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JPH10239698A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

Info

Publication number
JPH10239698A
JPH10239698A JP9040487A JP4048797A JPH10239698A JP H10239698 A JPH10239698 A JP H10239698A JP 9040487 A JP9040487 A JP 9040487A JP 4048797 A JP4048797 A JP 4048797A JP H10239698 A JPH10239698 A JP H10239698A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
liquid crystal
dielectric constant
crystal display
display device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9040487A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Shimada
伸二 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP9040487A priority Critical patent/JPH10239698A/ja
Priority to US09/006,267 priority patent/US5905548A/en
Publication of JPH10239698A publication Critical patent/JPH10239698A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00—Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362—Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209—Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element

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  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素開口率が大きく、かつ、画素電極と対向
電極との間のリークや短絡不良を防止できる液晶表示装
置を提供する。 【解決手段】 ガラス基板１上,薄膜トランジスタ２０
上およびその薄膜トランジスタ２０に電気信号を供給す
るバスライン上に低誘電率の有機層間絶縁膜９を形成す
る。上記有機層間絶縁膜９上に、薄膜トランジスタによ
り液晶に電界を印加する画素電極１０を形成する。上記
画素電極１０上に窒化シリコンからなる高誘電率の無機
層間絶縁膜１１を形成し、その無機層間絶縁膜１１上に
各画素電極１０に一部が重なるように、また、互いに隣
接する画素電極１０間から光が透過しないように遮光す
る付加容量電極１２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、直視型、投射型
等の表示用ディスプレイとして用いられる液晶表示装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、薄膜トランジスタを用いたア
クティブマトリクス型液晶表示装置では、液晶分子の動
作による容量変化に伴って最適対向電圧がずれ、このず
れからくる液晶分子への直流電界の印加を抑制するた
め、ゲートバスラインと平行に付加容量電極が形成され
たものがある。この液晶表示装置では、付加容量電極の
面積分だけ画素開口率が低下するという欠点があり、こ
れを解決するため、図２に示すように、付加容量電極を
透明導電膜で形成したものがある(特開平５−２８９１
１１号公報)。図２に示す液晶表示装置は、ガラス基板
２１上にゲート電極２５を形成し、そのゲート電極２５
とガラス基板２１の上にゲート絶縁膜２６を形成してい
る。そして、上記ゲート電極２５を含む薄膜トランジス
タ４０を形成すると共に、ゲート電極２５の薄膜トラン
ジスタ４０の領域以外の上に画素電極３１を形成してい
る。さらに、上記画素電極３１上にパッシベーション膜
３２を形成した後、そのパッシベーション膜３２上に透
明導電膜を用いて付加容量電極３３を形成している。上
