JP2019174805A - 液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンタクトホールの大きさが小さく抑えられ、かつ、配向膜の膜厚ムラが抑えられた液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法を提供する。【解決手段】薄膜トランジスタ基板を備える液晶表示装置であって、上記薄膜トランジスタ基板は、ドレイン電極上に配置され、コンタクトホールが設けられた有機絶縁膜と、上記有機絶縁膜上に配置された画素電極とを備え、上記コンタクトホールは、周方向に第１、第２、第３及び第４側壁部をこの順に有し、上記第２側壁部の上部の傾斜は、上記第１及び第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、特定の直線（第一の直線）上における上記第１側壁部の上端から上記第３側壁部の上端までの距離をＬとし、上記第一の直線と平行な第三の直線上における上記第２側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ２とすると、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、Ｗ２＞Ｌを満たす液晶表示装置。【選択図】 図３

Description

本発明は、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関する。特に、コンタクトホールが設けられた有機絶縁膜を有する液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法に関するものである。

液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を備える薄膜トランジスタ基板と、カラーフィルタを備えるカラーフィルタ基板との間に液晶層が配置された構成を有する。上記薄膜トランジスタ基板には画素電極が配置されており、ＴＦＴを構成するドレイン電極と画素電極とを電気的に接続するために、画素電極とドレイン電極との間に配置される絶縁膜にコンタクトホールが設けられる。また、薄膜トランジスタ基板と液晶層との間、及び、カラーフィルタ基板と液晶層との間にはそれぞれ配向膜が設けられ、液晶層における液晶分子の配向が制御されている。

コンタクトホールが設けられた基板上に配向膜を形成する技術として、例えば、特許文献１には、インクジェットノズルから滴下された配向膜材料が、基板上に形成されたコンタクトホール内に流れ込む現象により、配向膜が適切に形成されない領域が生じ、表示ムラが生じるという課題を解決する方法として、インクジェットノズルが設けられるヘッドに対して、基板をデータ線が延在する列方向に移動させる方法が開示されている。上記特許文献１では、インクジェット装置の塗布方向を規定する事で表示ムラを改善している。

また、特許文献２〜４には、画素電極とソース電極を接続するためのスルーホール（コンタクトホール）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方法が開示されている。上記特許文献２には、画素電極とＴＦＴのソース電極を接続するスルーホールが、液晶側である大穴とＴＦＴ基板側である小穴と、大穴と小穴を結ぶ内壁を有し、画素電極が、スルーホールの画素の内側方向でスルーホールを覆っており、スルーホールの外側方向ではスルーホールの大穴周辺を覆っていない液晶表示装置が開示されている。上記特許文献３には、スルーホールの上底に近い側のテーパ角が下底に近い側のテーパ角よりも小さい液晶表示装置が開示されている。上記特許文献４には、スルーホールの深さＤの１/２の深さにおけるテーパ角が５０度以上であり、画素電極はスルーホールの側壁の一部を覆っており、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液晶表示装置が開示されている。

特開２０１５−８７６５２号公報 特開２０１５−９９２０１号公報 特開２０１５−８７６００号公報 特開２０１５−１１４３７４号公報

液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板及びカラーフィルタ基板には様々な部材が複雑に設けられており、その表面には凹凸が存在する。したがって、配向膜を形成するために配向膜材料を上記基板に塗布する際、配向膜材料を基板全面に渡って均一に塗布することが困難な場合がある。例えば、ある部分では配向膜材料が凹部に流れ込むが、他の部分では凹部に流れ込まず、配向膜材料が液だまりを形成してしまい、配向膜に膜厚ムラ（塗布ムラ）が発生することがある。特に、コンタクトホールへの配向膜材料の流れ込みは安定せず、配向膜の膜厚ムラに大きな影響を及ぼすことがある。

配向膜材料の塗布方式としては大きく２つの方式があり、１つ目はフレキソ版を用いたロールコータ方式、２つ目はノズルショットによるインクジェット方式である。インクジェット方式はロールコータ方式に比べて配向膜材料を塗布する位置精度が高く、インクの消費量が少ないという利点があり、高精細化・狭額縁化に好適な塗布方式である。しかしながら、インクジェット方式は、ロールコータ方式に比べて塗布ムラが発生し易い。

インクジェット方式による塗布では、配向膜材料をノズルから一定間隔で連続的に吐出し、その液滴が均等に広がる事で均一な膜厚を有する膜面を作り出すことが理想的である。しかしながら、インクジェットのノズル間のピッチは、基材の凹凸ピッチに比べて大きいのが一般的で、その凹凸形状への配向膜材料の流れ込みに差が生じ、配向膜の膜厚ムラの原因となる。とりわけコンタクトホールへの配向膜材料の流れ込みは安定せず、膜厚ムラの支配的要因となっている。配向膜材料が流れ込まなかったコンタクトホールの周囲では余剰の配向膜材料が溜まり、配向膜材料の膜厚が部分的に厚くなった結果膜厚ムラが発生する場合がある。この膜厚ムラがブラックマトリクスの遮光領域を超えて発生する場合、表示ムラとして視認されてしまう。

上記特許文献１では、基板上に形成されたコンタクトホール内に配向膜材料が流れ込む現象を抑え、配向膜の全体的な膜厚ムラを改善しているが、コンタクトホール及びその周辺で生じる膜厚ムラを改善するには未だ改良の余地がある。上記特許文献２では、コンタクトホールの片側に緩やかなテーパを設け、この緩やかなテーパからコンタクトホール内へと配向膜材料が流れ込み易いようにしている。しかしながら、コンタクトホールの中心から離れるにつれて上記緩やかなテーパの幅が狭まっており、コンタクトホール内へ配向膜材料が流れ込む際の間口が狭い。そのため、コンタクトホール内へ配向膜材料を流れ込み易くし、配向膜の膜厚ムラを抑制するには、未だ改良の余地がある。また、上記特許文献３及び４では、コンタクトホールの全周に緩やかなテーパが設けられているため、高精細な液晶表示装置では隣接する画素のコンタクトホールが互いに干渉し、設計通りのコンタクトホールを形成することができなくなる可能性がある。

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、コンタクトホールの大きさが小さく抑えられ、かつ、配向膜の膜厚ムラが抑えられた液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明者らは、コンタクトホールの大きさが小さく抑えられ、かつ、配向膜の膜厚ムラが抑えられた液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法について種々検討した結果、有機絶縁膜に設けられるコンタクトホールの形状に着目した。そして、有機絶縁膜に設けられるコンタクトホールの底部を囲む側壁が、コンタクトホールの周方向に第１側壁部、第２側壁部、第３側壁部及び第４側壁部をこの順に有し、平面視において、第１側壁部、底部及び第３側壁部が、第一の直線上にこの順で配置されるとともに、第２側壁部、底部及び第４側壁部が、上記第一の直線に直交する第二の直線上にこの順で配置され、第２側壁部の上部の傾斜が、第１側壁部及び第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであることにより、上部の傾斜が相対的に緩やかな第２側壁部から配向膜材料がコンタクトホール内へと流れ込み易くなるとともに、コンタクトホールの底部を囲む側壁全体の傾斜を緩やかにする場合に比べて、コンタクトホールの大きさをより小さくすることができることを見出だした。更に、上記第一の直線上における第１側壁部の上端から第３側壁部の上端までの距離をＬとし、上記第一の直線と平行な第三の直線上における第２側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ２としたとき、有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールが、Ｗ２＞Ｌを満たすことにより、配向膜材料が上記第２側壁部からコンタクトホール内へ流れ込む際の間口を広げ、配向膜材料をコンタクトホール内へとより流れ込み易くすることができることを見出だした。これにより、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達した。

