JP2003186023A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2003186023A
JP2003186023A JP2001385336A JP2001385336A JP2003186023A JP 2003186023 A JP2003186023 A JP 2003186023A JP 2001385336 A JP2001385336 A JP 2001385336A JP 2001385336 A JP2001385336 A JP 2001385336A JP 2003186023 A JP2003186023 A JP 2003186023A
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counter electrode
signal line
insulating film
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JP2001385336A
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Hidehiro Sonoda
英博 園田
Yoshiaki Nakayoshi
良彰 仲吉
Kazuhiko Yanagawa
和彦 柳川
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 液晶の汚染を回避する。 【解決手段】 樹脂層をエッチングする等の製法で柱状
のスペーサSPを設けるが、そのスペーサの周辺の液晶
が汚染されることがある。そこで、液晶を介して対向配
置される各基板SUBのうち一方の基板の液晶の面側に
他方の基板とのギャップを確保する柱状のスペーサが形
成され、該スペーサの少なくとも側壁面の一部に対向電
極の材料等の透光性の導電材料が被覆されている構造と
することにより汚染を防止した。

Description

【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、特に横電界方式と称される液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】横電界方式と称される液晶表示装置は、
液晶を介して対向配置される各基板の一方の基板の液晶
側の面の画素領域に、画素電極とこの画素電極の間に電
界を発生させる対向電極とが形成され、該電界のうち基
板に平行な成分によって液晶の光透過率を制御するよう
になっている。また、このような構成の液晶表示装置
は、液晶の層厚のバラツキが該液晶の挙動に敏感である
ことから、一方の基板に対する他方の基板のギャップを
確保するスペーサとして、前記基板のいずれかの液晶の
面側にたとえば樹脂層をフォトリソグラフィ技術で選択
エッチングすることによって得られる柱状のスペーサを
用いたものが知られている。該スペーサは前記樹脂層を
平坦に形成する限りにおいてその高さを一定にすること
ができるからである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような柱
状のスペーサを用いた場合、その周辺の液晶が汚染され
るということが指摘されるに至った。この現象は、前記
樹脂層としてたとえば光硬化型の樹脂を用いた場合に、
その未硬化の部分が液晶に対する汚染源となることが推
定される。本発明は、このような事情に基づいてなされ
たものであり、液晶の汚染を回避できる液晶表示装置を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。 手段1.本発明による液晶表示装置は、たとえば、液晶
を介して対向配置される各基板のうち一方の基板の液晶
の面側に他方の基板とのギャップを確保する柱状のスペ
ーサが形成され、該スペーサの少なくとも側壁面の一部
に透光性の導電材料が被覆されていることを特徴とする
ものである。
【0005】手段2.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の画素領域に、少なくとも画素電極、有
機材料からなる絶縁膜、前記画素電極との間に電界を発
生させる透光性の導電材料からなる対向電極が形成さ
れ、前記絶縁膜の一部が突出されその突出部が前記各基
板のうち他方の基板とのギャップを確保するスペーサを
構成するとともに、このスペーサの少なくとも側壁面の