記画素電極３１,付加容量電極３３およびその間のパッ
シベーション膜３２で付加容量部を構成している。そし
て、上記ガラス基板２１と対向電極２３が形成されたガ
ラス基板２２との間に液晶３０を注入している。しかし
ながら、上記透明導電膜を用いて付加容量電極を形成す
る液晶表示装置は、製造プロセスの初期に透明導電膜を
形成すると、後工程で透明導電膜の変質等の不具合が生
じ、半導体製造プロセスとして整合性が悪いという問題
がある。
【０００３】そこで、この問題を解決するため、ゲート
電極の形成後に透明導電膜を用いた付加容量電極を形成
した液晶表示装置が提案されている。図３はこの液晶表
示装置の一例としての低温ポリシリコン薄膜トランジス
タを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の要部
断面図を示し、１はガラス基板、２は上記ガラス基板１
上に形成されたポリシリコン半導体層、３は上記ポリシ
リコン半導体層２にリンイオンがドーピングされたポリ
シリコン領域、４は上記ガラス基板１上とポリシリコン
半導体層２上に形成されたゲート絶縁膜、５は上記ポリ
シリコン半導体層２上のゲート絶縁膜４の上に形成され
たゲート電極、６は上記ゲート絶縁膜４およびゲート電
極５上に形成された層間絶縁膜、７はソース電極、８は
ドレイン電極、９は上記層間絶縁膜６,ソース電極７お
よびドレイン電極８上に形成された有機層間絶縁膜であ
る。上記有機層間絶縁膜９上のゲート電極５,５間に付
加容量電極１３を形成した後、有機層間絶縁膜９上と付
加容量電極１３上に無機層間絶縁膜１４を形成し、さら
に、無機層間絶縁膜１４上とドレイン電極８に設けられ
たコンタクトホール１９に画素電極１５を形成する。こ
うして、ゲート電極５の形成後に付加容量電極１３を透
明導電膜により形成することによって、透明導電膜の変
質等の不具合を防いで、製造プロセスの整合性を良好に
している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ゲート
電極５の形成後に透明導電膜を用いた付加容量電極１３
を形成した液晶表示装置では、画素電極１５と対向電極
(図示せず)との間を絶縁するものがないため、画素電極
１５と対向電極との間でリークが生じたり短絡したりす
るという問題がある。
【０００５】そこで、この発明の目的は、画素開口率が
大きく、かつ、画素電極と対向電極との間のリークや短
絡不良を防止できる液晶表示装置を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の液晶表示装置は、２つの基板の間に液晶
が注入され、上記２つの基板の少なくとも一方の基板上
に複数の非線形素子と上記複数の非線形素子に電気信号
を入力するバスラインとが形成された液晶表示装置にお
いて、上記基板上,上記複数の非線形素子上および上記
複バスライン上に形成された低誘電率有機絶縁膜と、上
記低誘電率有機絶縁膜上に形成され、上記複数の非線形
素子により上記液晶に電界を夫々印加する複数の画素電
極と、上記複数の画素電極上に形成された高誘電率無機
絶縁膜と、上記高誘電率無機絶縁膜上に上記各画素電極
に一部が重なるように形成され、互いに隣接する上記画
素電極の間から光が透過しないように遮光する複数の付
加容量電極とを備えたことを特徴としている。
【０００７】上記請求項１の液晶表示装置によれば、上
記画素電極,高誘電率無機絶縁膜および付加容量電極で
構成された付加容量部によって液晶容量を補う。上記バ
スラインと付加容量電極との間に形成された低誘電率有
機絶縁膜は、例えば樹脂等を塗布することによって、長
時間を要することなく数μｍの厚膜を任意の厚さで容易
に形成でき、バスライン容量の増加を抑制できると共
に、３００℃以下の低いプロセス温度で低誘電率有機絶
縁膜の表面を平坦にして、その上に形成する画素電極表
面を平坦化できる。さらに、上記画素電極上に高誘電率
無機絶縁膜を形成することによって、画素電極と対向電
極との間を絶縁できる。したがって、上記画素電極と対
向電極との間のリークや短絡不良を防止できる。また、
互いに隣接する画素電極の間から光が透過しないように
遮光する付加容量電極を設けることによって、対向基板
の遮光膜を不要とすることができ、表示コントラストを
大きくできる。
【０００８】また、請求項２の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶縁膜の
比誘電率が３．５以下であることを特徴としている。
【０００９】上記請求項２の液晶表示装置によれば、上
記バスラインと付加容量電極との間の低誘電率有機絶縁
膜の比誘電率を３．５以下にすることによって、バスラ
