JP2002350820A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2002350820A
JP2002350820A JP2001160834A JP2001160834A JP2002350820A JP 2002350820 A JP2002350820 A JP 2002350820A JP 2001160834 A JP2001160834 A JP 2001160834A JP 2001160834 A JP2001160834 A JP 2001160834A JP 2002350820 A JP2002350820 A JP 2002350820A
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JP
Japan
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wiring
liquid crystal
display device
crystal display
flattening material
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JP2001160834A
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English (en)
Inventor
Akira Nakamura
晃 中村
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 スピンコーティングする平坦化材の塗布むら
による表示むらを防止する。 【解決手段】 基板上に画像表示領域と画像表示領域の
周辺に配置された配線領域を備え、画像表示領域に画素
電極が二次元に配列され、各画素電極にスイッチング素
子が接続され、各スイッチング素子にスイッチング動作
させるために必要な電極配線が設けられ、電極配線と画
素電極の間にスピンコーティングされた平坦化材が形成
された液晶表示装置であって、電極配線より配線領域に
設けられた配線11上に平坦化材が形成され、配線11
には平坦化材がスピンコーティングされる際に配線方向
に沿って流れるのを防止するための突起13を複数有す
る。これにより、平坦化材は配線11に沿って流れるこ
とはできなくなり表示むらは生じなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、アクティブマト
リックス方式の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】アクティブマトリックス方式の液晶表示
装置は近年ますます画質向上求められ、高精細化技術の
開発が進められている。高精細化を実現するためにはパ
ネルサイズが同じであればどうしても画素サイズが小さ
くなる。しかしながら単純に画素を小さくすると以下に
述べるような問題点が発生する。画素電極の周辺にはゲ
ート配線、ソース配線等で基板表面に段差が生じてい
る。そのため、配向膜に配向規制力を生じさせるための
ラビング工程で表面段差が原因で段差近傍がラビングさ
れず配向規制力が生じず液晶にドメインが生じ光抜けの
原因になる。そこで、このドメインをブラックマトリッ
クスで隠して光抜けを防ぐと画素の開口率が下がりパネ
ル輝度を低下させてしまう。画素サイズが小さくなると
開口率の低下が著しくなりパネル輝度の低下が無視でき
なくなる問題がある。一方、バックライトの低消費電力
化等のため画素の開口率は上げる必要がある。そのた
め、画素サイズを小さくしながら開口率を上げる技術と
して透明平坦化材をスピンコートする技術が開発されて
いる。配線を形成した後、平坦化材を用いて基板用面を
平坦にしてから画素電極を形成すると配線の段差がなく
なっているのでラビング工程で画素電極の全面に渡って
均一にラビングされるため画素の周辺で配向規制力不足
が原因で発生するドメインはなく、その部分をブラック
マトリックスで覆う必要がなくなり画素の開口率を従来
よりも高くすることができる。
【0003】図6を用いて透明平坦化材のスピンコート
技術について簡単に説明する。ガラス基板101の中央
に平坦化材102を適量滴下する。その後、基板を回転
させ遠心力により平坦化材を矢印103の方向に引き伸
ばしガラス基板101全面に塗布する。ガラス基板10
1面内にはアクティブマトリックス液晶表示装置の画素