一部は前記対向電極の材料で被われていることを特徴と
するものである。
【0006】手段3.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の画素領域に、少なくとも画素電極、有
機材料からなる絶縁膜、前記画素電極との間に電界を発
生させる透光性の導電材料からなる対向電極が形成さ
れ、前記絶縁膜の一部が突出されその突出部が前記各基
板のうち他方の基板とのギャップを確保するスペーサを
構成するとともに、このスペーサの少なくとも側壁面の
一部は前記対向電極の一部あるいは延在部で被われてい
ることを特徴とするものである。
【0007】手段4.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の面に、並設された複数のゲート信号線
とこれらゲート信号線に交差されて並設された複数のド
レイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、該画素
領域にゲート信号線からの走査信号によって作動される
薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介してド
レイン信号線からの映像信号が供給される画素電極と、
この画素電極との間に電界を発生させる対向電極とを備
え、前記薄膜トランジスタ、画素電極、ドレイン信号線
は有機材料からなる絶縁膜の下側の層として形成される
とともに、対向電極は前記絶縁膜の上側の層として少な
くとも前記ドレイン信号線に重畳して形成されるものを
有して形成され、前記絶縁膜のドレイン信号線の上方の
一部が突出されその突出部が前記各基板のうち他方の基
板とのギャップを確保するスペーサを構成するととも
に、このスペーサの少なくとも側壁面の一部は前記対向
電極で被われていることを特徴とするものである。
【0008】手段5.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶側の画素領域に、少なくとも画素電極、有
機材料からなる絶縁膜、前記画素電極との間に電界を発
生させる透光性の導電材料からなる対向電極が形成さ
れ、前記絶縁膜の一部が突出されその突出部が前記各基
板のうち他方の基板とのギャップを確保するスペーサを
構成するとともに、このスペーサは他方の基板の液晶側
の面に形成された導電性のブラックマトリクスの遮光部
に対向する位置に配置され、かつ、該スペーサの頂部の
少なくとも一部にまで前記対向電極が延在されて形成さ
れていることを特徴とするものである。
【0009】手段6.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、手段5の構成を前提に、他方の基板の液晶側の
面にはブラックマトリクスをも被って絶縁膜が形成され
ていることを特徴とするものである。
【0010】手段7.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶の面側に、他方の基板とのギャップを確保
するスペーサと、このスペーサの突起が顕在化できる程
度に該スペーサをも被って形成される有機材料からなる
絶縁膜とが形成されているとともに、前記一方の液晶側
の画素領域の前記絶縁膜よりも下層側にて画素電極が、
該絶縁膜の上層にて前記画素電極との間に電界を発生さ
せる対向電極が形成され、前記スペーサを被う前記絶縁
膜の少なくとも側壁面の一部は前記対向電極の材料で被
われていることを特徴とするものである。
【0011】手段8.本発明による液晶表示装置は、た
とえば、液晶を介して対向配置される各基板のうち一方
の基板の液晶の面側に、並設された複数のゲート信号線
とこれらゲート信号線に交差して並設された複数のドレ
イン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、該画素領
域に、ゲート信号線からの走査信号により作動される薄
膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介してドレ
イン信号線からの映像信号が供給される画素電極と、こ
の画素電極との間に電界を発生させる対向電極とを備
え、前記ドレイン信号線をも被って形成された有機材料
からなる絶縁膜の該ドレイン信号線に沿って突出された
突出部を他方の基板とのギャップを確保するスペーサと
して構成し、前記画素電極は前記ドレイン信号線の走行
方向に平行に形成された帯状のパターンとなっていると
