特開 2024-78814 液晶表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078814

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】液晶表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1368 20060101AFI20240604BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20240604BHJP

   G02F 1/1335 20060101ALN20240604BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1368

G02F1/1333 505

G02F1/1335 500

【審査請求】未請求

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191380

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】森本 政輝

(72)【発明者】

【氏名】廣澤 仁

【テーマコード（参考）】

2H190

2H192

2H291

【Ｆターム（参考）】

2H190HA06

2H190HB07

2H190HD03

2H192AA24

2H192BB12

2H192BC34

2H192CB02

2H192CB08

2H192CB37

2H192DA12

2H192DA23

2H192DA24

2H192EA04

2H192EA13

2H192EA15

2H192EA22

2H192EA34

2H192EA42

2H192EA43

2H192EA67

2H291FA15Y

2H291FA40Y

(57)【要約】

【課題】スルーホールの上面の遮光膜の反射防止効果を向上させ、画質を向上させる。
【解決手段】
有機パッシベーション膜１１５の上に画素電極１１６とコモン電極１１９が形成され、前記有機パッシベーション膜１１５には前記画素電極１１５とＴＦＴを接続するためのスルーホール１３０が形成されたＴＦＴ基板と、液晶層を挟んで前記ＴＦＴ基板と対向した対向基板が配置した液晶表示装置であって、前記コモン電極１１９と前記画素電極１１６の間には容量絶縁膜１１７が形成され、前記コモン電極１１９と積層して遮光膜１１８が形成され、前記スルーホール１３０は樹脂３０で充填され、前記スルーホール１３０の上面において、前記樹脂３０の上に前記容量絶縁膜１１７が形成され、前記容量絶縁膜１１７の上に前記遮光膜１１８及び前記コモン電極１１９が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体膜、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を覆って有機パッシベーション膜が形成され、前記有機パッシベーション膜の上に画素電極とコモン電極が形成され、前記有機パッシベーション膜には前記画素電極と前記ＴＦＴを接続するためのスルーホールが形成されたＴＦＴ基板と、液晶層を挟んで前記ＴＦＴ基板と対向した対向基板が配置した液晶表示装置であって、
前記コモン電極と前記画素電極の間には容量絶縁膜が形成され、前記コモン電極と積層して遮光膜が形成され、
前記スルーホールは樹脂で充填され、
前記前記スルーホールの上面において、前記樹脂の上に前記容量絶縁膜が形成され、
前記容量絶縁膜の上に前記遮光膜及び前記コモン電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

【請求項2】

前記遮光膜の上に前記コモン電極が配置していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項3】

前記遮光膜は、金属膜を含む多層膜によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項4】

前記コモン電極は、透明酸化物導電膜によって形成され、
前記遮光膜は前記コモン電極の上に形成され、前記コモン電極の上には、前記コモン電極と同じ材料を有する第２の透明酸化物導電膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項5】

前記第２の透明導電膜は、前記遮光膜と同じパターンで形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。

【請求項6】

前記第２の透明導電膜は、前記遮光膜の側面を覆うように形成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。

【請求項7】

前記ＴＦＴ基板には、第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、前記第２の方向に延在し、前記第１の方向に配列した映像信号線が形成され、
前記スルーホールは、前記第１の方向に沿った断面と、前記第２の方向に沿った断面とは異なることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項8】

前記第１の方向の断面において、スルーホールが形成された前記有機パッシベーション膜の上に、前記樹脂が形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

【請求項9】

前記画素電極は、前記スルーホール内に形成され、
前記スルーホール内において、前記画素電極は、前記有機パッシベーション膜と前記樹脂とで直接挟まれていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項10】

前記有機パッシベーション膜の下にはカラーフィルタが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。

【請求項11】

前記対向基板は、表示領域と周辺領域を有し、前記表示領域にはカラーフィルタ及び遮光膜は形成されていないことを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。

【請求項12】

前記有機パッシベーション膜と前記樹脂とは同じ材料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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、高精細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。そして画素毎に、液晶分子によりバックライトからの光の透過率を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、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）表示装置（以後ＶＲともいう）等の、高精細画面を必要とする表示装置にも使用される。高精細画面では、画素ピッチが小さくなるので、画素の透過率が問題となる。また、画素容量を確保することが難しくなる。

