JPH11183931A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents
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- JPH11183931A JPH11183931A JP9356527A JP35652797A JPH11183931A JP H11183931 A JPH11183931 A JP H11183931A JP 9356527 A JP9356527 A JP 9356527A JP 35652797 A JP35652797 A JP 35652797A JP H11183931 A JPH11183931 A JP H11183931A
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Abstract
制し、かつ、良好な製造歩留りを得られる構造を有する
液晶表示装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】本発明の液晶表示装置は、第1の基板と、
その第1の基板から所定間隔を隔てて配置された第2の
基板と、第1の基板と第2の基板との間に設けられた液
晶層130と、第1の基板の液晶層130に面する側の
面に形成された画素を構成する第1の電極101及び第
2の電極102と、を有し、第1の電極101と第2の
電極102との間に生じる電界によって平面内スイッチ
ングを行う液晶表示装置において、画素内に、少なくと
も第1の電極101の下部には存在せず、かつ少なくと
も第2の電極102の下部には存在する層間絶縁膜11
1を有し、第1の電極101の少なくともー部の上側表
面から液晶層130に至る誘電体層の単位面積当たりの
電気容量と、第2の電極102の少なくともー部の上側
表面から液晶層130に至る誘電体層の単位面積当たり
の電気容量とが略一致する。
Description
その製造方法に関し、特に、液晶に印可する電界を基板
に対して水平面内に発生させる平面内スイッチングを行
う液晶表示装置及びその製造方法に関する。
ネマチック方式等が広く用いられてきたが、視野角が狭
い等の欠点があった。これを改善する方式として、近
年、液晶に印可する電界を基板に対して水平面内に発生
させる平面内スイッチング(イン・プレーン・スイッチ
ング、IPS)を行う液晶表示装置が提案されている。
は、例えば、特開平7ー128683号公報、特開平7
ー159786号公報及び特開平8ー220518号公
報に開示されている。
に開示された平面内スイッチング方式の液晶表示装置
(以下、第1の従来例という)の構成を示す平面図、図
14は、図13のEーE’線における断面図、図15
は、液晶表示素子が形成された状態を示す断面図であ
る。図13乃至図15は、映像信号線861と走査線8
62との交点に配置された1つの画素を示す。
来例の液晶表示装置は、基板810と、その基板810
上に形成された金属等の導電層からなる第1櫛歯電極8
01と、第1櫛歯電極801及び基板810を覆う層間
絶縁膜811と、その層間絶縁膜811上に形成された
金属等の導電層からなる第2櫛歯電極802と、その第
2櫛歯電極802及び層間絶縁膜811の上側表面に設
けられ、液晶を配向させる配向膜820と、色層やブラ
ックマトリックス等を有する対向基板840と、その対
向基板840の下側表面に設けられ、液晶を配向させる
配向膜821と、配向膜820と配向膜821間に設け
られた液晶層830と、液晶を駆動させる薄膜トランジ
スタ863と、を有する。
とは、異なる導電層形成工程で形成された導電層であ
り、両導電層の間には、層間絶縁膜811が介在してい
る。
査線862が選択されたときに、映像信号線861の電
圧が薄膜トランジスタ863を介して第2櫛歯電極80
2に伝達され、共通電位の与えられた第1櫛歯電極80
1との間に画像情報に対応した電界が発生する。
配向膜820と配向膜821とによって紙面と略垂直方
向に配向されているが、上記の電界によって分子の向き
が曲げられる(図15参照)。それによって、平面内ス
イッチングが行われる。
に開示された他の形態の平面内スイッチング方式の液晶
表示装置(以下、第2の従来例という)の構成を示す平
面図、図17は、図16のFーF’線における断面図で
ある。
903が接続孔904を介して第1の櫛歯電極901に
電気的に接続されている。従って、第1の櫛歯電極90
1と第2の櫛歯電極902とは、基板910上に同一の
導電層で形成される。走査線962が選択されたとき
に、映像信号線961の電圧が薄膜トランジスタ963
を介して第2の櫛歯電極902に伝達され、これと第1
の櫛歯電極901との間の電界で平面内スイッチングを
行う。
17に示すように、第1の櫛歯電極901と第2の櫛歯
電極902とは、それぞれの上面の高さがー致している
