JP7183366B2 - liquid crystal display - Google Patents

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本発明は表示装置に係り、画面が高精細になった場合に、配向膜が形成されない領域が生ずることによる表示むらを対策した液晶表示装置に関する。 The present invention relates to a display device, and more particularly, to a liquid crystal display device that takes measures against display unevenness caused by areas where an alignment film is not formed when a screen becomes high definition.

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構成となっている。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。 In a liquid crystal display device, a TFT substrate on which pixels having pixel electrodes, thin film transistors (TFTs) and the like are formed in a matrix, and a counter substrate are arranged opposite to the TFT substrate, and liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate. It is configured as follows. An image is formed by controlling the light transmittance of the liquid crystal molecules for each pixel.

TFTを覆って有機パッシベーション膜が形成され、有機パッシベーション膜の上に、コモン電極、画素電極および、これらの電極を絶縁する絶縁膜が形成されている。有機パッシベーション膜は、平坦化膜および浮遊容量の低減を目的としているので、2乃至4μm程度に厚く形成される。この厚い有機パッシベーション膜にコンタクトホールが形成されるので、コンタクトホールの深さやテーパ角度が大きくなり、配向膜がコンタクトホール内に入りにくい要因になっている。 An organic passivation film is formed to cover the TFT, and a common electrode, a pixel electrode, and an insulating film for insulating these electrodes are formed on the organic passivation film. The organic passivation film is intended to be a flattening film and to reduce stray capacitance, so it is formed as thick as about 2 to 4 μm. Since the contact hole is formed in this thick organic passivation film, the depth and taper angle of the contact hole become large, which makes it difficult for the alignment film to enter the contact hole.

一方、有機パッシベーション膜は、厚く形成されるために、有機パッシベーション膜に種々の機能を持たせることが提案されている。特許文献1には、画素領域において、有機パッシベーション膜に凹凸を形成し、その上に金属による反射膜を形成することによって、ランバーシアン反射面を形成する構成が記載されている。 On the other hand, since the organic passivation film is formed thick, it has been proposed to impart various functions to the organic passivation film. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200002 describes a configuration in which unevenness is formed in an organic passivation film in a pixel region, and a reflective film made of metal is formed thereon to form a Lambertian reflective surface.

特許文献2には、有機パッシベーション膜の厚さをR、G、B画素毎に変えることによって、各画素における液晶層の厚さを変化させ、各色毎に最適な液晶層厚に規定することが記載されている。 In Patent Document 2, by changing the thickness of the organic passivation film for each of R, G, and B pixels, the thickness of the liquid crystal layer in each pixel can be changed, and the optimum liquid crystal layer thickness can be defined for each color. Have been described.

特開2003-177396号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-177396 特開2002-229062号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-229062

特に小型の液晶表示装置では、画面の高精細化が進んでいる。高精細化すると画素の面積が小さくなるので、画素内において、画素電極とTFTのソース電極を接続するためのコンタクトホールの面積の占める割合が大きくなる。また、異なった画素に存在するコンタクトホールの間隔も小さくなる。 Especially in small liquid crystal display devices, the resolution of the screen is becoming higher. Since the area of a pixel becomes smaller as the definition is increased, the proportion of the area of the contact hole for connecting the pixel electrode and the source electrode of the TFT in the pixel increases. Also, the distance between contact holes existing in different pixels is reduced.

液晶表示装置では、液晶分子を初期配向させるために配向膜を形成する。この配向膜材料は、当初液体であり、塗布後に焼成して配向膜にする。コンタクトホールが小さくなるにつれて配向膜がはじかれて、配向膜がコンタクトホール内に形成されなくなる確率が増える。配向膜がコンタクトホール内に入りこまないと、コンタクトホールの周辺で配向膜の膜厚に不均一が生じる。つまり、配向膜がコンタクトホールに入り込まないことで生じる配向膜の端部では、本来はコンタクトホールに入るべき配向膜の分だけ配向膜が増量することや、端部での表面エネルギーにより、コンタクトホール周辺で配向膜が厚くなることがある。配向膜が厚くなった領域が遮光領域を超えて透過領域にまで及んだ場合、透過領域において、液晶層への印加電圧が低下したり、液晶層のギャップが他の領域よりも小さくなったりする。そのため、他の領域に比べて表示品質が低下(薄暗いムラが発現)するといった問題が生じる。 In a liquid crystal display device, an alignment film is formed to initially align liquid crystal molecules. This alignment film material is initially liquid, and is fired after application to form an alignment film. As the contact hole becomes smaller, the alignment film is repelled, and the probability that the alignment film is not formed in the contact hole increases. If the alignment film does not enter the contact hole, the thickness of the alignment film becomes uneven around the contact hole. In other words, at the edge of the alignment film, which is caused by the alignment film not entering the contact hole, the amount of the alignment film increases by the amount of the alignment film that should enter the contact hole. The alignment film may become thick in the periphery. When the thickened region of the alignment film extends beyond the light-shielding region to reach the transmissive region, the voltage applied to the liquid crystal layer in the transmissive region may decrease, or the gap in the liquid crystal layer may become smaller than in other regions. do. Therefore, there arises a problem that the display quality is lowered (dark unevenness appears) compared to other areas.

一般には、個々のコンタクトホールは、ブラックマトリクス等によって遮光されているので、個々のコンタクトホールに配向膜が形成されないだけでは問題無いが、上述のように、配向膜の厚みの不均一が透過領域(ブラックマトリクスにより遮光されていない領域)にまで及ぶ場合は問題となる。更に、配向膜が形成されない領域が複数画素に亘ってつながる場合がある。この場合、配向膜が形成されない領域が表示領域にまで及び、表示品質の低下となって現れる。液晶表示装置が高精細になると、画素ピッチが小さいので、このような配向膜の厚さの不均一や、配向膜が形成されない領域の拡大化が生じやすい。 In general, since each contact hole is shielded from light by a black matrix or the like, there is no problem if the alignment film is not formed in each contact hole. If it extends to (the area not light-shielded by the black matrix), it becomes a problem. Furthermore, there are cases in which regions where the alignment film is not formed extend over a plurality of pixels. In this case, the area where the alignment film is not formed extends to the display area, resulting in deterioration of display quality. When the liquid crystal display device has a high definition, the pixel pitch is small, so that the non-uniformity of the thickness of the alignment film and the enlargement of the area where the alignment film is not formed are likely to occur.

図4は、このような表示むらの例である。図4に示すように、表示領域500に島状に表示むら50が生じている。これは、複数の画素において、配向膜の厚みにムラが生じている領域が存在し、この領域で表示むらが発生したものである。 FIG. 4 is an example of such display unevenness. As shown in FIG. 4, island-like display unevenness 50 occurs in the display area 500 . This is because in a plurality of pixels, there is an area where the thickness of the alignment film is uneven, and display unevenness occurs in this area.

このような、表示むらの発生は、個々のコンタクトホールの形状、あるいは、配向膜の材料や印刷条件等を調整することである程度は解消できる。しかし、有機パッシベーション膜の膜厚は小さくできないために、孔径を小さくすることには限度があること、また、印刷条件は、プロセス負荷が大きいこと等で、十分な対策にはならない。 Such display unevenness can be eliminated to some extent by adjusting the shape of each contact hole, the material of the alignment film, the printing conditions, or the like. However, since the film thickness of the organic passivation film cannot be reduced, there is a limit to reducing the pore size, and the printing conditions require a large process load.

本発明の課題は、コンタクトホールにおいて、配向膜が形成されない現象を対策することによって、光もれに起因する表示むらを対策することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to take measures against display unevenness caused by light leakage by taking measures against the phenomenon that alignment films are not formed in contact holes.

