(57)【要約】【課題】表示装置の点欠陥を減らすことができるアレイ基板および表示装置を提供する。【解決手段】有機絶縁膜１３０は支持基板１９０上に設けられている。画素電極１２０は有機絶縁膜１３０上において画素構造の各々に設けられておりスイッチング素子１１０と接続されている。画素電極１２０は互いに対向する一方端部Ｅ１および他方端部Ｅ２が設けられた電極パターンＰ１を有する。有機絶縁膜１３０のうち電極パターンＰ１に面する部分には、一方端部Ｅ１および他方端部Ｅ２の間をつなぐ側壁を有する凹部が設けられている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アレイ状に配列された複数の画素構造を有するアレイ基板であって、
支持基板と、
前記支持基板上において前記画素構造の各々に設けられたスイッチング素子と、
前記支持基板上に設けられた有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜上において前記画素構造の各々に設けられ前記スイッチング素子と接続された画素電極とを備え、前記画素電極は互いに対向する一方端部および他方端部が設けられた電極パターンを有し、前記有機絶縁膜のうち前記電極パターンに面する部分には、前記一方端部および他方端部の間をつなぐ側壁を有する凹部が設けられている、アレイ基板。
【請求項２】
前記凹部は、前記一方端部および他方端部の間をつなぐ第１の溝部を含む、請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項３】
前記第１の溝部は第１の延在方向を有し、
前記凹部は、前記一方端部および他方端部の間をつなぐ第２の溝部を含み、前記第２の溝部は、前記第１の延在方向と異なる第２の延在方向を有する、請求項２に記載のアレイ基板。
【請求項４】
前記第１の溝部の延在方向は前記一方端部および前記他方端部の間で変化している、請求項２に記載のアレイ基板。
【請求項５】
前記第１の溝部は、Ｖ字形状およびジグザグ形状の少なくともいずれかを有する、請求項４に記載のアレイ基板。
【請求項６】
前記凹部は市松模様をなしている、請求項１に記載のアレイ基板。
【請求項７】
前記有機絶縁膜のうち前記電極パターンに面する部分は前記凹部の外側において傷を有し、前記画素電極は前記傷上で局所的に分断されている、請求項１から６のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項８】
前記凹部の前記側壁は前記支持基板に対して垂直である、請求項１から７のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項９】
前記電極パターンは、前記画素電極のうち光を透過する透過部を構成する透過パターンである、請求項１から８のいずれか１項に記載のアレイ基板。
【請求項１０】
請求項１から９に記載のアレイ基板と、
前記アレイ基板の前記画素電極の電位によって光学的性質が変調される変調層とを備える、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アレイ基板および表示装置に関し、特に、有機絶縁膜上に設けられた画素電極を有するアレイ基板と、それを用いた表示装置とに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置に用いられるＴＦＴ(Thin Film Transistor)アレイ基板において画素電極はしばしば有機絶縁膜上に設けられる。たとえば特開２００３−５０３８９号公報（特許文献１）による半透過型液晶表示装置においては、反射電極膜および透明電極膜がアクリル樹脂膜上に設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５０３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
液晶表示装置のパネル点灯時に点欠陥が認識されることがある。点欠陥の主要な要因のひとつは有機絶縁膜上の異物である。有機絶縁膜上の異物は、その上に成膜される透明電極膜（より一般には画素電極）を分断させてしまうことがある。そこで、画素電極を成膜する前に異物を除去するための洗浄を行うことが考えられる。ブラシを用いた物理的な洗浄は異物の除去に特に効果的であるが、ブラシまたはブラシにからまった異物による傷（ブラシ傷と称する）が有機絶縁膜に発生することがある。ブラシ傷上においては画素電極の成膜不良が生じやすく、その結果、ブラシ傷を境にして画素電極膜が分断されることがある。この場合、画素電極に部分的にしか電位を印加することができないという電気的接続不良が生じる。この不良がある画素においては液晶の変調不良が生じることでパネル点灯時に点欠陥が認識される。つまり、有機絶縁膜上において異物は除去されたもののブラシ傷が加えられたことで、結局、表示装置の点欠陥が発生してしまうことがある。