ともに、前記対向電極は前記スペーサの少なくとも前記
画素電極の側の側壁面にて前記ドレイン信号線の走行方
向に平行に形成された帯状のパターンとなって形成され
ていることを特徴とするものである。
【0012】手段9.本発明による液晶表示装置は、手
段8の構成を前提に、対向電極は透光性の導電材料で構
成されていることを特徴とするものである。
【0013】手段10.本発明による液晶表示装置は、
手段1、2、3、5、9のうちいずれかの構成を前提
に、透光性の導電材料はITO、ITZO、もしくはI
ZOからなることを特徴とするものである。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明による液晶表示装置
の実施例を図面を用いて説明をする。 実施例1. 《全体構成》図2は本発明による液晶表示装置の一実施
例を示す等価回路図である。同図は等価回路を示すが実
際の幾何学的配置に対応した図となっている。まず、液
晶を介して互いに対向配置される一対の透明基板SUB
1、SUB2があり、該液晶は一方の透明基板SUB1
に対する他方の透明基板SUB2の固定を兼ねるシール
材SLによって封入されている。
【0015】シール材SLによって囲まれた前記一方の
透明基板SUB1の液晶側の面には、そのx方向に延在
しy方向に並設されたゲート信号線GLとy方向に延在
しx方向に並設されたドレイン信号線DLとが形成され
ている。各ゲート信号線GLと各ドレイン信号線DLと
で囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、これら
各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部ARを
構成するようになっている。
【0016】また、x方向に並設される各画素領域のそ
れぞれにはそれら各画素領域内に走行された共通の対向
電圧信号線CLが形成されている。この対向電圧信号線
CLは各画素領域の後述する対向電極CTに映像信号に
対して基準となる電圧を供給するための信号線となるも
のである。
【0017】各画素領域には、その片側のゲート信号線
GLからの走査信号によって作動される薄膜トランジス
タTFTと、この薄膜トランジスタTFTを介して片側
のドレイン信号線DLからの映像信号が供給される画素
電極PXが形成されている。この画素電極PXは、前記
対向電圧信号線CLと接続された対向電極CTとの間に
電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制
御させるようになっている。
【0018】前記ゲート信号線GLのそれぞれの一端は
前記シール材SLを超えて延在され、その延在端は垂直
走査駆動回路Vの出力端子が接続される端子を構成する
ようになっている。また、前記垂直走査駆動回路Vの入
力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基
板からの信号が入力されるようになっている。垂直走査
駆動回路Vは複数個の半導体装置からなり、互いに隣接
する複数のゲート信号線どおしがグループ化され、これ
ら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるよう
になっている。
【0019】同様に、前記ドレイン信号線DLのそれぞ
れの一端は前記シール材SLを超えて延在され、その延
在端は映像信号駆動回路Heの出力端子が接続される端
子を構成するようになっている。また、前記映像信号駆
動回路Heの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置さ
れたプリント基板からの信号が入力されるようになって
いる。この映像信号駆動回路Heも複数個の半導体装置
からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線どおし
がグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体
装置があてがわれるようになっている。
【0020】また、x方向に併設された各画素領域に共
通な前記対向電圧信号線CLは図中右側の端部で共通に
接続され、その接続線はシール材SLを超えて延在さ
れ、その延在端において端子CLTを構成している。こ
の端子CLTからは映像信号に対して基準となる電圧が
供給されるようになっている。