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な主な手段は次のとおりである。すなわち、第1の方向に延在し、第2の方向に配列した走査線と、第2の方向に延在し、第1の方向に配列した映像信号線の間に画素が形成されたTFT基板と、対向基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記画素には、TFTを覆って、有機絶縁膜が形成され、前記有機絶縁膜の上には、第1の電極と、第2の電極が無機絶縁膜を介して対向して形成され、その上に配向膜が形成され、前記第2の電極と前記TFTは、前記有機絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して接続し、前記有機絶縁膜は、前記コンタクトホールを含む前記第2の方向の断面において、前記コンタクトホール近傍の土手において、前記コンタクトホールに近い側から、凸部と凹部が形成されていることを特徴とする液晶表示装置である。 The present invention overcomes the above problems, and the main concrete means are as follows. That is, TFTs in which pixels are formed between scanning lines extending in the first direction and arranged in the second direction and video signal lines extending in the second direction and arranged in the first direction A liquid crystal display device in which liquid crystal is sandwiched between a substrate and a counter substrate, wherein an organic insulating film is formed to cover the TFT in the pixel, and a first electrode is formed on the organic insulating film. , a second electrode is formed facing each other through an inorganic insulating film, an alignment film is formed thereon, and the second electrode and the TFT are connected through a contact hole formed in the organic insulating film. and the organic insulating film is formed with a convex portion and a concave portion on a bank near the contact hole in a cross section including the contact hole in the second direction from a side near the contact hole. A liquid crystal display device characterized by

本発明の液晶表示装置の平面図である。1 is a plan view of a liquid crystal display device of the present invention; FIG. 実施例1の画素構成を示す平面図である。2 is a plan view showing a pixel configuration of Example 1. FIG. 図2のA-A断面に相当する断面図である。FIG. 3 is a sectional view corresponding to the AA section of FIG. 2; 配向膜が形成されない領域の存在によって生ずる表示むらの例である。This is an example of display unevenness caused by the existence of a region where no alignment film is formed. コンタクトホール付近の平面図である。It is a top view near a contact hole. 図5のB-B断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 5; コンタクトホールに配向膜が形成されない現象を説明する断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a phenomenon in which an alignment film is not formed in a contact hole; 本発明の平面図である。1 is a plan view of the present invention; FIG. 図8のC-C断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 8; 本発明の動作を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing the operation of the present invention; FIG. 図8のC-C断面図の他の例である。9 is another example of a CC cross-sectional view of FIG. 8. FIG. 本発明の特徴を説明する断面図である。1 is a cross-sectional view illustrating features of the present invention; FIG. 実施例1の他の形態を示す平面図である。4 is a plan view showing another form of Example 1. FIG. 実施例1のさらに他の形態を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing still another form of Example 1; 実施例1のさらに他の形態を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing still another form of Example 1; 実施例2を示す平面図である。FIG. 10 is a plan view showing Example 2; 図16のE-E断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 16; 実施例2を示す図16のD-D断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 16 showing Example 2; 実施例2の第2の形態を示す平面図である。FIG. 11 is a plan view showing a second form of Example 2; クロス柱を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a cross column.

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。 The contents of the present invention will be described in detail below using examples.

図1は本発明が適用される液晶表示装置の平面図である。図1において、TFT基板100と対向基板200とがシール材40によって接着し、TFT基板100と対向基板200との間に液晶が挟持されている。TFT基板100は対向基板200よりも大きく形成されており、TFT基板100が1枚となっている部分は端子部150となっている。端子部150には、液晶表示パネルを駆動するICドライバ160、液晶表示パネルに電源、映像信号、クロック等を供給するためのフレキシブル配線基板を接続するための端子等が形成されている。 FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. In FIG. 1, a TFT substrate 100 and a counter substrate 200 are bonded together by a sealing material 40, and liquid crystal is sandwiched between the TFT substrate 100 and the counter substrate 200. As shown in FIG. The TFT substrate 100 is formed to be larger than the counter substrate 200 , and the portion where the TFT substrate 100 is one sheet serves as the terminal portion 150 . The terminal portion 150 is formed with terminals for connecting an IC driver 160 for driving the liquid crystal display panel, and a flexible wiring board for supplying a power source, a video signal, a clock, and the like to the liquid crystal display panel.

図1において、表示領域500には走査線10が第1の方向に延在し、第2の方向に配列している。また、映像信号線20が第2の方向に延在し、第1の方向に配列している。走査線10と映像信号線20とで囲まれた領域が画素30となっている。高精細になるとこの画素30の面積が映像信号線の延在方向に78μm以下、走査線の延在方向に26μm以下というように小さくなる。画素30には、赤画素、緑画素、青画素が存在する。なお、赤画素、緑画素、青画素のセットを画素と呼ぶこともあるが、本明細書では、特に断らない場合は、各赤画素、緑画素、青画素を画素30と呼ぶ。 In FIG. 1, scanning lines 10 extend in a first direction in a display area 500 and are arranged in a second direction. Also, the video signal lines 20 extend in the second direction and are arranged in the first direction. Pixels 30 are regions surrounded by the scanning lines 10 and the video signal lines 20 . As the definition becomes higher, the area of the pixel 30 is reduced to 78 μm or less in the extending direction of the video signal line and 26 μm or less in the extending direction of the scanning line. Pixels 30 include red pixels, green pixels, and blue pixels. A set of red, green, and blue pixels is sometimes called a pixel, but in this specification, each red, green, and blue pixel is called a pixel 30 unless otherwise specified.

図2はTFT基板100における画素30の平面図である。図2では、画素30が水平方向に2個並んだ構成が記載されている。図2は、IPS(In Plane Switching)方式の液晶表示装置における画素部の平面図である。本明細書では、IPS(In Plane Switching)方式を例にとって説明するが、本発明は、これに限らず、他の液晶表示装置についても適用することが出来る。 FIG. 2 is a plan view of the pixel 30 on the TFT substrate 100. FIG. FIG. 2 shows a configuration in which two pixels 30 are arranged horizontally. FIG. 2 is a plan view of a pixel portion in an IPS (In Plane Switching) type liquid crystal display device. In this specification, an IPS (In Plane Switching) system will be described as an example, but the present invention is not limited to this and can be applied to other liquid crystal display devices.

図2において、走査線10が横方向に延在し、縦方向に配列しており、映像信号線20が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線10と映像信号線20とで囲まれた領域に画素電極111が形成されている。図2において、スルーホール140から半導体層103がUの字型に延在して走査線10の下を2回通過するような構成となっている。半導体層103が走査線10を通過する部分がTFTとなっている。すなわち、この部分では走査線10がゲート電極となっている。半導体層103はスルーホール120においてコンタクト電極107と接続し、コンタクト電極107はコンタクトホール130において画素電極111と接続している。画素電極111は内部にスリット1111を有する。図2では、画素電極111はスリット1111を有する複数の線状電極となっているが、画素電極111はスリットを有さない1本の線状電極の場合もある。 In FIG. 2, the scanning lines 10 extend in the horizontal direction and are arranged in the vertical direction, and the video signal lines 20 extend in the vertical direction and are arranged in the horizontal direction. A pixel electrode 111 is formed in a region surrounded by the scanning lines 10 and the video signal lines 20 . In FIG. 2, the semiconductor layer 103 extends in a U-shape from the through-hole 140 and passes under the scanning line 10 twice. A portion where the semiconductor layer 103 passes through the scanning line 10 serves as a TFT. That is, the scanning line 10 serves as a gate electrode in this portion. The semiconductor layer 103 is connected to the contact electrode 107 through the through hole 120 , and the contact electrode 107 is connected to the pixel electrode 111 through the contact hole 130 . The pixel electrode 111 has a slit 1111 inside. In FIG. 2, the pixel electrode 111 is a plurality of linear electrodes with slits 1111, but the pixel electrode 111 may be a single linear electrode without slits.

本明細書では、半導体層103と映像信号線20、あるいは、半導体層103とコンタクト電極107とを接続する箇所をスルーホールといい、コンタクト電極107と画素電極112とを接続する箇所をコンタクトホール130と呼ぶ。スルーホールもコンタクトホールも機能は同じである。コンタクトホール130は、有機パッシベーション膜に孔を形成するために、孔の径が大きくなる。 In this specification, a portion connecting the semiconductor layer 103 and the video signal line 20 or the semiconductor layer 103 and the contact electrode 107 is referred to as a through hole, and a portion connecting the contact electrode 107 and the pixel electrode 112 is referred to as a contact hole 130. call. Through holes and contact holes have the same function. Since the contact hole 130 is formed in the organic passivation film, the diameter of the hole is increased.

コンタクトホールはすり鉢状の凹部であるが、図2のコンタクトホール130は、コンタクトホールの底部における孔を意味している、図2において、108はコンタクトホール底部における有機パッシベーション膜の端部を、110はコンタクトホール底部における容量絶縁膜の端部を示している。また、図2において、109はコモン電極109の開口部を示している。108と110とは矩形となっているが、多角形や円形であってもよい。 The contact hole is a mortar-shaped recess, and the contact hole 130 in FIG. 2 means the hole at the bottom of the contact hole. In FIG. indicates the edge of the capacitive insulating film at the bottom of the contact hole. 2, reference numeral 109 denotes an opening of the common electrode 109. FIG. Although 108 and 110 are rectangular, they may be polygonal or circular.

