| 【発明の名称】 |
液晶表示装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】濱元 千尋
【氏名】倉内 昭一
【氏名】山本 武志
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| 【要約】 |
【課題】表示性能が良好で歩留まりの高い液晶表示装置を提供すること。
【解決手段】一主面上に少なくともマトリクス状に形成された走査線及び信号線を有するマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の各主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記各液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記マトリクス基板上の配線パターンその他の突出部における配向処理方向と対向する側のエッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成したことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 一主面上に少なくともマトリクス状に形成された走査線及び信号線を有するマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の各主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記各液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記マトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の配線パターンのエッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】 一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の各種膜のパターンのエッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】 一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の各種積層膜間の側壁をなだらかな傾斜又は階段状に成形してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】 前記傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角が、４５°以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項５】 配向処理が斜方光照射、斜方蒸着、斜方スパッタ又は斜方イオンビームにより行われ、かつ、このときの光又は粒子の照射角をαとし、前記傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角をθとしたとき、α＞θであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
【請求項６】一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記スイッチング素子を構成する各種電極のアクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側をなだらかな傾斜又は階段状に成形してなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記スイッチング素子上に薄膜を形成し、フォトリソグラフィ法およびエッチング法によりアクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側をなだらかな傾斜又は階段状に成形してなることを特徴とする液晶表示装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係り、特に、表示性能が良好で、歩留まりの高い液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在一般的に用いられている液晶表示装置は、液晶表示装置電極を有する２枚のガラス基板の間に液晶を挟持させ、これら２枚の基板の周囲を液晶封入口を除いて接着剤で固定したのち、液晶封入口から基板間の空隙部に液晶を充填し液晶封入口を液晶封止材で封止した構成となっている。
【０００３】例えば、単純マトリクス駆動のドットマトリクス液晶表示装置は、横（Ｙ）方向に帯状にパタ−ニングされたＹ電極を有するＹ基板と、縦（Ｘ）方向に帯状にパタ−ニングされたＸ電極を有するＸ基板とを、Ｘ電極とＹ電極がほぼ直行するように対向配置させ、その間に液晶組成物を挟持させた構成とされている。
【０００４】また、アクティブマトリクス駆動液晶表示装置は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を半導体層とした薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とそれに接続された表示電極、信号電極及びゲート電極等の形成されたＴＦＴアレイ基板と、対向電極を有する対向基板とを対向配置させ、アクティブマトリクス基板上から対向基板へ電圧を印加する電極転移材（トランスフアー）として銀ペースト等を画面周辺部に配置し、この電極転移材で２枚の基板を電気的に接続するとともに、これら２枚の基板間に液晶組成物を挟持させた構成となっている。
【０００５】いずれのマトリクス液晶表示装置も、それぞれの液晶素子を２枚の偏光板で挟持して画素電極に対応する光シャッタとして機能させ画像を表示するようになっている。
【０００６】なお、液晶表示装置の表示方式としては、例えばＴＮ型、ＳＴ型、あるいは強誘電性液晶などが用いられ、封止材としては、熱または紫外線硬化型のアクリル系またはエポキシ系の接着剤などが用いられている。また、カラー表示用の液晶表示装置の場合には、２枚のガラス基板の内の一方に、画素電極と対応させてＲＧＢの着色層のついたカラーフィルターが形成されている。
【０００７】そして、これらの液晶表示装置においては、２枚のガラス基板間に挟持された液晶を一定方向へ配向させるため、２枚の基板上にはそれぞれポリイミドやポリビニルアルコールのような高分子膜が形成され、ラビングや斜め方向からの紫外線照射などにより高分子を一定の方向に配向させて液晶配向膜とされている。
【０００８】また、高分子膜を使わずにＳｉＯ，ＭｇＯなどの粒子を斜め方向から蒸着、スパッタあるいはイオンビームを照射し、同一の方向に無数の柱状構造を成長させて波紋状の凹凸部を幾重にも作って液晶を配向させる技術も知られている。