イン容量をより小さくできる。
【００１０】また、請求項３の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記高誘電率無機絶縁膜の
比誘電率が３．５以上であることを特徴としている。
【００１１】上記請求項３の液晶表示装置によれば、画
素電極,高誘電率無機絶縁膜および付加容量電極で構成
された付加容量部の容量をより大きくできる。
【００１２】また、請求項４の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶縁膜が
２００℃以上の温度にガラス転移点を有する高分子化合
物であることを特徴としている。
【００１３】上記請求項４の液晶表示装置によれば、２
００℃以上の温度にガラス転移点を有する高分子化合物
は耐熱性に優れているので、その高分子化合物で低誘電
率有機絶縁膜を形成した後、上記高誘電率無機絶縁膜を
ＣＶＤ(ケミカル・ベイパー・ディポジション)装置を用
いて形成することができ、カバレッジがよく、ピンホー
ルの少ない良質の高誘電率無機絶縁膜を形成できる。し
たがって、上記高誘電率無機絶縁膜の膜厚を１００ｎｍ
程度に薄膜化することができ、画素電極と付加容量電極
との間隔を狭くして、画素電極,高誘電率無機絶縁膜お
よび付加容量電極で構成された付加容量部の容量をより
大きくできる。
【００１４】また、請求項５の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶縁膜の
膜厚が上記高誘電率無機絶縁膜の膜厚より厚いことを特
徴としている。
【００１５】上記請求項５の液晶表示装置によれば、上
記低誘電率有機絶縁膜の膜厚を上記高誘電率無機絶縁膜
の膜厚より厚くすることによって、バスラインと付加容
量電極との間の高誘電率無機絶縁膜に依存するバスライ
ン容量を小さくする一方、画素電極,高誘電率無機絶縁
膜および付加容量電極で構成された付加容量部の容量を
大きくする。
【００１６】また、請求項６の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶縁膜が
ポリイミド樹脂であることを特徴としている。
【００１７】上記請求項６の液晶表示装置によれば、極
めて耐熱性の高いポリイミド樹脂で低誘電率有機絶縁膜
を形成することによって、その後、上記高誘電率無機絶
縁膜をＣＶＤ装置を用いて形成することができ、カバレ
ッジがよく、ピンホールの少ない良質の高誘電率無機絶
縁膜を容易に形成できる。
【００１８】また、請求項７の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記高誘電率無機絶縁膜が
酸化シリコンまたは窒化シリコンの膜を含むことを特徴
としている。
【００１９】上記請求項７の液晶表示装置によれば、酸
化シリコンまたは窒化シリコンの膜を含む高誘電率無機
絶縁膜を上記複数の画素電極上に形成することによっ
て、高誘電率無機絶縁膜の比誘電率を大きくすることが
でき、画素電極,高誘電率無機絶縁膜および付加容量電
極で構成された付加容量部の容量を容易に大きくでき
る。
【００２０】また、請求項８の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記付加容量電極の表面が
金属酸化膜であることを特徴としている。
【００２１】上記請求項８の液晶表示装置によれば、例
えばタンタル等の陽極酸化可能な金属を用いて上記付加
容量電極を形成し、その付加容量電極表面を陽極酸化し
て、上記付加容量電極上に金属酸化膜を形成することに
よって、付加容量電極と対向電極との間を絶縁して、付
加容量電極と対向電極との間の短絡を防止することがで
きる。
【００２２】また、請求項９の液晶表示装置は、請求項
１の液晶表示装置において、上記画素電極上の上記高誘
電率無機絶縁膜の少なくとも一部が開口していることを
特徴としている。
【００２３】上記請求項９の液晶表示装置によれば、例
えば、上記画素電極の表示領域上の高誘電率無機絶縁膜
に多数の小さな孔を設けることによって、画素電極の電
圧低下を防ぎつつ、画素電極と対向電極との間のリーク
を防ぐことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、この発明の液晶表示装置を
図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００２５】図１はこの発明の実施の一形態の液晶表示
装置の要部断面図を示しており、１はガラス基板、２は
ポリシリコン半導体層、３は上記ポリシリコン半導体層
２のドーピングされたポリシリコン領域、４はゲート絶