すなわち、本発明の一態様は、薄膜トランジスタ基板と、上記薄膜トランジスタ基板に対向する対向基板と、上記薄膜トランジスタ基板及び上記対向基板の間に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置であって、上記薄膜トランジスタ基板は、ドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、上記ドレイン電極上に配置された有機絶縁膜と、上記有機絶縁膜上に配置された画素電極と、を備え、上記画素電極は、上記有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して上記ドレイン電極に接続され、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、底部と、上記底部を囲む側壁と、を有し、上記側壁は、上記コンタクトホールの周方向に第１側壁部、第２側壁部、第３側壁部及び第４側壁部をこの順に有し、平面視において、上記第１側壁部、上記底部及び上記第３側壁部は、第一の直線上にこの順で配置されるとともに、上記第２側壁部、上記底部及び上記第４側壁部は、上記第一の直線に直交する第二の直線上にこの順で配置され、上記第２側壁部の上部の傾斜は、上記第１側壁部及び上記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、上記第一の直線上における上記第１側壁部の上端から上記第３側壁部の上端までの距離をＬとし、上記第一の直線と平行な第三の直線上における上記第２側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ２とすると、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、Ｗ２＞Ｌを満たす液晶表示装置であってもよい。

上記第１側壁部及び上記第３側壁部の各々の上部の傾斜角は、２０°より大きく、上記第２側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であってもよい。

上記第２側壁部の上部の傾斜は、上記第４側壁部の上部の傾斜よりも緩やかであってもよい。

上記第４側壁部の上部の傾斜角は、２０°より大きくてもよい。

上記第４側壁部の上部の傾斜は、上記第１側壁部及び上記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、上記第一の直線と平行な第四の直線上における上記第４側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ４とすると、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、Ｗ４＞Ｌを満たしてもよい。

上記第４側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であってもよい

本発明の別の一態様は、薄膜トランジスタ基板と、上記薄膜トランジスタ基板に対向する対向基板と、上記薄膜トランジスタ基板及び上記対向基板の間に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置の製造方法であって、上記薄膜トランジスタ基板は、ドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、上記ドレイン電極上に配置された有機絶縁膜と、上記有機絶縁膜上に配置された画素電極と、を備え、上記画素電極は、上記有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して上記ドレイン電極に接続され、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、底部と、上記底部を囲む側壁と、を有し、上記側壁は、上記コンタクトホールの周方向に第１側壁部、第２側壁部、第３側壁部及び第４側壁部をこの順に有し、平面視において、上記第１側壁部、上記底部及び上記第３側壁部は、第一の直線上にこの順で配置されるとともに、上記第２側壁部、上記底部及び上記第４側壁部は、上記第一の直線に直交する第二の直線上にこの順で配置され、上記第２側壁部の上部の傾斜は、上記第１側壁部及び上記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、上記第一の直線上における上記第１側壁部の上端から上記第３側壁部の上端までの距離をＬとし、上記第一の直線と平行な第三の直線上における上記第２側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ２とすると、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、Ｗ２＞Ｌを満たし、上記製造方法は、上記薄膜トランジスタ基板上に配向膜材料を塗布する塗布工程を含む液晶表示装置の製造方法であってもよい。

上記第１側壁部及び上記第３側壁部の各々の上部の傾斜角は、２０°より大きく、上記第２側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であってもよい。

上記塗布工程では、上記薄膜トランジスタ基板上に上記配向膜材料をインクジェット法により滴下してもよい。

上記塗布工程では、上記第二の直線と平行な所定の方向に上記配向膜材料を順次滴下してもよい。

上記第２側壁部の上部の傾斜は、上記第４側壁部の上部の傾斜よりも緩やかであり、上記塗布工程では、上記第２側壁部側から上記第４側壁部側に向かって上記配向膜材料を順次滴下してもよい。

上記第２側壁部の上部の傾斜は、上記第４側壁部の上部の傾斜よりも緩やかであり、上記塗布工程では、上記第４側壁部側から上記第２側壁部側に向かって上記配向膜材料を順次滴下してもよい。

上記第４側壁部の上部の傾斜角は、２０°より大きくてもよい。

上記第４側壁部の上部の傾斜は、上記第１側壁部及び上記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、上記第一の直線と平行な第四の直線上における上記第４側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ４とすると、上記有機絶縁膜に設けられた上記コンタクトホールは、Ｗ４＞Ｌを満たしてもよい。

上記第４側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であってもよい。

コンタクトホールの大きさが小さく抑えられ、かつ、配向膜の膜厚ムラが抑えられた液晶表示装置、及び、液晶表示装置の製造方法を提供することができる。

実施形態１の液晶表示装置の断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における平面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。 実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明した平面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の平面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における平面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。 実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明した平面模式図である。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の構成を充足する範囲内で、適宜設計変更を行うことが可能である。なお、以下の説明において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、実施形態に記載された各構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜組み合わされてもよいし、変更されてもよい。

［実施形態１］
本実施形態では、ＦＦＳモードの液晶表示装置を例に挙げて説明を行う。図１は、実施形態１の液晶表示装置の断面模式図である。図２は、実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の平面模式図である。図１は、図２におけるＡ１−Ａ２線上での断面模式図である。図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置１は、薄膜トランジスタ基板１０と、薄膜トランジスタ基板１０に対向する対向基板２０と、薄膜トランジスタ基板１０及び対向基板２０の間に設けられた液晶層３０と、を備える。

薄膜トランジスタ基板１０は、液晶層３０側に向かって、絶縁基板１１、ゲート絶縁膜１２、無機絶縁膜１４、有機絶縁膜１５、共通電極１６、層間絶縁膜１７、及び、スリット１８ａが設けられた画素電極１８が順に積層された構造を有する。無機絶縁膜１４、有機絶縁膜１５及び層間絶縁膜１７には、それぞれ、コンタクトホール（開口）ＣＨ１４、ＣＨ１５及びＣＨ１７が設けられており、これらのコンタクトホールＣＨ１４、ＣＨ１５及びＣＨ１７を介して、ＴＦＴ１３を構成するドレイン電極１３ｃは画素電極１８と電気的に接続されている。無機絶縁膜１４、有機絶縁膜１５及び層間絶縁膜１７に設けられたコンタクトホールＣＨ１４、ＣＨ１５及びＣＨ１７の中心の位置は、互いに略同じである。無機絶縁膜１４、有機絶縁膜１５及び層間絶縁膜１７にそれぞれ形成されたコンタクトホールＣＨ１４、ＣＨ１５及びＣＨ１７をまとめて、以下、コンタクトホールＣＨともいう。

図２に示すように、薄膜トランジスタ基板１０は、複数のソース線（データ線）１３１、及び、複数のソース線１３１と交差する複数のゲート線（走査線）１３２を有し、スイッチング素子としてのＴＦＴ１３を複数備える。各ＴＦＴ１３は、複数のソース線１３１及び複数のゲート線１３２のうちの対応するソース線１３１及びゲート線１３２に接続され、対応するゲート線１３２から突出したゲート電極１３ａ、対応するソース線１３１から突出したソース電極１３ｂ、複数の画素電極１８のうちの対応する画素電極１８と接続されたドレイン電極１３ｃ、及び、薄膜半導体１３ｄを有する三端子スイッチである。ソース電極１３ｂ及びドレイン電極１３ｃは、ソース線１３１と同じ層に設けられる電極であり、ゲート電極１３ａはゲート線１３２と同じ層に設けられる電極である。

対向基板２０はカラーフィルタ基板であり、図１に示すように、液晶層３０側に向かって、絶縁基板２１と、カラーフィルタ２２及びブラックマトリクス２３と、オーバーコート層２４と、が順に積層された構造を有する。