【０００５】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、表示装置の点欠陥を減らすことができるアレイ基板および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】
【０００６】
本発明のアレイ基板は、アレイ状に配列された複数の画素構造を有するものである。アレイ基板は、支持基板と、スイッチング素子と、有機絶縁膜と、画素電極とを有する。スイッチング素子は支持基板上において画素構造の各々に設けられている。有機絶縁膜は支持基板上に設けられている。画素電極は有機絶縁膜上において画素構造の各々に設けられておりスイッチング素子と接続されている。画素電極は互いに対向する一方端部および他方端部が設けられた電極パターンを有する。有機絶縁膜のうち電極パターンに面する部分には、一方端部および他方端部の間をつなぐ側壁を有する凹部が設けられている。
【０００７】
本発明の表示装置は、上記アレイ基板と、アレイ基板の画素電極の電位によって光学的性質が変調される変調層とを有する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のアレイ基板によれば、画素電極の形成前に有機絶縁膜の表面に、たとえば洗浄作業などに起因して傷が加わった場合においても、傷が有機絶縁膜の凹部内にまでは達しにくい。このため、有機絶縁膜の傷に起因してその上で画素電極が分断される場合であっても、電極パターンの一方端部と他方端部との間に位置する凹部では画素電極が分断されにくい。これにより電極パターンの一方端部および他方端部の間での電気的接続がより確実に得られる。よってこの電気的接続の不良に起因した表示装置の点欠陥を減らすことができる。
【０００９】
本発明の表示装置によれば、上述したアレイ基板を用いることによって、電気的接続の不良に起因した、変調層の変調不良を抑制することができる。これにより表示装置の点欠陥を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における表示装置の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１のアレイ基板の構成を模式的に示す部分平面図である。
【図３】図２の各画素構造の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】図３の線ＩＶ−ＩＶに沿う概略断面図である。
【図５】図４の透過領域パターンに面する有機絶縁膜の表面の構造を、その凹部にハッチングを付しつつ、概略的に示す平面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩに沿う概略断面図である。
【図７】図５の変形例を示す平面図である。
【図８】本発明の実施の形態２における表示装置において、透過領域パターンに面する有機絶縁膜の表面の構造を、その凹部にハッチングを付しつつ、概略的に示す平面図である。
【図９】本発明の実施の形態３における表示装置において、透過領域パターンに面する有機絶縁膜の表面の構造を、その凹部にハッチングを付しつつ、概略的に示す平面図である。
【図１０】図９の第１の変形例を示す平面図である。
【図１１】図９の第２の変形例を示す平面図である。
【図１２】本発明の実施の形態４における表示装置において、透過領域パターンに面する有機絶縁膜の表面の構造を、その凹部にハッチングを付しつつ、概略的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００１２】
（実施の形態１）
図１を参照して、液晶表示装置９００（表示装置）はバックライト５００および液晶パネルを有する。液晶パネルは、アレイ基板１００と、液晶層２００（変調層）と、対向基板３００と、偏光板４０１および４０２と、駆動回路（図示せず）とを有する。偏光板４０１は液晶パネルの、バックライト５００に面する面に設けられている。偏光板４０２は液晶パネルの、偏光板４０１が設けられた面と反対の面に設けられている。液晶層２００はアレイ基板および対向基板３００の間に保持されている。液晶層２００はアレイ基板１００の画素電極１２０の電位によって光学的性質が変調されるものである。