縁膜、５はゲート電極、６は層間絶縁膜、７はソース電
極、８はドレイン電極、９は有機層間絶縁膜、１０は画
素電極、１１は付加容量電極、１２は無機層間絶縁膜で
ある。
【００２６】この液晶表示装置は、次のようにして作製
する。
【００２７】図１に示すように、ガラス基板１上にＣＶ
Ｄ(ケミカル・ベイパー・ディポジション)装置を用いて
アモルファスシリコン膜を堆積する。このとき、必要で
あれば酸化シリコン、窒化シリコンや酸化タンタル等を
用いてベースコート膜を先にガラス基板１上に堆積して
もよい。そして、エキシマレーザを用いてアモルファス
シリコン膜を結晶化し、ポリシリコン膜とする。このア
モルファスシリコン膜をポリシリコン膜にする結晶化
は、焼成によって行ったり、レーザと焼成を組み合わせ
て行ったりすることもできる。次に、上記ポリシリコン
層をフォトリソグラフィーによって所定の形状のパター
ンに形成して、イオンドーピング装置を用いて、パター
ン形成されたポリシリコン層の所定の部分にリンイオン
をドーピングし、ｎ＋のポリシリコン領域３を有するポ
リシリコン半導体層２を形成する。
【００２８】次に、ＣＶＤ装置を用いて酸化シリコンの
薄膜を堆積させて、ゲー卜絶縁膜４を形成する。
【００２９】次に、上記ゲー卜絶縁膜４上にアルミニウ
ム／シリコン合金の膜を堆積し、フォトリソグラフィー
によって所定の形状のパターンに形成し、ゲート電極５
およびバスライン(図示せず)を形成する。
【００３０】次に、ＣＶＤ装置を用いて酸化シリコンの
薄膜を堆積させ、ポリシリコン半導体層２上のゲート絶
縁膜４,ゲート電極５上に酸化シリコン膜を堆積し、フ
ォトリソグラフィーによって所定の形状の層間絶縁膜６
を形成すると共に、ポリシリコン半導体層２のポリシリ
コン領域３上コンタクトホール１８を形成する。
【００３１】そして、上記ポリシリコン半導体層２の上
側の層間絶縁膜６上にアルミニウムの膜を堆積し、フォ
トリソグラフィーによって所定の形状のパターンに形成
して、ソース電極７,ドレイン電極８およびバスライン
(図示せず)を形成する。上記ポリシリコン半導体層２,
ゲート電極４,ソース電極７およびドレイン電極８で薄
膜トランジスタ２０を構成している。
【００３２】次に、上記ソース電極７,ドレイン電極８
およびバスライン(図示せず)の上に、ポリイミド樹脂を
塗布し、フォトリソグラフィーによって所定の形状のパ
ターンに形成して、低誘電率有機絶縁膜としてのポリイ
ミド樹脂からなる有機層間絶縁膜９を形成すると共に、
ドレイン電極８上にコンタクトホールを形成する。
【００３３】次に、ＩＴＯ(Ｉn2Ｏ3：Ｓn)を堆積し、フ
ォトリソグラフィーによって所定の形状のパターンに形
成して、ドレイン電極８,有機層間絶縁膜９上に画素電
極１０を形成する。
【００３４】次に、ＣＶＤ装置を用いて窒化シリコンの
薄膜を堆積させ、フォトリソグラフィーによって所定の
形状のパターンに形成して、高誘電率無機絶縁層として
の窒化シリコンからなる無機層間絶縁膜１１を形成す
る。
【００３５】その後、チタンを用いて、無機層間絶縁膜
１１上にチタンの薄膜を形成し、フォトリソグラフィー
によって所定の形状のパターンに形成して、各画素電極
１０に一部が重なると共に、互いに隣接する画素電極１
０の間から光が透過しないように遮光する付加容量電極
１２を形成する。
【００３６】このようにして形成された基板と、ＩＴＯ
からなる対向電極が形成されたもう１枚の対向基板(図
示せず)に配向膜を夫々塗布し、所定の方向に配向処理
を行ってスペーサを散布する。その後、シール樹脂で２
枚のガラス基板を貼り合わせ、液晶を注入した後、注入
口を封止して、液晶セルを得る。２枚のガラス基板を貼
り合わせるときに、付加容量電極１２と対向電極(図示
せず)とが同一電位になるよう同一端子に接続して、そ
の端子から信号を入力するようにすればよい。この液晶
セルに偏光板を取り付け、液晶ドライバを実装し、駆動
回路、その他の装置と接続することで液晶表示装置が得
られる。上記ドライバや駆動回路の一部は、ポリシリコ
ン薄膜トランジスタを用いて、表示画面内の薄膜トラン
ジスタと同一のガラス基板上に形成することも可能であ
る。
【００３７】このように、上記液晶表示装置では、バス
ライン(図示せず)と付加容量電極１２との間に形成され
た低誘電率かつ高耐熱性の有機層間絶縁膜９は、長時間
を要することなく数μｍの厚膜を任意の厚さで容易に形
成でき、バスライン容量の増加を抑制できると共に、３
００℃以下のプロセス温度で有機層間絶縁膜９の表面を
平坦にして、画素電極１０表面の平坦化を実現すること
ができる。したがって、上記画素電極１０と対向電極
(図示せず)との間のリークや短絡不良を防止することが