薄膜トランジスタ基板１０の液晶層３０側の面には、配向膜（水平配向膜）４１が設けられている。薄膜トランジスタ基板１０の液晶層３０と反対側には、第１偏光板（図示省略）及びバックライト（図示省略）が薄膜トランジスタ基板１０側から順に配置されている。対向基板２０の液晶層３０側の面には、配向膜（水平配向膜）４２が設けられている。対向基板２０の液晶層３０と反対側には、第２偏光板（図示省略）が配置されている。上記第１偏光板及び上記第２偏光板は、いずれも吸収型偏光子であり、互いの吸収軸が直交したクロスニコルの配置関係にある。また、液晶層３０中の液晶分子は、電圧無印加状態において、いずれかの偏光板の吸収軸と平行な方向にホモジニアス配向しており、この結果、本実施形態の液晶表示装置１は、ノーマリーブラックモードとなる。

本実施形態の液晶表示装置１は、ソース線１３１に電気的に接続されたソースドライバ（図示省略）、及び、ゲート線１３２に電気的に接続されたゲートドライバ（図示省略）、及び、コントローラ（図示省略）を更に備えている。ゲートドライバは、コントローラによる制御に基づいて、ゲート線１３２に走査信号を順次供給する。ソースドライバは、ＴＦＴ１３が走査信号によって電圧印加状態となるタイミングで、コントローラによる制御に基づいてソース線１３１にデータ信号を供給する。画素電極１８は各々、対応するＴＦＴ１３を介して供給されるデータ信号に応じた電位に設定され、画素電極１８と共有電極１６との間でフリンジ電界が発生し、液晶層３０の液晶分子が回転する。このようにして画素電極１８と共有電極１６との間に印加する電圧の大きさを制御し、液晶層３０のリタデーションを変化させ、光の透過、不透過を制御する。

以下に、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールについて詳細を説明する。
図３は、実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における平面模式図である。図４〜図６は、実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。図４は、図３における第二の直線Ｂ２上での断面模式図であり、図５は、図３における第一の直線Ｂ１上での断面模式図であり、図６は、図３におけるａ−ｂ線上での断面模式図である。図６は、図３における第一の直線Ｂ１と平行な第三の直線Ｂ３上における第２側壁部Ｃｂ２の一方の上端Ｃｂ２１１を通る断面を示す。なお、図３〜６では、視認性の観点から有機絶縁膜１５より上層の部材については図示を省略している。

図３〜６に示すように、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５は、底部Ｃａと、底部Ｃａを囲む側壁Ｃｂとを有し、側壁Ｃｂは、コンタクトホールＣＨ１５の周方向に第１側壁部Ｃｂ１、第２側壁部Ｃｂ２（図３中の斜線のハッチングが付された部分）、第３側壁部Ｃｂ３及び第４側壁部Ｃｂ４をこの順に有し、平面視において、第１側壁部Ｃｂ１、底部Ｃａ及び第３側壁部Ｃｂ３は、第一の直線（仮想線）Ｂ１上にこの順で配置されるとともに、第２側壁部Ｃｂ２、底部Ｃａ及び第４側壁部Ｃｂ４は、第一の直線Ｂ１に直交する第二の直線（仮想線）Ｂ２上にこの順で配置され、第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜は、第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜よりも緩やかである。

このような態様とすることにより、配向膜４１を形成するために薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料を塗布する際、上部の傾斜が相対的に緩やかであり、上部での表面張力のより小さい第２側壁部Ｃｂ２から、配向膜材料がコンタクトホールＣＨ１５内へと流れ込み易くなり、コンタクトホールＣＨ１５周辺での配向膜材料の液だまりを抑えて塗布ムラを抑制し、配向膜４１の膜厚ムラを抑えることができる。また、コンタクトホールＣＨ１５の底部Ｃａを囲む側壁Ｃｂ全体の傾斜を緩やかにする場合に比べて、コンタクトホールＣＨ１５の大きさをより小さくすることができるため、高精細な液晶表示装置においても隣接する画素のコンタクトホールが互いに干渉することを抑えることが可能となり、設計通りのコンタクトホールＣＨ１５を形成することが可能となる。また、コンタクトホールＣＨ１５が設けられる部分では液晶分子の配向制御が困難となるため、当該部分はブラックマトリクスにより遮光されるが、本実施形態では、コンタクトホールＣＨ１５の大きさをより小さくすることができるので、ブラックマトリクスによる遮光領域を減らして、高開口率化を実現することができる。

更に、第一の直線Ｂ１上における第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１１から第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１１までの距離をＬとし、第一の直線Ｂ１と平行な第三の直線（仮想線）Ｂ３上における第２側壁部Ｃｂ２の一方の上端Ｃｂ２１１及び他方の上端Ｃｂ２１２の間の最大距離をＷ２とすると、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５は、Ｗ２＞Ｌを満たす。このような態様とすることにより、配向膜４１を形成するために薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料を塗布する際、配向膜材料が第２側壁部Ｃｂ２からコンタクトホールＣＨ１５へと流れ込む際の間口を、Ｗ２≦Ｌである場合に比べて広げることが可能となり、第２側壁部Ｃｂ２からコンタクトホールＣＨ１５内へと配向膜材料がより流れ込み易くなる。その結果、コンタクトホールＣＨ１５周辺での配向膜材料の液だまりを抑えることが可能となり、薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜４１を形成する際の塗布ムラを抑えることができ、配向膜４１の膜厚ムラを抑えることができる。

以上より、本実施形態の液晶表示装置１では、コンタクトホールＣＨの大きさを小さく抑え、かつ、配向膜４１の膜厚ムラを抑えることができる。なお、画素電極１８とドレイン電極１３ｃとを互いに接続するために有機絶縁膜１５以外の層（無機絶縁膜１４及び層間絶縁膜１７）にもコンタクトホール（コンタクトホールＣＨ１４及びＣＨ１７）が設けられる。したがって、配向膜材料の塗布ムラを抑え、配向膜の膜厚ムラを抑制するために、無機絶縁膜１４、有機絶縁膜１５及び層間絶縁膜１７に設けられたコンタクトホールＣＨ１４、ＣＨ１５及びＣＨ１７から構成されるコンタクトホールＣＨへの配向膜材料の流れ込みを検討することが考えられる。しかしながら、有機絶縁膜１５は、有機絶縁膜１５以外の層に比べて膜厚が大きいため、有機絶縁膜１５の上に配置される他の層は有機絶縁膜１５の表面形状に追従するように設けられる。その結果、薄膜トランジスタ基板１０の表面形状は有機絶縁膜１５の表面形状と同様の形状となる。したがって、各層に設けられたコンタクトホールから構成されるコンタクトホールＣＨへの配向膜材料の流れ込みは、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５の表面形状の影響を大きく受けることとなる。そこで、本実施形態では、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５の表面形状を上述のように改良することにより、配向膜材料のコンタクトホールＣＨへの流れ込みを改善することができる。

上記特許文献１では、配向膜材料がコンタクトホール内に流れ込むと配向膜が適切に形成されない領域が生じることを考慮し、配向膜材料のコンタクトホールへの流れ込みを避けるように塗布方向が規定されている。一方、本実施形態は、コンタクトホールＣＨ１５内へ積極的に配向膜材料が流れ込むように設計して塗布ムラを抑えており、上記特許文献１とは技術的思想が異なる。

以下に、本実施形態について更に詳細に説明する。

絶縁基板１１、２１は、絶縁性を有する基材である。絶縁基板としては、例えば、ガラス基板、プラスチック基板等の基板が挙げられる。

ゲート絶縁膜１２としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の無機膜（比誘電率ε＝５〜７）や、それらの積層膜を用いることができる。