ので、平面スイッチングの電界の平行度が向上する。
は、液晶表示装置に関し、液晶層に比して配向膜や絶縁
膜の誘電率を小さくすることにより、良好な横電界を発
生させる点、絶縁膜と配向膜を同一材料で形成すること
により、プロセスを効率化する点、平面スイッチングの
電界を平行にする点等が開示されている。また、特開平
8ー220518号公報には、液晶に接する素子表面の
凹凸を少なくして、高いコントラスト比を有する液晶表
示装置が開示されている。
に比して平面内スイッチング方式において表示特性上の
問題となる点として、残像現象が挙げられる。このこと
は、前述した特開平7ー157986号公報にも述べら
れている(第4欄第33行〜第42行参照)。
の界面や配向膜に残留する電荷が原因と言われている
が、第1櫛歯電極と第2櫛歯電極との間で液晶が交流駆
動され、かつ、交流のうち正の時と負の時の電圧の絶対
値が実質的に同一とするならば、一見、残像は起こり得
ないと考えられる。
関わる効果として、櫛歯電極上に表れる撓電効果(フレ
クソエレクトリック効果)に注目した。
レイ配向)すると、配向の放射形状の内側と外側との間
に分極が生じ、これを撓電効果という。撓電効果の大き
さは、配向の放射形状の広がりの程度に依存する。
第1櫛歯電極801と液晶層830との間には、層間絶
縁膜811と配向膜820とが存在しているのに対し、
第2櫛歯電極802と液晶層830との間には、配向膜
820のみが存在している。すなわち、第1櫛歯電極8
01の上面から液晶層830までの誘電的距離(上下に
仮想電極を配置したときの単位面積当たりの容量値)
と、第2櫛歯電極802の上面から液晶層830までの
誘電的距離とは、層間絶縁膜811の分だけ異なってい
る。
付近における液晶の向きの放射形状の広がりの程度は、
第1櫛歯電極801と第2櫛歯電極802とで異なって
いる。その放射形状によって液晶は撓電効果を起こし分
極するが、仮に第1櫛歯電極801上と第2櫛歯電極8
02上とで液晶の放射状形状が一致していれば、両者で
分極の均衡があり、両櫛歯電極上に蓄積される電荷が同
等であれば、平面スイッチングを停止した後でも、両櫛
歯電極801、802間に直流の電圧は実質的に残ら
ず、残像には寄与しにくいと考えられる。しかし、第1
櫛歯電極801上と第2櫛歯電極802上とで液晶の放
射形状の広がりの程度が不一致の場合、分極は不均衡に
なるため、平面内スイッチング時に残留電荷が生じ、残
像の問題が発生すると考えられる。
901と第2の櫛歯電極902とがそれぞれの上面の高
さがー致しているので、撓電効果の均衡が保たれ、第1
の従来例のような問題は発生しない。
901と第2櫛歯電極902とが層間絶縁膜を介さずに
同一の導電層形成工程で形成されるため、図18に示す
ように、その導電層を形成するフォトマスク工程でエッ
チング残りやフォトリソグラフィの不正によるパターニ
ング欠陥970が発生する場合がある。図18のように
パターニング欠陥970が発生すると、第1櫛歯電極9
01と第2櫛歯電極902との間の電気的ショートが容
易に発生してしまう。すなわち、第2の従来例では、残
像抑制に対しては効果があるものの、製造歩留まりは悪
化するという問題がある。
特開平8ー220518号公報には、本願発明の主要な
構造及び効果について何ら開示されておらず、それを示
唆する記載もない。
撓電効果の不均衡に伴う残像を抑制し、かつ、良好な製
造歩留りを得られる構造を有する液晶表示装置及びその
製造方法を提供することを目的とする。
は、第1の基板と、その第1の基板から所定間隔を隔て
て配置された第2の基板と、第1の基板と第2の基板と
の間に設けられた液晶層と、第1の基板の液晶層に面す
る側の面に形成された画素を構成する第1の電極及び第
2の電極と、を有し、第1の電極と第2の電極との間に
生じる電界によって平面内スイッチングを行う液晶表示
装置において、画素内に、少なくとも第1の電極の下部
には存在せず、かつ少なくとも第2の電極の下部には存
在する層間絶縁膜を有し、第1の電極の少なくともー部
の上側表面から液晶層に至る誘電体層の単位面積当たり
の電気容量と、第2の電極の少なくともー部の上側表面
から液晶層に至る誘電体層の単位面積当たりの電気容量
とが略一致する、ことを特徴とするものである。
上部に被覆され、第2の電極の上部に、第2の電極と略
同一の平面形状を有する絶縁体からなる撓電緩和層が形
成されるのが好ましい。
上部に被覆され、第1の電極の上部における層間絶縁膜
の膜厚は、第2の電極の下部における層間絶縁膜の膜厚
に比べて薄いのが好ましい。
く領域の層間絶縁膜の膜厚は、第2の電極の下部の層間
絶縁膜の膜厚に比べて薄いのが好ましい。
上部に存在しないのが好ましい。
化膜で覆われているのが好ましい。
れた絶縁膜に凹凸部を有し、第1の電極の少なくともー
部は凹凸部のうち凸部上に配置され、第2の電極の少な
くともー部は凹凸部のうち凹部上に配置されるのが好ま
しい。