できる。また、上記付加容量電極１２を互いに隣接する
画素電極１０の間から光が透過しないように設けること
によって、付加容量電極１２が遮光膜を兼ねて、対向基
板(図示せず)の遮光膜を不要とすることができ、表示コ
ントラストを大きくすることができる。さらに、上記無
機層間絶縁膜１１と面素電極１０との重なりを極めて小
さくすることによって、画素開口率を極めて大きくする
ことができる。また、上記付加容量電極１２に酸化チタ
ン等の黒色導電体を用いることによって、反射光を抑制
することもできる。
【００３８】また、図示しないバスライン容量を小さく
する観点から、上記有機層間絶縁膜９の比誘電率は３．
５以下であることが望ましく、その膜厚は１μｍ以上あ
ることが望ましい。
【００３９】また、上記画素電極１０,無機層間絶縁膜
１１および付加容量電極１２で構成された付加容量部の
容量を確保するためには、無機層間絶縁膜１１の比誘電
率を３．５以上にすることが望ましい。
【００４０】また、２００℃以上のガラス転移点を有す
る極めて耐熱性の高いポリイミド樹脂からなる有機層間
絶縁膜９を形成することによって、上部の高誘電率の無
機層間絶縁膜１１をＣＶＤ法を用いて形成することが可
能となり、カバレッジが良く、ピンホールの少ない良質
の無機層間絶縁膜１１を形成できると共に、無機層間絶
縁膜１１の膜厚を１００ｎｍ程度まで薄膜化することが
可能となり、画素電極１０と付加容量電極１２との間隔
を狭くして、付加容量を大きくすることができる。
【００４１】上記無機層間絶縁膜１１を酸化シリコンで
形成することによって、無機層間絶縁膜１１の比誘電率
を容易に大きくすることができ、画素電極,高誘電率無
機絶縁膜および付加容量電極で構成された付加容量部の
容量を大きくすることができる。なお、上記無機層間絶
縁膜１１は酸化シリコンで形成してもよいが、窒化シリ
コンは一般に比誘電率が７程度あり、酸化シリコンは４
程度であるため、窒化シリコンを用いた方が同一の容量
を確保した場合に膜厚を厚くでき、画素電極と対向電極
との間の短絡の発生頻度を低くすることができる。ま
た、上記無機層間絶縁膜１１は、酸化シリコンまたは窒
化シリコンの膜を含む積層された絶縁膜でもよい。
【００４２】また、上記付加容量電極１２にタンタル等
の陽極酸化可能な金属を用いた場合、表面を陽極酸化し
て、金属酸化膜を形成することによって、付加容量電極
１２と対向電極との短絡を防止することができる。
【００４３】また、上記画素電極１０の表示領域上の無
機絶縁膜を除去したが、画素電極１０の表示領域上の無
機絶縁膜に多数の小さな孔を設けることによって、画素
電極１０の電圧低下を防ぎつつ、画素電極１０と対向電
極(図示せず)とのリークを防ぐこともできる。また、リ
ークの問題が全く発生しない状況では、上記実施の形態
のように、付加容量電極１２が形成された以外の領域の
無機絶縁膜を全て除去することが可能である。
【００４４】上記付加容量電極１２と対向電極とを接続
することで、負荷容量電極１２が対向電極と同電位とな
って、その間に存在する液晶分子に対する不要な電界の
印加を防止できるので、付加容量電極１２からリークす
るような状態になっても、全く問題を発生させることが
ない。
【００４５】上記実施の形態では、ガラス基板１上にポ
リシリコンを用いた薄膜トランジスタ２０が形成された
液晶表示装置について説明したが、アモルファスシリコ
ンを用いた非線形素子が形成された液晶表示装置や、石
英基板上に薄膜トランジスタが形成された液晶表示装置
等についてこの発明を適用してもよい。
【００４６】また、上記実施の形態では、上記ポリシリ
コン半導体層２を形成する際にポリシリコン層にリンイ
オンをドーピングしたが、リンの他にボロン等を用いて
もよい。また、ドーピングの代わりにｎ＋シリコンを堆
積した後、パターン形成して用いてもよい。
【００４７】また、上記実施の形態では、酸化シリコン
からなるゲー卜絶縁膜４および層間絶縁膜６を形成した
が、窒化シリコンを用いてゲート絶縁膜および層間絶縁
膜を形成してもよい。
【００４８】また、上記実施の形態では、上記有機層間
絶縁膜９は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミ
ドイミド樹脂、ポリアミド樹脂等種々のものを用いるこ
とが可能であるが、後の工程を考慮した場合、２００℃
以上か、できれば３００℃以上のガラス転移点を有する
材料が望ましい。
【００４９】また、上記実施の形態では、ＩＴＯからな
る画素電極１０を形成したが、この液晶表示装置が反射
型の場合、画素電極はアルミニウム等の金属を用いて形
成しもよい。また、上記ゲー卜電極５,バスライン,ソー
ス電極７,ドレイン電極８および付加容量電極１２等