ソース電極１３ｂ及びドレイン電極１３ｃは、ソース線１３１と同じ材料を用いて形成される。これらの材料としては、例えば、チタン、アルミニウム、モリブデン、銅、クロム等の金属、又は、それらの合金を含む導電層を用いることができる。ドレイン電極１３ｃの膜厚は、例えば、１５００Å以上、３５００Å以下である。ドレイン電極１３は、無機絶縁膜１４、有機絶縁膜１５及び層間絶縁膜１７を貫通するコンタクトホールＣＨを介して、画素電極１８ｃに電気的に接続されている。

無機絶縁膜１４としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の無機膜（比誘電率ε＝５〜７）や、それらの積層膜を用いることができる。無機絶縁膜１４の膜厚は、例えば、１５００Å以上、３５００Å以下である。

画素電極１８は、有機絶縁膜１５上に配置されている。ここで、画素電極が有機絶縁膜上に配置されるとは、画素電極が有機絶縁膜の上側（液晶層側）に配置されることをいい、本実施形態のように、画素電極１８が共通電極１６及び層間絶縁膜１７を介して有機絶縁膜１５上に配置されてもよいし、層間絶縁膜１７及び共通電極１６を画素電極１８の上側（液晶層側）にこの順で設け、画素電極１８を有機絶縁膜１５の直上に配置してもよい。この場合、共通電極１６の各画素電極１８に対応する領域にスリットが設けられる。

共通電極１６及び画素電極１８としては、例えば、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）等の透明導電材料、又は、それらの合金を含む導電層を用いることができる。共通電極１６の膜厚は、例えば、５００Å以上、１５００Å以下である。画素電極１８の膜厚は、例えば、４００Å以上、９００Å以下である。

層間絶縁膜１７としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）、酸化珪素（ＳｉＯ_２）等の無機膜（比誘電率ε＝５〜７）や、それらの積層膜を用いることができる。層間絶縁膜１７の膜厚は、例えば、１５００Å以上、３５００Å以下である。

配向膜４１及び４２は、膜近傍に存在する液晶分子を膜面に対して特定の方向に配向させる機能を有する。配向膜４１及び４２は、光配向処理、ラビング処理等の配向処理が施されたものが好適である。配向膜４１及び４２は、例えば、有機材料からなる膜であり、ポリマーを含む配向膜材料を薄膜トランジスタ基板１０及び対向基板２０上にそれぞれ塗布することにより設けられてもよい。各配向膜４１、４２の膜厚は、例えば、５００Å以上、１５００Å以下である。

有機絶縁膜１５は、ドレイン電極１３ｃ上に配置されている。ここで、有機絶縁膜がドレイン電極上に配置されるとは、有機絶縁膜がドレイン電極の上側（液晶層側）に配置されることをいい、本実施形態のように、有機絶縁膜１５が無機絶縁膜１４を介してドレイン電極１３ｃ上に配置されてもよいし、無機絶縁膜１４を設けずに有機絶縁膜１５がドレイン電極１３ｃの直上に配置されてもよい。

有機絶縁膜３０としては、例えば、感光性アクリル樹脂等の比誘電率の小さい有機膜（比誘電率ε＝３〜４）を用いることができる。有機絶縁膜３０の膜厚は特に限定されないが、例えば、２μｍ以上、４μｍ以下である。以下、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５の形状の詳細を説明する。

有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５の底部Ｃａは、側壁Ｃｂの上部（液晶層３０に近い部分）及び下部（液晶層３０から遠い部分）のうち、側壁Ｃｂの下部で囲まれた領域である。底部Ｃａの平面形状は、特に限定されず、図３に示すように円形であってもよいし、楕円や、正方形や長方形等の矩形、菱形等であってもよい。有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５は、液晶層３０側の開口面（以下、上底ともいう。）Ｃｃと、液晶層３０と反対側の開口面（以下、下底ともいう。）Ｃｄと、側壁Ｃｂとで囲まれた領域から構成されている。なお、本明細書において、側壁の上部とは、有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールの深さをＤとしたとき、有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールの上底からＤ／３までの範囲に位置する側壁の部分をいい、側壁の下部とは、有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールの下底からＤ／３までの範囲に位置する側壁の部分をいう。

有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５の深さＤは、コンタクトホールＣＨ１５の上底Ｃｃ及び下底Ｃｄ間の距離であり、深さＤは、１〜５μｍであることが好ましく、１．５〜４μｍであることがより好ましく、２〜３μｍであることが更に好ましい。

平面視において、第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３は、底部Ｃａを介して互いに対向する場所に位置する。第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３は、底部Ｃａを挟んで反対側に位置し、図３において、第１側壁部Ｃｂ１はコンタクトホールＣＨ１５の右側に、第３側壁部Ｃｂ３はコンタクトホールＣＨ１５の左側に配置される。第一の直線Ｂ１は、底部Ｃａの中心部を通ってもよい。

平面視において、第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４は、底部Ｃａを介して互いに対向する場所に位置する。第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４は、底部Ｃａを挟んで反対側に位置し、図３において、第２側壁部Ｃｂ２はコンタクトホールＣＨ１５の下側に、第４側壁部Ｃｂ４はコンタクトホールＣＨ１５の上側に配置される。第二の直線Ｂ２は、底部Ｃａの中心部を通ってもよい。

このように、第１側壁部Ｃｂ１、第３側壁部Ｃｂ３、第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４は、平面視において、それぞれ、底部Ｃａに対して右、左、下、上の４方向に配置される。また、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５は、平面視において、左右方向で対称な形状（第二の直線Ｂ２に対して線対称な形状）を有する。

第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜は、第４側壁部Ｃｂ４の上部の傾斜より緩やかである。これにより、コンタクトホールＣＨ１５の大きさを更に小さくすることができるので、更なる高開口率化を実現することができる。

第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜が、第１側壁部Ｃｂ１、第３側壁部Ｃｂ３及び第４側壁部Ｃｂ４の各々の上部の傾斜より緩やかであるとは、第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜角α２が第１側壁部Ｃｂ１の上部の傾斜角β１より小さく、第３側壁部Ｃｂ３の上部の傾斜角β３より小さく、第４側壁部Ｃｂ４の上部の傾斜角β４より小さくてもよい。

なお、本明細書において、側壁部の上部の傾斜角とは、側壁部の上端と、コンタクトホールＣＨ１５の上底ＣｃからＤ／３の位置における側壁部の地点（以下、側壁部のＤ／３地点ともいう。）とを結ぶ直線が、絶縁基板１１に平行な平面となす角度をいう。ただし、このとき、側壁部の上端と側壁部のＤ／３地点とを結ぶ直線は、これらの二点間の距離が最短となる方向に設定するものとする。また、側壁部の上端とは、側壁部の上部に接する接線が絶縁基板１１に平行となる側壁部の端をいう。

傾斜角β１、β３及びβ４は、互いに略同じであっても、少なくとも１つが他と異なっていてもよい。

傾斜角α２は、１０°以上、２０°以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、第２側壁部Ｃｂ２の上部での表面張力を小さくすることが可能となり、配向膜材料がコンタクトホールＣＨ１５内へとより流れ込み易くなり、薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料を塗布する際の塗布ムラをより抑えることができ、配向膜４１の膜厚ムラを抑制することができる。傾斜角α２は、１２°以上、１８°以下であることがより好ましい。