【００１３】
図２を参照して、アレイ基板１００は額縁領域（図示せず）に囲まれた表示領域を有する。アレイ基板１００は表示領域において複数の画素構造ＰＸを有する。画素構造ＰＸは、図中Ｙ方向に延びる複数のソース線１０１（信号線）と図中Ｘ方向（Ｙ方向に垂直な方向）に延びる複数のゲート線１０２（走査線）とで区切られることによってアレイ状に配列されている。
【００１４】
図３を参照して、画素構造ＰＸの各々にはＴＦＴ１１０（スイッチング素子）および画素電極１２０が設けられている。ＴＦＴ１１０はソース線１０１と画素電極１２０との間の電気的接続をゲート線１０２の電位に応じてスイッチングするものである。画素電極１２０は、光を透過する透過部を構成する透過パターンＰ１と、光を反射する反射部を構成する反射パターンＰ２とを有する。この構成により液晶表示装置９００（図１）は半透過型の表示装置とされている。本実施の形態においてはＴＦＴ１１０は透過パターンＰ１に接続されている。また透過パターンＰ１および反射パターンＰ２は図中Ｙ方向において互いに隣り合っている。
【００１５】
図４を参照して、アレイ基板１００は、ガラス基板１９０（支持基板）と、ＴＦＴ１１０（スイッチング素子）と、無機絶縁膜１１４と、有機絶縁膜１３０と、画素電極１２０とを有する。
【００１６】
ＴＦＴ１１０はガラス基板１９０上に設けられている。ＴＦＴ１１０は逆スタガ型の構造を有している。具体的にはＴＦＴ１１０は、ソース電極１１１と、ドレイン電極１１２と、ゲート電極１１３と、ゲート絶縁膜１１４ｇと、半導体膜１１５とを有する。ゲート絶縁膜１１４ｇは、図示されているように、無機絶縁膜１１４の一部によって構成され得る。半導体膜１１５としては、たとえば、非晶質、多結晶、もしくは微結晶のシリコン、または、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏなどの酸化物半導体を用い得る。
【００１７】
有機絶縁膜１３０は、無機絶縁膜１１４を介してガラス基板１９０上に設けられており、ＴＦＴ１１０を覆っている。有機絶縁膜１３０の表面ＳＦには、詳しくは後述するように、凹部が設けられている。
【００１８】
画素電極１２０は有機絶縁膜１３０上において画素構造ＰＸの各々に設けられており、ＴＦＴ１１０のドレイン電極１１２と接続されている。画素電極１２０とドレイン電極１１２との接続は、たとえば、有機絶縁膜１３０中に設けられたコンタクト構造（図示せず）により行われている。画素電極１２０は透明電極１２１および反射電極１２２を有する。透明電極１２１は有機絶縁膜１３０上に設けられている。透明電極１２１および反射電極１２２は互いに接触しており、これにより互いに電気的に接続されている。反射電極１２２は、その一部または全部が透明電極１２１上に設けられていてもよい。
【００１９】
画素電極１２０は、互いに対向する端部Ｅ１（一方端部）およびＥ２（他方端部）が設けられた電極パターンを有する。本実施の形態においては、この電極パターンは、画素電極１２０のうち光を透過する透過部を構成する透過パターンＰ１であり、端部Ｅ１およびＥ２はＹ方向において互いに対向している。透過パターンＰ１は、透明電極１２１が設けられた領域であってかつ反射電極１２２が設けられていない領域に対応しており、アレイ基板１００の表示領域のうち透過部を構成するものである。
【００２０】
図５および図６を参照して、有機絶縁膜１３０の表面ＳＦのうち透過パターンＰ１に面する部分には、端部Ｅ１およびＥ２の間をつなぐ側壁ＳＷを有する凹部（図５においてハッチングを付した領域）が設けられている。この凹部は、本実施の形態においては、端部Ｅ１およびＥ２の間をつなぐ溝ＴＲ（第１の溝部）である。本実施の形態においては、端部Ｅ１およびＥ２は互いに平行な直線部であり、これら直線部の延在方向に対して溝ＴＲの延在方向は直交している。具体的には、図中、端部Ｅ１およびＥ２は、Ｘ方向に沿って延びており、溝ＴＲはＹ方向に沿って延びている。
【００２１】
画素電極１２０は、上記のように凹部が設けられた有機絶縁膜１３０上に成膜されることで形成される。よってこの凹部に対応した表面形状が画素電極１２０にも付与される。
【００２２】