【0004】

特許文献１には、画素電極とＴＦＴのソース電極とを接続するスルーホールを充填膜で充填して平坦化し、かつ、画素電極を２層のコモン電極によって挟むことによって、画素容量を増加させる構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１９－１４４３８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

液晶表示装置が高精細化すると、液晶表示パネルの光透過率が問題となる。ＴＦＴ、配線、接続のためのスルーホール等の要素は各画素から省略することはできないので、必然的に画像を形成するための光透過領域が小さくなる。一方、画素ピッチが小さくなるにしたがって、ＴＦＴ基板と対向基板との平行方向のずれ（以後、横方向のずれともいう）の影響が出やすくなる。すなわち、従来では問題にならなかった横ずれの量でも、画素ピッチが小さくなると問題が出る場合があるからである。

【0007】

本発明の課題は、画素ピッチが小さい、高精細の液晶表示装置において、透過率の減少を抑制し、かつ、ＴＦＴ基板と対向基板の間の横ずれの影響を軽減することが出来る液晶表示装置を実現することである。

【0008】

また、ＴＦＴ基板と対向基板の横方向のずれに起因する問題は、対向基板に形成されていたカラーフィルタや遮光膜をＴＦＴ基板に形成することによって解決することが出来る。しかし、この場合には、新たな問題点が発生する。本発明は、このような構成における問題点を解決する構成を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

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。

【0010】

（１）半導体膜、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を覆って有機パッシベーション膜が形成され、前記有機パッシベーション膜の上に画素電極とコモン電極が形成され、前記有機パッシベーション膜には前記画素電極と前記ＴＦＴを接続するためのスルーホールが形成されたＴＦＴ基板と、液晶層を挟んで前記ＴＦＴ基板と対向した対向基板が配置した液晶表示装置であって、前記コモン電極と前記画素電極の間には容量絶縁膜が形成され、前記コモン電極と積層して遮光膜が形成され、前記前記スルーホールは樹脂で充填され、前記スルーホールの上面において、前記樹脂の上に前記容量絶縁膜が形成され、記容量絶縁膜の上に前記遮光膜及び前記コモン電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

【0011】

（２）前記遮光膜の上に前記コモン電極が配置していることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

【0012】

（３）前記遮光膜は、金属膜を含む多層膜によって形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

【0013】

（４）前記コモン電極は、透明酸化物導電膜によって形成され、前記遮光膜は前記コモン電極の上に形成され、前記コモン電極の上には、前記コモン電極と同じ材料で形成された第２の透明酸化物導電膜が形成されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】液晶表示装置の平面図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】比較例１による液晶表示装置の表示領域の断面図である。

【図4】図３に対応する液晶表示装置のＴＦＴ基板側の表示領域の平面図である。

【図5】図４に対し、遮光膜の形成範囲の例を記載した平面図である。

【図6】比較例２による液晶表示装置のスルーホール及びその付近の断面図である。

【図7】実施例１による液晶表示装置のスルーホール及びその付近の断面図である。

【図8】実施例１の第２の形態による液晶表示装置のスルーホール及びその付近の断面図である。

【図9】実施例１の第３の形態による液晶表示装置のスルーホール及びその付近の断面図である。

【図10】スルーホールを含む、画素の平面図である。

【図11】図１０のＢ－Ｂ断面図である。

【図12】図１０のＣ－Ｃ断面図である。

【図13】スルーホールを含む、画素の他の平面図である。

【図14】図１０のＤ－Ｄ断面図である。

【図15】図１０のＥ－Ｅ断面図である。

【図16】実施例３の液晶表示装置の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に、実施例によって本発明の内容を詳細に説明する。液晶表示装置には、画素電極とコモン電圧の上下関係によって、画素電極トップ、コモン電極トップの方式が存在するが、本発明は、コモン電極トップの構成について説明する。また、従来は、カラーフィルタは対向基板に形成される場合が多かったが、高精細液晶表示装置では、ＴＦＴ基板に形成される場合もある。これは、ＣＯＡ（Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ ｏｎ Ａｒｒａｙ）と呼ばれている。本発明は、このいずれの方式でも適用することが出来る。実施例１ではＣＯＡの場合について説明し、実施例３では、カラーフィルタが対向基板に形成されている場合を説明する。

