏面からの露光のみによって、ソース信号線１３を覆う遮光性フィルム片１４Ｂlackを形成することができる。
【００７５】
なお、各色のフィルム片の隙間については、遮光性フィルム片１４Ｂlackを配置する代わりに、各色のフィルム片の縁を相互に重ね合わせることによって、遮光を行っても良い。各色のフィルム片が透過光の分光スペクトルとして異なるそれぞれのピークを有し、これらの色の純度が十分な場合は、２色のフィルム片が重なり合う部分の透過率が極めて低く、この部分に十分な遮光性を得ることができる。また、２つのフィルム片の縁は、ソース信号線１３の上方で重なり合って、この部分のみで層間絶縁膜が十分に厚くなるので、ソース信号線１３と画素電極１５が十分に離間し、画素部分の透過率を低下させることなく、後に述べるソース信号線１３と画素電極１５間のクロストークを低く抑えることができる。
【００７６】
こうして有色有機フィルム１４を形成すると、図３（ｅ）に示す様に有色有機フィルム１４を検査し、図３（ｆ）に示す様に洗浄及び再度のベーク処理を施す。
【００７７】
この後、ＩＴＯ膜をスパッタ法によって形成し、このＩＴＯ膜をパターニングしてなる画素電極１５を形成し、この画素電極１５をコンタクトホール１６を介してドレイン信号線１２に接続する。
【００７８】
画素電極１５の縁は、ソース信号線１３にオーバーラップしており、その幅が１μｍである。これによって、画素電極１５の面積が増大し、画素の開口率が向上する。また、画素電極１５は、ソース信号線１３に起因する電界を遮蔽して、液晶の配向不良を抑制する。
【００７９】
更に、この画素電極１５上に配向膜（図示せず）を形成し、この配向膜にラビング処理を施す。
【００８０】
一方、対向基板１７の下側面には、対向電極１８及び配向膜（図示せず）を順次積層する。
【００８１】
最後に、アクティブマトリクス基板１及び対向基板１７を対向配置し、これらの間に液晶層１９を注入して、この液晶層１９を保持する。
【００８２】
この様に第１実施形態においては、各透過性有機フィルム及び遮光性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、これらの有機フィルムをパターニングすることによって、各フィルム片からなる有色有機フィルム１４を形成するので、表示画面の大きさにかかわらず、この有色有機フィルム１４の膜厚制御を簡単に行うことができ、層間絶縁膜の厚みのむらに起因する様々な問題が解決される。
【００８３】
また、各有機性フィルムとして感光性を有するものを適用しているので、製造工程が簡単であって、量産性に優れ、コストの低減を図ることができる。
【００８４】
更に、各有機性フィルムとして、厚さ３μｍのものを適用しているので、有色有機フィルム１４本来の層間絶縁膜としての特性、つまり絶縁性及び非分極特性を損なうことがない。
【００８５】
次に、図１及び図２に示す液晶表示装置を製造するための他の方法を述べる。この他の製造方法では、先に述べた製造方法とは有色有機フィルム１４の形成工程のみが異なり、他の工程は全く同様であるため、有色有機フィルム１４の形成工程のみを説明する。
【００８６】
この有色有機フィルム１４は、赤色フィルム片１４Ｒ、緑色フィルム片１４Ｇ、青色フィルム片１４Ｂlue、及び遮光性フィルム片１４Ｂlackから構成される。
【００８７】
まず、赤色の顔料が分散され、厚さ３μｍの透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着する。この透過性有機フィルムは、非感光性である。このため、この透過性有機フィルム上にフォトレジストを形成してから、赤色を表示する画素からコンタクトホール１６及びＴＦＴ７の部分を除いた部分だけを露光して、このフォトレジストを現像し、この後に透過性有機フィルムにエッチング処理を施して、この透過性有機フィルムをパターニングし、赤色の画素を覆う赤色フィルム片１４Ｒを形成する。そして、赤色フィルム片１４Ｒに対してベーク処理を施して、この赤色フィルム片１４Ｒを固着させる。
【００８８】