コンタクトホール130の部分には大きな凹部が形成されるので、この部分に配向膜材料塗布時に配向膜材料がはじかれて、入り込みにくくなる。以後配向膜材料を単に配向膜とよぶこともある。配向膜がコンタクトホールのみからはじかれているだけでは表示ムラが視認される可能性は低いが、配向膜がはじかれる影響でコンタクトホール近傍の配向膜が厚くなり、表示品質が低下する可能性が高くなる。更に、コンタクトホールにおいてはじかれた領域が複数のコンタクトホールに亘ってつながると、配向膜が形成されない領域が大きくなり、更なる表示むらが発生する場合もある。以後、配向膜が形成されない領域を配向膜のはじけともいう。 Since a large concave portion is formed in the portion of the contact hole 130, the material for the alignment film is repelled when the material for the alignment film is applied to this portion, making it difficult for the material to enter the portion. Hereinafter, the alignment film material may be simply called an alignment film. If the alignment film is only repelled from the contact hole, it is unlikely that display unevenness will be visible. get higher Furthermore, when the repelled regions in the contact holes are connected across a plurality of contact holes, the region where the alignment film is not formed becomes large, which may cause further display unevenness. Hereinafter, the region where the alignment film is not formed is also referred to as popping of the alignment film.

図3は、図2のA-Aに対応する断面図である。図3におけるTFTは、いわゆるトップゲートタイプのTFTであり、使用される半導体としては、LTPS(Low Temperature Poly-Si)が使用されている。図3において、ガラス基板100の上にSiNからなる第1下地膜101およびSiOからなる第2下地膜102がCVD(Chemical Vapor Deposition)によって形成される。第1下地膜101および第2下地膜102の役割はガラス基板100からの不純物が半導体層103を汚染することを防止することである。 FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to AA of FIG. The TFT in FIG. 3 is a so-called top-gate type TFT, and LTPS (Low Temperature Poly-Si) is used as the semiconductor used. In FIG. 3, a first underlayer 101 made of SiN and a second underlayer 102 made of SiO 2 are formed on a glass substrate 100 by CVD (Chemical Vapor Deposition). The role of the first base film 101 and the second base film 102 is to prevent impurities from the glass substrate 100 from contaminating the semiconductor layer 103 .

第2下地膜102の上には半導体層103が形成される。この半導体層103は第2下地膜102の上にCVDによってa-Si膜を形成し、これをレーザアニールすることによってpoly-Si膜に変換したものである。このpoly-Si膜をフォトリソグラフィによってパターニングする。 A semiconductor layer 103 is formed on the second base film 102 . This semiconductor layer 103 is obtained by forming an a-Si film on the second base film 102 by CVD and converting it into a poly-Si film by laser annealing. This poly-Si film is patterned by photolithography.

半導体膜103の上にはゲート絶縁膜104が形成される。このゲート絶縁膜104はTEOS(テトラエトキシシラン)によるSiO膜である。この膜もCVDによって形成される。その上にゲート電極105が形成される。ゲート電極105は図2に示す走査線10が兼ねている。半導体層は2回走査線10の下を通過するので、図3において、ゲート電極105は2個配置している。ゲート電極105は例えば、MoW膜によって形成される。 A gate insulating film 104 is formed on the semiconductor film 103 . This gate insulating film 104 is a SiO 2 film made of TEOS (tetraethoxysilane). This film is also formed by CVD. A gate electrode 105 is formed thereon. The scanning line 10 shown in FIG. 2 also serves as the gate electrode 105 . Since the semiconductor layer passes under the scanning line 10 twice, two gate electrodes 105 are arranged in FIG. The gate electrode 105 is made of, for example, a MoW film.

ゲート電極105を覆って層間絶縁膜106をSiOによって形成する。層間絶縁膜106はゲート電極105とコンタクト電極107を絶縁するためである。層間絶縁膜106およびゲート絶縁膜104には、半導体層103をコンタクト電極107と接続するためのスルーホール120が形成される。層間絶縁膜106とゲート絶縁膜104にスルーホール120を形成するためのフォトリソグラフィは同時に行われる。 An interlayer insulating film 106 is formed of SiO 2 to cover the gate electrode 105 . The interlayer insulating film 106 is for insulating the gate electrode 105 and the contact electrode 107 . A through hole 120 for connecting the semiconductor layer 103 to the contact electrode 107 is formed in the interlayer insulating film 106 and the gate insulating film 104 . Photolithography for forming through holes 120 in the interlayer insulating film 106 and the gate insulating film 104 is performed simultaneously.

層間絶縁膜106の上には映像信号線20が形成されている。映像信号線20は、図2に示すスルーホール140において、半導体層103と接続している。つまり、図2に示すスルーホール140とスルーホール120の間に2個のTFTが形成されていることになる。層間絶縁膜106の上にコンタクト電極107が映像信号線20と同層で形成される。コンタクト電極107は、コンタクトホール130を介して画素電極112と接続する。映像信号線20およびコンタクト電極107は例えばAl合金あるいはMoW、または、これらの積層体によって形成される。 A video signal line 20 is formed on the interlayer insulating film 106 . The video signal line 20 is connected to the semiconductor layer 103 through the through hole 140 shown in FIG. That is, two TFTs are formed between the through hole 140 and the through hole 120 shown in FIG. A contact electrode 107 is formed in the same layer as the video signal line 20 on the interlayer insulating film 106 . The contact electrode 107 connects with the pixel electrode 112 through the contact hole 130 . The video signal lines 20 and contact electrodes 107 are made of, for example, an Al alloy, MoW, or a laminate of these.

映像信号線20およびコンタクト電極107を覆って有機パッシベーション膜108が形成される。有機パッシベーション膜108は感光性のアクリル樹脂で形成される。有機パッシベーション膜108は、アクリル樹脂の他、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂等でも形成することが出来る。有機パッシベーション膜108は平坦化膜としての役割を持っているので、厚く形成される。有機パッシベーション膜108の膜厚は2~4μmであるが、本発明では、3.5μm程度である。 An organic passivation film 108 is formed covering the video signal line 20 and the contact electrode 107 . The organic passivation film 108 is made of photosensitive acrylic resin. The organic passivation film 108 can be formed of acrylic resin, silicone resin, epoxy resin, polyimide resin, or the like. Since the organic passivation film 108 has a role as a planarizing film, it is formed thick. The film thickness of the organic passivation film 108 is 2 to 4 μm, but it is about 3.5 μm in the present invention.

画素電極111とコンタクト電極107との導通を取るために、有機パッシベーション膜108にコンタクトホール130が形成される。感光性の樹脂を塗付後、この樹脂を露光すると、光が当たった部分のみが特定の現像液に溶解する。すなわち、感光性樹脂を用いることによって、フォトレジストの形成を省略することが出来る。有機パッシベーション膜108にコンタクトホール130を形成したあと、230℃程度で有機パッシベーション膜を焼成することによって有機パッシベーション膜108が完成する。 A contact hole 130 is formed in the organic passivation film 108 to establish electrical connection between the pixel electrode 111 and the contact electrode 107 . After applying a photosensitive resin, when the resin is exposed to light, only the exposed areas are dissolved in a specific developer. That is, by using a photosensitive resin, the formation of a photoresist can be omitted. After forming a contact hole 130 in the organic passivation film 108, the organic passivation film 108 is completed by baking the organic passivation film at about 230.degree.

その後コモン電極109となるITO(Indium Tin Oxide)をスパッタリングによって形成し、その後、コンタクトホール130およびその周辺からITOを除去するようにパターニングする。コモン電極109は各画素共通に平面状に形成することが出来る。その後、容量絶縁膜110となるSiNをCVDによって全面に形成する。その後、コンタクトホール130内において、コンタクト電極107と画素電極111の導通をとるためのスルーホールを容量絶縁膜110に形成する。その後、ITOをスパッタリングによって形成し、パターニングして画素電極111を形成する。画素電極111の平面形状は図2に示すとおりである。 After that, ITO (Indium Tin Oxide), which will be the common electrode 109, is formed by sputtering, and then patterning is performed to remove the ITO from the contact hole 130 and its periphery. The common electrode 109 can be formed in a plane common to each pixel. After that, SiN to be the capacitor insulating film 110 is formed on the entire surface by CVD. After that, in the contact hole 130 , a through hole is formed in the capacitor insulating film 110 for conducting the contact electrode 107 and the pixel electrode 111 . After that, ITO is formed by sputtering and patterned to form the pixel electrode 111 . The planar shape of the pixel electrode 111 is as shown in FIG.