有機絶縁膜１３０の表面ＳＦには、傷ＳＣが加わっている場合がある。傷ＳＣは、有機絶縁膜１３０の成膜後、かつ画素電極１２０の成膜前に有機絶縁膜１３０の表面に生じたものである。傷ＳＣは、典型的には、有機絶縁膜１３０の成膜後の、ブラシを用いた洗浄工程に起因したブラシ傷である。この場合、傷ＳＣの延在方向は、ブラシが有機絶縁膜１３０上をかする方向である。傷ＳＣは、ブラシ自体またはブラシに付着した異物によって生じ得る。傷ＳＣの存在自体は好ましいものではないが、上述した洗浄の必要性などから、傷ＳＣが避けられない場合がある。傷ＳＣが存在する場合、その方向は、溝ＴＲの方向と交差していることが好ましく、図示しているように直交していることがより好ましい。言い換えれば、傷ＳＣは、Ｙ方向と交差していることが好ましく、Ｘ方向に沿っていることが好ましい。
【００２３】
有機絶縁膜１３０は、感光性樹脂を用いて形成することができる。この場合、フォトリソグラフィ法を用いて、凹部としての溝ＴＲを形成することができる。
【００２４】
なお有機絶縁膜１３０のうち反射パターンＰ２（図４）に面する部分には、その上に設けられる反射電極１２２で光の拡散反射が生じるように、凹凸形状が設けられる。反射パターンＰ２内における有機絶縁膜１３０のこの凹凸形状は、透過パターンＰ１内におけるものとは異なってもよく、好ましくは、孤立した凹形状または凸形状を有するものであり、この凹形状または凸形状は、たとえば円形状である。
【００２５】
本実施の形態によれば、画素電極１２０の形成前に有機絶縁膜１３０の表面ＳＦに、たとえば洗浄作業などに起因して傷ＳＣが加わった場合においても、傷ＳＣが有機絶縁膜１３０の凹部内にまでは達しにくい。このため、有機絶縁膜１３０の傷ＳＣに起因してその上で画素電極１２０が分断される場合であっても、電極パターンの端部Ｅ１とＥ２との間に位置する凹部では画素電極１２０が分断されにくい。これにより電極パターンの端部Ｅ１およびＥ２の間での電気的接続がより確実に得られる。よってこの電気的接続の不良に起因した、液晶層２００の変調不良を抑制することができる。これにより液晶表示装置９００の点欠陥を減らすことができる。
【００２６】
言い換えれば、次のようにも言える。アレイ基板１００においては、有機絶縁膜１３０のうち透過パターンＰ１（電極パターン）に面する部分は、溝ＴＲ（凹部）の外側において、傷ＳＣを有することがある。傷ＳＣ上で画素電極１２０は局所的に分断されることがある。この場合、仮に溝ＴＲが設けられていなかったとしたら生じたであろう、傷ＳＣに沿った画素電極１２０の完全な分断を、溝ＴＲによって避けることができる。特に、ブラシによる有機絶縁膜１３０の洗浄が行われる場合、溝ＴＲの延在方向を、ブラシがかする方向（図５のＸ方向）に対して直交方向（図５のＹ方向）とすることで、ブラシ傷が溝ＴＲ内においても発生する確率をより低減することができる。
【００２７】
上記のように、有機絶縁膜１３０の凹部として端部Ｅ１およびＥ２の間をつなぐ溝ＴＲ（第１の溝部）が設けられる。これにより溝ＴＲによって、端部Ｅ１および端部Ｅ２の間をつなぐ側壁ＳＷが設けられる。よって、傷を受けにくい側壁ＳＷ上の電気的経路によって、端部Ｅ１および端部Ｅ２の間の電気的接続をより確実なものとすることができる。
【００２８】
凹部（本実施の形態においては溝ＴＲ）の側壁ＳＷはガラス基板１９０に対して垂直であることが好ましい。側壁ＳＷの傾きが緩やか過ぎる構成では、凹部の内部にまで傷ＳＣが達しやすくなる。特に有機絶縁膜１３０がブラシで洗浄される場合、ブラシの先端が側壁ＳＷの形状に追従して侵入することにより、凹部の奥深くまで傷が入りやすくなる。逆に凹部が表面から内部へと逆テーパ状に形成される構成では、側壁ＳＷが画素電極１２０によって被覆されにくくなるので、側壁ＳＷに沿った電気的経路を確実に形成しにくくなる。側壁ＳＷをガラス基板１９０に対して垂直とすることで、これら両方の短所を避けることができる。
【００２９】
端部Ｅ１および端部Ｅ２が設けられた電極パターンは、本実施の形態においては、画素電極１２０のうち光を透過する透過部を構成する透過パターンＰ１である。これにより、特に問題となりやすい、透過部における画素電極１２０の電気的経路の分断を、上述したように抑制することができる。
【００３０】
なお図５においては溝ＴＲの延在方向は端部Ｅ１および端部Ｅ２としての直線部の延在方向に対して直交しているが、図７に示すように、斜めに交差してもよい。
【００３１】
（実施の形態２）
図８を参照して、本実施の形態においては有機絶縁膜１３０の表面ＳＦは凹部（図中、ハッチング領域）として、実施の形態１の溝ＴＲ（図５）に代わり、溝ＴＲ１（第１の溝部）およびＴＲ２（第２の溝部）を有する。溝ＴＲ１およびＴＲ２の各々は、端部Ｅ１およびＥ２の間をつないでいる。溝ＴＲ１およびＴＲ２のそれぞれは、延在方向Ｎ１（第１の延在方向）およびＮ２（第２の延在方向）を有する。延在方向Ｎ１およびＮ２は互いに異なっている。
