(57)【要約】【課題】画素電極とソース電極を接続するためのスルーホールの径が小さくなった場合に、配向膜材料がスルーホール内に流れ込みにくくなる現象を対策する。【解決手段】有機パッシベーション膜１０４の上にコモン電極１０５が形成され、その上に層間絶縁膜１０６が形成され、その上にスリットを有する画素電極１０７が形成され、スルーホール１０９を介してＴＦＴのソース電極１０２と画素電極１０７が導通する構成の画素を有するＴＦＴ基板１００において、スルーホール１０９の深さのＤ/２の位置におけるテーパ角が５０度以上であり、画素電極１０７はスルーホール１０９の側壁の一部を覆っており、スルーホール１０９の側壁の他の部分は画素電極１０７によって覆われていない。これによって、配向膜材料１０８がスルーホール１０９内に流れ込み易くし、スルーホール１０９付近における配向膜１０８の膜厚むらを解消する。【選択図】図３
2015114374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機パッシベーション膜の上にコモン電極が形成され、前記コモン電極を覆って、層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上にスリットを有する画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜および前記層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極と画素電極が導通する構成の画素を有するＴＦＴ基板と、
前記画素に対応する部分にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタと前記カラーフィルタの間にブラックマトリクスが形成された対向基板を有し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールの断面は、前記対向基板に近い側が上底であり、前記ソース電極の側が下底であり、前記上底の径は前記下底の径よりも大きく、深さがＤであるとしたとき、
前記有機パッシベーション膜に形成された前記スルーホールの前記Ｄ/２の深さにおけるテーパ角は、５０度以上であり、
前記画素電極は前記スルーホールの側壁の一部を覆っており、前記スルーホールの側壁の他の部分は画素電極によって覆われていないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
有機パッシベーション膜の上に画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極と画素電極が導通し、前記画素電極を覆って、層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上にスリットを有するコモン電極が形成されている構成の画素を有するＴＦＴ基板と、
前記画素に対応する部分にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタと前記カラーフィルタの間にブラックマトリクスが形成された対向基板を有し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールの断面は、前記対向基板に近い側が上底であり、前記ソース電極の側が下底であり、前記上底の径は前記下底の径よりも大きく、深さがＤであるとしたとき、
前記有機パッシベーション膜に形成された前記スルーホールの前記Ｄ/２の深さにおけるテーパ角は、５０度以上であり、
前記コモン電極は前記スルーホールの側壁の一部を覆っており、前記スルーホールの側壁の他の部分はコモン電極によって覆われていないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】
前記スルーホールの前記テーパ角は６０度以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
有機パッシベーション膜の上にコモン電極が形成され、前記コモン電極を覆って、層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上にスリットを有する画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜および前記層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極と画素電極が導通する構成の画素を有するＴＦＴ基板と、