画素電極111の上に配向膜材料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。配向膜材料は塗布時は液体であるが、表面張力によってコンタクトホール130には、入り込まない場合がある。 An alignment film material is applied on the pixel electrodes 111 by flexographic printing, inkjet, or the like. Although the alignment film material is liquid when applied, it may not enter the contact hole 130 due to surface tension.

配向膜材料を塗布後、焼成して配向膜112とする。この配向膜112をラビング処理または紫外線による光配向処理によって配向処理する。画素電極111とコモン電極109の間に電圧が印加されると図3に示すような電気力線が発生する。この電界によって液晶分子301を回転させ、液晶層300を通過する光の量を画素毎に制御することによって画像を形成する。 After the alignment film material is applied, it is baked to form the alignment film 112 . The orientation film 112 is subjected to orientation treatment by rubbing treatment or photo-orientation treatment using ultraviolet rays. When a voltage is applied between the pixel electrode 111 and the common electrode 109, electric lines of force are generated as shown in FIG. This electric field rotates the liquid crystal molecules 301, and an image is formed by controlling the amount of light passing through the liquid crystal layer 300 for each pixel.

図3において、液晶層300を挟んで対向基板200が配置されている。対向基板200の内側には、カラーフィルタ201が形成されている。カラーフィルタ201は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタが形成されており、これによってカラー画像が形成される。カラーフィルタ201とカラーフィルタ201の間にはブラックマトリクス202が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス202はTFTの遮光膜としての役割も有し、TFTに光電流が流れることを防止している。また、ブラックマトリクスは、平面で視てコンタクトホールを覆っている。 In FIG. 3, a counter substrate 200 is arranged with a liquid crystal layer 300 interposed therebetween. A color filter 201 is formed inside the opposing substrate 200 . The color filter 201 has red, green, and blue color filters formed for each pixel, thereby forming a color image. A black matrix 202 is formed between the color filters 201 to improve the contrast of the image. The black matrix 202 also serves as a light-shielding film for the TFTs, and prevents photocurrent from flowing through the TFTs. In addition, the black matrix covers the contact holes when viewed in plan.

カラーフィルタ201およびブラックマトリクス202を覆ってオーバーコート膜203が形成されている。オーバーコート膜203によって、カラーフィルタ202の成分が液晶層に拡散することを防止する。オーバーコート膜203の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜112が形成される。配向膜112の配向処理はTFT基板100側の配向膜112と同様、ラビング法あるいは光配向法が用いられる。 An overcoat film 203 is formed to cover the color filters 201 and the black matrix 202 . The overcoat film 203 prevents the components of the color filter 202 from diffusing into the liquid crystal layer. An alignment film 112 is formed on the overcoat film 203 to determine the initial alignment of the liquid crystal. The orientation treatment of the orientation film 112 is the same as that for the orientation film 112 on the TFT substrate 100 side, using a rubbing method or a photo-orientation method.

図4は、配向膜の膜厚が不均一となることによる表示ムラの例である。このような、表示むらは、コンタクトホールに配向膜が入り込まない領域が生ずることに起因する。コンタクトホールは対向基板に形成されたブラックマトリクスによって覆われているが、配向膜の膜厚が不均一となる領域が遮光されていない領域に及ぶ場合、ムラとして視認される。また、配向膜が形成されない領域がつながると、光もれの問題がより大きくなる。 FIG. 4 shows an example of display unevenness due to uneven thickness of the alignment film. Such display unevenness is caused by the occurrence of regions where the alignment film does not enter the contact holes. The contact hole is covered with a black matrix formed on the opposing substrate, but if the region where the film thickness of the alignment film is non-uniform extends to the region where the light is not shielded, it is visually recognized as unevenness. Further, when the regions where the alignment film is not formed are connected, the problem of light leakage becomes more serious.

図5乃至図7は、コンタクトホール内に配向膜が形成されない原因を説明する図である。図5は、図2における、コンタクトホール130付近の拡大平面図である。図5では、図を複雑化しないために、半導体層等は省略している。図5において、109はコモン電極の開口部を指している。130は図3におけるコンタクトホールの底部における開口を指している。110は容量絶縁膜110の開口部を指し、108は、有機パッシベーション膜108のコンタクトホールの底部における開口部を指している。以後のコンタクトホール付近の平面図も同様である。その他は図2で説明したとおりである。 5 to 7 are diagrams for explaining the reason why the alignment film is not formed in the contact hole. FIG. 5 is an enlarged plan view of the vicinity of contact hole 130 in FIG. In FIG. 5, the semiconductor layers and the like are omitted in order not to complicate the drawing. In FIG. 5, 109 indicates the opening of the common electrode. 130 indicates the opening at the bottom of the contact hole in FIG. Reference numeral 110 indicates an opening in the capacitive insulating film 110, and reference numeral 108 indicates an opening in the organic passivation film 108 at the bottom of the contact hole. The same applies to plan views of the vicinity of the contact holes that follow. Others are as explained in FIG.

図6は図5のB-B断面図である。図6は、層間絶縁膜以下は省略している。また、図6では配向膜は省略されている。図6において、有機パッシベーション膜108にコンタクトホールが形成されている、有機パッシベーション膜108にフォトリソグラフィによってコンタクトホールが形成され、その上に容量絶縁膜110が形成され、容量絶縁膜110にフォトリソグラフィによって開口が形成されている。この開口において、コンタクト電極107と画素電極111が接続している。有機パッシベーション膜108の上にコモン電極109が形成されているが、このコモン電極109は、コンタクトホール130およびその周辺からは除去されている。このようなコンタクトホール130の形状の場合、コンタクトホール内に配向膜が形成されない現象が生ずる。 FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. FIG. 6 omits an interlayer insulating film and below. Also, the alignment film is omitted in FIG. In FIG. 6, a contact hole is formed in the organic passivation film 108. A contact hole is formed in the organic passivation film 108 by photolithography. An opening is formed. In this opening, the contact electrode 107 and the pixel electrode 111 are connected. A common electrode 109 is formed on the organic passivation film 108, but the common electrode 109 is removed from the contact hole 130 and its periphery. When the contact hole 130 has such a shape, a phenomenon occurs in which the alignment film is not formed in the contact hole.

図7はこれを説明する模式断面図である。有機パッシベーション膜108は、膜厚が厚く、コンタクトホールの形状に対して圧倒的な影響を持つため、図7では、有機パッシベーション膜108のみ記載している。実際には、容量絶縁膜110、画素電極111等が有機パッシベーション膜の上に形成されるが、断面形状は、ほぼ、有機パッシベーション膜108に沿うと考えればよい。図7(a)は、有機パッシベーション膜108にコンタクトホールを形成した後、有機パッシベーション膜108の上に液体である配向膜材料112を塗布した状態を示している。図7(a)において、コンタクトホールの底部に空気60が巻き込まれている。この空気は、矢印に示すように、上に向かう。 FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining this. Since the organic passivation film 108 is thick and has an overwhelming effect on the shape of the contact hole, only the organic passivation film 108 is shown in FIG. Actually, the capacitive insulating film 110, the pixel electrode 111, and the like are formed on the organic passivation film, but the cross-sectional shape can be considered to follow the organic passivation film 108 substantially. FIG. 7A shows a state in which a liquid alignment film material 112 is applied on the organic passivation film 108 after contact holes are formed in the organic passivation film 108 . In FIG. 7A, air 60 is caught in the bottom of the contact hole. This air is directed upwards, as indicated by the arrows.