電極の上部を含む領域は、平坦絶縁膜により平坦化され
ているのが好ましい。平坦絶縁膜は、例えば、有機ポリ
マーを主成分とする塗布焼成型の膜である。また、平坦
絶縁膜は、配向膜として用いられてもよい。
バー絶縁膜が形成されるのが好ましい。
の基板と、その第1の基板から所定間隔を隔てて配置さ
れた第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間に設
けられた液晶層と、第1の基板の液晶層に面する側の面
に形成された画素を構成する第1の電極及び第2の電極
と、を有し、第1の電極と第2の電極との間に生じる電
界によって平面内スイッチングを行う液晶表示装置の製
造方法において、(1)第1の基板上又はその第1の基
板上に形成された絶縁膜上に、第1の金属層を被覆する
工程と(2)第1の金属層を食刻して所定のパターンを
有する第1の電極を形成する工程と、(3)第1の電極
に絶縁体からなる層間絶縁膜を被覆する工程と、(4)
層間絶縁膜上に第2の金属層を被覆する工程と、(5)
第2の金属層上に絶縁膜を形成する工程と、(6)第2
の金属層及び第2の金属層上に形成された絶縁膜とを食
刻して所定のパターンを有する第2の電極及び第2の電
極と略同一の平面形状を有する絶縁膜からなる撓電緩和
層とを形成する工程と、を有し、(1)から(6)の順
序で行われることを特徴とするものである。
第1の基板と、その第1の基板から所定間隔を隔てて配
置された第2の基板と、第1の基板と第2の基板との間
に設けられた液晶層と、第1の基板の液晶層に面する側
の面に形成された画素を構成する第1の電極及び第2の
電極と、を有し、第1の電極と第2の電極との間に生じ
る電界によって平面内スイッチングを行う液晶表示装置
の製造方法において、(1)第1の基板上又はその第1
の基板上に形成された絶縁膜上に、第1の金属層を被覆
する工程と(2)第1の金属層を食刻して所定のパター
ンを有する第1の電極を形成する工程と、(3)第1の
電極に層間絶縁膜を被覆する工程と、(4)層間絶縁膜
上に第2の金属層を被覆する工程と、(5)第2の金属
層と層間絶縁膜とを食刻して所定のパターンを有する第
2の電極の形成と第2の電極の下部以外の領域の層間絶
縁膜の薄膜化又は除去とを行う工程と、を有し、(1)
から(5)の順序で行われることを特徴とするものであ
る。
法は、第1の基板と、その第1の基板から所定間隔を隔
てて配置された第2の基板と、第1の基板と第2の基板
との間に設けられた液晶層と、第1の基板の液晶層に面
する側の面に形成された画素を構成する第1の電極及び
第2の電極と、を有し、第1の電極と第2の電極との間
に生じる電界によって平面内スイッチングを行う液晶表
示装置の製造方法において、(1)第1の基板上又はそ
の第1の基板上に形成された絶縁膜上に凹凸部を形成す
る工程と、(2)凹凸部上に第1の金属層を被覆する工
程と(3)第1の金属層を食刻して凹凸部のうちの凸部
上の領域に所定のパターンを有する第1の電極を形成す
る工程と、(4)第1の電極上に層間絶縁膜を被覆する
工程と、(5)層間絶縁膜上に第2の金属層を被覆する
工程と、(6)第2の金属層を食刻して凹凸部のうち凹
部上の領域に所定のパターンを有する第2の電極を形成
する工程と、を有し、(1)から(6)の順序で行われ
ることを特徴とするものである。
極と第2の電極とで電極から液晶層に至る絶縁膜の誘電
的距離を略一致させることにより、電極上の液晶の撓電
効果の均衡を保つことができる。また、第1の電極と第
2の電極との間に層間絶縁膜が形成されているので、パ
ターニング欠陥による両電極間の電気的ショートの発生
を防止できる。
ば、上記効果を奏する液晶表示装置を得ることができ
る。
面を参照して詳細に説明する。 〔第1の実施の形態〕図1は、本発明の第1の実施の形
態に係る液晶表示装置のー画素分を示す平面図、図2
は、図1のAーA’線における断面図、図3は、本発明
の第1の実施の形態に係る液晶表示装置を示す断面図で
ある。図1乃至図3は、映像信号線161と走査線16
2との交点に配置されたー画素分を示している。
の第1の実施の形態に係る液晶表示装置は、基板110
と、その基板110上に形成された金属等の導電層から
なる第1櫛歯電極101と、第1櫛歯電極101及び基
板110を覆う層間絶縁膜111と、その層間絶縁膜1
11上に形成された金属等の導電層からなる第2櫛歯電
極102と、その第2櫛歯電極102の上部に設けられ
た撓電緩和層103と、その撓電緩和層103及び層間
絶縁膜111の上側表面に設けられ、液晶を配向させる
配向膜120と、色層やブラックマトリックス等を有す
る対向基板140と、その対向基板140の下側表面に
設けられ、液晶を配向させる配向膜121と、配向膜1
20と配向膜121との間に設けられた液晶層130
と、液晶を駆動させる薄膜トランジスタ163と、を有
する。
線162が選択されたとき、映像信号線161の映像信