【００３２】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００３３】
本実施の形態によれば、傷ＳＣが有機絶縁膜１３０に延在方向Ｎ１に沿って加わった場合においても、延在方向Ｎ２に沿った溝ＴＲ２に沿った電気的経路は、傷ＳＣの影響を受けにくい。よって電極パターンの端部Ｅ１とＥ２との間での画素電極１２０の電気的接続がより確実に得られる。
【００３４】
（実施の形態３）
図９を参照して、本実施の形態においては有機絶縁膜１３０の表面ＳＦは凹部（図中、ハッチング領域）として、実施の形態１の溝ＴＲ（図５）に代わり、溝ＴＲａ（第１の溝部）を有する。溝ＴＲａの延在方向は端部Ｅ１およびＥ２の間で変化している。具体的には、溝ＴＲａはＶ字形状を有し、これにより一の特定の延在方向をもたないものとされている。
【００３５】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００３６】
本実施の形態によれば、溝ＴＲａは一の特定の延在方向をもたない。よって特定の延在方向に沿った傷ＳＣに対して弱い構造となることを避けることができる。
【００３７】
なおＶ字形状の溝ＴＲａの代わりに、たとえば、ジグザグ形状の溝ＴＲｂ（図１０）または湾曲形状の溝ＴＲｃ（図１１）が用いられてもよい。
【００３８】
（実施の形態４）
図１２を参照して、本実施の形態においては有機絶縁膜１３０の表面ＳＦは、側壁ＳＷが設けられた凹部ＴＳ（図中、ハッチング領域）を有する。表面ＳＦにおいて凹部ＴＳは市松模様をなしている。
【００３９】
なお、上記以外の構成については、上述した実施の形態１の構成とほぼ同じであるため、同一または対応する要素について同一の符号を付し、その説明を繰り返さない。
【００４０】
本実施の形態によれば、凹部ＴＳの側壁ＳＷを格子状とすることができる。これにより、側壁ＳＷが単なる線状である場合に比して、特定の延在方向に沿った傷ＳＣに対して弱い構造となることを避けることができる。
【００４１】
上記各実施の形態で説明した有機絶縁膜１３０の凹部と凸部（すなわち凹部でない部分）とは互いに逆にされてもよい。具体的には、たとえば図８において、溝ＴＲ１およびＴＲ２の領域が凸部とされ、それ以外の領域が凹部とされてもよい。このような凹部であっても、上記実施の形態で説明したのとほぼ同様の作用効果が得られる。
【００４２】
またアレイ基板１００においてはＴＦＴ１１０が透過パターンＰ１に接続されているが、ＴＦＴ１１０は反射パターンＰ２に接続されていてもよい。また端部Ｅ１およびＥ２を有する電極パターンが透過部を構成する透過パターンＰ１である場合について説明したが、電極パターンはこれに限定されるものではなく、たとえば、透過パターンＰ１を包含する透明電極全体のパターン、または反射部を構成する反射パターンＰ２であってもよい。また画素電極は必ずしも透明電極および反射電極の両方を有する必要はなく、いずれか一方または中間的な半透過電極を有するものであってもよい。またアレイ基板１００に設けられる画素電極の構造は上述したものに限定されず、たとえば、ＦＦＳ(Fringe Field Switching)方式を用いるために、透明な画素電極および共通電極（対向電極）が設けられてもよい。またスイッチング素子としてのＴＦＴは、逆スタガ型に限定されるものではなく、トップゲート型またはコプラナー型であってもよい。
【００４３】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  アレイ基板、１０１  ソース線、１０２  ゲート線、１１０  ＴＦＴ（スイッチング素子）、１１１  ソース電極、１１２  ドレイン電極、１１３  ゲート電極、１１４  無機絶縁膜、１１４ｇ  ゲート絶縁膜、１１５  半導体膜、１２０  画素電極、１２１  透明電極、１２２  反射電極、１３０  有機絶縁膜、１９０  ガラス基板（支持基板）、２００  液晶層（変調層）、３００  対向基板、４０１  偏光板、４０２  偏光板、５００  バックライト、９００  液晶表示装置（表示装置）、Ｅ１  端部、Ｅ２  端部、Ｎ１  延在方向、Ｎ２  延在方向、Ｐ１  透過パターン、Ｐ２  反射パターン、ＰＸ  画素構造、ＳＣ  傷、ＳＦ  表面、ＳＷ  側壁、ＴＲ，ＴＲ１，ＴＲ２  溝（凹部）、ＴＳ  凹部。
【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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