図7(b)では、配向膜材料112が気泡60によって分断されると、配向膜材料112は、安定な位置である、コンタクトホールの周辺に向かうことを示している。矢印は、配向膜材料の向かう方向である。図7(c)は配向膜材料112が安定して存在する領域を示す断面図である。図7(c)に示すように、配向膜材料112は、コンタクトホールの外周の土手において安定して存在し、コンタクトホール内に配向膜材料112は形成されない。更に、コンタクトホール近傍において配向膜の膜厚が厚くなる。これが、表示むらの原因になる。 FIG. 7B shows that when the alignment film material 112 is divided by the bubbles 60, the alignment film material 112 moves toward the periphery of the contact hole, which is a stable position. The arrow indicates the direction in which the alignment film material is directed. FIG. 7C is a cross-sectional view showing a region where the alignment film material 112 stably exists. As shown in FIG. 7(c), the alignment film material 112 is stably present on the bank of the outer circumference of the contact hole, and the alignment film material 112 is not formed inside the contact hole. Furthermore, the film thickness of the alignment film increases in the vicinity of the contact hole. This causes display unevenness.

図8は、これを対策するための、本発明の構成を示す平面図である。図8はコンタクトホール130付近の平面図であり、基本的な構成は図5で説明したのと同様である。図8が図5と異なる点は、有機パッシベーション膜108において、コンタクトホール130の近傍に領域70で示すような凹部を形成している点である。 FIG. 8 is a plan view showing the configuration of the present invention for dealing with this. FIG. 8 is a plan view of the vicinity of the contact hole 130, and the basic configuration is the same as that explained in FIG. 8 is different from FIG. 5 in that a concave portion is formed near the contact hole 130 in the organic passivation film 108 as indicated by the region 70 .

図9は、図8のC-C断面図である。図9において、有機パッシベーション膜108のコンタクトホールの近傍の土手の上に深さh1の凹部70が形成されている。この深さh1は、0.3乃至1μm程度である。深さh1は有機パッシベーション膜108の土手の頂点と凹部の底点の差(基板表面、或いは、層間絶縁膜表面からの距離の差)をいう。このような、有機パッシベーション膜108の凹部70は、ハーフ露光を用いることによって形成することが出来る。すなわち、コンタクトホール130部分の露光量の数十%を露光することによって、凹部70を形成することが出来る。ハーフ露光の露光量によって、凹部70の深さを制御することが出来る。 9 is a cross-sectional view taken along line CC of FIG. 8. FIG. In FIG. 9, a recess 70 having a depth h1 is formed on the bank of the organic passivation film 108 in the vicinity of the contact hole. This depth h1 is about 0.3 to 1 μm. The depth h1 is the difference between the top of the bank of the organic passivation film 108 and the bottom of the recess (difference in distance from the surface of the substrate or the surface of the interlayer insulating film). Such recesses 70 of the organic passivation film 108 can be formed by using half exposure. That is, the concave portion 70 can be formed by exposing several tens of percent of the exposure amount of the contact hole 130 portion. The depth of the concave portion 70 can be controlled by the exposure amount of the half exposure.

凹部70は、ハーフ露光によって形成できるので、プロセス負荷が増大することは無い。有機パッシベーション膜108にこのような凹部70を形成することによって、有機パッシベーション膜108の上に形成されるコモン電極109、容量絶縁膜110、画素電極111は有機パッシベーション膜108の形状に沿って形成されることになる。 Since the concave portion 70 can be formed by half exposure, the process load does not increase. By forming such recesses 70 in the organic passivation film 108 , the common electrode 109 , capacitive insulating film 110 and pixel electrode 111 formed on the organic passivation film 108 are formed along the shape of the organic passivation film 108 . will be

図10は、コンタクトホール付近を図9のような形状にすることによって、配向膜112がコンタクトホール130に塗布されない現象を除去することが出来ることを説明する模式断面図である。図10(a)において、コンタクトホールおよび凹部が形成された有機パッシベーション膜108の上に配向膜材料112が塗布されている。コンタクトホールの底部には、気泡60が存在することは、図7(a)と同様である。そして、この気泡60は上に向かって移動することも図7(a)と同様である。 FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining that the phenomenon that the alignment film 112 is not applied to the contact hole 130 can be eliminated by shaping the vicinity of the contact hole as shown in FIG. In FIG. 10A, an alignment film material 112 is applied on the organic passivation film 108 having contact holes and recesses formed therein. The presence of air bubbles 60 at the bottom of the contact hole is the same as in FIG. 7(a). The movement of the bubble 60 upward is the same as in FIG. 7(a).

図10(b)は、コンタクトホールから気泡が抜けた状態を示している。図10(b)において、有機パッシベーション膜108のコンタクトホールの土手の周辺に凹部が形成されたことによって、コンタクトホールの周辺に凸部が形成されている。凸部が存在することによって、コンタクトホールの周辺は、配向膜材料にとって、安定した場所ではなくなる。この凸部の存在によって、配向膜材料112は、凸部よりコンタクトホール側と凸部より凹側のいずれかに分断されるように移動する。 FIG. 10(b) shows a state in which air bubbles have escaped from the contact hole. In FIG. 10B, a concave portion is formed around the bank of the contact hole in the organic passivation film 108, thereby forming a convex portion around the contact hole. Due to the presence of the protrusions, the periphery of the contact hole is no longer a stable place for the alignment film material. Due to the presence of the protrusions, the alignment film material 112 moves so as to be divided into either the contact hole side from the protrusions or the recess side from the protrusions.

そうすると、コンタクトホール側に移動した配向膜材料112はコンタクトホール底部に流れ込み、コンタクトホールも配向膜材料112によって充填されることになる。この様子を図10(c)に示す。 Then, the alignment film material 112 moved to the contact hole side flows into the bottom of the contact hole, and the contact hole is also filled with the alignment film material 112 . This state is shown in FIG.

図11は、コンタクトホールの周辺の凹部の両側において、有機パッシベーション膜108の高さが異なる場合の模式断面図である。図11は、コンタクトホールに近い側の有機パッシベーション膜108の厚さが、他の領域の有機パッシベーション膜108よりも厚くなっていない領域に、凹部が形成されている。その結果、凸部の厚さが有機パッシベーション膜のバルク部分(表示領域)の厚さよりも小さくなっている場合である。つまり、有機パッシベーション膜108の凸部の厚さ(基板表面からの高さ)は、有機パッシベーション膜のバルク部分の厚さ(基板表面からの高さ)よりも。h2だけ薄くなっている。このような形状の場合であっても、凹部の深さは、凸部の頂点と凹部の底点との差h1と考えればよい。 FIG. 11 is a schematic cross-sectional view when the organic passivation film 108 has different heights on both sides of the recess around the contact hole. In FIG. 11, the recess is formed in a region where the thickness of the organic passivation film 108 on the side closer to the contact hole is not thicker than the thickness of the organic passivation film 108 in other regions. As a result, the thickness of the convex portion is smaller than the thickness of the bulk portion (display area) of the organic passivation film. That is, the thickness of the convex portion of the organic passivation film 108 (height from the substrate surface) is greater than the thickness of the bulk portion of the organic passivation film (height from the substrate surface). It is thinned by h2. Even in the case of such a shape, the depth of the concave portion can be considered as the difference h1 between the top of the convex portion and the bottom point of the concave portion.

図12は、有機パッシベーション膜108の詳細形状を示す断面図である。本発明における有機パッシベーション膜108の凹部およびその結果形成される凸部はコンタクトホールからあまり離れてしまうと効果がなくなる。図8および図12は、凹部および凸部の位置を示す図である。図12に示すように、凹部の幅d2は、コンタクトホール近傍の凸部から、有機パッシベーション膜が一定の膜厚になる部分までと定義する。また、有機パッシベーション膜108のコンタクトホールの端部から凸部の頂点のまでの距離をd1と定義する。図8のd1とd2は、図12のd1とd2に対応する平面図である。 FIG. 12 is a cross-sectional view showing the detailed shape of the organic passivation film 108. As shown in FIG. If the concave portion of the organic passivation film 108 in the present invention and the resulting convex portion are too far from the contact hole, the effect is lost. 8 and 12 are diagrams showing the positions of the concave portion and the convex portion. As shown in FIG. 12, the width d2 of the recess is defined from the protrusion near the contact hole to the portion where the organic passivation film has a constant thickness. Also, the distance from the end of the contact hole of the organic passivation film 108 to the apex of the projection is defined as d1. d1 and d2 in FIG. 8 are plan views corresponding to d1 and d2 in FIG.

d1の値は、2μm乃至5μmの範囲において効果が大きい。また、d2の値は、2μm乃至5μmの範囲において効果が大きい。また、凹部の深さh1は0.3μm乃至1μmである。なお、図8における凹部の映像信号線からの距離d3は、d1、d2ほど大きな影響は無いが、本実施例では1μm以上である。 The value of d1 is highly effective in the range of 2 μm to 5 μm. Also, the value of d2 is highly effective in the range of 2 μm to 5 μm. Also, the depth h1 of the recess is 0.3 μm to 1 μm. Note that the distance d3 from the video signal line of the concave portion in FIG. 8 does not have as large an effect as d1 and d2, but is 1 μm or more in this embodiment.