前記画素に対応する部分にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタと前記カラーフィルタの間にブラックマトリクスが形成された対向基板を有し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールの断面は、前記対向基板に近い側が上底であり、前記ソース電極の側が下底であり、前記上底の径は前記下底の径よりも大きく、深さがＤであるとしたとき、
前記有機パッシベーション膜に形成された前記スルーホールの前記Ｄ/２の深さにおけるテーパ角は、５０度以上であり、
前記画素電極前記スリットは、前記スルーホールの上面から１μｍ以上、または、前記スルーホールの上面からＤ/４以上の深さにまで延在していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項５】
有機パッシベーション膜の上に画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極と画素電極が導通し、前記画素電極を覆って、層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上にスリットを有するコモン電極が形成されている構成の画素を有するＴＦＴ基板と、
前記画素に対応する部分にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタと前記カラーフィルタの間にブラックマトリクスが形成された対向基板を有し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールの断面は、前記対向基板に近い側が上底であり、前記ソース電極の側が下底であり、前記上底の径は前記下底の径よりも大きく、深さがＤであるとしたとき、
前記有機パッシベーション膜に形成された前記スルーホールの前記Ｄ/２の深さにおけるテーパ角は、５０度以上であり、
前記画素電極前記スリットは、前記スルーホールの上面から１μｍ以上、または、前記スルーホールの上面からＤ/４以上の深さにまで延在していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記スリットは、前記スルーホールの下底まで延在していることを特徴とする請求項４または５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記スルーホールの前記テーパ角は６０度以上であることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に高精細画面においても透過率の減少が小さく、かつ、画素欠陥の少ない液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を有する画素がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。携帯電話やスマートフォン、ＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｔｉｌｌ Ｃａｍｅｒａ）等の携帯情報端末には、小型の液晶表示装置が広く使用されている。液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。
【０００４】
ＩＰＳ方式も種々存在するが、例えば、コモン電極を平面ベタで形成し、その上に、絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極を配置し、画素電極とコモン電極の間に発生する電界によって液晶分子を回転させる方式が透過率を大きくすることが出来るので、現在主流となっている。コモン電極と層間絶縁膜は平坦化膜を兼ねた、有機パッシベーション膜の上に形成される。
【０００５】
一方、液晶表示装置において、高精細画面として画素のサイズを小さくすると、画素電極とＴＦＴのソース電極を接続するスルーホールの径の占める割合が大きくなる。
【０００６】
上記のようなＩＰＳ方式の液晶表示装置において、画素に占めるスルーホールの径の割合が大きくなると、有機パッシベーション膜とその上に形成される層間絶縁膜との接着強度が弱くなり、層間絶縁膜が剥がれるという問題を生ずる。特許文献１には、層間絶縁膜をスルーホール内には形成せず、有機パッシベーション膜の上にのみ形成することによって、層間絶縁膜に対するストレスを軽減し、層間絶縁膜の剥離を防止する構成が記載されている。
【０００７】
高精細画面となり、画素が小さくなるにしたがって、スルーホールの径も小さくしようとすると、スルーホールの壁部のテーパ角（以後スルーホールのテーパ角ということもある）を大きくしなければならない。一方、液晶を初期配向させるために配向膜が使用されるが、この配向膜材料は当初は液体の状態のものをフレキソ印刷あるいはインクジェット等によって塗布する。
【０００８】