傾斜角β１、β３及びβ４は、それぞれ、２０°より大きいことが好ましい。このような態様とすることにより、コンタクトホールＣＨ１５の大きさを更に小さく抑えることが可能となる。傾斜角β１、β３及びβ４は、それぞれ、７０°以下であることがより好ましく、２０°より大きく、４５°以下であることが更に好ましい。

第２側壁部Ｃｂ２の上端Ｃｂ２１から下端Ｃｂ２２までの全体の傾斜は、第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１から下端Ｃｂ１２までの全体の傾斜、第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１から下端Ｃｂ３２までの全体の傾斜及び第４側壁部Ｃｂ４の上端Ｃｂ４１から下端Ｃｂ４２までの全体の傾斜のいずれの傾斜よりも緩やかである。平面視において、第２側壁部Ｃｂ２の上端Ｃｂ２１及び下端Ｃｂ２２間の距離は、第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１及び下端Ｃｂ１２間の距離より大きく、第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１及び下端Ｃｂ３２間の距離より大きく、第４側壁部Ｃｂ４の上端Ｃｂ４１及び下端Ｃｂ４２間の距離より大きい。

最大距離Ｗ２は、距離Ｌより大きく、距離Ｌの２倍以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、コンタクトホールＣＨ１５からより離れた位置を通過する配向膜材料についてもコンタクトホールＣＨ１５内へ入るように誘導することが可能となり、配向膜４１の膜厚ムラをより抑えることができる。最大距離Ｗ２は、距離Ｌより大きく、距離Ｌの１．５倍以下であることがより好ましい。

距離Ｌは、最大距離Ｗ２よりも小さければ特に限定されないが、３μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましく、４μｍ以上、７μｍ以下であることがより好ましい。

最大距離Ｗ２は、距離Ｌより大きければ特に限定されないが、３μｍより大きく、１５μｍ以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、高精細化がより進んだ場合であっても、隣接する画素に設けられたコンタクトホールＣＨ１５同士が互いに干渉するのを抑えることができる。最大距離Ｗ２は、５μｍ以上、１０μｍ以下であることがより好ましい。

以下に、本実施形態の液晶表示装置１の製造方法の一例を説明する。図７は、実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明した平面模式図である。

実施形態１の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板１０は、以下の方法により作製することができる。まず、一般的な方法により、ゲート線１３２及びゲート電極１３ａを形成する工程（ゲート層形成工程）と、ゲート絶縁膜１２を形成する工程（ゲート絶縁膜工程）と、薄膜半導体１３ｄを形成する工程（半導体層形成工程）と、ソース線１３１、ソース電極１３ｂ及びドレイン電極１３ｃを形成する工程（ソース層形成工程）とをこの順で行う。

次いで、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等の無機膜を成膜し、無機絶縁膜１４を形成する。

更に、無機絶縁膜１４上に、スピンコート法等を用いて、有機絶縁膜材料としてポジ型フォトレジストを塗布し、フォトマスクを介した露光と現像とを行うことにより、フォトレジストをパターニングして有機絶縁膜１５を形成する。ここで、形成される有機絶縁膜１５の膜厚は露光量によって決定されるため、フォトマスクにハーフトーン領域を設け、フォトレジストに対してハーフトーン露光（露光量を抑制する）処理を行うことで、コンタクトホールＣＨ１５の側壁Ｃｂに緩やかな傾斜を設けることができる。より詳細には、例えば、以下の開口領域、ハーフトーン領域及び遮光領域を設けたフォトマスクを用いる。開口領域は、コンタクトホールＣＨ１５の底部Ｃａが形成される領域に対応して設け、ハーフトーン領域は、コンタクトホールＣＨ１５の第２側壁部Ｃｂ２が形成される領域に対応して設ける。また、開口領域とハーフトーン領域との間には、遮光領域を設ける。（更に、ハーフトーン領域は、第一の直線Ｂ１と平行な方向における幅を開口領域よりも広く、第二の直線Ｂ２と平行な方向における幅を開口領域よりも狭くする。これにより、ハーフトーン領域に対応する領域に第２側壁部Ｃｂ２を形成でき、緩やかな第２側壁部Ｃｂ２と、急峻な側壁部Ｃｂ１、Ｃｂ３及びＣｂ４とを有するコンタクトホールＣＨ１５を形成することができる。

第一の直線Ｂ１と平行な方向において、ハーフトーン領域の幅は、開口領域の幅より大きく、開口領域の幅の２倍以下であることが好ましく、開口領域の幅の１．２〜１．８倍であることがより好ましい。第二の直線Ｂ２と平行な方向において、ハーフトーン領域の幅は、開口領域の幅の０．１〜０．５倍であることが好ましく、０．１５〜０．３倍であることがより好ましい。

ハーフトーン露光を施していない有機絶縁膜のコンタクトホールの側壁では、有機絶縁膜の相対的な膜厚が例えば１００％から０％へと急激に変わるため、側壁の傾きは大きくなる。そのため、当該部分では表面張力が高くなり、コンタクトホールＣＨ内への配向膜材料の流れ込み難くなる。一方、ハーフトーン露光を施したコンタクトホールＣＨ１５の側壁Ｃｂ（第２側壁部Ｃｂ２）では、有機絶縁膜１５の相対的な膜厚が例えば１００％、５０％、０％と順に段階的に薄くなっていくため、側壁Ｃｂの傾きは小さくなる。そのため、当該部分では表面張力が低下し、コンタクトホールＣＨ内へ配向膜材料が流れ込み易くなる。このように、コンタクトホールＣＨ１５の側壁Ｃｂの一部に緩やかな勾配がついたことにより、コンタクトホールＣＨに配向膜材料が流れ込み易くなり、コンタクトホールＣＨ周辺の配向膜材料の液溜まりが抑制され、コンタクトホールＣＨ周囲の配向膜材料の膜厚が均一化されて塗布ムラが抑制される。その結果、表示ムラを改善することができる。

なお、露光によりフォトレジストが除去される領域は、露光される領域よりも狭くなるので、このことを考慮し、ハーフトーン露光を行う領域は、第２側壁部Ｃｂ２の最大距離Ｗ２よりも大きく設定することが望ましい。

本実施形態ではポジ型フォトレジストを用いて有機絶縁膜３０を形成する方法について説明したが、ネガ型フォトレジストでも露光量により膜厚の制御が可能であるため、有機絶縁膜３０はネガ型フォトレジストである有機絶縁膜材料を塗布し、露光及び現像を行うことにより形成することもできる。ネガ型フォトレジストを用いる場合は、上述のポジ型フォトレジストで説明したフォトマスクにおける開口領域と遮光領域とを反転させたフォトマスクを使用することにより、ハーフトーン領域に対応する領域に第２側壁部Ｃｂ２を形成でき、緩やかな第２側壁部Ｃｂ２と、急峻な側壁部Ｃｂ１、Ｃｂ３及びＣｂ４とを有するコンタクトホールＣＨ１５を形成することができる。

有機絶縁膜１５を形成した後、有機絶縁膜１５の上層に、上述の共通電極１６の材料を用いて、透明導電膜をスパッタリング法等によって形成し、所望の形状にパターニングして共通電極１６を形成する。

次に、共通電極１６の上層に窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等の無機絶縁膜をＣＶＤ法等によって形成し、層間絶縁膜１７を形成する。更に、無機絶縁膜１４及び層間絶縁膜１７を一括して所望の形状にパターニングし、無機絶縁膜１４及び層間絶縁膜１７にコンタクトホールＣＨ１４及びＣＨ１７を形成する。本実施形態では、無機絶縁膜１４及び層間絶縁膜１７のパターニングを一括して行うが、無機絶縁膜１４及び層間絶縁膜のパターニングは、それぞれ、別工程で行ってもよい。