は、所定の導電率を有する導体であればよく、アルミニ
ウム,タンタル,チタン,クロム,モリブデン,銅,ドープさ
れたシリコンおよびＩＴＯ等や、これらの合金等を用い
てよい。
【００５０】
【発明の効果】以上より明らかなように、請求項１の発
明の液晶表示装置は、２つの基板の間に液晶が注入さ
れ、上記２つの基板の少なくとも一方の基板上に複数の
非線形素子と上記複数の非線形素子に電気信号を入力す
るバスラインとが形成された液晶表示装置において、上
記基板上,複数の非線形素子上および上記バスライン上
に低誘電率有機絶縁膜を形成し、上記低誘電率有機絶縁
膜上に複数の非線形素子により液晶に電界を夫々印加す
る複数の画素電極を形成し、上記複数の画素電極上に高
誘電率無機絶縁膜を形成して、上記高誘電率無機絶縁膜
上に各画素電極に一部が重なるように、互いに隣接する
画素電極の間から光が透過しないように遮光する複数の
付加容量電極を形成したものである。
【００５１】したがって、請求項１の発明の液晶表示装
置によれば、バスラインと付加容量電極との間に形成さ
れた低誘電率有機絶縁膜は、樹脂等を塗布することによ
って、長時間を要することなく数μｍの厚膜を任意の厚
さで容易に形成でき、バスライン容量の増加を抑制でき
ると共に、３００℃以下の低いプロセス温度で低誘電率
有機絶縁膜の表面を平坦にして、画素電極表面を平坦化
できるので、画素電極と対向電極との間のリークや短絡
不良を防止することができる。さらに、上記画素電極上
に高誘電率無機絶縁膜を形成することによって、画素電
極と対向電極との間のリークを特に防止することができ
る。また、上記付加容量電極を互いに隣接する画素電極
の間から光が透過しないように設けることにより、対向
基板の遮光膜を不要とすることができ、表示コントラス
トを大きくできる。また、上記付加容量電極に酸化チタ
ン等の黒色導電体を用いることにより、反射光を抑制す
ることができる。したがって、極めて表示品位の高い液
晶表示装置を得ることができる。また、上記付加容量電
極と対向電極とを接続した場合は、電界が液晶分子の配
向に影響を与えることもなく、また、液晶層の上下電極
すなわち画素電極と対向電極が付加容量電極を介して短
絡しても不良とならないため、製造良品率が非常に高く
なり、製造原価を低減することができる。
【００５２】また、請求項２の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶
縁膜の比誘電率が３．５以下であるので、上記バスライ
ンと付加容量電極との間の低誘電率有機絶縁膜に依存す
るバスライン容量をより小さくすることができる。
【００５３】また、請求項３の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記高誘電率無機絶
縁膜の比誘電率が３．５以上であるので、画素電極,高
誘電率無機絶縁膜および付加容量電極で構成された付加
容量部の容量をより大きくすることができる。
【００５４】また、請求項４の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶
縁膜が２００℃以上の温度にガラス転移点を有する高分
子化合物であるので、その高分子化合物で低誘電率有機
絶縁膜を形成した後、上記高誘電率無機絶縁膜をＣＶＤ
装置を用いて形成することができ、カバレッジがよく、
ピンホールの少ない良質の高誘電率無機絶縁膜を形成で
きるので、高誘電率無機絶縁膜の膜厚を１００ｎｍ程度
に薄膜化することによって、画素電極と付加容量電極と
の間隔を狭くして、画素電極,高誘電率無機絶縁膜およ
び付加容量電極で構成された付加容量部の容量を大きく
することができる。
【００５５】また、請求項５の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記低誘電率有機絶
縁膜の膜厚が上記高誘電率無機絶縁膜の膜厚より厚いの
で、上記バスラインと画素電極との間の低誘電率有機絶
縁膜に依存するバスライン容量を小さくする一方、画素
電極,高誘電率無機絶縁膜および付加容量電極で構成さ
れた付加容量部の容量を大きくすることができる。
【００５６】また、請求項６の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、極めて耐熱性の高い
ポリイミド樹脂で上記低誘電率有機絶縁膜を形成するの
で、その後、上記高誘電率無機絶縁膜をＣＶＤ装置を用
いて形成することができ、カバレッジがよく、ピンホー
ルの少ない良質の高誘電率無機絶縁膜を形成することが
できる。
【００５７】また、請求項７の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記高誘電率無機絶