引き続いて、厚さ３μｍの緑色の透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、この透過性有機フィルム上にフォトレジストを形成し、この後に緑色を表示する画素からコンタクトホール１６及びＴＦＴ７の部分を除いた部分だけを露光して、このフォトレジストを現像し、この後に透過性有機フィルムにエッチング処理を施して、この透過性有機フィルムをパターニングし、緑色の画素を覆う緑色フィルム片１４Ｇを形成する。
【００８９】
同様に、厚さ３μｍの青色の透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、フォトレジストの形成、露光及び現像を行い、この後に透過性有機フィルムのエッチング処理を行って、青色の画素を覆う青色フィルム片１４Ｂlueを形成する。
【００９０】
更に、黒色の顔料が分散され、厚さ３μｍの遮光性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、この遮光性有機フィルム上にフォトレジストを形成し、この後に各色のフィルム片が配置されておらず、かつ下方に金属膜が配置されていない部分、及びＴＦＴ７の部分を露光して、このフォトレジストを現像し、この後に遮光性有機フィルムにエッチング処理を施して、この遮光性有機フィルムをパターニングし、黒色の遮光性フィルム片１４Ｂlackを形成する。
【００９１】
この様に非感光性の各有機性フィルムを用いる製造方法の場合、各有機性フィルムのパターニングの度に、フォトレジストの形成、露光及び現像を行う必要があるので、工程数が増加するものの、各有機性フィルムのパターニングを高精度で行うことができる。このため、画素の高い開口率を確実に維持しつつ、この画素を高精度で形成することができる。これに対して、先に述べた感光性の各有機性フィルムを用いる製造方法の場合は、顔料を分散した各有機性フィルムに対して直接露光するので、高い解像度を望むことができず、各有機性フィルムのパターニングの精度が劣る。
【００９２】
図４は、この発明の液晶表示装置の第２実施形態における画素を破断して示す断面図である。
【００９３】
この液晶表示装置では、層間絶縁膜として、図１及び図２に示す液晶表示装置における有色有機フィルム１４の代わりに、有色有機フィルム３１並びにオーバーコートフィルム３２を適用している。また、この液晶表示装置の製造方法は、先に述べた各製造方法とは有色有機フィルム３１及びオーバーコートフィルム３２の形成工程のみが異なり、他の工程は全く同様であるため、有色有機フィルム３１及びオーバーコートフィルム３２の形成工程のみを説明する。
【００９４】
有色有機フィルム３１は、赤色フィルム片３１Ｒ、緑色フィルム片３１Ｇ、青色フィルム片３１Ｂlue、及び遮光性フィルム片３１Ｂlackから構成される。
【００９５】
まず、赤色の顔料が分散され、感光性を有する厚さ１.５μｍの透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、赤色を表示する画素からコンタクトホール３３及びＴＦＴ７の部分を除いた部分だけを露光して、この赤色の透過性有機フィルムをアルカリ性の溶液によって現像し、赤色の画素を覆う赤色フィルム片３１Ｒを形成し、ベーク処理を施す。
【００９６】
同様に、感光性を有する厚さ１.５μｍの緑色の透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、露光及び現像を行って、緑色の画素を覆う緑色フィルム片３１Ｂlueを形成し、ベーク処理を施し、更に、感光性を有する厚さ１.５μｍの青色の透過性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、露光及び現像を行って、青色の画素を覆う青色フィルム片３１Ｂlueを形成し、ベーク処理を施す。
【００９７】