【0021】前記各ゲート信号線GLは、垂直走査回路
Vからの走査信号によって、その一つが順次選択される
ようになっている。また、前記各ドレイン信号線DLの
それぞれには、映像信号駆動回路Heによって、前記ゲ
ート信号線GLの選択のタイミングに合わせて映像信号
が供給されるようになっている。
【0022】なお、上述した実施例では、垂直走査駆動
回路Vおよび映像信号駆動回路Heは透明基板SUB1
に搭載された半導体装置を示したものであるが、たとえ
ば透明基板SUB1とプリント基板との間を跨って接続
されるいわゆるテープキャリア方式の半導体装置であっ
てもよく、さらに、前記薄膜トランジスタTFTの半導
体層が多結晶シリコン(p−Si)から構成される場
合、透明基板SUB1面に前記多結晶シリコンからなる
半導体素子を配線層とともに形成されたものであっても
よい。
【0023】《画素の構成》図3は前記画素領域の一実
施例を示す平面図である。また、図1は図3のI−I線
における断面図を、図4は図3のIV−IV線における断面
図を示している。各図において、透明基板SUB1の液
晶側の面に、まず、x方向に延在しy方向に並設される
一対のゲート信号線GLが形成されている。
【0024】これらゲート信号線GLは後述の一対のド
レイン信号線DLとともに矩形状の領域を囲むようにな
っており、この領域を画素領域として構成するようにな
っている。このようにゲート信号線GLが形成された透
明基板SUB1の表面にはたとえばSiNからなる絶縁
膜GIが該ゲート信号線GLをも被って形成されてい
る。
【0025】この絶縁膜GIは、後述のドレイン信号線
DLの形成領域においては前記ゲート信号線GLに対す
る層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタ
TFTの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての
機能を有するようになっている。そして、この絶縁膜G
Iの表面であって、前記ゲート信号線GLの一部に重畳
するようにしてたとえばアモルファスSiからなる半導
体層ASが形成されている。
【0026】この半導体層ASは、薄膜トランジスタT
FTのそれであって、その上面にドレイン電極SD1お
よびソース電極SD2を形成することにより、ゲート信
号線の一部をゲート電極とする逆スタガ構造のMIS型
トランジスタを構成することができる。
【0027】ここで、前記ドイレン電極SD1およびソ
ース電極SD2はドレイン信号線DLの形成の際に同時
に形成されるようになっている。すなわち、y方向に延
在されx方向に並設されるドレイン信号線DLが形成さ
れ、その一部が前記半導体層ASの上面にまで延在され
てドレイン電極SD1が形成され、また、このドレイン
電極SD1と薄膜トランジスタTFTのチャネル長分だ
け離間されてソース電極SD2が形成されている。
【0028】また、このソース電極SD2は画素領域内
に形成される画素電極PXと一体に形成されている。す
なわち、画素電極PXは画素領域内をそのy方向に延在
しx方向に並設された複数(図では2本)の電極群から
構成されている。このうちの一つの画素電極PXの一方
の端部は前記ソース電極SD2を兼ね、他方の端部では
他の画素電極PXの対応する個所にて互いに電気的接続
が図れるようになっている。
【0029】なお図示していないが、半導体層ASとド
レイン電極SD1およびソース電極SD2との界面には
高濃度の不純物がドープされた薄い層が形成され、この
層はコンタクト層として機能するようになっている。こ
のコンタクト層は、たとえば半導体層ASの形成時に、
その表面にすでに高濃度の不純物層が形成されており、
その上面に形成したドレイン電極SD1およびソース電
極SD2のパターンをマスクとしてそれから露出された
前記不純物層をエッチングすることによって形成するこ
とができる。
【0030】このように薄膜トランジスタTFT、ドイ
レン信号線DL、ドレイン電極SD1、ソース電極SD
2、および画素電極PXが形成された透明基板SUB1
の表面には保護膜PSVが形成されている。この保護膜
PSVは前記薄膜トランジスタTFTの液晶との直接の
接触を回避する膜で、該薄膜トランジスタTFTの特性
劣化を防止せんとするようになっている。前記保護膜P
SVは樹脂等の有機材料層、あるいはSiNのような無
機材料層と樹脂等の有機材料層の順次積層体から構成さ
れている。