スルーホールのテーパ角を大きくすると、配向膜材料を塗布した場合、表面張力のために、配向膜材料がスルーホール内に入り込まないという現象を生ずる。そうすると、スルーホール内に配向膜が存在しないことに起因する、あるいは、スルーホール周辺における配向膜の膜厚むらに起因する輝度むら等の表示欠陥を生ずる。「特許文献２」は、スルーホールの上辺の周辺において、高さを変化させることによって、配向膜がスルーホール内に流れ込みやすくした構成が記載されている。
【０００９】
画素の大きさが小さくなると、画素における画素電極の占める割合が相対的に小さくなり、画素の透過率が小さくなる。液晶を初期配向させる配向膜の光配向では、スルーホールの内壁部も配向処理を行うことが出来るので、スルーホール内壁も表示領域として使用することが出来る。特許文献３は、光配向を利用して、スルーホール内も表示に利用することによって画素の透過率を上げる構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１１−５９３１４号公報
【特許文献２】特開２００７−３２２５６３号公報
【特許文献３】特開２０１３−１４０３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
最近は、小型の液晶表示装置においても、ＶＧＡ（Ｖｉｄｅｏ  Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ａｒｒａｙ、６４０×４８０ドット）のような高精細画面が要求されている。ここで、ドットとは、赤画素、緑画素、青画素の３ピクセルがセットになったものであるから、ピクセル数でいうと１９２０×４８０になる。３インチの画面でＶＧＡを可能にするには、ピクセルの短径は３２μｍというように、非常に小さなものになる。さらに、画素の短径が３０μｍを下回る高精細なものも開発されている。
【００１２】
画素が小さくなっても、所定の透過率を維持するためには、小さな面積にＴＦＴ、スルーホール等を配置し、画素電極面積が占める割合を出来るだけ大きくする必要がある。スルーホールの占める面積を小さくしようとすると、スルーホールのテーパ角が大きくなり、配向膜材料がスルーホール内にながれこみにくくなり、輝度むら等の表示欠陥が発生する。
【００１３】
特許文献２に記載の構成のように、スルーホールの上部周囲において、高低差を設けようとすると、いわゆる有機パッシベーション膜を使用することが出来なくなる。有機パッシベーション膜は２乃至４μｍと厚く形成されるので、表面が平坦になり、スルーホールの周囲において、高低差を形成することが困難になるからである。
【００１４】
一方、液晶表示装置の種類によっては、液晶層の層厚を一定にしたい等の要請から、有機パッシベーション膜を使用する必要がある。また、有機パッシベーション膜は膜厚が２乃至４μｍと厚く形成されるので、有機パッシベーション膜にスルーホールを形成すると、スルーホールの占める面積が大きくなるという問題がさらに深刻になる。
【００１５】
図１４は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、上記の問題点を示した斜視図であり、図１５は図１４のＩ−Ｉの断面図である。図１４において、内側にスリット１０７１を有する画素電極１０７がスルーホールを介してソース電極１０２と接続している。画素電極１０７の下には図示しない層間絶縁膜が存在し、その下には、図示しないコモン電極が存在している。
【００１６】
図１５は、スルーホール１０９およびその付近の断面図である。図１５において、ＴＦＴ基板１００の上にゲート絶縁膜１０１が形成され、その上にＴＦＴからのソース電極１０２が形成されている。ソース電極１０２およびゲート絶縁膜１０１の上に無機パッシベーション膜１０３が形成され、無機パッシベーション膜１０３の上に有機パッシベーション膜１０４が形成されている。有機パッシベーション膜１０４の上にコモン電極１０５が形成されている。コモン電極１０５を覆って層間絶縁膜１０６が形成され、層間絶縁膜１０６の上にスリットを有する画素電極１０７が形成されている。有機パッシベーション膜の下に無機パッシベーション膜を設けない構造であってもよい。
【００１７】
図１５において、ＴＦＴ基板１００と対向して対向基板２００が配置されており、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００が挟持されている。対向基板２００において、スルーホール１０９に対応した部分にはブラックマトリクス２０２が形成され、画素電極１０７に対応した部分にはカラーフィルタ２０１が形成されている。ブラックマトリクス２０２およびカラーフィルタ２０１を覆ってオーバーコート膜２０３が形成され、オーバーコート膜２０３の上に配向膜１０８が形成されている。