【実施例0016】

図１は液晶表示装置の平面図であり、図２は図１のＡ－Ａ断面図である。図１及び図２において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が周辺でシール材１５０を介して接着し、内部に液晶３００が封止されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なった領域に表示領域５０が形成されている。表示領域５０内のＴＦＴ基板１００には、横方向（ｘ方向）に走査線５１が延在し、縦方向（y方向）に配列している。また、映像信号線５２が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線５１と映像信号線５２に囲まれた領域に画素５３が形成されている。

【0017】

ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００と重なっていない部分は端子領域６０となっている。端子領域６０には、液晶表示装置に電源や信号を供給するためのフレキシブル配線基板６２が接続している。また、端子領域６０には、映像信号等を形成するための、ドライバＩＣ６１が配置している。なお、端子領域６０の面積が小さい場合は、ドライバＩＣ６１はフレキシブル配線基板側に搭載される場合もある。

【0018】

ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔、すなわち、液晶層３００の厚さは、表示領域全体にわたって一定に保たれている必要がある。このために、図２においては、柱状スペーサ１０、２０を対向基板２００側に配置し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を維持している。なお、柱状スペーサはＴＦＴ基板１００側に形成される場合もある。

【0019】

柱状スペーサにはメイン柱状スペーサ１０とサブ柱状スペーサ２０が存在している。メイン柱状スペーサ１０は通常状態において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間隔を規定している。サブ柱状スペーサ２０は、メイン柱状スペーサ１０より高さが低く形成されている。サブ柱状スペーサ２０は通常状態ではＴＦＴ基板１００に接触していないが、対向基板２００あるいはＴＦＴ基板１００に押し圧力が加わった場合にＴＦＴ基板１００に接触することによって、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００のギャップが極端に小さくなることを防止している。サブ柱状スペーサ２０の直径はメイン柱状スペーサ１０の直径よりも大きく、また、サブ柱状スペーサ２０の数はメイン柱状スペーサ１０の数よりも多い。

【0020】

図１において、図示していないが、表示領域５０の両側の額縁部分には、走査信号を形成する走査信号駆動回路が形成されている。このような駆動回路には、ポリシリコン半導体を用いたＴＦＴが使用される場合が多い。本実施例では、表示領域のＴＦＴには、酸化物半導体が用いられている。酸化物半導体を用いたＴＦＴの移動度はポリシリコン半導体よりも小さいが、リーク電流がポリシリコン半導体を用いたＴＦＴよりも小さいので、画素におけるスイッチング素子として好適である。

【0021】

画素ピッチが小さくなると、従来の画素ピッチでは問題にならなかったような、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせ精度が問題となってくる。この問題を防止するためには、従来は、対向基板２００に形成されていた、カラーフィルタ２０１、ブラックマトリクス（遮光膜２０２）をＴＦＴ基板１００に形成することが効果的である。図３乃至図９で説明する比較例及び実施例１では、カラーフィルタ２０１及びブラックマトリクス（遮光膜）２０２をＴＦＴ基板１００側に配置した構成について説明する。

【0022】

図３は、比較例１による液晶表示装置における、酸化物半導体ＴＦＴを有する画素領域の断面図である。図３において、例えば、ガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上に下地膜１０１が形成されている。下地膜１０１の役割は、ガラス基板１００等からの不純物が酸化物半導体１０７を汚染することを防止することである。下地膜１０１は一般には、窒化シリコン層（以後ＳｉＮ層とも言う）と酸化シリコン層（以後ＳｉＯとも言う）の２層構造となっている。

【0023】

下地膜１０１の上には、第１遮光膜１０５が形成されている。第１遮光膜１０５は、図１における走査線５１と同じ方向に延在し、走査線５１と同じ方向に配列している。第１遮光膜１０５は、酸化物半導体ＴＦＴ１０７、スルーホール１３０等を下側から覆って、バックライトからの光を遮光する。