電極を備えた側のガラス基板となる領域104(以降パ
ネルと呼ぶことにする)が複数配置されている。
【0004】図7に従来のパネルの構成を示す。111
は画像表示領域で画素電極が二次元的に配置されてお
り、画素電極にはスイッチング素子である薄膜トランジ
スタのドレインが接続されソース配線ゲート配線が格子
状に伸びている。112は配線領域で、画像表示領域の
周辺に配置されている。配線領域112には薄膜トラン
ジスタを駆動するのに必要な配線の引き回しがある。配
線の中には113で示すように折れ曲がった配線があ
る。図8に配線の断面図を示す。121はガラス基板、
122は下地絶縁膜層、123は配線、124はプラズ
マ窒化膜、125は平坦化膜で、スピンコーティングさ
れたアクリル樹脂からなる透明材料である。配線の厚み
hは0. 5μmである。この配線の厚みのために平坦化
膜125を塗布する前は表面には段差126が生じてい
る。配線を覆うようにしプラズマ窒化膜があり、その上
にスピンコーティングされた平坦化材が塗布されてい
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、図7のよう
な折れ曲がった配線113があり、パネルが図6のパネ
ル104に相当する位置に配置されていると平坦化材は
平坦化材を滴下した基板の中心部から遠心力により矢印
114の方向から広がってくる。すると配線の屈曲点を
起点として塗布むら115生じ問題になる。以下に塗布
むらの発生する原因を説明する。図9に図7の折れ曲が
った配線113の拡大図を示す。131は配線、114
は平坦化材が広がってくる方向である。配線131の1
32の部分では配線の段差(図8の126参照)が障害
になり平坦化材の一部が配線に沿って矢印134の方向
に流れるようになる。一方、配線131の133の部分
では平坦化材の一部が配線の段差(図8の126参照)
が障害になり配線に沿って矢印135の方向に流れるよ
うになる。すると、配線131の屈曲点136に平坦化
材が集まりお互いにぶつかりあう。すると、集まった平
坦化材は配線の段差を乗り越えて遠心力で矢印137の
方向に広がるようになる。そのため、屈曲点136から
広がる平坦化材は周りの領域より多くなり塗布膜厚が厚
くなる。すると136を起点として図7のように塗布む
ら115が生じる。図10に図7の塗布むら領域115
のB−B断面における平坦化材の厚みの分布を示す。図
10の141はガラス基板、142は平坦化材、143
は塗布むら領域である。塗布むら領域の平坦化材は厚く
仕上がっている。そのため液晶パネル仕上げた場合、塗
布むら領域中心部は液晶のギャップが周りより狭くなり
同じ電圧を画素電極に印加しても液晶にかかる電界がわ
ずかに強くなり光の透過率が高くなる。すると、塗布む
らの領域は画像を表示するとわずかに明るくなり表示む
らになるという問題点がある。
【0006】したがって、この発明の目的は、スピンコ
ーティングする平坦化材の塗布むらによる表示むらを防
止する液晶表示装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
にこの発明の請求項1記載の液晶表示装置は、基板上に
画像表示領域と画像表示領域の周辺に配置された配線領
域を備え、前記画像表示領域に画素電極が二次元に配列
され、各画素電極にスイッチング素子が接続され、各ス
イッチング素子にスイッチング動作させるために必要な
電極配線が設けられ、前記電極配線と前記画素電極の間
にスピンコーティングされた平坦化材が形成された液晶
表示装置であって、前記電極配線より前記配線領域に設
けられた配線上に前記平坦化材が形成され、前記配線に
は平坦化材がスピンコーティングされる際に配線方向に
沿って流れるのを防止するための突起を複数有する。
【0008】このように、電極配線より配線領域に設け
られた配線上に平坦化材が形成され、配線には平坦化材
がスピンコーティングされる際に配線方向に沿って流れ
るのを防止するための突起を複数有するので、平坦化材
は配線に沿って流れることはできなくなり表示むらは生
じなくなる。
【0009】請求項2記載の液晶表示装置は、請求項1
記載の液晶表示装置において、基板が透明絶縁基板であ
る。このように、基板が透明絶縁基板である液晶表示装
置に適用して請求項1の作用効果を得る。
【0010】請求項3記載の液晶表示装置は、請求項1
記載の液晶表示装置において、基板が単結晶シリコン基
板である。このように、基板が単結晶シリコン基板であ