【００１８】
ＴＦＴ基板１００側において、画素電極１０７は無機パッシベーション膜１０３、有機パッシベーション膜１０４および層間絶縁膜１０６に形成されたスルーホール１０９を介してソース電極１０２と接続している。画面が高精細となり、画素の面積が小さくなると、画素の透過率を確保するために、スルーホール１０９の内壁のテーパ角を大きくしてスルーホールの占める面積を小さくする必要がある。
【００１９】
しかし、図１５に示すように、スルーホール１０９のテーパ角が大きいと、当初液体である配向膜材料１０８は、スルーホール１０９の上底１０９１からスルーホール１０９の内部に流れ込みにくくなる。そうすると、スルーホール１０９の内部に配向膜が形成されないという問題が生ずる。さらに、スルーホール１０９の周辺において、配向膜１０８の厚さが大きくなり、配向膜１０８の膜厚むらが生ずるという問題も生ずる。そうすると、スルーホール１０９内に配向膜が存在しないことに起因する、あるいは、スルーホール周辺における配向膜の膜厚むらに起因する輝度むら等の表示欠陥が発生する。
【００２０】
このように、配向膜がスルーホール１０９内に流れ込まない理由は次のように考えられる。図１６は、液体である配向膜材料１０８の接触角を示すものである。図１６（ａ）は、ＩＴＯで形成された平面状の画素電極１０７の上に配向膜材料１０８を滴下した場合であり、この場合の接触角はθである。図１６（ｂ）はテーパ角αを有するスルーホール１０８の上底付近に液体である配向膜材料１０８が存在する場合の接触角である。
【００２１】
図１６（ｂ）において、スルーホール１０９の上底付近における接触角は、βであり、θよりも大きくなる。つまり、配向膜材料１０８は、スルーホール１０９の上底においては、平面である画素の上よりも濡れ広がりにくいということが言える。ここで、スルーホール１０９のテーパ角をαとし、スルーホール上底における配向膜材料１０８の接触角をβとし、図１６（ａ）における平面である画素電極１０７上の配向膜材料１０８の接触角をθとすると、
θ≦β≦α＋θ
の関係となる。
【００２２】
したがって、配向膜材料１０８は、スルーホールの内部に入り込まず、図１７の矢印に示すように、スルーホール周辺のＩＴＯで形成された画素電極１０７の上に広がることになる。つまり、図１５に示すように、スルーホール１０９の周辺に配向膜材料が厚く形成されることになる。
【００２３】
本発明の課題は、ＴＦＴ基板に有機パッシベーション膜を使用した液晶表示装置において、高精細画面として、画素の面積を小さくした場合にスルーホールの占める面積を限定した場合でも、配向膜材料がスルーホール内に入り込みやすくした液晶表示装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
【００２５】
（１）有機パッシベーション膜の上にコモン電極が形成され、前記コモン電極を覆って、層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上にスリットを有する画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜および前記層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極と画素電極が導通する構成の画素を有するＴＦＴ基板と、前記画素に対応する部分にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタと前記カラーフィルタの間にブラックマトリクスが形成された対向基板を有し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールの断面は、前記対向基板に近い側が上底であり、前記ソース電極の側が下底であり、前記上底の径は前記下底の径よりも大きく、深さがＤであるとしたとき、前記有機パッシベーション膜に形成された前記スルーホールの前記Ｄ/２の深さにおけるテーパ角は、５０度以上であり、前記画素電極は前記スルーホールの側壁の一部を覆っており、前記スルーホールの側壁の他の部分は画素電極によって覆われていないことを特徴とする液晶表示装置。
【００２６】