次いで、層間絶縁膜１７の上層に、上述の画素電極１８の材料を用いて、透明導電膜をスパッタリング法等によって形成し、パターニングすることによりスリット１８ａが設けられた画素電極１８を形成する。以上のようにして、薄膜トランジスタ基板１０を作製することができる。

画素電極１８をパターニングした後、薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料を塗布する塗布工程を行うことにより、配向膜４１を形成する。配向膜材料の塗布方法としては、インクジェット法及びロールコータ法等の塗布方法が挙げられる。配向膜材料をインクジェット法により滴下する場合は塗布ムラがより発生し易いが、本実施形態によれば、上部の傾斜が相対的に緩やかであり、上部での表面張力のより小さい第２側壁部Ｃｂ２から、配向膜材料がコンタクトホールＣＨ１５内へとより流れ込み易くなり、コンタクトホールＣＨ１５周辺での配向膜材料の液だまりを抑えて塗布ムラを抑制することが可能になる。すなわち、本実施形態の製造方法によれば、上記塗布工程でインクジェット法を用いる場合に効果的に塗布ムラを抑え、配向膜４１の膜厚ムラを抑制することができる。

上記塗布工程では、第二の直線Ｂ２と平行な所定の方向に配向膜材料を順次滴下することが好ましい。すなわち、上記塗布工程では、図７に示すように、第２側壁部Ｃｂ２側から第４側壁部Ｃｂ４側に向かう塗布方向１、又は、第４側壁部Ｃｂ４側から第２側壁部Ｃｂ２側に向かう塗布方向２の方向において、配向膜材料を順次滴下することが好ましく、塗布方向１において、配向膜材料を順次滴下することがより好ましい。

薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料をインクジェット法により滴下（塗布）する場合、薄膜トランジスタ基板１０が搭載されているステージ、又は、塗布ヘッドは静止した状態ではなく、連続的に一定の速度で移動している。そのため、塗布ヘッドから塗布された配向膜材料は、塗布入り側（滴下が開始される側）から塗布出側（滴下が終了する側）方向へと広がるベクトルをもっている。したがって、図７に示される塗布方向のうち、第２側壁部Ｃｂ２側から第４側壁部Ｃｂ４側に向かう塗布方向１において配向膜材料を順次滴下する場合、コンタクトホールＣＨの手前に吐出された配向膜材料は、緩やかな傾斜をもつ第２側壁部Ｃｂ２へ流れ込む方向に特に広がることになるため、配向膜材料がコンタクトホールＣＨ内へとより流れ込み易くなり、塗布ムラをより抑制することができる。このような態様によれば、後述の実施形態２（第２側壁部Ｃｂ２に加えて第４側壁部Ｃｂ４の上部の傾斜も緩やかにした薄膜トランジスタ基板１０）とほぼ同程度にコンタクトホールＣＨ内への流れ込みの効果を得ることができ、実施形態２とほぼ同程度に配向膜４１の膜厚ムラを抑えることができる。

したがって、塗布方向１において配向膜材料を滴下する場合、後述の実施形態２に比べてコンタクトホールの大きさをより小さく抑えてより高開口率とすることができると同時に、実施形態２とほぼ同程度に配向膜４１の膜厚ムラを抑えることが可能である。以上より、高開口率化及び塗布ムラ抑制の観点から、本実施形態１の塗布方向１において配向膜材料を滴下する態様は特に好ましい態様である。

図７に示される塗布方向のうち、第４側壁部Ｃｂ４側から第２側壁部Ｃｂ２側に向かう塗布方向２において配向膜材料を順次滴下する場合、コンタクトホールＣＨ周辺に滴下された配向膜材料は、コンタクトホールＣＨの周辺をまわり込んで第２側壁部Ｃｂ２側へと到達し、第２側壁部Ｃｂ２側からコンタクトホールＣＨ内へと流れ込むため、塗布ムラを抑制することができると推察される。この際、配向膜材料の滴下量を増やすと、第２側壁部Ｃｂ２への配向膜材料のまわり込みの効果が高まるため、塗布ムラをより抑制し、配向膜４１の膜厚ムラを抑制することができる。なお、塗布方向１において配向膜材料を滴下する場合の方が、塗布方向２において滴下する場合に比べて、塗布ムラをより抑制することができる。

次に、対向基板２０の作製方法を説明する。対向基板２０は一般的な製造技術を用いて作製することができる。まず、絶縁基板２１上に、ブラックマトリクス２３を形成し、所望のマトリクスパターンとなるようにフォトリソグラフィ等によってパターニングする。

次に、カラーフィルタ２２の赤色、緑色、青色の各レジスト材料を順次スピンコート又はスリットコート等によって形成し、フォトリソグラフィ等によってパターニングする。

次いで、カラーフィルタ２２及びブラックマトリクス２３の上層に透明な有機絶縁膜からなるオーバーコート層２４をスピンコート又はスリットコート等によって形成する。

オーバーコート層２４の上層に透明な有機絶縁膜材料をスピンコート又はスリットコート等によって形成し、所望の位置にフォトスペーサをパターニングする。以上のようにして、対向基板２０であるカラーフィルタ基板を作製することができる。

続いて、対向基板２０上に配向膜材料を塗布する塗布工程を行うことにより、配向膜４２を形成することができる。

上述のようにして作製される薄膜トランジスタ基板１０又は対向基板２０にシール材を塗布し、上記シール材に囲まれた領域内に液晶層３０を形成した後、薄膜トランジスタ基板１０及び対向基板２０をシール材により貼り合わせることにより、本実施形態の液晶表示装置１を製造することができる。なお、シール材に囲まれた領域内に液晶層３０を形成するのは、薄膜トランジスタ基板１０及び対向基板２０を貼り合せた後に行うこともできる。具体的には、シール描画パターンに注入口を設けておき、真空チャンバー内で液晶を注入する真空注入方式が挙げられる。

本実施形態では、ＦＦＳモードの液晶表示装置を例に説明を行ったが、液晶表示装置の表示モードは特に限定されない。ＦＦＳモード以外の表示モードとしては、液晶分子を基板面に対して水平配向させて液晶層に対し横電界を印加する面内スイッチング（ＩＰＳ：Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、正の誘電率異方性を有する液晶分子を基板法線方向から見たときに９０°捩れた状態で配向させるＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、負の誘電率異方性を有する液晶分子を基板面に対して垂直配向させる垂直配向（ＶＡ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード等の表示モードが挙げられる。

［実施形態２］
本実施形態では、本実施形態に特有の特徴について主に説明し、上記実施形態と重複する内容については説明を省略する。上記実施形態１では、第２側壁部の上部の傾斜が第１側壁部、第３側壁部及び第４側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかである場合について説明したが、本実施形態では、第２側壁部の上部の傾斜が第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、かつ、第４側壁部の上部の傾斜も第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜よりも緩やかである場合について説明する。

図８は、実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の平面模式図である。実施形態２の液晶表示装置１は、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５の形状が異なること以外は、実施形態１の液晶表示装置１と同様の構成を有する。

図９は、実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における平面模式図である。図１０及び図１１は、実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板に設けられたコンタクトホール部における断面模式図である。図１０は、図９における第二の直線Ｂ２上での断面模式図であり、図１１は、図９における第一の直線Ｂ１上での断面模式図である。なお、図１０及び図１１は、視認性の観点から有機絶縁膜１５より上層の部材については図示を省略している。