る液晶表示装置に適用して請求項1の作用効果を得る。
【0011】請求項4記載の液晶表示装置は、基板上に
画像表示領域と画像表示領域の周辺に配置された配線領
域を備え、前記画像表示領域に画素電極が二次元に配列
され、各画素電極にスイッチング素子が接続され、各ス
イッチング素子にスイッチング動作させるために必要な
電極配線が設けられ、前記電極配線と前記画素電極の間
にスピンコーティングされた平坦化材が形成された液晶
表示装置であって、前記電極配線より前記配線領域に設
けられた配線上に前記平坦化材が形成され、前記配線の
近傍には平坦化材がスピンコーティングされる際に配線
方向に沿って流れるのを防止するための表面段差を形成
するパターンが複数設けられている。
【0012】このように、電極配線より配線領域に設け
られた配線上に平坦化材が形成され、配線の近傍には平
坦化材がスピンコーティングされる際に配線方向に沿っ
て流れるのを防止するための表面段差を形成するパター
ンが複数設けられているので、平坦化材は配線に沿って
流れることはできなくなり表示むらは生じなくなる。
【0013】請求項5記載の液晶表示装置は、請求項4
記載の液晶表示装置において、基板が透明絶縁基板であ
る。このように、基板が透明絶縁基板である液晶表示装
置に適用して請求項4の作用効果を得る。
【0014】請求項6記載の液晶表示装置は、請求項4
記載の液晶表示装置において、基板が単結晶シリコン基
板である。このように、基板が単結晶シリコン基板であ
る液晶表示装置に適用して請求項4の作用効果を得る。
【0015】
【発明の実施の形態】この発明の第1の実施の形態を図
1〜図3に基づいて説明する。図1はこの発明の第1の
実施の形態であるアクティブマトリックス方式の液晶表
示装置における画素電極側のガラス基板を示す概略図で
ある。
【0016】1は画像表示領域で画素電極が二次元的に
配置されており、画素電極にはスイッチング素子である
薄膜トランジスタのドレインが接続されソース配線ゲー
ト配線が格子状に伸びている。2は配線領域で、画像表
示領域の周辺に配置されている。配線領域2には薄膜ト
ランジスタを駆動するのに必要な配線の引き回しがあ
る。配線はゲート配線あるいはソース配線と同時に形成
される。配線の中には3で示すように折れ曲がった配線
がある。配線3はソース配線と同時に形成されたもので
ある。
【0017】図2に配線の断面構造図を示す。4はガラ
ス基板、5は下地絶縁膜層、6は配線、7はプラズマ窒
化膜、8は平坦化膜で、スピンコーティングされたアク
リル樹脂からなる透明材料である。配線の厚みhは0.
5μmである。この配線の厚みのために平坦化膜8を塗
布する前は表面には段差9が生じている。
【0018】図3は図1の折れ曲がった配線3を拡大表
示した平面図である。11は配線である。平坦化材は遠
心力により矢印12の方向に配線が伸びている方向に対
して斜め広がってくるものとする。13は平坦化材の一
部が配線の厚みによって生じた表面段差(図2の9)の
ために配線に沿って矢印14の方向に流れるのを妨げる
ための突起である。突起13の大きさは、L1が20μ
m、L2が20μmである。平坦化材をスピンコーティ
ングする際、この突起13により平坦化材の一部が配線
に沿って流れることを防止できる。そのため、屈曲点1
5に平坦化材が集まることはなく塗布むらは生じない。
【0019】この発明の第2の実施の形態を図4および
図5に基づいて説明する。図4はこの発明の第2の実施
の形態であるアクティブマトリックス方式の液晶表示装
置の画素電極側ガラス基板に形成された配線の一部を拡
大表示した平面図である。
【0020】21は配線である。平坦化材は遠心力によ
り矢印22の方向に配線が伸びている方向に対して斜め
広がってくるものとする。23は平坦化材の一部が配線
に沿って矢印24の方向に流れるのを妨げるための表面
段差のあるパターンである。パターン23の大きさは、
L1が20μm、L2が20μmである。23のパター
ンにより平坦化材をスピンコーティングする際、平坦化
材の一部が配線に沿って流れることを防止できる。その
ため、屈曲点25に平坦化材が集まることはなく塗布む
らは生じない。
【0021】図5は図4の配線のA−Aにおける断面構
造図を示す。31はガラス基板、32下地絶縁膜層、3
3はゲート配線と同時に形成された図4の23に当たる
パターンである。33の厚みは0. 3μmである。34
は層間絶縁膜、35は配線である。配線の厚みhは0.