また、黒色の顔料が分散され、感光性を有する厚さ１.５μｍの遮光性有機フィルムをラミネート法によって貼着し、各色のフィルム片が配置されておらず、かつ下方に金属膜が配置されていない部分、及びＴＦＴ７の部分を露光して、この遮光性有機フィルムをアルカリ性の溶液によって現像し、黒色の遮光性フィルム片３１Ｂlackを形成し、ベーク処理を施す。
【００９８】
こうして有色有機フィルム３１を形成してから、感光性を有する厚さ１.５μｍの透明なオーバーコートフィルム３２をラミネート法によって貼着し、各画素のコンタクトホール３３を除いた部分だけを露光して、このオーバーコートフィルム３２をアルカリ性の溶液によって現像してパターニングし、ベーク処理を施す。
【００９９】
なお、各有機フィルム及びオーバーコートフィルム３２として、感光性を有するものの代わりに、非感光性のものを適用しても構わない。この場合は、各有機性フィルム及びオーバーコートフィルム３２のパターニングの度に、フォトレジストの形成、露光及び現像を行う必要があるので、工程数が増加するものの、各有機性フィルム及びオーバーコートフィルム３２のパターニングを高精度で行うことができる。
【０１００】
また、各有機性フィルム及びオーバーコートフィルム３２のパターニングの度に、各コンタクトホール３３を逐一形成せず、この代わりに、各フィルム片３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂlue，３１Ｂlack、及びオーバーコートフィルム３２を形成した後に、各フィルム片及びオーバーコートフィルム３２を同時に貫く各コンタクトホール３３を一括形成しても良い。この場合、少なくともオーバーコートフィルム３２には非感光性のものを適用し、このオーバーコートフィルム３２のパターニングをフォトレジストを用いて行えば、各コンタクトホール３３を高精度に形成することができる。このとき、各有機性フィルム及びオーバーコートフィルム３２のエッチング溶液として、両者間のエッチングレートが同等のものを適用すれば、コンタクトホール３３の内周壁において、有機性フィルムの端面とオーバーコートフィルム３２の端面が滑らかにつながり、この内周壁の面に段差を生ぜずに済む。また、ベーク処理が既に施された各フィルム片上にオーバーコートフィルム３２を形成するのであれば、同等のエッチングレートをオーバーコートフィルム３２に与えるために、オーバーコートフィルム３２の成膜後にベーク処理を施してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、エッチング処理を行って、各コンタクトホール３３を形成する。
【０１０１】
ところで、有色有機フィルム３１として厚さ１.５μｍの薄いものを適用し、この有色有機フィルム３１に、厚さ１.５μｍのオーバーコートフィルム３２を重ねて、有色有機フィルム３１並びにオーバーコートフィルム３２からなる層の厚さを３.０μｍに設定した場合、次の様な優位性がある。
【０１０２】
例えば、先に述べた様に厚さ３.０μｍの有色有機フィルム１４を形成する場合、各透過性有機フィルム及び遮光性有機フィルムを順次貼着してパターニングするに際し、２番目以降の有機フィルムについては、既に形成されている各フィルム片の段差に対して、気泡をかませることなく、数μｍの近傍まで密着させねばならず、これが極めて困難であって、有色有機フィルム１４の剥がれや、この剥がれを原因とする画素電極１５とソース信号線１３間の信号漏れ、あるいは光漏れが発生する可能性が高まる。
【０１０３】
これに対して、厚さ１.５μｍの薄い有色有機フィルム３１を形成する場合、既に形成されている各フィルム片の段差が小さくなるので、２番目以降の有機フィルムを該各フィルム片の段差に対して密着させ易くなる。
【０１０４】
また、各透過性有機フィルムのパターニングの精度を考えると、各フィルム片３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂlue，３１Ｂlackの境界部分を平坦にすることは困難であるが、これらの上にオーバーコートフィルム３２を積層すれば、その表面が平坦化されるので、オーバーコートフィルム３２上の画素電極１５が切れ難くなって、不良の発生率が低減する。更に、液晶層に接する面も平坦化されるので、液晶分子の配列の乱れを抑制して、リバースティルトドメインを軽減することができ、このドメインを原因とする表示不良を防止することができる。