号電位は、薄膜トランジスタ163を介して第2櫛歯電
極102へ伝達され、第2櫛歯電極102と共通電位の
与えられている第1櫛歯電極101との間で平面内スイ
ッチングが行われる。
ト電極)が下側にある、いわゆる、ボトムゲート型薄膜
トランジスタである。
2、映像信号線161、走査線162は、いずれも金属
等の導電層で形成されている。ここで、第1櫛歯電極1
01と走査線162とは同一の導電層で形成される。ま
た、第2櫛歯電極102と映像信号線161とは、同一
の導電層で形成される(図2参照)。
は、左右の隣接する画素の第1櫛歯電極と相互に接続す
るための共通バス部を、図1中の左上端及び右上端に有
する。
構成する導電体層は、ガラスや絶縁膜等からなる基板1
10(あるいは、基板の上のー面に堆積された絶縁膜)
の直上に形成される。また、基板110の上側表面に
は、第1櫛歯電極101と基板110とを覆うように層
間絶縁膜111が形成される。さらに、層間絶縁膜11
1の上側表面には、第2櫛歯電極102及び映像信号線
161を構成する導電体層が形成される。絶縁膜からな
る撓電緩和層103は、第2櫛歯電極102の上にちょ
うど重なるように配置される。すなわち、第2櫛歯電極
102の直上に、これと略同一の平面形状を有する絶縁
層が設けられていることになる。
晶表示装置の製造方法を説明する。
ー面に堆積された絶縁膜)上にクロム等からなる金属膜
をスパッタ装置により堆積する。
工程とプラズマエッチング工程等からなるフォトマスク
工程によって食刻し、第1櫛歯電極101及び走査線1
62のパターンを形成する。
素、窒化珪素等からなる層間絶縁膜111を堆積する。
その動作に必要なオーミック層の形成等を行う。
等の金属からなる導電体膜と、撓電緩和層103となる
酸化珪素、窒化珪素等の絶縁膜とをスパッタ法及びプラ
ズマCVD法を用いて連続して堆積した後に、フォトリ
ソグラフィ工程とエッチング工程からなるフォトマスク
工程により、両者を連続して食刻する。なお、フォトマ
スク工程により、絶縁膜のみ食刻した後にフォトレジス
トを除去することによって、撓電緩和層103のみを形
成し、続いて、撓電緩和層103をマスクとしてエッチ
ングを行うことによって第2櫛歯電極102を形成して
もよい。
に、映像信号線161上にも撓電緩和層103が形成さ
れる。これによって、後述する撓電均衡の効果には直接
関係ないが、他の画素列を走査している時に映像信号線
161から当該画素内に与える電位ノイズを抑制するの
に役立つ。
2櫛歯電極102の側面及び層間絶縁膜111の表面を
覆うカバー絶縁膜(図示せず)を形成してもよい。
液晶セルが構成される。図3に示すように、上述した構
造の上側表面に配向膜120が設けられる。また、色層
やブラックマトリクス等を有する対向基板140の下側
表面には配向膜121が設けられる。両配向膜120、
121との間には液晶層130が挟まれている。液晶層
130中の液晶分子は配向膜120と配向膜121とに
よって、あらかじめ紙面と略垂直方向に配向されてい
る。そして、第1櫛歯電極101と第2櫛歯電極102
との間に電界を発生させることにより、図3に模式的に
示したように、紙面の左右方向へ平面内スイッチングが
行われる。
と第2櫛歯電極102上とで配向膜120近傍の液晶分
子の放射形状の広がりの程度は、略一致している。した
がって、第1櫛歯電極101上と第2櫛歯電極102上
とで撓電効果の大きさのー致すなわち均衡があり、平面
内スイッチングを終了した後でも、両櫛歯電極101、
102の上に残留する電荷量がほぼー致する。その結
果、実質の直流電圧の残存がないため、残像が起こりに
くくなる。
層130との間に、配向膜120と層間絶縁膜111
(及びカバー絶縁膜)があり、一方、第2櫛歯電極10
2の上面と液晶層130との間に、配向膜120と撓電
緩和層103(及びカバー絶縁膜)があるので、第1櫛
歯電極101上と第2櫛歯電極102上とで、電極と液
晶層130とによって挟まれた誘電体層の誘電的距離
(上下に仮想電極を配置したときの単位面積当たりの容
量値)が略一致している構成が得られているからであ
る。
厚と誘電率に関して、両者の膜厚対誘電率比の値がほぼ
正確にー致しているのが最も好ましい。また、膜厚対誘
電率比の値が両者でー致していなくても、撓電緩和層1
03の存在によって誘電的距離の略一致は達成でき、あ
る程度の撓電均衡の効果を得ることはできる。
極101の形成工程と第2櫛歯電極102の形成工程と
の間に、層間絶縁膜111が形成されているので、いず
れかの櫛歯電極の形成時にパターニング欠陥があった場
合も、両櫛歯電極間の電気的ショートによる不良は発生
しにくくなっている。
03とは同一のフォトマスク工程で形成することができ
るので、従来技術のように、撓電緩和層103を設けな
い場合に比べても、製造工程をほとんど増やさずに本実
施の形態の構造を得ることができる。 〔第2の実施の形態〕図4は、本発明の第2の実施の形