第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜は、第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜より緩やかであり、第４側壁部Ｃｂ４の上部の傾斜は、第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜より緩やかである。このような態様とすることにより、本実施形態の薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料を塗布する際、上部の傾斜が相対的に緩やかであり、上部での表面張力のより小さい第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４から、配向膜材料がコンタクトホールＣＨ１５内へと流れ込み易くなり、コンタクトホールＣＨ１５周辺での配向膜材料の液だまりを抑えて塗布ムラを抑制し、配向膜４１の膜厚ムラを抑えることができる。本実施形態は、上部の傾斜が相対的に緩やかな側壁部が２ヶ所（第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４）存在するため、上部の傾斜が相対的に緩やかな側壁部が１ヶ所（第２側壁部Ｃｂ２）である上記実施形態１よりも配向膜材料がよりコンタクトホールＣＨ１５内へと流れ込み易く、上記実施形態１に比べて、より膜厚ムラを抑えることができる。

また、本実施形態の態様とすることにより、コンタクトホールＣＨ１５の底部Ｃａを囲む側壁Ｃｂ全体の傾斜を緩やかにする場合に比べて、コンタクトホールＣＨ１５の大きさをより小さくすることができるため、高精細な液晶表示装置においても隣接する画素のコンタクトホールが互いに干渉することを抑えることが可能となり、設計通りのコンタクトホールＣＨ１５を形成することが可能となる。また、コンタクトホールＣＨ１５が設けられる部分では液晶分子の配向制御が困難となるため、当該部分はブラックマトリクスにより遮光されるが、本実施形態では、コンタクトホールＣＨ１５の大きさをより小さくすることができるので、ブラックマトリクスによる遮光領域を減らして、高開口率化を実現することができる。本実施形態は、上部の傾斜が相対的に緩やかな側壁部が２ヶ所（第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４）存在するため、上部の傾斜が相対的に緩やかな側壁部が１ヶ所（第２側壁部Ｃｂ２）である上記実施形態１よりもコンタクトホールＣＨ１５の大きさは大きくなる。そのため、上記実施形態１の方が、本実施形態に比べて、高開口率化を実現することができる。

第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜が、第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜より緩やかであるとは、第２側壁部Ｃｂ２の上部の傾斜角α２が第１側壁部Ｃｂ１の上部の傾斜角β１より小さく、第３側壁部Ｃｂ３の上部の傾斜角β３より小さくてもよい。また、第４側壁部Ｃｂ４の上部の傾斜が、第１側壁部Ｃｂ１及び第３側壁部Ｃｂ３の各々の上部の傾斜より緩やかであるとは、第４側壁部Ｃｂ４の上部の傾斜角α４が第１側壁部Ｃｂ１の上部の傾斜角β１より小さく、第３側壁部Ｃｂ３の上部の傾斜角β３より小さくてもよい。

傾斜角α２及びα４は、互いに略同じであっても、互いに異なっていてもよい。傾斜角β１及びβ３は、互いに略同じであっても、互いに異なっていてもよい。傾斜角α４の好ましい範囲は、傾斜角α１の好ましい範囲と同様である。

第２側壁部Ｃｂ２の上端Ｃｂ２１から下端Ｃｂ２２までの全体の傾斜は、第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１から下端Ｃｂ１２までの全体の傾斜、及び、第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１から下端Ｃｂ３２までの全体の傾斜のいずれの傾斜よりも緩やかである。平面視において、第２側壁部Ｃｂ２の上端Ｃｂ２１及び下端Ｃｂ２２間の距離は、第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１及び下端Ｃｂ１２間の距離より大きく、第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１及び下端Ｃｂ３２間の距離より大きい。

第４側壁部Ｃｂ４の上端Ｃｂ４１から下端Ｃｂ４２までの全体の傾斜は、第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１から下端Ｃｂ１２までの全体の傾斜、及び、第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１から下端Ｃｂ３２までの全体の傾斜のいずれの傾斜よりも緩やかである。平面視において、第４側壁部Ｃｂ４の上端Ｃｂ４１及び下端Ｃｂ４２間の距離は、第１側壁部Ｃｂ１の上端Ｃｂ１１及び下端Ｃｂ１２間の距離より大きく、第３側壁部Ｃｂ３の上端Ｃｂ３１及び下端Ｃｂ３２間の距離より大きい。

第２側壁部Ｃｂ２と同様に、第一の直線Ｂ１と平行な第四の直線（仮想線）Ｂ４上における第４側壁部Ｃｂ４の一方の上端Ｃｂ４１１及び他方の上端Ｃｂ４１２の間の最大距離をＷ４とすると、有機絶縁膜１５に設けられたコンタクトホールＣＨ１５は、Ｗ４＞Ｌを満たす。このような態様とすることにより、配向膜４１を形成するために薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜材料を塗布する際、配向膜材料が第４側壁部Ｃｂ４からコンタクトホールＣＨ１５へと流れ込む際の間口を、Ｗ４≦Ｌである場合に比べて広げることが可能となり、第４側壁部Ｃｂ４からコンタクトホールＣＨ１５内へと配向膜材料がより流れ込み易くなる。その結果、コンタクトホールＣＨ１５周辺での配向膜材料の液だまりを抑えることが可能となり、薄膜トランジスタ基板１０上に配向膜４１を形成する際の塗布ムラを抑えることができ、配向膜４１の膜厚ムラを抑えることができる。

最大距離Ｗ４は、距離Ｌより大きく、距離Ｌの２倍以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、コンタクトホールＣＨ１５からより離れた位置を通過する配向膜材料についてもコンタクトホールＣＨ１５内へ入るように誘導することが可能となり、配向膜４１の膜厚ムラをより抑えることができる。最大距離Ｗ４は、距離Ｌより大きく、距離Ｌの１．５倍以下であることがより好ましい。

最大距離Ｗ４は、距離Ｌより大きければ特に限定されないが、３μｍより大きく、１５μｍ以下であることが好ましい。このような態様とすることにより、高精細化がより進んだ場合であっても、隣接する画素に設けられたコンタクトホールＣＨ１５同士が互いに干渉するのを抑えることができる。最大距離Ｗ４は、５μｍ以上、１０μｍ以下であることがより好ましい。

以下に、本実施形態の液晶表示装置１の製造方法の一例を説明する。図１２は、実施形態２の液晶表示装置が備える薄膜トランジスタ基板の製造方法について説明した平面模式図である。本実施形態の液晶表示装置１は、上記実施形態１の液晶表示装置１と同様にして製造することができる。

本実施形態の液晶表示装置１の製造方法では、例えば、以下の開口領域、ハーフトーン領域及び遮光領域を設けたフォトマスクを用いる。開口領域は、コンタクトホールＣＨ１５の底部Ｃａが形成される領域に対応して設け、ハーフトーン領域は、コンタクトホールＣＨ１５の第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４が形成される各領域に対応して設ける。また、開口領域と各ハーフトーン領域との間には、遮光領域を設ける。更に、各ハーフトーン領域は、第一の直線Ｂ１と平行な方向における幅を開口領域よりも広く、第二の直線Ｂ２と平行な方向における幅を開口領域よりも狭くする。これにより、２つのハーフトーン領域に対応する領域に第２側壁部Ｃｂ２及び第４側壁部Ｃｂ４をそれぞれ形成でき、緩やかな側壁部Ｃｂ２及びＣｂ４と、急峻な側壁部Ｃｂ１及びＣｂ３とを有するコンタクトホールＣＨ１５を形成することができる。

第一の直線Ｂ１と平行な方向において、各ハーフトーン領域の幅は、開口の領域の幅より大きく、開口領域の幅の２倍以下であることが好ましく、開口領域の幅の１．２〜１．８倍であることがより好ましい。第二の直線Ｂ２と平行な方向における、各ハーフトーン領域の幅は、開口領域の幅の０．１〜０．５倍であることが好ましく、０．１５〜０．３倍であることがより好ましい。