【０１０５】
一方、コンタクトホール３３の内周は、先にも述べた様に画素電極１５が切れない様に、緩やかなテーパー形状にする必要がある。ここでは、コンタクトホール３３を有色有機フィルム３１並びにオーバーコートフィルム３２に形成しているので、コンタクトホール３３の断面構造として、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す様な３つの構造が考えられる。
【０１０６】
図５（ａ）に示す様に有色有機フィルム３１の端面とオーバーコートフィルム３２の端面を滑らかにつなげるのが理想的であるが、製造上、うまくいくとは限らない。少なくとも図５（ｂ）に示す様に両者の端面が上方で拡がってさえいれば、画素電極１５の切れを招かずに済む。しかしながら、図５（ｂ）の場合は、コンタクトホール３３の開口部が大きくなり過ぎ、このコンタクトホール３３の部位で、液晶層１９に接する面に大きな凹凸が発生して、液晶分子の配列の乱れによるリバースティルトドメインの領域が拡がってしまう。この様なことから、図５（ｃ）に示す様な構造が好ましい。ここでは、有色有機フィルム３１の開口径をオーバーコートフィルム３２の開口径よりも十分に小さくし、有色有機フィルム３１の端面をオーバーコートフィルム３２によって覆っている。この場合、コンタクトホール３３の内周をテーパー形状に形成するには、オーバーコートフィルム３２のパターニングのみを制御すれば良く、コンタクトホール３３の内周に不連続点を生じ得ない。
【０１０７】
図６は、この発明の液晶表示装置の第３実施形態における画素を拡大して示している。この第３実施形態の装置においては、図１の装置と比較すると、コンタクトホール１６の位置が異なり、このコンタクトホール１６を付加容量電極３に重なる部位に形成し、画素電極１５をコンタクトホール１６を介してドレイン信号線１２に接続している。
【０１０８】
なお、この第３実施形態の画素の断面構造は、コンタクトホールの部位を除いて、図２又は第４図に示すものと同様である。
【０１０９】
ここでは、層間絶縁膜の膜厚が３μｍであるから、このコンタクトホール１６の深さも３μｍあり、液晶のセルの厚みを４.５μｍとしても、このコンタクトホール１６の深さを無視することはできず、このコンタクトホール１６の部位で液晶層１９に接する面に凹凸が形成されると、液晶分子の配列の乱れによるリバースティルトドメインが発生する。このため、少なくともコンタクトホール１６の開口部全体（内周面を含む）を付加容量電極３に重ねて、このコンタクトホール１６付近のリバースティルトドメインの領域を覆い隠している。
【０１１０】
このリバースティルトドメインの領域においては、液晶分子の配列の乱れているので、光漏れが生じ、表示画面上の色彩の鮮度が低下する。付加容量電極３は、このリバースティルトドメインの領域の光漏れを遮蔽する。
【０１１１】
図７は、図６の実施形態の変形例を示している。ここでは、隣の画素のゲート信号線２を付加容量電極として併用しており、このゲート信号線２に、コンタクトホール１６を重ねて形成し、画素電極１５をコンタクトホール１６を介してドレイン信号線１２に接続している。この場合は、ゲート信号電極２によって、コンタクトホール１６付近の光漏れが遮蔽される。
【０１１２】
ところで、上記各実施形態においては、層間絶縁膜の厚さを３μｍに設定しているが、この層間絶縁膜の厚さは、少なくとも２μｍが好ましく、その必要性を次に説明する。
【０１１３】
まず、ソース信号線１３と画素電極１５をオーバーラップさせているため、これらの間では電界の作用しない液晶部分がなく、かつソース信号線１３に遮光性のものを適用すれば、各画素電極１５間が遮光されるので、各画素電極１５間に遮光幕を配置せずに済み、この結果画素の開口率が向上することは周知である。
