[发明专利]TFT阵列基板及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种薄膜晶体管（Thin Film Transistor：TFT）阵列基板及使用该基板的液晶显示装置，特别是涉及一种在平坦化绝缘膜上隔着绝缘膜将像素电极与共通电极相对配置的边缘场切换（FFS：Fringe Field Switching）方式的薄膜晶体管阵列基板及液晶显示装置的结构。

背景技术

通常，如果大致对液晶显示装置的显示模式进行区分，则存在TN（Twisted Nematic）方式、以IPS（In-Plane Switching）方式和FFS方式（Fringe Field Switching）为代表的横电场方式。横电场式液晶显示装置能够获得广视角及高对比度。

IPS方式的液晶显示装置是对夹持在相对的基板间的液晶施加横电场而进行显示的显示方式，由于施加横电场的像素电极与共通电极设置在同一层，因此，无法充分地驱动位于像素电极正上方的液晶分子，透过率降低。

另一方面，在FFS方式中，由于共通电极与像素电极夹着层间绝缘膜而配置，因此，产生斜电场（边缘电场），针对像素电极正上方的液晶分子也能够施加横向的电场，能够充分地进行驱动。由此，能够实现广视角，且获得比IPS方式高的透过率。

近年来，存在进一步低功耗化、高开口率化的要求，提出了使用厚的平坦化绝缘膜的FFS式薄膜晶体管（TFT）阵列基板构造（例如专利文献1～2）。通过在共通配线和源极配线、TFT元件上形成厚的平坦化绝缘膜，从而能够降低各信号线的寄生电容，抑制功耗。另外，由于能够填埋各配线的台阶，使TFT阵列基板的上表面平坦化，因此，能够消除一直以来由于台阶部分而产生的液晶取向混乱，通过减少无助于显示的区域，从而提高开口率。并且，通过使像素电极远离信号线，从而能够消除由信号线产生的电场的影响，能够使像素电极与信号线重叠地形成。其结果，能够增大像素电极。

专利文献1：日本特开2009－133954号公报

专利文献2：日本特开2007－226175号公报

专利文献3：日本特开2008－165134号公报

专利文献4：日本特开2009－036947号公报

FFS方式的液晶装置以在设置于上层并具有狭缝的像素电极（或相对电极）和隔着绝缘膜而配置在像素电极的下层的相对电极（或像素电极）之间产生的边缘电场，对液晶进行驱动。像素电极及相对电极由ITO或IZO等透明导电膜形成，不会降低像素开口率。另外，由于由像素电极和相对电极形成存储电容，因此，与TN模式的液晶装置不同，无需在像素内另外形成存储电容。并且，如果使像素电极与相对电极之间的层间绝缘膜变薄，则电场强度提高，能够以更低的电压驱动液晶。例如优选将层间绝缘膜的厚度设为薄至200～400nm。

但是，在使用上述厚的平坦化绝缘膜的TFT阵列基板中，由于接触孔变深，因此产生新的课题。如专利文献1或专利文献2的图7所示，像素电极和共通电极必须经由接触孔而与TFT的漏极电极、共通配线电气导通。如果形成由感光性树脂等构成的平坦化绝缘膜，则由于接触孔的宽高比较大，很难在接触孔内部均匀地形成层间绝缘膜。并且，如果将层间绝缘膜的膜厚设得很薄，则容易在接触孔的底部和倾斜部分处产生针孔等包覆缺陷。如果在层间绝缘膜上产生针孔，则在加工上层的透明导电膜时，蚀刻液穿过针孔而渗入，使下层的透明导电膜溶解，因此引起连接不良和电阻增大。

针对上述课题，例如在专利文献3中，提出了一种使用实施了电气隔离的上层电极的一部分，对接触孔内部进行覆盖的构造。但是，考虑与玻璃基板大型化相伴的照相制版的重合精度的问题和会在隔离部中产生蚀刻残渣的情况，上述构造并不完善。

另外，例如在专利文献4中，提出了在接触孔内形成由液体材料构成的绝缘膜并掩埋该接触孔的方案。但是，为了完全地掩埋接触孔，需要在基板表面上涂敷一定量的液体材料，其结果，在像素电极与相对电极之间也残留该绝缘膜，因此，仅使像素电极与相对电极之间的绝缘膜的厚度变薄是极其困难的。另外，液体材料介电常数低，边缘电场弱，因此不优选。而且液体材料价格高。