（２）有機パッシベーション膜の上にコモン電極が形成され、前記コモン電極を覆って、層間絶縁膜が形成され、前記層間絶縁膜の上にスリットを有する画素電極が形成され、前記有機パッシベーション膜および前記層間絶縁膜に形成されたスルーホールを介してＴＦＴのソース電極と画素電極が導通する構成の画素を有するＴＦＴ基板と、前記画素に対応する部分にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタと前記カラーフィルタの間にブラックマトリクスが形成された対向基板を有し、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記有機パッシベーション膜に形成されたスルーホールの断面は、前記対向基板に近い側が上底であり、前記ソース電極の側が下底であり、前記上底の径は前記下底の径よりも大きく、深さがＤであるとしたとき、前記有機パッシベーション膜に形成された前記スルーホールの前記Ｄ/２の深さにおけるテーパ角は、５０度以上であり、前記画素電極前記スリットは、前記スルーホールの上面から１μｍ以上、または、前記スルーホールの上面からＤ/４以上の深さにまで延在していることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、高精細画面とし、画素の面積を小さくし、ＴＦＴ基板に有機パッシベーション膜を使用した液晶表示装置であって、スルーホール径を小さくしても液晶配向膜材料を安定して、スルーホール内に形成することが出来る。したがって、スルーホール内に配向膜が存在しないことに起因する、あるいは、スルーホール周辺における配向膜の膜厚むらに起因する輝度むら等の表示欠陥を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明が適用される液晶表示装置の画素の平面図である。
【図２】実施例１の画素電極とスルーホールの斜視図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】スルーホールのテーパ角の定義である。
【図５】スルーホールの平面形状の例である。
【図６】実施例２の画素電極とスルーホールの斜視図である。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図である。
【図８】実施例２の他の形態の画素電極とスルーホールの斜視図である。
【図９】図８のＦ−Ｆ断面図である。
【図１０】実施例３のコモン電極とスルーホールの斜視図である。
【図１１】図１０のG−G断面図である。
【図１２】実施例４の他の形態のコモン電極とスルーホールの斜視図である。
【図１３】図１２のH−H断面図である。
【図１４】従来例の画素電極とスルーホールの斜視図である。
【図１５】図１４のI−I断面図である。
【図１６】接触角の定義である。
【図１７】従来例における配向膜材料の移動方向を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。
【実施例１】
【００３０】
図１は、本発明が適用される液晶表示装置のＴＦＴ基板における画素の平面図である。図１は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の例である。図１において、走査線１０が横方向に延在し、所定のピッチＰＹで縦方向に配列している。また、映像信号線２０が縦方向に延在し、所定のピッチＰＸで横方向に配列している。走査線１０と映像信号線２０で囲まれた領域が画素となっている。
【００３１】
図１において、走査線１０からゲート電極１１が分岐し、ゲート電極１１の上に半導体層３０が形成されている。映像信号線２０から分岐したドレイン電極２１が半導体層３０の上に形成されている。一方、ソース電極１０２が半導体層３０の上に形成され、ソース電極１０２は画素電極１０７方向に延在し、画素電極１０６とオーバーラップする部分で、かつ、スルーホール１０９の下側では、幅が広くなっている。ソース電極１０２は、スルーホール１０９における光漏れを防止する遮光膜を兼ねている。
【００３２】
図１において、スリット１０７１を有する画素電極１０７が長方形状に形成されている。画素電極１０７の下には層間絶縁膜が形成され、その下に平面状のコモン電極が形成されている。画素電極１０７からの電気力線がスリット１０７１部分を通ってコモン電極に向かって形成される。
【００３３】
図１において、画素電極１０７はスルーホール１０９を介してソース電極１０２と接続している。スルーホール１０９は膜厚の大きい有機パッシベーション膜に形成されるので、テーパを有し、径の大きい上底１０９１と径の小さい下底１０９２を有する。本実施形態では、ソース電極１０２がスルーホール１０９よりもやや大きく形成され、スルーホール１０９に対する遮光膜の役割を兼ねている。ソース電極はスルーホール１０９の形状に合わせた円形状であってもよい。また、透過率を得るためにスルーホールの上底或いは下底の一部がソース電極よりはみ出した構造であってもよい。
【００３４】
図２は実施例１による画素電極１０７とスルーホール１０９の関係を示す斜視図である。図２において、スリット１０７１を有する画素電極１０７がスルーホール１０９を覆ってソース電極１０２と導通している。しかし、本実施例においては、画素電極１０７はスルーホール１０９の内壁全体を覆わず、画素電極１０７の外側方向では、スルーホール内壁および上底付近を覆っていない。