【０１１４】
しかしながら、この様なオーバーラップの製造プロセス上のバラツキを見込むと、このオーバーラップの幅として少なくとも１μｍを必要とし、これがソース信号線１３と画素電極１５間の容量を大きくして、両者間のクロストークが大きくなり、表示品位の低下を招く。
【０１１５】
特に、ノート型パーソナルコンピュータ用の液晶表示装置においては、各画素を縦方向にストライプ状に配列することが多く、各画素がソース信号線に沿って長い長方形となるため、ソース信号線と画素電極間の容量が極めて大きくなり、両者間のクロストークを原因とする表示品位の低下を無視することができない。
【０１１６】
この様なソース信号線と画素電極間のクロストークの影響を低減するには、層間絶縁膜を十分に厚くして、両者間の容量を小さくするだけでなく、各ソース信号線の映像信号の極性を頻繁に反転すれば良い。すなわち、ゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対して各ソース信号線の映像信号が供給されると、次のゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対しては各ソース信号線の映像信号の極性を反転して供給し、各ゲート信号線毎に、各ソース信号線の映像信号の極性を繰り返して反転する（以下１Ｈ反転と称す）。図８は、この映像信号線Ｓを模式的に示す。
【０１１７】
図９のグラフは、１Ｈ反転を行ったときのソース信号線と画素電極間の容量に対する両者間の充電率特性Ａを示しており、この特性Ａと比べるために、表示画面の各フィールド毎に、各ソース信号線の映像信号を反転させたときの（以下フィールド反転と称す）ソース信号線と画素電極間の容量に対する充電率特性Ｂを示している。
【０１１８】
このグラフにおいて、縦軸は、表示画面に中間調を表示したときの中間調の表示部での充電率と、図１０に示す様な表示画面３４に中間調を背景とする縦方向における占有率３３パーセントの黒のウインドーパターンを表示したときの中間調の表示部での充電率との差を比率で示し、横軸は、次式（１）に示す容量比を示し、ソース信号線と画素電極間の容量に起因する画素電極の電圧変動に比例する量を示す。
【０１１９】
容量比＝Ｃsd／（Ｃsd＋Ｃls＋Ｃs）≒Ｃsd／（Ｃls＋Ｃs）    ……（１）
ただし、Ｃsd；ソース信号線と画素電極間の容量
Ｃls；画素容量（透過率５０パーセントの中間調表示）
Ｃs；付加容量
このグラフから明らかな様に、１Ｈ反転を行ったときは、フィールド反転のときよりも、表示画面の表示パターンの変化に対するソース信号線と画素電極間の充電率の変動が小さく、この変動が１／５〜１／１０程度に低減されている。これは、１Ｈ反転を行ったときは、フィールド反転のときよりも、十分に短い周期で映像信号の極性が反転され、＋極性の映像信号と−極性の映像信号による双方の表示への影響がキャンセルされるためである。
【０１２０】
一方、対角線上の長さが２６ｃｍのＶＧＡ表示装置では、図９のグラフに示す充電率差が０.６パーセント以上で、クロストークが顕著になり、表示品位を損なうことが判明した。このため、上式（１）の容量比は、略１０パーセント以下が好ましい。
【０１２１】
このＶＧＡ表示装置において、層間絶縁膜の厚さをパラメータとして、ソース信号線と画素電極のオーバーラップの幅に対する上式（１）の容量比の変化特性を計算して求めたので、これを図１１のグラフに示す。
【０１２２】
なお、ここでは、層間絶縁膜の比誘電率として、オーバーコートフィルムの比誘電率３.４を適用している。有色有機フィルムの比誘電率は、４.５程度であり、これについても同様の計算を試みたが、ほぼ同じ結果を得たので、比誘電率３.４の場合のみついて述べる。
【０１２３】
ここで、加工精度を考慮すると、ソース信号線と画素電極のオーバーラップの幅を少なくとも１μｍに設定する必要があり、また表示品位を保つための先の充電率差０.６パーセント未満を実現するには、上式（１）の容量比を略１０パーセント以下に設定せねばならないので、図１１のグラフから明らかな様に、層間絶縁膜の厚さを２.０μｍ以上に設定する必要がある。