【０００９】ところで、前述したように、これらの基板の対向面側には、配線パターン、各種膜のパターン、各種積層膜が形成されており、そのエッジ部が基板あるいはその下の層との間で段差を形成しているため、高分子膜の配向時に、ラビング法による場合にはラビング布に急激にストレスがかかってラビング布の毛足が曲がってしまい、また、光や粒子の照射の場合には、配線の段差により影が生じてしまい、配向が不完全に行われて表示不良が発生し歩留まり低下を招くという問題があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述のとおり、従来の液晶表示装置では、配向処理時に配線の段差により、ラビング法ではラビング布に急激にストレスがかかりラビング布の毛足が曲がってしまい、、また、光や粒子の照射の場合には、配線の段差により陰が生じてしまい、配向が不完全に行われて表示不良が発生し歩留まり低下を招くという問題があった。
【００１１】本発明は、上記問題を解決しようとするものであり、表示性能が良好で歩留まりの高い液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示装置は、一主面上に少なくともマトリクス状に形成された走査線及び信号線を有するマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の各主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記各液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記マトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の配線パターンのエッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成してなることを特徴とする。
【００１３】請求項２記載の液晶表示装置は、一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子を有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の各種膜のパターンのエッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成してなることを特徴とする。
【００１４】請求項３記載の液晶表示装置は、一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の各種積層膜間の側壁をなだらかな傾斜又は階段状に成形してなることを特徴とする。
【００１５】請求項４記載の液晶表示装置は、請求項１乃至３のいずれか記載の液晶表示装置において、前記傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角を、４５°以下としたことを特徴とする。
【００１６】請求項５記載の液晶表示装置は、請求項１乃至３記載の液晶表示装置において、配向処理が斜方光照射、斜方蒸着、斜方スパッタ又は斜方イオンビームにより行われ、かつ、このときの光又は粒子の照射角をθとし、前記傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角をαとしたとき、α＞θとしたことを特徴とする。
【００１７】請求項６記載の液晶表示装置は、一主面上にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、前記スイッチング素子を構成する各種電極のアクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側をなだらかな傾斜又は階段状に成形したことを特徴とする。
【００１８】請求項７記載の液晶表示装置は、前記スイッチング素子上に薄膜が形成されフォトリソグラフィ法およびエッチング法によりアクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側がなだらかな傾斜又は階段状に成形されていることを特徴とする。
【００１９】
【作 用】請求項１記載の液晶表示装置によれば、マトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の配線パターンのエッジがなだらかな傾斜又は階段状に形成されているので、配向処理にラビング法を用いるときはラビング布に対するストレスがゆっくりとかかるようになり、また配向処理を斜方光照射、斜方蒸着、斜方スパッタ又は斜方イオンビームにより行う場合には、配線パターンの影が生じず、又は、影の長さを小さくできて表示不良の発生が抑制される。
【００２０】請求項２，３の液晶表示装置でも、請求項１の液晶表示装置と同様の効果が得られる。
【００２１】これらの液晶表示装置において、請求項４のように、傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角を４５°以下とした場合には、本発明の効果は一層大きいものとなる。
【００２２】さらに請求項５のように、これらの液晶表示装置において、配向処理を斜方光照射、斜方蒸着、斜方スパッタ又は斜方イオンビームにより行った場合において、このときの光又は粒子の照射角をαとし、傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角をθとしたとき、α＞θ、好ましくはα＞２／３θとすることにより、エッジによる影の影響を少なくすることができる。
【００２３】具体的には、例えば平坦な基板上に、配線パターン等が形成される場合のなだらかな傾斜又は階段におけるαの値は、４５°以下、好ましくは４０°以下とされる。
【００２４】請求項６の液晶表示装置においては、スイッチング素子を構成する各種電極におけるアクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の側壁をなだらかな傾斜又は階段状に成形したので、その上に形成される各種膜が、これらの電極形状に倣って配向処理方向と対向する側の側壁をなだらかな傾斜又は階段状に成形され、請求項２の液晶表示装置と同様の効果を得ることができる。
【００２５】請求項７の液晶表示装置においては、スイッチング素子上に薄膜を形成してフォトリソグラフィ法およびエッチング法によりなだらかな傾斜又は階段状に成形しているので、より一層凹凸を少なくして本発明の効果を高めることができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、以下の図においては、各図共通する部分には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００２７】（実施形態１）この実施例の液晶表示装置は、図１に示すように、アレイ基板１とこれに電極どうしが対向するように対向基板２０を配置しその間隙に液晶層３０を挟持している。
【００２８】アレイ基板１上にアモルファスシリコン膜２とゲート絶縁膜３を積層し、その上にゲート電極となるゲート線４、層間絶縁膜５を形成し、スルーホールを経てアモルファスシリコン２にドレイン電極６、ソース電極７が接続される。
【００２９】以上の構成により薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）８が構成されている。