【0024】

第１遮光膜１０５を覆って、第１層間絶縁膜絶縁膜１０６が形成されている。第１層間絶縁膜１０６は、２層構造であり、下層はＳｉＮ層で上側がＳｉＯ層となっている。第１層間絶縁膜１０６の上に形成される酸化物半導体１０７から酸素を抜かないようにするためである。なお、第１層間絶縁膜１０６から、ＳｉＮ層は省略することも可能である。

【0025】

第１層間絶縁膜１０６の上に形成される酸化物半導体膜１０７は、ゲート電極１０９の下において、ＴＦＴのチャンネルを構成する。

【0026】

酸化物半導体膜１０７を覆ってゲート絶縁膜１０８が形成されている。ゲート絶縁膜１０７は２層のＳｉＯ層で形成されている。酸化物半導体膜１０７のチャンネル部に対応する部分は、酸素リッチな第１ＳｉＯ層であり、その他の部分は緻密な膜を有する第２ＳｉＯ膜である。第１ＳｉＯ膜は酸化物半導体膜１０７に酸素を供給出来るようにするために、酸素リッチな膜としている。

【0027】

ゲート絶縁膜１０８の上にゲート電極１０９が形成されている。ゲート電極１０９の材料は、Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ Ｔｕｎｇｓｔｅｎ Ａｌｌｏｙ（ＭｏＷ）、Ｔｉｔａｎｉｕｍ（Ｔｉ）、又は、ＩＴＯ （Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、Ｔｉｔａｎｉｕｍ（Ｔｉ）、Ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌ）、Ｔｉｔａｎｉｕｍ（Ｔｉ）の積層膜等が使用される。

【0028】

ところで、図３では、ゲート電極１０９の下にＴＦＴのチャンネル部が形成されるトップゲートになっているが、金属材料によって形成された第１遮光膜１０５にゲート電圧を印加すれば、デュアルゲート方式のＴＦＴとすることが出来る。

【0029】

ゲート電極１０９を覆って第２層間絶縁膜１１０が形成されている。第２層間絶縁膜１１０もＳｉＮ層及びＳｉＯ層の２層構造のものが多い。また、ＳｉＯ層が下層の場合が多い。酸化物半導体膜１０７から酸素が抜かれないようにするためである。

【0030】

第２層間絶縁膜１１０を形成後、ゲート絶縁膜１０８及び第２層間絶縁膜１１０にスルーホール１３１を形成して映像信号線５２及びその一部であるドレイン電極１１３を形成し、第３層間絶縁膜１１１を形成する。第２層間絶縁膜１１０及び第３層間絶縁膜１１１に形成されるスルーホール１３２を介してソース電極１１４が酸化物半導体膜１０７に接続される。また、ソース電極１１４及び第３層間絶縁膜１１１を覆って第４層間絶縁膜１１２が形成される。ドレイン電極１１３は金属で形成されるが、ソース電極１１４は透明電極であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成され、第４層間絶縁膜１１２に形成されたスルーホールを介して画素電極１１６と接続する。スルーホール１３１において、映像信号線５２がドレイン電極１１３の役割を有し、導電性を付与された酸化物半導体膜１０７と接続する。映像信号線５２の材料は、第１ゲート電極１０４等と同様に、ＭｏＷ、Ｔｉ、又は、Ｔｉ－Ａｌ－Ｔｉの積層膜等で形成することが出来る。また、第3層間絶縁膜１１１及び第4層間絶縁膜は、例えばＳｉＮ層のような無機絶縁膜である。

【0031】

ドレイン電極１１３、ソース電極１１４、第４層間絶縁膜１１２を覆って、カラーフィルタ２０１が形成され、カラーフィルタ２０１を覆って有機パッシベーション膜１１５が形成されている。カラーフィルタ２０１は、従来は、対向基板２００側に形成されているが、本実施例及び比較例では、ＴＦＴ基板１００側に形成されている。ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の合わせ精度の影響をなくすためである。カラーフィルタは1乃至２μm、有機パッシベーション膜は1乃至２μmと、厚く形成されている。これらの膜を平坦化膜として作用させるためと、映像信号線５２と、画素電極１１６あるいはコモン電極１１９との容量カップリングを抑制するためである。