【0031】なお、この実施例では、保護膜PSVはS
iNのような無機材料層からなる保護膜PSV1と樹脂
等の有機材料層からなる保護膜PSV2の順次積層体か
らなっている。このように保護膜PSVとして少なくと
も有機材料層を用いているのは保護膜自体の誘電率を低
減させることにある。
【0032】また、保護膜PSV2のたとえばドレイン
信号線DL上の一部にて、樹脂膜で形成された突出部が
形成され、この突出部によって柱状のスペーサSPが構
成されるようになっている。
【0033】保護膜PSVの上面には対向電極CTが形
成されている。この対向電極CTは前述の画素電極PX
と同様にy方向に延在されx方向に並設された複数(図
では3本)の電極群から構成され、かつ、それら各電極
は、平面的に観た場合、前記画素電極PXの間に位置付
けられるようになっている。
【0034】すなわち、対向電極CTと画素電極PX
は、一方の側のドレイン信号線から他方の側のドレイン
信号線にかけて、対向電極、画素電極、対向電極、画素
電極、……、対向電極の順にそれぞれ等間隔に配置され
ている。
【0035】ここで、画素領域の両側に位置づけられる
対向電極CTは、その一部がドレイン信号線DLに重畳
されて形成されているともに、隣接する画素領域の対応
する対向電極CTと共通に形成されている。
【0036】換言すれは、ドレイン信号線DL上には対
向電極CTがその中心軸をほぼ一致づけて重畳され、該
対向電極CTの幅はドレイン信号線DLのそれよりも大
きく形成されている。ドレイン信号線DLに対して左側
の対向電極CTは左側の画素領域の各対向電極CTの一
つを構成し、右側の対向電極CTは右側の画素領域の各
対向電極CTの一つを構成するようになっている。
【0037】このようにドレイン信号線DLの上方にて
該ドレイン信号線DLよりも幅の広い対向電極CTを形
成することにより、該ドレイン信号線DLからの電気力
線が該対向電極CTに終端し画素電極PXに終端するこ
とを回避できるという効果を奏する。ドレイン信号線D
Lからの電気力線が画素電極PXに終端した場合、それ
がノイズとなってしまうからである。
【0038】この場合、前記対向電極CTは前記柱状の
スペーサSPを充分に被うようにして形成されることに
なる。このことは、樹脂からなる該スペーサSPは該樹
脂から汚染物が液晶側へ染み出すのを防止することがで
きる。
【0039】電極群からなる各対向電極CTは、ゲート
信号線GLを充分に被って形成される同一の材料からな
る対向電圧信号線CLと一体的に形成され、この対向電
圧信号線CLを介して基準電圧が供給されるようになっ
ている。
【0040】ゲート信号線GLを充分に被って形成され
る対向電圧信号線CLは、そのゲート信号線GLからは
み出した部分において、その下層に前記各画素電極PX
の接続部が位置づけられ、これにより、画素電極PXと
対向電圧信号線CLとの間に保護膜PSVを誘電体膜と
する容量素子Cstgが形成されている。この容量素子
Cstgは、たとえば画素電極PXに供給された映像信
号を比較的長く蓄積させる等の機能をもたせるようにな
っている。
【0041】そして、このように対向電極CTが形成さ
れた透明基板SUB1の上面には該対向電極CTをも被
って配向膜ORI1が形成されている。この配向膜OR
I1は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成され
たラビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定
づけるようになっている。
【0042】このように構成された透明基板SUB1と
対向する透明基板SUB2の液晶側の面には、その各画
素領域を画するようにしてブラックマトリクスBMが形
成されている。すなわち、少なくとも液晶表示部に形成
されたブラックマトリクスは各画素領域の周辺部を残す
領域に開口が形成されたパターンをなし、これにより表
示のコントラストの向上を図っている。
【0043】また、このブラックマトリクスは透明基板
SUB1側の薄膜トランジスタTFTを充分被うように
して形成され、該薄膜トランジスタTFTへの外来光の
照射を妨げることによって該薄膜トランジスタの特性劣
化を回避するようになっている。また、このブラックマ
トリクスBMは、この実施例では導電性を有するように
して形成され、たとえばCrからなる金属層で形成され
ている。
【0044】ブラックマトリクスBMが形成された透明
基板SUB2の表面にはこれらブラックマトリクスBM