【０１２４】
すなわち、層間絶縁膜として、有色有機フィルム及びオーバーコートフィルムを適用し、ソース信号線と画素電極のオーバーラップの幅を１μｍに設定した場合は、表示品位を保つために、層間絶縁膜の厚さを２μｍ以上に設定する必要がある。
【０１２５】
なお、この条件を満たせば、実際上、ソース信号の映像信号の極性を頻繁に反転しなくても、表示画面に縦のクロストークの認められない良好な表示を実現することができる。
【０１２６】
また、１Ｈ反転を行いつつ、ソース信号線の映像信号の反転周期に同期させて、対向電極１９を交流電圧（振幅５Ｖ）で駆動して、容量比に対する充電率差を求めたので、この特性Ｃを図９のグラフに示す。この交流駆動の場合、ソース信号線の映像信号の振幅を小さく抑えらえると言う利点がある。この交流駆動によれば、直流駆動の特性Ａと比較して、充電率差が１０パーセント程度大きくなるものの、フィールド駆動と比較すれば、充電率差が十分に小さくなっており、表示画面に縦のクロストークの認められない良好な表示を実現することができる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上説明した様に、この発明によれば、有色有機フィルムをラミネート法によって貼着して、層間絶縁膜を形成するので、均一な厚みの層間絶縁膜を得ることができる。したがって、層間絶縁膜の厚みのむらに起因する様々な問題が解決される。
【０１２８】
また、従来の顔料分散法に基づくスピン塗布法と比較すると、従来の場合は、樹脂材料を極めて広い範囲で塗布し、この塗布した樹脂材料のうち層間絶縁膜としてアクティブマトリクス基板上に残されるものの割合が少なく、製造コストが高いのに対して、この発明の場合は、無駄となる材料が少なく、製造コストを低くすることができる。
【０１２９】
具体的には、従来の顔料分散法に基づくスピン塗布法の場合は、樹脂材料のうちの９０パーセント以上を廃棄するのに対して、この発明の場合は、ラミネートを行うときに仮止めされるフィルム部分や切り取られるフィルムの端部を除いて殆ど利用され、また貼着領域に応じてフィルムの大きさを変更すれば良いので、フィルムの有効利用率が極めて高くなる。
【０１３０】
また、従来の顔料分散法に基づくスピン塗布法の場合は、ベーク処理後の膜厚が３.５μｍ±８.５パーセントであるのに対して、この発明の場合は、ベーク処理後のフィルムの厚さが３.５μｍ±３.５パーセント程度であって、最大でも±５.０パーセントに留まり、層間絶縁膜の厚さのバラツキを小さく抑えることができる。
【０１３１】
また、従来の顔料分散法に基づくスピン塗布法の場合は、層間絶縁膜の膜厚制御が困難であって、この層間絶縁膜の膜厚にむらが発生し、画素電極とゲート信号線の容量による画素容量の電位の引き込みも均一でなくなって、液晶層の一部分には大きな直流成分が加わり、その部分で表示品位や信頼性を著しく損なった。これに対して、この発明の場合は、層間絶縁膜がフィルムであって、その厚さが均一なため、画素容量の電位の引き込みに基づく表示品位や信頼性の低下を十分に改善することができる。
【０１３２】
更に、従来の対向基板側にカラーフィルターを設ける方法や顔料分散法に基づくスピン塗布法の場合と比較して、この発明の製造方法は、工程数の格別な増加が認められない。
【０１３３】
また、この発明において、感光性のフィルムを適用した場合は、製造工程が簡単であって、量産性に優れ、コストの低減を図ることができる。
【０１３４】
あるいは、フィルムを貼着してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、このフィルムのエッチングによって該フィルムのパターニングを行う場合は、工程数が多いものの、フィルムを高精度で加工することが可能となる。
【０１３５】
具体的には、感光性のフィルムは、露光によるパターンの解像度の点で劣り、その解像度が１０μｍ程度である。これに対して、フォトレジストの解像度は、３μｍ程度であるため、フォトレジストを用いることによって、高精度のパターニングが可能となる。