【0032】

図３はコモン電極トップ構成であるから、有機パッシベーション膜１１５の上に画素電極１１６が透明導電膜であるＩＴＯによって形成される。画素電極１１６は画素の形に合わせて矩形となっている。有機パッシベーション膜１１５及びカラーフィルタ２０１には、画素電極１１６とソース電極１１４を接続するために、スルーホール１３０が形成されている。

【0033】

図３において、画素電極１１６の上に容量絶縁膜１１７が形成され、その上に金属の積層膜によって第２遮光膜１１８が形成され、その上にＩＴＯによってコモン電極１１９が形成されている。第２遮光膜１１８は、従来構成における対向基板に形成されたブラックマトリクスの役割を有している。第２遮光膜１１８は、Ｍｏｌｙｂｄｅｎｕｍ（Ｍｏ）、ＩＴＯ、Ｔｉｔａｎｉｕｍ（Ｔｉ）、Ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌ）、Ｔｉ等の積層膜で形成され、厚さは合計で、７０ｎｍ程度である。なお、図３では、第２遮光膜１１８は、コモン電極１１９と積層されて形成されており、コモン電極１１９と協働して反射防止膜を構成している。また、第２遮光膜１１８は、コモン電極１１９内における電圧変動を抑制している。

【0034】

図３において、第２遮光膜１１８を覆ってコモン電極１１９が形成されている。第２遮光膜１１８は、表示領域において、遮光が必要な部分を部分的に覆っているだけであるが、コモン電極１１９は表示領域全体を共通に覆っている。コモン電極１１９は透明導電膜であるＩＴＯによって形成されるが、抵抗値が金属に比較して大きい。しかし、金属で形成された第２遮光膜１１８の助けによって、表示領域全体が均一なコモン電圧になるように維持されている。

【0035】

一方、１フレーム期間、画素電極１１６の画素電圧を維持するために、画素電極１１６とコモン電極１１９との間に、容量絶縁膜１１７を介して、画素容量が形成される。図３では、画素容量を大きくするために、スルーホール１３０内にも、画素電極１１６に加えて、容量絶縁膜１０７、第２遮光膜１１８及びコモン電極１１９が形成されている。

【0036】

図３において、カラーフィルタ２０１及び有機パッシベーション膜１１５に形成されたスルーホール１３０は大きな面積と深さを有している。このような大きな孔が存在すると、この付近における液晶分子の配向乱れが大きくなる。また、配向膜形成時に、スルーホール１３０内に液体である配向膜材料が入り込まないという問題もある。さらに、外部から、ＴＦＴ基板１００あるいは対向基板２００に押し圧力が加わったような場合、柱状スペーサ１０あるいは２０等がこのスルーホールに落ち込んでしまう可能性がある。このようなことを防止するために、図３では、スルーホール１３０内に埋込膜３０を形成している。この埋込膜３０は有機パッシベーション膜１１５と同じ材料で形成される。有機パッシベーション膜１１５は、例えば、感光性のアクリル樹脂等で形成される。すなわち、材料自体がレジストであるから、別途レジストを形成する必要はない。

【0037】

コモン電極１１９、埋込膜３０を覆って第１配向膜１２０が形成されている。第１配向膜１２０は、対向基板２００側に形成される第２配向膜２０４とともに、液晶分子の初期配向を規定する。配向膜１２０，２０４はポリイミドによって形成される。配向膜１２０，２０４の配向処理は、ラビング方法でもよいし、偏向紫外線による光配向処理でもよい。

【0038】

画素電極１１６に電圧が印加されると、コモン電極１１９のスリット１１１９１において、画素電極１１６からコモン電極１１９に向かって液晶層３００を通過する電気力線が発生し、液晶分子を回転させ、液晶層３００の透過率を変化させる。液晶層３００の透過率を画素毎に変化させて画像を形成する。すなわち、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）動作を行う。

【0039】

実施例１における画素の面積は非常に小さい。一方、有機パッシベーション膜１１５及びカラーフィルタ２０１の膜厚は小さくできないので、スルーホール１３０も小さくすることが難しい。そこで、スペースを節約するために、図３では、ＴＦＴの直上に有機パッシベーション膜１１５のスルーホール１３０を形成している。