態に係る液晶表示装置のー画素分を示す平面図、図5
は、図4のA”ーA”’線における断面図である。図4
及び図5は、映像信号線161’と走査線162’との
交点に配置されたー画素分を示す。
されたとき、映像信号線161’の映像信号電位は、薄
膜トランジスタ163’を介して第1櫛歯電極101’
へ伝達され、これと、共通電位の与えられている第2櫛
歯電極102’との間で平面内スイッチングが行われ
る。
ート電極)が上側にある、いわゆる、トップゲート側薄
型トランジスタである。
線161’は、基板110’(又は基板110’上に形
成された絶縁膜)上に設けられ、層間絶縁膜111’に
よって被覆される。
実施の形態と同様に、絶縁体からなる撓電緩和層10
3’が載置された構造になっている。
と比べて、ちょうど下層側の第1の櫛歯電極101’と
上層側の第2の櫛歯電極102’とで画素動作上の役割
(映像信号の伝達される電極の役割と共通電位の与えら
れる共通電極の役割)が入れ替わっている。しかし、撓
電均衡の効果については、第1の実施の形態と全く同じ
効果が得られる。 〔第3の実施の形態〕図6は、本発明の第3の実施の形
態に係る液晶表示装置のー画素分を示す平面図、図7
は、本発明の第3の実施の形態に係る液晶表示装置の構
造及び製造工程を示し、図6のB−B’線における断面
図であり、(a)は製造工程途中図、(b)〜(e)は
種々の構造を示す図である。
れたとき、映像信号線261の映像信号電位は、薄膜ト
ランジスタ263を介して第2櫛歯電極202へ伝達さ
れ、第2櫛歯電極202と、共通電位の与えられている
第1櫛歯電極201との間で平面内スイッチングが行わ
れる。
は、ガラスや絶縁膜等からなる基板210の直上または
基板210の直上に堆積された絶縁膜上に形成される。
は、まず、図7(a)に示すように、基板210上に第
1櫛歯電極201を形成した後、第1櫛歯電極201を
覆うように層間絶縁膜211を堆積し、その層間絶縁膜
211上に第2櫛歯電極202を形成する。
うことにより、図7(b)、(c)、(d)又は(e)
の構造を得る。
02の直下の層間絶縁膜211の厚さよりも、第1櫛歯
電極201の直上の層間絶縁膜211の厚さの方が小さ
い点を特徴とする。この構造を得るには、まず、基板2
10上又は基板210上に堆積された絶縁膜上に、金属
層をスパッタ装置で堆積し、フォトマスク工程により、
その金属層を食刻して第1の櫛歯電極201と走査線2
62とを形成する。
に薄膜トランジスタ263の形成を行った後、金属層を
スパッタ装置で堆積し、この金属層をフォトマスク工程
で食刻して、図7(a)に示すように、第2櫛歯電極2
02を形成した状態から、同一のフォトマスク工程にお
いて層間絶縁膜211を掘り込む工程を設けることによ
って得られる。
電極202をマスクとして層間絶縁膜をエッチングする
か、または、第2櫛歯電極202の形成時に用いるフォ
トレジストを第2櫛歯電極202上に残したまま、層間
絶縁膜211をエッチングすることによって行うことが
できる。
形成すれば、図7(a)のように第1櫛歯電極201上
の層間絶縁膜211が薄くなっていない構造に比べて、
第1櫛歯電極201上と第2櫛歯電極202上とで撓電
効果が均衡に近い状況が得られる。
1の掘り込みを進めて、第1櫛歯電極201の上面が露
出するまで掘り込むことにより製造される。
を進めて、第1櫛歯電極201の側面も露出するまで、
掘り込むことにより製造される。
は、図7(b)の構造に比べて、さらに撓電効果の均衡
性が発揮できるが、櫛歯電極やその近傍の段差が顕著に
なり、液晶の配向に悪影響を及ぼすことも考えられるの
で、最適な掘り込み量を適宜選択するのが好ましい。
を設ければ、両櫛歯電極上の撓電効果が共に緩和される
ので、一層安定した撓電均衡が達成できる。
す構造の上にカバー絶縁膜212を設けて製造される。
極201の形成工程と第2櫛歯電極202の形成工程と
の間に層間絶縁膜211の堆積工程があるので、櫛歯電
極のパターニング欠陥があった場合でも、容易に両櫛歯
電極間の電気的ショートによる不良が発生することはな
い。
に新たなマスクステップを設ける必要がないので、製造
工程の増加を招かない。 〔第4の実施の形態〕図8は、本発明の第4の実施の形
態に係る液晶表示装置のー画素分を示す平面図、図9
は、本発明の第4の実施の形態に係る液晶表示装置の構
造及び製造工程を示し、図8のC−C’線における断面
図であり、(a)は製造工程途中図、(b)〜(d)は
種々の構造を示す図である。
れたとき、映像信号線361の映像信号電位は、薄膜ト
ランジスタ363を介して第2櫛歯電極302へ伝達さ
れ、第2櫛歯電極302と、共通電位の与えられている
第1櫛歯電極301との間で平面内スイッチングが行わ
れる。
おける層間絶縁膜の掘り込みを、第2櫛歯電極の形成時
のフォトマスク工程とは別のフォトマスク工程を用いて
行うことを特徴とする。