【００３５】
図２のような構成において、液体である配向膜材料を塗布すると、配向膜材料は画素電極１０７を構成するＩＴＯから層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮの上に広がる。そうすると、約５０ｎｍ程度ＩＴＯ膜の段差の境界部分を起点として、配向膜材料がスルーホール１０９内に流れ込むようになる。さらに、配向膜材料１０８はＩＴＯ膜の上よりもＳｉＮ膜の上のほうが濡れ広がりやすいので、ＳｉＮで構成された層間絶縁膜１０６からスルーホール１０９内に配向膜材料１０８が流れ込むことが出来る。
【００３６】
その結果、図３に示すように、配向膜１０８がスルーホール１０９内に流れ込み、スルーホール１０９周辺においても、配向膜１０８の膜厚を均一に形成することが出来る。図３は図２のＡ−Ａ断面に対応する液晶表示装置の断面図である。図３において、ＴＦＴ基板１００の構成および対向基板２００の構成は図１５において説明したので、説明を省略する。
【００３７】
図３が図１５と大きく異なる点は、画素電極１０７がスルーホール１０９全体には形成されていない点である。画素電極１０７は図３のスルーホール１０９の左側の周辺および内壁に形成されているが、図３のスルーホール１０９の右側の周辺および内壁には形成されていない。すなわち、図３における配向膜材料１０８は図３のスルーホール１０９の右側からスルーホール内に流れ込んだものである。このような構成とすることによって、スルーホール１０９のテーパ角が大きくなっても配向膜材料１０８を安定してスルーホール１０９内に流しこむことが出来る。
【００３８】
ところで従来構成において、スルーホール１０９のテーパ角が５０度程度であると、ある頻度で配向膜材料１０８がスルーホール１０９内に流れ込まない現象が生ずる。また、スルーホール１０９のテーパ角が６０以上であると、配向膜材料１０８が殆どスルーホール１０９内に流れ込まない。したがって、画面の広い範囲にわたって、表示むらが生ずる。
【００３９】
ところで、図３に示すように、有機パッシベーション膜１０４は平坦化膜としての役割を持っているので、２乃至４μｍ程度と厚く形成される。すなわち、有機パッシベーション膜１０４は他の膜に比較して非常に厚いので、スルーホール１０９の形状は、有機パッシベーション膜１０４のスルーホール形状によって決められると考えてよい。つまり、スルーホール１０９の内壁のテーパ角という場合は、有機パッシベーション膜１０４のスルーホールのテーパ角と考えてよい。
【００４０】
図４は、スルーホール１０９のテーパ角を定義する断面図である。この場合のスルーホール１０９は、有機パッシベーション膜１０４に形成されたスルーホール１０９である。図４に示すように、スルーホール１０９のテーパ角αという場合は、有機パッシベーション膜１０４のスルーホール１０９の深さをＤとした場合、スルーホール１０９のＤ/２の深さにおける壁の接線が、有機パッシベーション膜１０４の上面を結ぶ線とのなす角をいう。
【００４１】
スルーホール１０９の断面は、スルーホール１０９の平面形状、あるいは、スルーホール１０９のどこの部分の断面であるかによって異なってくる。図５は、種々の場合のスルーホール１０９の平面形状における断面の定義である。図５（ａ）はスルーホール１０９の平面形状が円の場合であり、この場合は、円の中心を通るＢ−Ｂ断面が図４に相当する。図５（ｂ）は、スルーホール１０９の平面形状が正方形の場合であり、この場合は、正方形の軸上の断面Ｃ−Ｃ断面が図４に相当する。図５（ｃ）はスルーホール１０９の上底の平面形状が長方形の場合であり、この場合は、スルーホール１０９の短軸上の断面Ｄ−Ｄ断面が図４に相当する。すなわち、スルーホール１０９の上底の平面図が長軸と短軸を有する場合、短軸断面において、図４に示すテーパ角αによってテーパ角を定義する。
【００４２】
従来構造では、図４におけるαが５０度程度であると、ある頻度で配向膜１０８がスルーホール１０９内に流れ込まない現象が生じ、αが６０度以上では配向膜材料１０８は殆どスルーホール１０９内に流れ込まなくなる。しかし、本実施例によれば、テーパ角αが５０度以上であっても、配向膜材料１０８を全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。さらに、本実施例によれば、テーパ角αが６０度以上となっても、配向膜材料１０８を全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。したがって、本実施例によって、配向膜の膜厚不良による表示むらを解消することが出来る。
【実施例２】
【００４３】