【0040】

図３において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が配置している。図３においては、カラーフィルタ２０１もブラックマトリクス（遮光膜）２０２もＴＦＴ基板１００側に形成されているので、対向基板２００には、第２配向膜２０４のみ形成されている。したがって、対向基板２００とＴＦＴ基板１００の合わせ精度は、液晶表示装置の画質には影響しない。第２配向膜２０４の配向処理はＴＦＴ基板１００側に形成される第１配向膜１２０と同じである。

【0041】

図４は、図３におけるＴＦＴ基板１００側の平面図である。但し、図４は、全ての要素が記載されているわけではない。図面が複雑になるのを防ぐためである。図４において、第１遮光膜１０５と走査線１０９が横方向（ｘ方向）に延在し、縦方向（y方向）配列している。また、映像信号線５２が縦方向に延在し、横方向に配列している。図４において、第１遮光膜１０５と重複してＴＦＴが形成されている。すなわち、ＴＦＴ等は、バックライトから遮光されている。

【0042】

図４において、映像信号線５２上に形成されたスルーホール１３１からドレイン配線としての、酸化物半導体膜１０７が走査線１０９側に画素内を縦方向に延在している。酸化物半導体膜１０７は導電性を付与されており、かつ透明なので、光透過率を大きく低下させることは無い。また、酸化物半導体膜１０７は、ゲート電極１０９及び第１遮光膜と重なる部分がチャネルとなり、ＴＦＴが形成される。

【0043】

図４において導電性を付与された酸化物半導体膜１０７はさらにｙ方向下側に延在し、スルーホール１３２においてＩＴＯで形成されたソース電極１１４と接続する。ソース電極１１４はｙ方向上側に延在し、スルーホール１３０及び第４層間絶縁膜１１２に形成されるスルーホールにおいて、図５に示す画素電極１０６と接続する。すなわち、図４において、スルーホール１３２からスルーホール１３０までは、ソース電極１１４と、導電性を付与された酸化物半導体１０７とは、平面で視て、重複して存在している。

【0044】

図５は図４の構成に対し、ＴＦＴ基板１００に形成された第２遮光膜１１８の範囲の例を示す。第2遮光膜１１８は、表示領域全面に亘って形成されたコモン電極１１９の下層に形成さるので、平面的には、任意の範囲に形成することが可能である。図５において、第２遮光膜１１８の形成範囲は、シェーディングされた部分であり、第１遮光膜１０５及び映像信号線５１と重複した位置に形成されている。すなわち、映像信号線５２とスルーホール１３０を覆っている。

【0045】

第2遮光膜１１８は、反射防止膜の役割を有している。反射防止膜として作用させるために、多層膜で形成されているが、この多層膜は、平面状に形成された場合に最も効果が出るように設計されている。しかしながら、図３の構成では、スルーホール１３０内に第２遮光膜１１８が形成されている。したがって、この部分は十分な反射防止効果を得ることが出来ず、外光の反射が生ずる。これによって、画質が損なわれる。

【0046】

図６は、比較例２であり、これを対策したスルーホール１３０及びその付近の断面図である。なお、図６以後は、わかりやすくするために、スルーホール１３０及びその付近の構成のみ記載する。図６が図５と異なる点は、ＳｉＮによる容量絶縁膜１１７が形成された後、スルーホール１３０内に充填膜３０を形成し、スルーホール１３０内の表面を平坦にする。その後、第２遮光膜（反射防止膜）１１８を形成する。したがって、図６の構成によれば、第２遮光膜（反射防止膜）１１８は平坦な膜になるので、反射防止効果が発揮される。

【0047】

しかし、図６の構成では、スルーホール１３０内では画素容量は形成されないので、図３の場合に比較して画素容量が小さくなる。これを補うために、容量絶縁膜１１７の厚さを薄くすると、スルーホール１３０内に配置している容量絶縁膜１１７が破壊しやすくなり、当初の設計の目的に合わせることが難しくなる。