【０１３６】
また、この発明においては、有色有機フィルムに各遮光性フィルム片を含む。これらの遮光性フィルム片は、ブラックマトリクスとしての役目を果たす。
【０１３７】
これらの遮光性フィルム片を形成するために、遮光性有機フィルムをラミネート法によって貼着してから、アクティブマトリクス基板に対する表面からのパターン露光、及び裏面からの一括露光を施す。
【０１３８】
アクティブマトリクス基板の裏面からの一括露光によって、光漏れを生じる全ての部分で、各遮光性フィルムを形成することができる。
【０１３９】
ソース信号線として透明導電膜（例えばＩＴＯ）を適用した場合は、ソース信号線の上方に配置される遮光性フィルム片をパターニングするために、遮光性有機フィルムをラミネート法によって貼着してから、アクティブマトリクス基板に対する裏面からの一括露光を施せば良い。
【０１４０】
ソース信号線を遮光性フィルム片によって覆うと、ソース信号線の光反射率が高くても、このソース信号線による光反射が遮光性フィルム片によって遮られるので、表示画面の反射率を抑制して、表示品位を向上させることができる。
【０１４１】
各原色フィルム片の境目に各遮光性フィルム片を配置する代わりに、各原色フィルム片を各画素の境界で重ね合わせても構わない。この場合、異なる各色に着色された各原色フィルム片を重ねるので、これらの原色フィルム片が重なる部分に遮光性を生じ、各画素の境界で光漏れを生じない。しかも、ソース信号線上で、各原色フィルム片を重ね合わせると、層間絶縁膜が十分に厚くなるので、ソース信号線と画素電極間の容量を抑えて、画素部分の透過率を低下させることなく、両者間のクロストークを低く抑えることができる。
【０１４２】
また、この発明においては、層間絶縁間は、有色有機フィルム及びオーバーコートフィルムを積層してなる。これによって、層間絶縁膜の凹凸が覆い隠され、その表面が平滑となる。このため、オーバーコートフィルム上の画素電極が切れ難くなって、不良の発生率が低減する。
【０１４３】
有色有機フィルム単体のときよりも、有色有機フィルム及びオーバーコートフィルムを薄くできるので、これらのフィルムを下地の段差に対して気泡をかませることなく数μｍの近傍まで密着させることができる。
【０１４４】
また、この発明においては、有色有機フィルム並びにオーバーコートフィルムを形成してから、フォトレジストの形成、露光及び現像、有色有機フィルム並びにオーバーコートフィルムのエッチングによって、コンタクトホールを形成する。
【０１４５】
あるいは、有色有機フィルム並びにオーバーコートフィルムを形成してから、ベーク処理を施し、この後にフォトレジストの形成、露光及び現像、有色有機フィルム並びにオーバーコートフィルムのエッチングによって、コンタクトホールを形成する。
【０１４６】
この様にベーク処理を施してからオーバーコートフィルムのエッチングを施すと、有色有機フィルムのベーク処理が事前に行われていても、有色有機フィルムとオーバーコートフィルム間でエッチングレートの差を小さくすることができる。
【０１４７】
コンタクトホールを付加容量の付加容量電極に重なる部位に設けるのが好ましい。このコンタクトホールの部位では、カラーフィルター及びブラックマトリクスの機能が果たされないので、この付加容量電極によって、このコンタクトホールを通過する光を遮断することができる。また、液晶層に接する面には、コンタクトホールを原因とする凹凸が形成され、この凹凸によって液晶分子の配列が乱され、リバースティルトドメインが発生するものの、このドメインの発生部分が付加容量電極によって覆い隠されるので、このドメインの発生部分が表示画面上で視認されることはなく、この表示画面のコントラストが低下せずに済む。
【０１４８】
コンタクトホールのテーパー角度を４５度以下に設定すれば、層間絶縁膜の表面が滑らかとなるので、画素電極が切れ難くなる。
【０１４９】
コンタクトホールの内周壁をオーバーコートフィルムによって覆えば、コンタクトホールの内周壁を滑らかにすることができる。