図12に示すように、本発明の特徴は、有機パッシベーション膜108のコンタクトホール付近を映像信号線の延在方向と同じ方向の断面で視た場合、有機パッシベーション膜108の断面形状は、コンタクトホールの端部から遠ざかるに従い、最初に凸部が現れ、続いて凹部が表れている。つまり、図12の有機パッシベーション膜108の形状は、有機パッシベーション膜108のコンタクトホールにおける端部をゼロとし、映像信号線の延在方向と同じ方向(図12で横方向)をxとし、基板の鉛直方向をyとした場合、有機パッシベーション膜108の上辺の曲線y=f(x)で表した場合、曲線yのxに対する2次微分の符号が一回変わることを意味している。 As shown in FIG. 12, a feature of the present invention is that when the vicinity of the contact hole of the organic passivation film 108 is viewed in a cross section in the same direction as the extending direction of the video signal line, the cross-sectional shape of the organic passivation film 108 is the same as that of the contact hole. A convex portion appears first, and then a concave portion appears as the distance from the edge of . In other words, the shape of the organic passivation film 108 in FIG. 12 is such that the end of the contact hole of the organic passivation film 108 is zero, the direction in which the video signal line extends (horizontal direction in FIG. 12) is x, and the substrate Assuming that the vertical direction is y and the upper side curve of the organic passivation film 108 is represented by y=f(x), this means that the sign of the second derivative of the curve y with respect to x changes once.

図12において、有機パッシベーション膜108の凸部付近R1では、f(x)の2次微分は負であり、凹部の底付近R2では、f(x)の2次微分は正である。その後、さらに、xが大きくなるにしたがって、f(x)の2次微分の符号は再び負になる。 In FIG. 12, the secondary derivative of f(x) is negative in the vicinity R1 of the convex portion of the organic passivation film 108, and positive in the vicinity R2 of the bottom of the concave portion. After that, as x further increases, the sign of the second derivative of f(x) becomes negative again.

本発明の特徴は、このように、f(x)の符号が1回変化する領域が有機パッシベーション膜108のコンタクトホール端部から4乃至10μm以内で生じている点である。より好ましくは、このようなf(x)の符号が1回変化する領域が有機パッシベーション膜108のコンタクトホール端部から3乃至8μm以内で生じていることである。 A feature of the present invention is that the region where the sign of f(x) changes once is generated within 4 to 10 μm from the end of the contact hole of the organic passivation film 108 . More preferably, such a region where the sign of f(x) changes once occurs within 3 to 8 μm from the end of the contact hole of the organic passivation film 108 .

ところで、図12に示すf(x)は、多くの場合、ax+bxで近似できる場合が多い。すなわち、有機パッシベーション膜108の上辺の曲線yをax+bxで表した場合、曲線yのxに対する2次微分の符号が一回変わると言い換えることが出来る。 By the way, f(x) shown in FIG. 12 can often be approximated by ax2 + bx4 . That is, when the curve y on the upper side of the organic passivation film 108 is represented by ax 2 +bx 4 , it can be said that the sign of the second derivative of the curve y with respect to x changes once.

図13は本実施例における他の態様を示すコンタクトホール付近の平面図である。図13が図8と異なる点は、有機パッシベーション膜に形成された凹部70の、走査線が延在している方向における幅が、小さいことである。凹部70は、配向膜材料がコンタクトホール内に流動するきっかけを作るものである。したがって、レイアウトの都合上、凹部70の幅を大きくできない場合は、図13のような形状でもよい。なお、d1、d2等の寸法は、図8で説明したのと同様である。また、凹部の深さも図9で説明したのと同様、或いは、それよりも浅いものであってもよい。 FIG. 13 is a plan view of the vicinity of the contact hole showing another aspect of this embodiment. FIG. 13 differs from FIG. 8 in that the width of the concave portion 70 formed in the organic passivation film in the direction in which the scanning lines extend is small. The recess 70 creates a trigger for the alignment film material to flow into the contact hole. Therefore, if the width of the concave portion 70 cannot be increased due to layout reasons, the shape shown in FIG. 13 may be used. Note that the dimensions such as d1 and d2 are the same as those explained in FIG. Also, the depth of the recess may be the same as that explained in FIG. 9 or shallower than that.

図14は、走査線の延在方向の幅が小さい凹部70を走査線の延在方向に3個形成したものである。個々の凹部70は、図13で説明したのと同様である。画素内のレイアウトの要請から、このように凹部を分離することが必要な場合もあるが、本発明の効果は維持することが出来る。 In FIG. 14, three concave portions 70 each having a small width in the scanning line extending direction are formed in the scanning line extending direction. Individual recesses 70 are similar to those described in FIG. Although it may be necessary to separate the concave portions in this way due to layout requirements within the pixel, the effect of the present invention can be maintained.

図15は有機パッシベーション膜に形成する凹部70を複数の画素について共通に形成した場合である。凹部70は、ハーフ露光で形成するので、プロセス条件から凹部を一括で形成したほうが良い場合もある。このような構成の場合も、本発明の効果を維持することが出来る。なお、図15では、2個の画素について、凹部70を共通に形成したものであるが、3個以上の画素に共通に形成しても良い。 FIG. 15 shows a case where the concave portion 70 formed in the organic passivation film is formed in common for a plurality of pixels. Since the recesses 70 are formed by half exposure, it may be better to form the recesses all at once from the process conditions. Even in such a configuration, the effects of the present invention can be maintained. In FIG. 15, the recess 70 is formed in common for two pixels, but it may be formed in common for three or more pixels.

以上の実施形態では、有機パッシベーション膜108の凹部70を映像信号線の延在方向において、コンタクトホールを挟むように2個形成しているが、いずれか一方のみに、凹部を形成しても、本発明の効果を得ることが出来る。尚、有機パッシベーション膜に凹部を形成するのに替え、容量絶縁膜110の一部に開口(除去部)を設ける構成であってもよい。この場合、画素電極とコモン電極と接続を避けるため、コモン電極の開口部の端部から十分に離間した領域で容量絶縁膜を除去させる必要がある。 In the above embodiment, two recesses 70 are formed in the organic passivation film 108 so as to sandwich the contact hole in the extending direction of the video signal line. The effects of the present invention can be obtained. Incidentally, instead of forming the concave portion in the organic passivation film, an opening (removal portion) may be provided in a part of the capacitive insulating film 110 . In this case, in order to avoid connection between the pixel electrode and the common electrode, it is necessary to remove the capacitive insulating film in a region sufficiently spaced from the edge of the opening of the common electrode.

図16は本発明の実施例2を示すコンタクトホール付近の平面図である。本実施例の特徴は、コンタクトホール130の近傍に、凸部80を形成することである。すなわち、実施例1では、有機パッシベーション膜108に凹部を形成することによって、結果的に凹部を形成することよりコンタクトホールに近い側に凸部を形成して配向膜材料112をコンタクトホール130内に流動しやすくしている。本発明は、コンタクトホール130付近の有機パッシベーション膜108の上に直接凸部80を形成して、コンタクトホール130内に配向膜材料112を流動しやすくしている。 FIG. 16 is a plan view of the vicinity of a contact hole showing Embodiment 2 of the present invention. A feature of this embodiment is that the convex portion 80 is formed in the vicinity of the contact hole 130 . That is, in Example 1, by forming a concave portion in the organic passivation film 108, a convex portion is formed on the side closer to the contact hole than the concave portion is formed as a result, and the alignment film material 112 is inserted into the contact hole 130. Makes it easy to flow. According to the present invention, the protrusions 80 are formed directly on the organic passivation film 108 near the contact holes 130 to facilitate the flow of the alignment film material 112 into the contact holes 130 .