縁膜が酸化シリコンまたは窒化シリコンの膜を含むの
で、高誘電率無機絶縁膜の比誘電率を大きくすることが
でき、画素電極,高誘電率無機絶縁膜および付加容量電
極で構成された付加容量部の容量を容易に大きくするこ
とができる。
【００５８】また、請求項８の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記付加容量電極の
表面が金属酸化膜であるので、例えば、タンタル等の陽
極酸化可能な金属を用いて付加容量電極を形成し、その
表面を陽極酸化して、金属酸化膜を形成することによっ
て、付加容量電極と対向電極との間を絶縁して、付加容
量電極と対向電極との間の短絡を防止することができ
る。
【００５９】また、請求項９の発明の液晶表示装置は、
請求項１の液晶表示装置において、上記画素電極上の上
記高誘電率無機絶縁膜の少なくとも一部が開口している
ので、例えば、画素電極の表示領域上の高誘電率無機絶
縁膜に多数の小さな孔を設けて、画素電極の電圧低下を
防ぐと共に、画素電極と対向電極とのリークを防ぐこと
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の液晶表示装
置の薄膜トランジスタの形成された表示駆動パネルの要
部断面図である。
【図２】 図２は従来の液晶表示装置の要部断面図であ
る。
【図３】 図３は低温ポリシリコン薄膜トランジスタを
用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の要部断面
図である。
【符号の説明】
１…ガラス基板、２…ポリシリコン半導休層、３…ポリ
シリコン領域、４…ゲート絶縁膜、５…ゲー卜電極、６
…層間絶縁膜、７…ソース電極、８…ドレイン電極、９
…有機層間絶縁膜、１０…画素電極、１１…無機層間絶
縁膜、１２…付加容量電極、２０…薄膜トランジスタ。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ２つの基板の間に液晶が注入され、上記
    ２つの基板の少なくとも一方の基板上に複数の非線形素
    子と上記複数の非線形素子に電気信号を入力するバスラ
    インとが形成された液晶表示装置において、 上記基板上,上記複数の非線形素子上および上記複バス
    ライン上に形成された低誘電率有機絶縁膜と、 上記低誘電率有機絶縁膜上に形成され、上記複数の非線
    形素子により上記液晶に電界を夫々印加する複数の画素
    電極と、 上記複数の画素電極上に形成された高誘電率無機絶縁膜
    と、 上記高誘電率無機絶縁膜上に上記各画素電極に一部が重
    なるように形成され、互いに隣接する上記画素電極の間
    から光が透過しないように遮光する複数の付加容量電極
    とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記低誘電率有機絶縁膜の比誘電率が３．５以下である
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記高誘電率無機絶縁膜の比誘電率が３．５以上である
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記低誘電率有機絶縁膜が２００℃以上の温度にガラス
    転移点を有する高分子化合物であることを特徴とする液
    晶表示装置。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記低誘電率有機絶縁膜の膜厚が上記高誘電率無機絶縁
    膜の膜厚より厚いことを特徴とする液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記低誘電率有機絶縁膜がポリイミド樹脂であることを
    特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記高誘電率無機絶縁膜が酸化シリコンまたは窒化シリ
    コンの膜を含むことを特徴とする液晶表示装置。
  8. 【請求項８】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、 上記付加容量電極の表面が金属酸化膜であることを特徴
    とする液晶表示装置。
  9. 【請求項９】 請求項１に記載の液晶表示装置におい
    て、上記複数の画素電極上の上記高誘電率無機絶縁膜の
    少なくとも一部が開口していることを特徴とする液晶表
    示装置。
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