電極301の形成と第2櫛歯電極302の形成との間
に、層間絶縁膜311が堆積されており、これによっ
て、前述までの実施の形態と同様に、両櫛歯電極30
1、302間の電気的ショートが防止される。
まず、図9(a)に示すように、基板310上に第1櫛
歯電極301を形成した後、第1櫛歯電極301を覆う
ように層間絶縁膜311を堆積し、その層間絶縁膜31
1上に第2櫛歯電極302を形成する。
ォトマスク工程によってフォトレジスト351を形成し
て、掘り込み部350に対するエッチングを行う。な
お、このフォトマスク工程による掘り込み工程は、第2
櫛歯電極302の形成の前にすることもできる。
る構造のー例を示しており、掘り込み部350において
層間絶縁膜311が掘り込まれている。図9(c)及び
図9(d)に示す構造は、図9(b)に示す構造に比べ
て、掘り込み量を増やすことによって、撓電均衡の効果
がー層向上される。第4の実施の形態によれば、第2の
実施の形態に比べて、第2櫛歯電極302の側面下にお
ける急激な段差が軽減している。これによって、段差に
よる液晶配向への悪影響を軽減することができる。ま
た、薄膜トランジスタ363の上を掘り込み部350と
区別することができるので、第2の実施の形態と異な
り、薄膜トランジスタの構造や特性に対する影響を与え
ずに実施できる。
を、液晶表示装置の他の箇所のパターニング、例えば所
定の配線や電極間の導通をとるコンタクト孔の形成工程
と共用すれば、製造工程を効率化することが可能であ
る。
構造の上にカバー絶縁膜(図示せず)を形成することも
できる。 〔第5の実施の形態〕図10は、本発明の第5の実施の
形態に係る液晶表示装置のー画素分を示す平面図、図1
1は、図10のDーD’線における断面図である。
されたとき、映像信号線461の映像信号電位は、薄膜
トランジスタ463を介して第1櫛歯電極401へ伝達
され、第1櫛歯電極401と、共通電位の与えられてい
る第2櫛歯電極402との間で平面内スイッチングが行
われる。
は、まず、図11に示すように、基板410上に第1櫛
歯電極401を形成した後、第1櫛歯電極401を覆う
ように層間絶縁膜411を堆積し、その層間絶縁膜41
1上に第2櫛歯電極402を形成する。
歯電極本体402aと、陽極酸化膜402bとからなっ
ている。陽極酸化膜402bは、第2櫛歯電極402と
なる金属のパターニング後に陽極酸化を行うことによっ
て得た膜である。
形態と類似しているが、陽極酸化膜402bが第2櫛歯
電極本体402aの上面だけでなく側面も覆っているこ
とを特徴とする。これによって、側面部における撓電緩
和効果も得られる。
は、第3の実施の形態又は第4の実施の形態を組み合わ
せることも可能である。すなわち、第2櫛歯電極の上面
及び側面に陽極酸化膜を設け、さらに、層間絶縁膜41
1を掘り込んだ構成としてもよい。
構造の上にカバー絶縁膜を形成することもできる。 〔第6の実施の形態〕図12は、本発明の第6の実施の
形態に係る液晶表示装置の構造及び製造工程を示す断面
図であり、(a)は製造工程途中図、(b)〜(f)は
種々の構造を示す図である。
予定領域をあらかじめ掘り込んである構成と、第1乃至
第5の実施の形態の構成とを組み合わせたものである。
ず、図12(a)に示すように、あらかじめ第2榔歯電
極を形成予定の箇所を含む領域である掘り込み部550
において基板510あるいは基板510上に堆積された
絶縁膜を掘り込むことにより凹凸部を形成する。
50を掘り込んだ図12(a)に示す構造の上に、第1
の実施の形態又は第2の実施の形態と同様の構造を形成
したものである。
50を掘り込んだ図12(a)に示す構造の上に、第3
の実施の形態と同様の構造を形成したものである。
50を掘り込んだ図12(a)に示す構造の上に、第5
の実施の形態のように、第2櫛歯電極本体402aと、
その第2櫛歯電極本体402aの上面及び側面に形成さ
れた陽極酸化膜402b等からなる構造を形成したもの
である。
櫛歯電極の上面が、ほぼ同じ高さに形成されている点を
特徴とする。これによって、第1乃至第5の実施の形態
のように電気的ショート不良の防止と撓電均衡の効果を
得るほかに、平面内スイッチングのための理想的な横方
向電界を得る。
ほぼ同じ高さに形成されていることを利用すれば、図1
2(e)に示すように、図12(b)に示す構造の上
に、平坦絶縁膜513を形成しても、撓電効果の均衡を
得ることができる。ここで、平坦絶縁膜は、例えば、C
VD装置で酸化珪素や窒化珪素を堆積した後に研磨する
か、あるいは、ポリイミド系、アクリル系、シロキサン
系等の有機ポリマーからなる塗布焼成型の膜をスピン塗
布及び焼成する等して形成することができる。
能である。また、平坦絶縁膜の存在によって、液晶に接
する面に鋭利な段差が無くなるので液晶の誤配向を防止
することができる。さらに、第1櫛歯電極及び第2櫛歯
電極上の撓電効果の緩和も行われるため、一層、表示特