図16において、映像信号線20が縦方向に延在しているが、平面で視て、映像信号線20とオーバーラップして、コモン金属配線90が形成されている。また、走査線線10とオーバーラップして、コモン金属配線90が形成されている。抵抗の高いITOで形成されるコモン電極109における電圧降下を防止するためにコモン金属配線90が使用されている。図17は、図16のE-E断面図である。図17において、TFT基板100上に、第1下地膜101、第2下地膜102、ゲート絶縁膜104、層間絶縁膜106、が形成され、層間絶縁膜106の上に映像信号線20が配置している。映像信号線20を覆って、有機パッシベーション膜108が形成され、その上にITOによるコモン電極109が形成されている。映像信号線20とオーバーラップしてコモン金属配線90が形成され、コモン金属配線90を覆って容量絶縁膜110が形成され、その上に配向膜112が形成されている。 In FIG. 16, the video signal line 20 extends in the vertical direction, and the common metal wiring 90 is formed so as to overlap the video signal line 20 when viewed from above. Also, a common metal wiring 90 is formed overlapping with the scanning line 10 . A common metal line 90 is used to prevent a voltage drop in the common electrode 109, which is made of ITO with high resistance. FIG. 17 is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 17, a first base film 101, a second base film 102, a gate insulating film 104, and an interlayer insulating film 106 are formed on a TFT substrate 100, and video signal lines 20 are arranged on the interlayer insulating film 106. In FIG. ing. An organic passivation film 108 is formed to cover the video signal line 20, and a common electrode 109 made of ITO is formed thereon. A common metal wiring 90 is formed overlapping the video signal line 20, a capacitive insulating film 110 is formed covering the common metal wiring 90, and an alignment film 112 is formed thereon.

コモン金属配線90は、Alをコアとしたものであり、かつ、厚さは150nmから500nmと比較的厚く形成されているので、抵抗が低いため、コモン電極における電圧降下を防止することが出来る。なお、コモン金属配線90は、Alをコアとし、下層にITOによる酸化防止層として、10nm程度のMoW、上層にバリア層として、10nm程度のMoW層を形成する場合もある。コモン金属配線は、映像信号線と同じ構造で形成される場合もある。また、図17では、コモン金属配線90は、コモン電極109の上側に形成されているが、コモン電極109の下側に形成してもよい。 The common metal wiring 90 has a core made of Al and is formed with a relatively large thickness of 150 nm to 500 nm. Therefore, the resistance is low, and voltage drop at the common electrode can be prevented. In some cases, the common metal wiring 90 has a core made of Al, a MoW layer with a thickness of about 10 nm as an anti-oxidation layer made of ITO as a lower layer, and a MoW layer with a thickness of about 10 nm as a barrier layer as an upper layer. The common metal wiring may be formed with the same structure as the video signal line. Further, although the common metal wiring 90 is formed above the common electrode 109 in FIG. 17, it may be formed below the common electrode 109 .

本実施例の特徴は、このコモン金属配線90を有機パッシベーション膜109のコンタクトホールのテーパ部分からバルク部分の一部に形成することによって、凸部80を形成することである。図18に本実施例の断面図を示す。図18は、図16のD-D断面図である。図18において、有機パッシベーション膜109のコンタクトホールの土手部分にコモン金属配線90による凸部80を形成している。 A feature of this embodiment is that the convex portion 80 is formed by forming the common metal wiring 90 from the tapered portion of the contact hole of the organic passivation film 109 to part of the bulk portion. FIG. 18 shows a cross-sectional view of this embodiment. 18 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 16. FIG. In FIG. 18, a convex portion 80 is formed by a common metal wiring 90 on the bank portion of the contact hole of the organic passivation film 109 .

図18では、凸部80をコモン電極109の開口部よりも内側に形成しているので、凸部80用のコモン金属配線90は、有機パッシベーション膜108の上に直接形成されている。コモン金属配線109を覆って、容量絶縁膜110、画素電極111、配向膜112が形成されている。図18において、コンタクトホールの土手付近では、まず、凸部80が形成され、続いて凹部が形成されている。 In FIG. 18, since the convex portion 80 is formed inside the opening of the common electrode 109 , the common metal wiring 90 for the convex portion 80 is formed directly on the organic passivation film 108 . A capacitive insulating film 110 , a pixel electrode 111 and an alignment film 112 are formed to cover the common metal wiring 109 . In FIG. 18, in the vicinity of the bank of the contact hole, first, a convex portion 80 is formed and then a concave portion is formed.

図18において、コンタクトホールにおける有機パッシベーション膜108の端部をゼロとしてコンタクトホールから離れる方向の距離をxとし、配向膜112の上面の曲線をy=f(x)とした場合、f(x)は、コンタクトホールから離れるにしたがって、2次微分の符号が少なくとも1回変化する。すなわち、図18において、R1で示す領域付近は、2次微分の符号は負であり、R2で示す領域においては、2次微分の符号は正である。そして、この2次微分の符号が変化する領域は、コンタクトホールの内側端部から、4乃至10nmの範囲に存在し、より好ましくは5乃至8μmの範囲に存在している。 In FIG. 18, when the edge of the organic passivation film 108 in the contact hole is zero, the distance in the direction away from the contact hole is x, and the curve of the upper surface of the alignment film 112 is y=f(x), then f(x). , the sign of the second derivative changes at least once as the distance from the contact hole increases. That is, in FIG. 18, the sign of the second derivative is negative in the vicinity of the region indicated by R1, and the sign of the second derivative is positive in the region indicated by R2. The region where the sign of the second derivative changes exists within a range of 4 to 10 nm, more preferably within a range of 5 to 8 μm, from the inner edge of the contact hole.

なお、図18の配向膜上辺の曲線f(x)は、多くの場合、ax+bxで近似できる。すなわち、図18の場合も、配向膜上辺の曲線yをax+bxで表した場合、曲線yのxに対する2次微分の符号が一回変わると言い換えることが出来る。 Note that the curve f(x) on the upper side of the alignment film in FIG. 18 can be approximated by ax 2 +bx 4 in many cases. That is, in the case of FIG. 18 as well, when the curve y on the upper side of the alignment film is represented by ax 2 +bx 4 , it can be said that the sign of the second derivative of the curve y with respect to x changes once.

図19は、本実施例における第2の形態を示すコンタクトホール付近の平面図である。図19においても、コンタクトホール近傍の土手に凸部80を形成することは図16と同様である。しかし、本実施形態では、凸部80の作り方が異なっている。本実施形態では、凸部80は、TFT基板側に形成されるクロス柱250と同時に形成される。 FIG. 19 is a plan view of the vicinity of the contact hole showing the second form in this embodiment. Also in FIG. 19, forming a convex portion 80 on the bank in the vicinity of the contact hole is the same as in FIG. However, in this embodiment, the method of forming the convex portion 80 is different. In this embodiment, the convex portion 80 is formed at the same time as the cross column 250 formed on the TFT substrate side.

TFT基板と対向基板の間隔を維持するために、表示領域においてもスペーサが必要である。図20は、このスペーサの形状を示す斜視図である。図20において、TFT基板側に例えば、映像信号線20と同じ方向に延びる棒状の第1のスペーサ250を形成し、対向基板側に走査線10と同じ方向に延びる棒状の第2のスペーサ251を形成し、この第1のスペーサ250と第2のスペーサ251をクロス状に接触させてTFT基板と対向基板のスペースを確保している。 Spacers are also required in the display area in order to maintain the distance between the TFT substrate and the opposing substrate. FIG. 20 is a perspective view showing the shape of this spacer. In FIG. 20, first rod-shaped spacers 250 extending in the same direction as the video signal lines 20 are formed on the TFT substrate side, and second rod-shaped spacers 251 extending in the same direction as the scanning lines 10 are formed on the opposite substrate side. The first spacer 250 and the second spacer 251 are brought into contact with each other in a cross shape to secure a space between the TFT substrate and the opposing substrate.

図19はこれを平面図として記載している。図19の走査線10と映像信号線20の交点において、平面で視て、第1のスペーサ250が映像信号線20上に形成されている。また、第2のスペーサ251は、平面で視て、走査線10上に形成されている。なお、第2のスペーサ251は対向基板側に形成されるので、図19では点線で示している。 FIG. 19 describes this as a plan view. At the intersection of the scanning line 10 and the video signal line 20 in FIG. 19, the first spacer 250 is formed on the video signal line 20 when viewed from above. In addition, the second spacers 251 are formed on the scanning lines 10 in a plan view. Since the second spacers 251 are formed on the opposing substrate side, they are indicated by dotted lines in FIG.