5μmである。なお、33の配線はゲート配線と同時に
形成されている。36はプラズマ窒化膜、37は平坦化
膜で、スピンコーティングされたアクリル樹脂からなる
透明材料である。
【0022】なお、実施の形態では基板ガラス基板を用
いたが、液晶表示装置の種類によってはシリコン基板で
もその他の材質でもよい。平坦化材は実施の形態ではア
クリル樹脂をもちいたが、SiO2 を主成分等する無機
材料でもその他の材料でもスピンコーティングする平坦
化材であれば何でもよい。また、平坦化材が配線に沿っ
て流れるのを防止するパターン形状は、効果があればど
のような形状でもよい。
【0023】
【発明の効果】この発明の請求項1記載の液晶表示装置
によれば、平坦化材をスピンコーティングする際、配線
に沿って平坦化材の一部が流れるのを防止する突起を配
線に設けることにより、平坦化材の塗布むらが原因で生
じる表示むらを防止することができ、表示品質の優れた
アクティブマトリックス方式の液晶表示装置を提供する
ことができる。
【0024】請求項2では、基板が透明絶縁基板である
液晶表示装置に適用して請求項1の作用効果を得る。
【0025】請求項3では、基板が単結晶シリコン基板
である液晶表示装置に適用して請求項1の作用効果を得
る。
【0026】この発明の請求項4記載の液晶表示装置に
よれば、平坦化材をスピンコーティングする際、配線に
沿って平坦化材の一部が流れるのを防止する表面段差を
形成するパターンを配線の近傍に設けることにより、平
坦化材の塗布むらが原因で生じる表示むらを防止するこ
とができ、表示品質の優れたアクティブマトリックス方
式の液晶表示装置を提供することができる。
【0027】請求項5では、基板が透明絶縁基板である
液晶表示装置に適用して請求項4の作用効果を得る。
【0028】請求項6では、基板が単結晶シリコン基板
である液晶表示装置に適用して請求項4の作用効果を得
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施の形態であるアクティブ
マトリックス方式の液晶表示装置における画素電極側の
ガラス基板を示す概略図
【図2】この発明の第1の実施の形態における配線部の
断面構造図
【図3】この発明の第1の実施の形態における配線の断
面構造を示す平面図
【図4】この発明の第2の実施の形態における配線の断
面構造を示す平面図
【図5】この発明の第2の実施の形態における配線部の
断面構造図
【図6】平坦化材のスピンコーティングの説明図
【図7】従来のアクティブマトリックス方式液晶表示装
置の画素電極側ガラス基板を示す概略図
【図8】従来の配線部の断面構造図
【図9】従来の配線の構造図
【図10】塗布むら領域の平坦化材の膜厚分布を示す説
明図
【符号の説明】
1 画像表示領域 2 配線領域 3 折れ曲がった配線 4,31 ガラス基板 5,32 下地絶縁膜層 6,11,21,35 配線 7,36 プラズマ窒化膜 8,37 平坦化膜 9 表面段差 12,22 平坦化材が遠心力により広がる方向 13 平坦化材の一部が配線に沿って流れるのを防止す
るパターン 15,25 配線の屈曲点 23,33 平坦化材の一部が配線に沿って流れるのを
防止するパターン 34 層間絶縁膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に画像表示領域と画像表示領域の
    周辺に配置された配線領域を備え、前記画像表示領域に
    画素電極が二次元に配列され、各画素電極にスイッチン
    グ素子が接続され、各スイッチング素子にスイッチング
    動作させるために必要な電極配線が設けられ、前記電極
    配線と前記画素電極の間にスピンコーティングされた平
    坦化材が形成された液晶表示装置であって、前記電極配
    線より前記配線領域に設けられた配線上に前記平坦化材
    が形成され、前記配線には平坦化材がスピンコーティン
    グされる際に配線方向に沿って流れるのを防止するため
    の突起を複数有することを特徴とするアクティブマトリ
    ックス方式の液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 基板が透明絶縁基板である請求項1記載
    の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 基板が単結晶シリコン基板である請求項
    1記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 基板上に画像表示領域と画像表示領域の
    周辺に配置された配線領域を備え、前記画像表示領域に
    画素電極が二次元に配列され、各画素電極にスイッチン
    グ素子が接続され、各スイッチング素子にスイッチング
    動作させるために必要な電極配線が設けられ、前記電極
    配線と前記画素電極の間にスピンコーティングされた平
    坦化材が形成された液晶表示装置であって、前記電極配
    線より前記配線領域に設けられた配線上に前記平坦化材
    が形成され、前記配線の近傍には平坦化材がスピンコー
    ティングされる際に配線方向に沿って流れるのを防止す
    るための表面段差を形成するパターンが複数設けられて
    いることを特徴とするアクティブマトリックス方式の液
    晶表示装置。
  5. 【請求項5】 基板が透明絶縁基板である請求項4記載
    の液晶表示装置。
  6. 【請求項6】 基板が単結晶シリコン基板である請求項
    4記載の液晶表示装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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