【０１５０】
あるいは、コンタクトホールの内周壁に、有色有機フィルムの端面、及びオーバーコートフィルムの端面を露出させ手も良い。ただし、この場合は、各フィルムの端面間で段差が生じない様にする。
【０１５１】
また、この発明においては、画素電極とソース信号線をオーバーラップさせ、このオーバーラップの幅を１μｍ以上に設定し、ゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対して各ソース信号線の映像信号が供給されると、次のゲート信号線に沿って配列された１列の各スイッチング素子に対しては各ソース信号線の映像信号の極性を反転して供給し、各ゲート信号線毎に、各ソース信号線の映像信号の極性を繰り返して反転している。
【０１５２】
この場合は、画素電極とソース信号線間の容量を通じて、ソース信号線の映像信号が画素容量の電位に作用したとしても、この映像信号の極性が頻繁に変わるので、画素容量の電位の変動が緩和される。つまり、このソース信号線に沿って発生するクロストークが抑制される。
【０１５３】
中間調表示での画素電極による画素容量と付加容量電極による付加容量の和に対する該画素電極とソース信号線間の容量の割合が１０パーセント以下であると、先のクロストークの影響が緩和され、良好な表示品質が得られる。
【０１５４】
層間絶縁膜の厚さが２μｍ以上であれば、先の画素容量と付加容量の和に対する該画素電極とソース信号線間の容量の割合を１０パーセント以下に収めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の液晶表示装置の第１実施形態における画素を拡大す平面図
【図２】図１のＡ’−Ａに沿い破断して示す断面図
【図３】図１の液晶表示装置におけるＤＦＬ法による有色有機フィルムの製造工程を示しており、（a）は、赤色フィルム片の製造工程を示し、（ｂ）は、緑色フィルム片の製造工程を示し、（ｃ）は、青色フィルム片の製造工程を示し、（ｄ）は、遮光フィルム片の製造工程を示し、（ｅ）は、検査工程を示し、（ｆ）は、洗浄及びベーク処理の工程を示す
【図４】この発明の液晶表示装置の第２実施形態における画素を破断して示す断面図
【図５】図４の液晶表示装置におけるコンタクトホールの断面を示しており、（ａ）は、有色有機フィルムの端面とオーバーコートフィルムの端面が滑らかにつながるコンタクトホールの断面を示し、（ｂ）は、開口部が大きくなり過ぎたコンタクトホールの断面を示し、（ｃ）は、有色有機フィルムの端面をオーバーコートフィルムによって覆ったコンタクトホールの断面を示す
【図６】この発明の液晶表示装置の第３実施形態における画素を拡大して示す平面図
【図７】図６の実施形態の変形例を示す平面図
【図８】この発明の液晶表示装置における映像信号の一例を模式的に示す図
【図９】この発明の液晶表示装置におけるソース信号線と画素電極間の容量に対する両者間の充電率特性を示すグラフ
【図１０】液晶表示装置の表示画面の表示パターンを例示する図
【図１１】ソース信号線と画素電極のオーバーラップの幅に対する容量比の特性を示すグラフ
【図１２】液晶表示装置の概略構成を示す図
【図１３】従来の液晶表示装置における画素を拡大して示す平面図
【図１４】図１３のＣ’−Ｃに沿い破断して示す断面図
【符号の説明】
１  アクティブマトリクス基板
２  ゲート信号線
３  付加容量電極
４  ゲート絶縁膜
５  半導体層
６  チャネル保護層
７  ＴＦＴ
８  ｎ+Ｓｉ層
１２  ドレイン信号線
１３  ソース信号線
１４  有色有機フィルム
１５  画素電極
１６，３３  コンタクトホール
１７  対向基板
１８  対向電極
１９  液晶層
３１  有色有機フィルム
３２  オーバーコートフィルム
【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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