【0048】

図７は本発明の実施例１による、スルーホール１３０内およびその付近の断面図である。図７が図６と異なる点は、スルーホール１３０の充填膜３０を画素電極１１６の形成後に形成していることである。図７において、画素電極１１６をスルーホール１３０内に形成した後、充填膜３０をスルーホール１３０内に形成する。その後、容量絶縁膜１１７を形成するが、この時は、スルーホール１３０の表面は、充填膜３０によって平坦化されている。

【0049】

図７が図６と異なる他の点は、第２遮光膜１１８が容量絶縁膜１１７の上に形成されている点である。したがって、容量絶縁膜１１７は、スルーホール１３０の段差を乗り越える必要が無い。つまり、容量絶縁膜１１７の薄膜化が可能である。

【0050】

このように、図７の構成によれば、スルーホール１３０の表面において、平坦化された面に容量絶縁膜１１７が形成されているので、画素容量を大きくするために、容量絶縁膜１１７の厚さを小さくしても、容量絶縁膜１１７の破壊は生じにくい。また、容量絶縁膜１１７の上に形成される第２遮光膜１１８も、平坦な容量絶縁膜１１７の上に形成されるので、遮光膜あるいは反射防止膜としての特性を十分に発揮することが出来る。

【0051】

図８は実施例１の第２の形態による、スルーホール１３０とその付近の構成を示す断面図である。図８が図７と異なる点は、第２遮光膜１１８がＩＴＯで形成されたコモン電極１１９の上に配置し、第２遮光膜１１８の上に、反射防止用ＩＴＯ１２１が配置している点である。

【0052】

図７の構成では、コモン電極１１９が第２遮光膜１１８を覆っているので、第２遮光膜１１９の端部において、コモン電極１１９が段切れを生ずる危険がある。これを防止するために、図８の構成では、第２遮光膜１１８をコモン電極１１９の上に形成している。

【0053】

しかし、第２遮光膜１１８が十分な遮光膜あるいは反射防止膜として作用するためには、最上面にＩＴＯ膜が存在している必要がある。そこで、図８の構成では、第２遮光膜１１８の上に、反射防止用ＩＴＯ膜１２１を形成している。反射防止用ＩＴＯ膜１２１の厚さは、例えば、５０ｎｍから７０ｎｍである。

【0054】

また、第２遮光膜１１８と反射防止用ＩＴＯ膜１２１は同じパターンとなっているので、フォトリソグラフィーは第２遮光膜１１８と共通に行うことが出来る。

【0055】

図９は実施例１の第３の形態による、スルーホール１３０とその付近の構成を示す断面図である。図９が図８と異なる点は、第２遮光膜１１８の上に形成された反射防止用ＩＴＯ１２１が第２遮光膜１１８の側面まで覆っていることである。図８の構成では、第２遮光膜１１８が腐食しやすい金属、例えば、Ａｌ等を有していると、側面から腐食が発生しやすい。

【0056】

一方、ＩＴＯは酸化物導電膜なので、化学的には安定である。したがって、金属で形成された第２遮光膜１１８が、側面から腐食される現象を防止することが出来る。

【0057】

ところで、実施例１の実施形態１乃至３に共通の構成では、スルーホール１３０内に形成された画素電極１１６は、両側において、アクリル樹脂等で形成された有機パッシベーション膜１１５と充填膜３０によって直接挟まれている。また、充填膜３０によって平坦化されたスルーホール１３０の上面に容量絶縁膜１１７が形成され、その上にコモン電極１１９または金属で形成された第２遮光膜１１８が形成されている。

【0058】

なお、以上の構成では、カラーフィルタ２０１が有機パッシベーション膜１１５の下側に形成されているとして記載したが、カラーフィルタ２０１が有機パッシベーション膜１１５の上側に形成されている構成でもよい。この場合は、スルーホール１３０内の画素電極は１１６、カラーフィルタ２０１と充填膜３０によって直接挟まれる構成になる。

【実施例0059】

本実施例は、容量絶縁膜１１７、第２遮光膜１１８、コモン電極１１９等が形成される、スルーホール１３０の表面を、充填膜３０によって平坦にするための、構成について開示するものである。