図６は、本発明の第２の実施例を示す画素電極１０７とスルーホール１０９の関係を示す斜視図である。図６において、画素電極１０７に形成されたスリット１０７１がスルーホール１０９内に延在している。スリット部１０７１においては、表面がＩＴＯではなく、層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮとなっている。したがって、液体である配向膜材料１０８は、画素電極１０７内のスリット１０７１において、ＩＴＯ膜の段差境界を起点としてスルーホール１０９内に流れ込むことが出来る。また、スリット１０７１内においては、表面がＳｉＮ膜となっているので、配向膜材料１０８がＩＴＯの場合よりも濡れ広がり易いので、この点からも配向膜材料１０８がスルーホール１０９内に流れ込みやすくなる。
【００４４】
図７は、図６のＥ−Ｅ断面に対応する液晶表示装置の断面図である。図７は、画素電極１０７の構成を除いて実施例１の図３と同様である。図７において、画素電極１０７はスルーホール１０９の右側からスルーホール１０９内に延在してソース電極１０２と接続している。一方、図７におけるスルーホール１０９の左側においては、スリット１０７１となっているので、画素電極１０７は存在せず、スルーホール１０９の内壁および上底周辺の表面は層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮとなっている。したがって、配向膜材料１０８は、スリット１０７１に対応するスルーホール１０９の左側からスルーホール１０９内に流れ込むことになる。
【００４５】
図８は本実施例の他の形態である。図８において、画素電極１０７のスリット１０７１はスルーホール１０９の下底までは形成されていない。図９は、図８のＦ−Ｆ断面に対応する液晶表示装置の断面図である。図９において、画素電極１０７の構成以外は図７と同様である。
【００４６】
図８において、スルーホール１０９の左側の上底付近およびスルーホール１０９の上部からＸの位置までは、スリット１０７１となっており、画素電極１０７を構成するＩＴＯは存在していない。図８において、ＩＴＯが存在していない部分はスルーホール１０９の深さをＤとした場合、スルーホール１０９の上底からＸまでであり、その下には画素電極１０７を構成するＩＴＯが存在している。
【００４７】
ここで、Ｘの値は、Ｄ/４以上、あるいは、１μｍのいずれか小さい値以上である。すなわち、層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮが露出した部分は図９に示すＸ以上でないと、配向膜材料１０８をスルーホール１０９内に流入させる効果は小さい。なお、図９におけるスルーホール１０９の深さＤは、層間絶縁膜１０８の上面からスルーホール１０９内の画素電極１０７の上面までとなっており、Ｘは層間絶縁膜１０６の上面を基準にしているが、これは、有機パッシベーション膜の厚さに対して絶縁膜やＩＴＯの膜厚は小さいため、図４に示す有機パッシベーション膜１０４のスルーホール１０９における深さＤとし、Ｘの値を有機パッシベーション膜１０４の上面からの値と言い換えたとしても同様の効果を得ることが出来る。
【００４８】
このように、本実施例においても、配向膜材料１０８をスルーホール１０９内に良好に流しこむことが出来る。本実施例によれば、テーパ角αが５０度以上であっても、配向膜材料１０８を全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。さらに、本実施例によれば、テーパ角αが６０度以上となっても、配向膜材料１０８を全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。したがって、本実施例によって、配向膜１０８の膜厚不良による表示むらを解消することが出来る。
【実施例３】
【００４９】
実施例３は、実施例１とは逆に、下側に平面ベタの画素電極１０７を配置し、層間絶縁
膜１０６を介してスリット１０５１を有するコモン電極１０５を上側にした構成のＩＰＳについて本発明を適用した場合である。
【００５０】
図１０は、本実施例を示すコモン電極１０５とスルーホール１０９の関係を示す斜視図である。図１０において、スリット１０５１を有するコモン電極１０５はスルーホール１０９の内壁全体を覆わず、コモン電極１０５の外側方向では、スルーホール内壁および上底付近を覆っていない。
【００５１】
図１１は図１０のG−G断面に対応する液晶表示装置の断面図である。コモン電極１０５は図１１のスルーホール１０９の左側の周辺および内壁に形成されているが、スルーホール１０９の右側の周辺および内壁には形成されていない。
【００５２】