図19において、コンタクトホール130を挟んで、凸部80が形成されている。この凸部80は、第1のスペーサ250と同時に形成される。凸部80の高さは、第1のスペーサ250の高さよりもはるかに低い。第1のスペーサ250はフォトリソグラフィで形成されるので、ハーフ露光技術を使用することによって、高さの低い凸部80を第1のスペーサ250と同時に形成することが出来る。 In FIG. 19, a convex portion 80 is formed with a contact hole 130 interposed therebetween. This convex portion 80 is formed at the same time as the first spacer 250 . The height of the protrusions 80 is much lower than the height of the first spacers 250 . Since the first spacers 250 are formed by photolithography, it is possible to form the low-height projections 80 at the same time as the first spacers 250 by using the half-exposure technique.

図19におけるF-F断面は、図18と同様である。しかし、凸部80を構成するコモン金属配線の代わりに、柱状スペーサと同じ材料、すなわち、有機材料で形成された突起が形成されている点が異なっている。図19の場合も、効果は、図16および図18において説明した本実施例と同様である。 The FF section in FIG. 19 is the same as in FIG. However, the difference is that instead of the common metal wiring forming the convex portion 80, a protrusion made of the same material as the columnar spacer, that is, an organic material is formed. Also in the case of FIG. 19, the effect is the same as that of the present embodiment described in FIGS. 16 and 18. FIG.

本実施例も、凸部は、映像信号線の延在方向にコンタクトホールを挟むように2個形成されているが、どちらか一方のみに形成しても本発明の効果を得ることが出来る。 Also in this embodiment, two protrusions are formed so as to sandwich the contact hole in the extending direction of the video signal line, but the effect of the present invention can be obtained even if only one of the protrusions is formed.

以上の説明では、画素電極がコモン電極よりも上側に存在している場合について行った。一方、平面状の画素電極の上に、容量絶縁膜を介して、スリットを有するコモン電極を配置した構成も存在する。本発明は、このような構成のIPS方式の液晶表示装置についても適用することが出来る。 In the above description, the case where the pixel electrode exists above the common electrode has been described. On the other hand, there is also a configuration in which a common electrode having a slit is arranged on a planar pixel electrode via a capacitive insulating film. The present invention can also be applied to an IPS liquid crystal display device having such a configuration.

さらに、本発明は、IPS方式の液晶表示装置以外であっても、有機パッシベーション膜を有し、有機パッシベーション膜にコンタクトホールを形成する構成を有する液晶表示装置についても適用することが出来る。 Furthermore, the present invention can be applied to a liquid crystal display device having an organic passivation film and having a structure in which a contact hole is formed in the organic passivation film, other than the IPS type liquid crystal display device.

10…走査線、 20…映像信号線、 30…画素、 40…シール材、 50…表示むら、 60…気泡、 70…凹部、 80…凸部、 90…コモン金属配線、 100…TFT基板、 101…第1下地膜、 102…第2下地膜、 103…半導体層、 104…ゲート絶縁膜、 105…ゲート電極、 106…層間絶縁膜、 107…コンタクト電極、 108…有機パッシベーション膜、 109…コモン電極、 110…容量絶縁膜、 111…画素電極、 112…配向膜、 120…第1スルーホール、 130…コンタクトホール、 140…第2スルーホール、 150…端子部、 160…ドライバIC、 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、 250…第1クロス柱、 251…第2クロス柱 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Scanning line 20... Video signal line 30... Pixel 40... Seal material 50... Display unevenness 60... Air bubble 70... Concave part 80... Convex part 90... Common metal wiring 100... TFT substrate 101 First base film 102 Second base film 103 Semiconductor layer 104 Gate insulating film 105 Gate electrode 106 Interlayer insulating film 107 Contact electrode 108 Organic passivation film 109 Common electrode , 110...Capacitor insulating film 111...Pixel electrode 112...Alignment film 120...First through hole 130...Contact hole 140...Second through hole 150...Terminal section 160...Driver IC 200...Counter substrate , 201... Color filter 202... Black matrix 203... Overcoat film 250... First cross column 251... Second cross column

Claims (4)

ガラス基板と、第1の走査線と、前記第1の走査線に隣り合う第2の走査線と、前記第1の走査線及び前記第2の走査線に交差する映像信号線と、前記映像信号線に接続され前記第1の走査線と重なる半導体層と、前記半導体層に接続されるコンタクト電極と、前記コンタクト電極にコンタクトホールを介して接続される画素電極と、有機パッシベーション膜と、前記有機パッシベーション膜側に第1面を有するコモン電極と、前記コモン電極の前記第1面と反対の第2面を覆う無機絶縁膜と、前記ガラス基板と前記無機絶縁膜の間に設けられる金属層と、前記画素電極及び前記無機絶縁膜に接する第1配向膜と、を有するTFT基板と、
対向基板と、
前記TFT基板と前記対向基板との間に挟持された液晶と、を有する液晶表示装置であって、
前記画素電極及び前記コモン電極はともに透明導電材料で形成され、
前記コンタクトホールは前記有機パッシベーション膜の孔を含み、
前記金属層は、さらに前記第1走査線及び前記第2の走査線に平行に形成された線状部を有し、
前記コンタクトホールと前記第2の走査線の間において、前記線状部は前記走査線、映像信号線、前記半導体層、前記コンタクト電極、前記コモン電極及び前記画素電極の全てに接続されておらず、
前記線状部は、前記画素電極に重なり、
前記線状部は、前記無機絶縁膜の前記ガラス基板からの高さを底上げすることで凸部を形成し、
前記コンタクトホールの底面には前記配向膜が存在しており、
前記金属層は前記有機パッシベーション膜と前記無機絶縁膜の間に設けられ、
前記線状部は、前記コンタクトホールのテーパ部分に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
a glass substrate, a first scanning line, a second scanning line adjacent to the first scanning line, a video signal line intersecting the first scanning line and the second scanning line, and the image a semiconductor layer connected to a signal line and overlapping the first scanning line; a contact electrode connected to the semiconductor layer; a pixel electrode connected to the contact electrode through a contact hole; an organic passivation film; A common electrode having a first surface facing an organic passivation film, an inorganic insulating film covering a second surface of the common electrode opposite to the first surface, and a metal layer provided between the glass substrate and the inorganic insulating film. and a first alignment film in contact with the pixel electrode and the inorganic insulating film;
a counter substrate;
A liquid crystal display device comprising a liquid crystal sandwiched between the TFT substrate and the counter substrate,
both the pixel electrode and the common electrode are formed of a transparent conductive material;
the contact hole includes a hole in the organic passivation film;
The metal layer further has a linear portion formed parallel to the first scanning line and the second scanning line,
Between the contact hole and the second scanning line, the linear portion is not connected to all of the scanning line, the video signal line, the semiconductor layer, the contact electrode, the common electrode and the pixel electrode. ,
The linear portion overlaps the pixel electrode,
The linear portion forms a convex portion by raising the height of the inorganic insulating film from the glass substrate,
The alignment film is present on the bottom surface of the contact hole,
the metal layer is provided between the organic passivation film and the inorganic insulating film;
A liquid crystal display device , wherein the linear portion is formed in a tapered portion of the contact hole .
前記コモン電極は前記コンタクトホールに重なる位置に開口部を有し、 The common electrode has an opening at a position overlapping the contact hole,
前記線状部は、前記開口部の内側に位置している、請求項1に記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said linear portion is positioned inside said opening.
前記線状部は、前記有機パッシベーション膜に直接接触し、前記コモン電極に接触しない、請求項1に記載の液晶表示装置。 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein said linear portion directly contacts said organic passivation film and does not contact said common electrode. 前記線状部は、前記コンタクト電極に重ならない、請求項3に記載の液晶表示装置。 4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein said linear portion does not overlap said contact electrode.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010102220A (en) 2008-10-27 2010-05-06 Seiko Epson Corp Manufacturing method of liquid crystal device, and liquid crystal device
JP2014149518A (en) 2013-01-11 2014-08-21 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd Display device
JP2015099201A (en) 2013-11-18 2015-05-28 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display device
JP2015114374A (en) 2013-12-09 2015-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010102220A (en) 2008-10-27 2010-05-06 Seiko Epson Corp Manufacturing method of liquid crystal device, and liquid crystal device
JP2014149518A (en) 2013-01-11 2014-08-21 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd Display device
JP2015099201A (en) 2013-11-18 2015-05-28 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display device
JP2015114374A (en) 2013-12-09 2015-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ Liquid crystal display device

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