【0060】

図１０は、画素において、映像信号線５２、走査線５１、スルーホール１３０のみ記載した平面図である。図１０において、走査線５１が横方向（ｘ方向）に延在し、縦方向（ｙ方向）に配列している。また、映像信号線５２が縦方向に延在し、横方向に配列している。図１０では、スルーホール１３０がそれほど大きくない場合である。図１３において、スルーホール１３０内には、充填膜３０が形成されており、充填膜３０はハッチングで表されている。

【0061】

図１０において、スルーホール１３０の縦ピッチはｙ１であり、横ピッチはｘ１である。スルーホール１３０とスルーホール１３０の縦方向の間隔はｇｙであり、横方向の間隔はｇｘである。図１０において、間隔ｇｘも間隔ｇｙもスルーホール１３０の大きさに比べて十分に大きいので、各スルーホール１３０は独立して存在している。

【0062】

図１１は図１０のＢ－Ｂ断面図である。図１１は有機パッシベーション膜１１５、スルーホール１３０、及び充填膜３０のみ記載されている。図１１では、画素電極１１６、コモン電極１１９、容量絶縁膜１１７、第２遮光膜１１８等は省略されている。図１１において、有機パッシベーション膜１１５と充填膜３０は同じ材料で形成されているが、わかりやすくするために、充填膜３０のみハッチングを施している。

【0063】

図１１において、２個のスルーホール１３０は十分に離れており、互いに干渉することなく形成されている。したがって、充填膜３０は、個々のスルーホール１３０に独立に充填されている。

【0064】

図１２は、図１０のＣ－Ｃ断面図である。図１２におけるスルーホール１３０の間隔は、図１１におけるスルーホール１３０間隔より小さいが、それでも、互いに干渉することなく、形成されている。したがって、充填膜３０は、個々のスルーホール１３０に独立に充填されている。

【0065】

図１３は、スルーホール１３０が大きい場合における画素において、映像信号線５２、スルーホール１３０のみ記載した平面図である。図１３では、スルーホール１３０の径が大きいために、横方向（ｘ方向）に延在する走査線５２は、スルーホール１３０の下に隠れて見えていない。スルーホール１３０の径は、有機パッシベーション膜１１５の膜厚が大きいと、大きくなる。

【0066】

図１３において、スルーホール１３０の縦方向（ｙ方向）のピッチｙ１及び横方向のピッチｘ１は、図１０と同じであるいが、スルーホール１３０とスルーホール１３０の間隔が小さい。それでも、縦方向の間隔ｇｙは十分大きいが、横方向の間隔ｇｘは小さく、スルーホール１３０を形成するときに、互いに干渉し、スルーホール１３０が隣接する方向では、有機パッシベーション膜１１５の膜厚が小さくなる。

【0067】

そこで、図１３の構成では、充填膜３０を、スルーホール１３０の径よりも大きな幅で、横方向にストライプ状に形成する。そして、その後、平坦化に不要な充填膜３０を除去する。そうすると、スルーホール１３０の縦方向（ｙ方向）の断面図と横方向（ｘ方向）の断面図とで、形状が異なってくる。

【0068】

図１４は、図１３のＤ－Ｄ断面図である。スルーホール１３０の径が大きくなっても、縦方向の間隔ｇｙは十分に大きいので、スルーホール１３０は互いに干渉することなく独立している。したがって、充填膜３０は、スルーホール１３０内に充填されている。

【0069】

図１５は、図１３のＥ－Ｅ断面図である。横方向では、スルーホール１３０の径が大きくなることによって、スルーホール１３０とスルーホール１３０の間隔が近接し、スルーホール１３０を形成する際、近接するスルーホール１３０との間に干渉が生ずる。すなわち、隣接するスルーホール１３０間の有機パッシベーション膜１１５の膜厚が小さくなる。

【0070】

したがって、スルーホール１３０の上面を平坦化しようとすると、スルーホール１３０の内部のみに充填膜を形成だけでは不十分であり、隣接するスルーホール１３０の間の有機パッシベーション膜１１５の上にも充填膜３０を形成する必要がある。

【0071】

このような充填膜３０を形成することによって、スルーホール１３０の径が大きくなったような場合であっても、スルーホール１３０の上面を平坦化出来るので、実施例１で説明したような、適切は遮光効果及び反射防止効果を有する遮光膜１１８を得ることが出来、また、必要な画素容量を確保することが出来る。