このような構成において、液体である配向膜材料を塗布すると、表面の状態がほぼ同じ実施例１の場合と同様に配向膜材料はコモン電極１０５を構成するＩＴＯから層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮの上に広がり、図１１に示すように、配向膜１０８がスルーホール１０９内に流れ込み、スルーホール１０９周辺においても、配向膜１０８の膜厚を均一にすることが出来る。
【００５３】
本実施例によれば、テーパ角αが５０度以上であっても、配向膜材料１０８を全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。さらに、本実施例によれば、テーパ角αが６０度以上となっても、配向膜材料１０８を安定して全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。したがって、本実施例によって、配向膜の膜厚不良による表示むらを解消することが出来る。
【実施例４】
【００５４】
実施例４は、実施例２とは逆に、下側に平面ベタの画素電極１０７を配置し、層間絶縁膜１０６を介してスリット１０５１を有するコモン電極１０５を上側にした構成のＩＰＳについて本発明を適用した場合である。
【００５５】
図１２は、本実施例を示すコモン電極１０５とスルーホール１０９の関係を示す斜視図である。図１２において、コモン電極１０５に形成されたスリット１０５１がスルーホール１０９内に延在している。スリット部１０５１においては、実施例２と同じように表面がＩＴＯではなく、層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮとなっている。したがって、液体である配向膜材料１０８は、コモン電極１０５内のスリット１０５１において、ＩＴＯ膜の段差境界を起点としてスルーホール１０９内に流れ込むことが出来る。
【００５６】
図１３は、図１２のH−H断面に対応する液晶表示装置の断面図である。図１３は、コモン電極１０５の構成を除いて実施例３の図１１と同様である。
図１３におけるスルーホール１０９の左側においては、スリット１０５１となっているので、コモン電極１０５は存在せず、スルーホール１０９の内壁および上底周辺の表面は層間絶縁膜１０６を構成するＳｉＮとなっている。したがって、配向膜材料１０８は、スリット１０５１に対応するスルーホール１０９の左側からスルーホール１０９内に流れ込みやすくなる。
【００５７】
また本実施例２の図８のように、最上層のスリット１０５１がスルーホール１０９の下底までは形成されていない場合も同様に、スルーホール１０９の深さをＤとした場合、スルーホール１０９の左側の上底付近およびスルーホール１０９の上底からＸの位置までスリットが形成され、その下にはコモン電極１０５を構成するＩＴＯが存在している。
【００５８】
ここで、Ｘの値は、Ｄ/４以上、あるいは、１μｍのいずれか小さい値以上である。例えば、スリットがスルーホール１０９の下底まで到達した場合にはＸ＝Ｄに相当する。本実施例によれば、テーパ角αが５０度以上であっても、配向膜材料１０８を全画素のスルーホール１０９内に流しこむことが出来た。したがって、本実施例によって、配向膜１０８の膜厚不良による表示むらを解消することが出来る。
【００５９】
尚、画素電極及びコモン電極をＩＴＯとしているが、ＩＴＯ以外、ＩＺＯ等の透明導電膜に変更することも可能である。また、実施例２乃至４において、画素電極、又は、コモン電極のスリットをスルーホール内に延在させている。そのため、スルーホール部分においても液晶を駆動させることが出来るため、スルーホール内のスリット部分の全体、或いは、一部をソース電極から露出させる構造であってもよい。
【００６０】
なお、配向膜は、ラビング処理による配向処理を受けた配向膜の他、偏光紫外線による光配向処理を受けた配向膜に対しても本発明を適用することが出来る。
【符号の説明】
【００６１】
１０…走査線、  １１…ゲート電極、  ２０…映像信号線、  ２１…ドレイン電極、  ３０…半導体層、  １００…ＴＦＴ基板、  １０１…ゲート絶縁膜、  １０２…ソース電極、  １０３…無機パッシベーション膜、  １０４…有機パッシベーション膜、  １０５…コモン電極、  １０６…層間絶縁膜、  １０７…画素電極、  １０８…配向膜、配向膜材料  １０９…スルーホール、  ２００…対向基板、  ２０１…カラーフィルタ、  ２０２…ブラックマトリクス、  ２０３…オーバーコート膜、  ３００…液晶層、  １０５１…コモン電極のスリット、１０７１…画素電極のスリット、  １０９１…スルーホール上底、  １０９２…スルーホール下底
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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