本実施形態の液晶表示装置１の製造方法において、上記塗布工程では、第二の直線Ｂ２と平行な所定の方向に配向膜材料を順次滴下することが好ましい。すなわち、図１２に示すように、第２側壁部Ｃｂ２側から第４側壁部Ｃｂ４側に向かう塗布方向１、又は、第４側壁部Ｃｂ４側から第２側壁部Ｃｂ２側に向かう塗布方向２の方向において、配向膜材料を順次滴下することが好ましい。これにより、コンタクトホールＣＨの手前に吐出された液晶材料は、緩やかな傾斜をもつ第２側壁部Ｃｂ２又は第４側壁部Ｃｂ４へ流れ込む方向に特に広がることになるため、配向膜材料がコンタクトホールＣＨ内へとより流れ込み易くなり、塗布ムラをより抑制することができる。

１：液晶表示装置
１０：薄膜トランジスタ基板
１１、２１：絶縁基板
１２：ゲート絶縁膜
１３：ＴＦＴ
１３ａ：ゲート電極
１３ｂ：ソース電極
１３ｃ：ドレイン電極
１３ｄ：薄膜半導体
１４：無機絶縁膜
１５：有機絶縁膜
１６：共通電極
１７：層間絶縁膜
１８：画素電極
１８ａ：スリット
２０：対向基板
２２：カラーフィルタ
２３：ブラックマトリクス
２４：オーバーコート層
３０：液晶層
４１、４２：配向膜（水平配向膜）
１３１：ソース線（データ線）
１３２：ゲート線（走査線）
Ｂ１：第一の直線
Ｂ２：第二の直線
Ｂ３：第三の直線
Ｂ４：第四の直線
Ｃａ：底部
Ｃｂ：側壁
Ｃｂ１：第１側壁部
Ｃｂ１１、Ｃｂ２１、Ｃｂ３１、Ｃｂ４１、Ｃｂ１１１、Ｃｂ２１１、Ｃｂ２１２、Ｃｂ３１１、Ｃｂ４１１、Ｃｂ４１２：上端
Ｃｂ１２、Ｃｂ２２、Ｃｂ３２、Ｃｂ４２：下端
Ｃｂ２：第２側壁部
Ｃｂ３：第３側壁部
Ｃｂ４：第４側壁部
Ｃｃ：開口面（上底）
Ｃｄ：開口面（下底）
ＣＨ、ＣＨ１４、ＣＨ１５、ＣＨ１７：コンタクトホール
Ｄ：深さ
Ｌ：距離
Ｗ２、Ｗ４：最大距離
α２、α４、β１、β３、β４：角度

Claims (16)

1. 薄膜トランジスタ基板と、
   前記薄膜トランジスタ基板に対向する対向基板と、
   前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板の間に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置であって、
   前記薄膜トランジスタ基板は、ドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記ドレイン電極上に配置された有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜上に配置された画素電極と、を備え、
   前記画素電極は、前記有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記ドレイン電極に接続され、
   前記有機絶縁膜に設けられた前記コンタクトホールは、底部と、前記底部を囲む側壁と、を有し、
   前記側壁は、前記コンタクトホールの周方向に第１側壁部、第２側壁部、第３側壁部及び第４側壁部をこの順に有し、
   平面視において、前記第１側壁部、前記底部及び前記第３側壁部は、第一の直線上にこの順で配置されるとともに、前記第２側壁部、前記底部及び前記第４側壁部は、前記第一の直線に直交する第二の直線上にこの順で配置され、
   前記第２側壁部の上部の傾斜は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、
   前記第一の直線上における前記第１側壁部の上端から前記第３側壁部の上端までの距離をＬとし、前記第一の直線と平行な第三の直線上における前記第２側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ２とすると、前記有機絶縁膜に設けられた前記コンタクトホールは、Ｗ２＞Ｌを満たすことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記第１側壁部及び前記第３側壁部の各々の上部の傾斜角は、２０°より大きく、
   前記第２側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２側壁部の上部の傾斜は、前記第４側壁部の上部の傾斜よりも緩やかであることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記第４側壁部の上部の傾斜角は、２０°より大きいことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第４側壁部の上部の傾斜は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、
   前記第一の直線と平行な第四の直線上における前記第４側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ４とすると、前記有機絶縁膜に設けられた前記コンタクトホールは、Ｗ４＞Ｌを満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
6. 前記第４側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 薄膜トランジスタ基板と、前記薄膜トランジスタ基板に対向する対向基板と、前記薄膜トランジスタ基板及び前記対向基板の間に挟持された液晶層と、を備える液晶表示装置の製造方法であって、
   前記薄膜トランジスタ基板は、ドレイン電極を有する薄膜トランジスタと、前記ドレイン電極上に配置された有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜上に配置された画素電極と、を備え、
   前記画素電極は、前記有機絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記ドレイン電極に接続され、
   前記有機絶縁膜に設けられた前記コンタクトホールは、底部と、前記底部を囲む側壁と、を有し、
   前記側壁は、前記コンタクトホールの周方向に第１側壁部、第２側壁部、第３側壁部及び第４側壁部をこの順に有し、
   平面視において、前記第１側壁部、前記底部及び前記第３側壁部は、第一の直線上にこの順で配置されるとともに、前記第２側壁部、前記底部及び前記第４側壁部は、前記第一の直線に直交する第二の直線上にこの順で配置され、
   前記第２側壁部の上部の傾斜は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、
   前記第一の直線上における前記第１側壁部の上端から前記第３側壁部の上端までの距離をＬとし、前記第一の直線と平行な第三の直線上における前記第２側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ２とすると、前記有機絶縁膜に設けられた前記コンタクトホールは、Ｗ２＞Ｌを満たし、
   前記製造方法は、前記薄膜トランジスタ基板上に配向膜材料を塗布する塗布工程を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
8. 前記第１側壁部及び前記第３側壁部の各々の上部の傾斜角は、２０°より大きく、
   前記第２側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置の製造方法。
9. 前記塗布工程では、前記薄膜トランジスタ基板上に前記配向膜材料をインクジェット法により滴下することを特徴とする請求項７又は８に記載の液晶表示装置の製造方法。
10. 前記塗布工程では、前記第二の直線と平行な所定の方向に前記配向膜材料を順次滴下することを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置の製造方法。
11. 前記第２側壁部の上部の傾斜は、前記第４側壁部の上部の傾斜よりも緩やかであり、
    前記塗布工程では、前記第２側壁部側から前記第４側壁部側に向かって前記配向膜材料を順次滴下することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
12. 前記第２側壁部の上部の傾斜は、前記第４側壁部の上部の傾斜よりも緩やかであり、
    前記塗布工程では、前記第４側壁部側から前記第２側壁部側に向かって前記配向膜材料を順次滴下することを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
13. 前記第４側壁部の上部の傾斜角は、２０°より大きいことを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置の製造方法。
14. 前記第４側壁部の上部の傾斜角は、２０°より大きいことを特徴とする請求項１２に記載の液晶表示装置の製造方法。
15. 前記第４側壁部の上部の傾斜は、前記第１側壁部及び前記第３側壁部の各々の上部の傾斜よりも緩やかであり、
    前記第一の直線と平行な第四の直線上における前記第４側壁部の一方の上端及び他方の上端の間の最大距離をＷ４とすると、前記有機絶縁膜に設けられた前記コンタクトホールは、Ｗ４＞Ｌを満たすことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置の製造方法。
16. 前記第４側壁部の上部の傾斜角は、１０°以上、２０°以下であることを特徴とする請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法。

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