【００３０】さらに層間絶縁膜５にドレイン電極６に接続される信号線９が配線される。層間絶縁膜５および信号線９上に保護膜１０が形成され、画素表示領域にはスルーホールを経てソース電極７にＩＴＯの透明表示電極１１が配置される。
【００３１】本実施形態において、ゲート線４、信号線９のラビング開始側の傾斜がなだらかに形成される。なお、図の矢印がラビング方向である。
【００３２】この実施形態では、フォトリソグラフィおよびエッチング法を用いて薄膜トランジスタ８上に配線の傾斜をなだらかにするためのパターニングが行われる。
【００３３】フォトリソグラフィおよびエッチング法によりパターンニングを行う場合、スパッタリング法により膜厚１０００Ａの金属膜を形成する。
【００３４】次に、階調マスクを用いて、配線の傾斜をなだらかにしたい側のレジストパターンの傾斜がなだらかになるように形成する。
【００３５】既知のエッチング法でエッチングを行うと、レジストも除去されていくためレジストパターンに傾斜があると、その下のエッチングを行う膜もレジストの傾斜に沿った傾斜が形成される。信号線９、ゲート線４は、このようにしてラビング方向に傾斜をつけたものである。
【００３６】最上層を液晶配向膜１２で覆いラビング処理により配向処理が施される。このときのテーパー角θは４０°とした。ラビング条件（ラビング布の毛足長さ・パイル径・押し込み量）によりθの最適範囲は異なるが、概してθ＜４５°になると効果が現れる。
【００３７】また、対向基板上２０の一主面はＩＴＯの透明共通電極２１と液晶配向膜２２が被着され、液晶配向膜の表面に配向処理が施される。
【００３８】これらの基板１、２０を各電極形成側の面が対向するようにして合わせ所定の間隙をあけて封着される。この間隙に液晶組成物が充填されて液晶層３０として挟持される。
【００３９】本実施形態は、アクティブマトリクス駆動液晶表示装置としてスイッチング素子にＴＦＴを形成した構成であるが、スイッチング素子としてＴＦＴ以外のものを形成することもできる。
【００４０】さらに配向処理としてラビング処理を用いたが、図４に示すように光照射や斜方蒸着により配向処理を行うこともできる。このときテーパー角θと照射角αはθ＝４０°、α＝６０°とした。θとαは、少なくともα＞θでなければ効果が小さく、α＞θのときに改善効果が現れる。
【００４１】（実施形態２）図２に示すように実施形態１と同様にＴＦＴを所定の位置に形成する工程において、各層のパターンのラビング開始側のエッジの傾斜をなだらかに形成した。傾斜をなだらかに形成する方法として、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチング法によりパターンニングを行う場合、階調マスクを用い、傾斜をなだらかにしたい側のレジストパターンの傾斜がなだらかになるように形成する。エッチング法でエッチングを行うと、レジストも除去されていくためレジストパターンに傾斜があると、その下のエッチングを行う膜もレジストの傾斜に沿った傾斜が形成される。
【００４２】最上層を液晶配向膜１２で覆いラビング処理により配向処理が施される。
【００４３】また、対向基板上２０の一面はＩＴＯの透明共通電極２１と液晶配向膜２２が被着され、液晶配向膜の表面に配向処理が施される。
【００４４】これらの基板１、２０を各電極形成側の面が対向するようにして合わせ所定の間隙をあけて封着される。この間隙に液晶組成物が充填されて液晶層３０として挟持される。
【００４５】本実施形態は、アクティブマトリクス駆動液晶表示装置としてスイッチング素子にＴＦＴを形成した構成であるが、スイッチング素子としてＴＦＴ以外のものを形成することができる。さらに配向処理としてラビング処理を用いたが、図５に示すように光照射や斜方蒸着により配向処理を行うこともできる。
【００４６】（実施形態３）図３に示すように実施形態１と同様にＴＦＴを所定の位置に形成する工程において、各層のパターンのラビング開始側のエッジを階段状に形成した。
【００４７】階段状に形成する方法として、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチング法によりパターンニングを行う場合、各々の膜のパターンニングを行うときに用いるマスクにおいて積層時に階段状になるようなパターンにする事で階段状に形成できる。
【００４８】最上層を液晶配向膜１２で覆いラビング処理により配向処理が施される。このときの階段状の段差は図６のように、段差の頂点を結んでできる角度θにより決まる。θ＝４０°とした。ラビング法の場合は、ラビング条件（布・毛足長さ・押し込み量など）により最適なθ値は変動するが、θ＜４５°になると効果が現れる。
【００４９】また、対向基板上２０の一面はＩＴＯの透明共通電極２１と液晶配向膜２２が被着され、液晶配向膜の表面に配向処理が施される。
【００５０】これらの基板１、２０を各電極形成側の面が対向するようにして合わせ所定の間隙をあけて封着される。この間隙に液晶組成物が充填されて液晶層３０として挟持される。
【００５１】本実施形態は、アクティブマトリクス駆動液晶表示装置としてスイッチング素子にＴＦＴを形成した構成であるが、スイッチング素子としてＴＦＴ以外のものを形成することができる。さらに配向処理としてラビング処理を用いたが、図６に示すように光照射や斜方蒸着により配向処理を行う事もできる。この場合のθの最適値は照射角、蒸着角（α）との関係により決まり、α＞θでなければ効果はなく、配向処理方法にもより、θの最適値は異なるが、２／３α＞θになると改善効果がより高くなる。
【００５２】
【発明の効果】本発明に係わる電極基板および液晶表示装置によれば、各膜の段差の少なくとも一方（配向処理方向と対向する側）をなだらかにし、又は階段状に形成することで配向処理としてラビング法を用いるときはラビング布に対するストレスが緩和され、配向処理として光照射や斜方蒸着法などの場合にはなだらかな傾斜とすることで影が生じず、階段状にすることで影の長さを小さくすることができ、液晶配向状態の異常が減少する。
【００５３】その結果、配向異常により生じる表示不良を減少させることができた。液晶表示装置の表示性能が良く、歩留まりを向上させることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３０７８
【氏名又は名称】株式会社東芝
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２３日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】須山 佐一
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７１８０５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月８日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−７４５９６ |
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