性の向上と残像の抑制の効果を発揮することができる。
櫛歯電極及び第2櫛歯電極の上面がほぼ同じ高さに形成
されていれば、本発明の前述までの他の実施の形態と組
み合わせて適用することができる。
う構造について考えると、第1の櫛歯電極と第2の櫛歯
電極とで、各々の電極上面から液晶層までに至る誘電体
の単位面積当たりの容量値が略一致しさえすれば、図1
2(e)における、第2櫛歯電極102の直上の撓電緩
和層103を省略することができる。このー例を図12
(f)に示す。この構造によれば、図12(e)よりも
製造工程を簡略化することが可能である。
部550の形成工程は、液晶表示を構成する他の箇所の
形成、例えば、周辺部接続孔の形成工程と共用すること
が可能であり、これによって、製造工程を効率化するこ
とができる。
とはなく、特許請求の範囲に記載された技術的事項の範
囲内において、種々の変更が可能である。
1)によれば、第1の電極と第2の電極とで電極から液
晶層に至る絶縁膜の誘電的距離を略一致させることによ
り、電極上の液晶の撓電効果の均衡を保つことができ、
残像を抑制することができる。また、第1の電極と第2
の電極との間に層間絶縁膜が形成されているので、パタ
ーニング欠陥による両電極間の電気的ショートの発生を
防止でき、製造歩留まりを良好にすることができる。
(請求項12乃至14)によれば、上記効果を奏する液
晶表示装置を得ることができる。また、第2の電極と撓
電緩和層との形成(請求項12の場合)、第2の電極の
形成と層間絶縁膜の薄膜化又は除去(請求項13の場
合)を同一の工程で行うので、製造工程の短縮化を図る
ことができる。
のー画素分を示す平面図である。
を示す断面図である。
のー画素分を示す平面図である。
のー画素分を示す平面図である。
の構造及び製造工程を示し、図6のB−B’線における
断面図であり、(a)は製造工程途中図、(b)〜
(e)は種々の構造を示す図である。
のー画素分を示す平面図である。
の構造及び製造工程を示し、図8のC−C’線における
断面図であり、(a)は製造工程途中図、(b)〜
(d)は種々の構造を示す図である。
置のー画素分を示す平面図である。
置の構造及び製造工程を示す断面図であり、(a)は製
造工程途中図、(b)〜(f)は種々の構造を示す図で
ある。
を示す平面図である。
図である。
を示す平面図である。
説明するための説明図である。
第1櫛歯電極 102、102’、202、302、402:第2櫛歯
電極 402a:第2櫛歯電極本体 402b:陽極酸化膜 103、103’:撓電緩和層 110、110’、210、310、410、510:
基板 111、111’、211、311、411:層間絶縁
膜 120、121:配向膜 130:液晶層 140:対向基板 212:カバー絶縁膜 350、550:掘り込み部 351:フォトレジスト 513:平坦絶縁膜 161、161’、261、361、461:映像信号
線 162、162’、262、362、462:走査線 163、163’、263、363、463:薄膜トラ
ンジスタ
Claims (14)
- 【請求項1】第1の基板と、その第1の基板から所定間
隔を隔てて配置された第2の基板と、前記第1の基板と
第2の基板との間に設けられた液晶層と、前記第1の基
板の液晶層に面する側の面に形成された画素を構成する
第1の電極及び第2の電極と、を有し、前記第1の電極
と第2の電極との間に生じる電界によって平面内スイッ
チングを行う液晶表示装置において、 前記画素内に、少なくとも前記第1の電極の下部には存
在せず、かつ少なくとも前記第2の電極の下部には存在
する層間絶縁膜を有し、 前記第1の電極の少なくともー部の上側表面から前記液
晶層に至る誘電体層の単位面積当たりの電気容量と、前
記第2の電極の少なくともー部の上側表面から前記液晶
層に至る誘電体層の単位面積当たりの電気容量とが略一
致する、 ことを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】前記画素内の層間絶縁膜は、前記第1の電
極の上部に被覆され、 前記第2の電極の上部に、前記第2の電極と略同一の平
面形状を有する絶縁体からなる撓電緩和層が形成される
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】前記画素内の層間絶縁膜は、前記第1の電
極の上部に被覆され、 前記第1の電極の上部における前記層間絶縁膜の膜厚
は、前記第2の電極の下部における前記層間絶縁膜の膜
厚に比べて薄い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4】前記画素内における前記第2の電極の下部
を除く領域の前記層間絶縁膜の膜厚は、前記第2の電極
の下部の前記層間絶縁膜の膜厚に比べて薄いことを特徴
とする請求項3に記載の液晶表示装置。 - 【請求項5】前記画素内の層間絶縁膜は、前記第1の電
極の上部に存在しない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6】前記第2の電極の上部及び側部は、陽極酸
化膜で覆われてい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7】前記第1の基板の表面又は基板上に形成さ
れた絶縁膜に凹凸部を有し、 前記第1の電極の少なくともー部は前記凹凸部のうち凸
部上に配置され、 前記第2の電極の少なくともー部は前記凹凸部のうち凹
部上に配置されることを特徴とする請求項1乃至6のい
ずれか1つの項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項8】前記第1の基板上の前記第1の電極及び第
2の電極の上部を含む領域は、平坦絶縁膜により平坦化
されていることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項9】前記平坦絶縁膜は、有機ポリマーを主成分
とする塗布焼成型の膜であることを特徴とする請求項8
に記載の液晶表示装置。 - 【請求項10】前記平坦絶縁膜は、配向膜として用いら
れることを特徴とする請求項8又は9に記載の液晶表示
装置。 - 【請求項11】前記第1の電極及び第2の電極の上部に
カバー絶縁膜が形成されることを特徴とする請求項1乃
至7のいずれか1つの項に記載の液晶表示装置。 - 【請求項12】第1の基板と、その第1の基板から所定
間隔を隔てて配置された第2の基板と、前記第1の基板
と第2の基板との間に設けられた液晶層と、前記第1の
基板の液晶層に面する側の面に形成された画素を構成す
る第1の電極及び第2の電極と、を有し、前記第1の電
極と第2の電極との間に生じる電界によって平面内スイ
ッチングを行う液晶表示装置の製造方法において、
(1)前記第1の基板上又はその第1の基板上に形成さ
れた絶縁膜上に、第1の金属層を被覆する工程と(2)
前記第1の金属層を食刻して所定のパターンを有する前
記第1の電極を形成する工程と、(3)前記第1の電極
に絶縁体からなる層間絶縁膜を被覆する工程と、(4)
前記層間絶縁膜上に第2の金属層を被覆する工程と、
(5)前記第2の金属層上に絶縁膜を形成する工程と、
(6)前記第2の金属層及び第2の金属層上に形成され
た前記絶縁膜とを食刻して所定のパターンを有する前記
第2の電極及び前記第2の電極と略同一の平面形状を有
する絶縁膜からなる撓電緩和層とを形成する工程と、を
有し、(1)から(6)の順序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13】第1の基板と、その第1の基板から所定
間隔を隔てて配置された第2の基板と、前記第1の基板
と第2の基板との間に設けられた液晶層と、前記第1の
基板の液晶層に面する側の面に形成された画素を構成す
る第1の電極及び第2の電極と、を有し、前記第1の電
極と第2の電極との間に生じる電界によって平面内スイ
ッチングを行う液晶表示装置の製造方法において、
(1)前記第1の基板上又はその第1の基板上に形成さ
れた絶縁膜上に、第1の金属層を被覆する工程と(2)
前記第1の金属層を食刻して所定のパターンを有する前
記第1の電極を形成する工程と、(3)前記第1の電極
に層間絶縁膜を被覆する工程と、(4)前記層間絶縁膜
上に第2の金属層を被覆する工程と、(5)前記第2の
金属層と前記層間絶縁膜とを食刻して所定のパターンを
有する前記第2の電極の形成と前記第2の電極の下部以
外の領域の前記層間絶縁膜の薄膜化又は除去とを行う工
程と、を有し、(1)から(5)の順序で行われること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 【請求項14】第1の基板と、その第1の基板から所定
間隔を隔てて配置された第2の基板と、前記第1の基板
と第2の基板との間に設けられた液晶層と、前記第1の
基板の液晶層に面する側の面に形成された画素を構成す
る第1の電極及び第2の電極と、を有し、前記第1の電
極と第2の電極との間に生じる電界によって平面内スイ
ッチングを行う液晶表示装置の製造方法において、
(1)前記第1の基板上又はその第1の基板上に形成さ
れた絶縁膜上に凹凸部を形成する工程と、(2)前記凹
凸部上に第1の金属層を被覆する工程と(3)前記第1
の金属層を食刻して前記凹凸部のうちの凸部上の領域に
所定のパターンを有する前記第1の電極を形成する工程
と、(4)前記第1の電極上に層間絶縁膜を被覆する工
程と、(5)前記層間絶縁膜上に第2の金属層を被覆す
る工程と、(6)前記第2の金属層を食刻して前記凹凸
部のうち凹部上の領域に所定のパターンを有する前記第
2の電極を形成する工程と、を有し、(1)から(6)
の順序で行われることを特徴とする液晶表示装置の製造
方法。
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