をも被って平坦化膜OCが形成されている。この平坦化
膜OCは塗布によって形成できる樹脂膜からなり、前記
ブラックマトリクスBMの形成によって顕在化する段差
をなくすために設けられる。
【0045】この平坦化膜OCの表面には配向膜ORI
1が形成され、この配向膜ORI1は液晶と直接に当接
する膜で、その表面に形成されたラビングによって該液
晶の分子の初期配向方向を決定づけるようになってい
る。
【0046】なお、この実施例では、カラーフィルタを
省略して示したものであるが、このカラーフィルタは透
明基板SUB2の液晶側の面に形成してもよく、また、
透明基板SUB1の液晶側の面に形成した保護膜PSV
2に該カラーフィルタを兼用させた構成とするようにし
てもよい。
【0047】このように構成した液晶表示装置は、上述
したように、柱状のスペーサSPが形成され、その表面
は対向電極CTによって被われたものとなっている。こ
のため、樹脂からなる該スペーサSPは該樹脂から汚染
物が液晶側へ染み出すのを防止でき、これによる残像の
発生を回避することができる。
【0048】上記実施例に示した構成にすることによっ
て、液晶の比抵抗が2.0×10 Ωcm(初期比抵
抗値:1.0×1013Ωcm)となり、残像消失時間
を10秒とすることができた。これに対して、対向電極
の材料で被覆しない柱状のスペーサSPを設けた場合、
液晶の比抵抗は5.0×1011Ωcmとなり、残像消
失時間は1分であった。
【0049】なお、液晶汚染性評価方法の一例を示す
と、まず、市販のガラス製50mlサンプル瓶をアル
カリ性の洗浄を用いて約5分間超音波洗浄し、純粋で5
分程度を2回超音波洗浄した。さらにアセトンで5分程
度4回超音波洗浄した。上述のサンプル瓶に2cm×
2cmのサンプル基板を入れて、液晶を2ml入れた。
ふたをして一週間100℃で加熱した。液晶の比抵抗
を安藤電気製LE−21溶液セルを使用し、印加電圧1
Vにおける液晶の比抵抗値を測定した。
【0050】そして、残像評価方法は、まず、目視によ
り3段階で評価した。25℃で黒表示エリア上に固定パ
ターン(輝度最大となる階調)を30分間印加した後、
画面全体を黒表示した時の固定パターン表示部に目視で
残像がなくなるまでの時間を測定した。ここで、前記保
護膜PSV2はたとえばポジ型感光樹脂(JSR、Optmer
PC335)が用いられ、その膜厚は約1.0μmとな
っている。
【0051】そして、樹脂膜を形成した後、90℃90
秒ホットプレートによるプリベークし、i線による露光
300mJ/cmがなされる。その後の現像は東京応
化NMD−3(2.38%TMAH、界面活性剤入り)
を0.4%に希釈したものが用いられる。そして、常温
スプレー現像、純粋常温スプレー現像によるリンス、2
00℃5分ホットプレートによるポストベークを経て形
成される。また、前記柱状のスペーサSPはたとえばネ
ガ型光硬化樹脂(JSR、JNPC−72)が用いられ、
そして膜厚は約5μmとなっている。
【0052】そして、樹脂膜を形成した後、90℃90
秒ホットプレートによるプリベークし、G線による露光
200mJ/cmがなされ、その後の現像は東京応化
NMD−3(2.38%TMAH、界面活性剤入り)を
0.4%に希釈したものが用いられる。そして、常温ス
プレー現像、230℃60分ホットプレートによるポス
トベークを経て形成される。
【0053】さらに、対向電極CTは、その材料として
たとえばITO(Indium Tin Oxide)が用いられ、たと
えばスパッタリング方法により約150nmの膜厚に形
成される。その後、たとえば東京応化OFPR−800
からなるホトレジストを膜厚約1.5μmで塗布し、9
0℃90秒のプリベークを行なう。そして、G線による
露光30mj/cmを行い、東京応化NMD−3
(2.38%TMAH、界面活性剤入り)による現像
(常温浸漬60秒)を行なう。さらに、常温純水揺動浸
漬によるリンス、145℃3分のポストベーク、を経た
後、王水(硝酸:塩酸=1:3混合液)を用いたエッチ
ング、レジスト剥離を経て形成される。
【0054】なお、対向電極CTの材料としては、たと
えば、ITZO(Indium Tin Zinc Oxide)、IZO(Indium
Zinc Oxide)等であっても同様の効果が得られることは
いうまでもない。また、上述した実施例では、ブラック
マトリクスBMを導電性の材料で構成することにより、
透明基板SUB2の液晶側の液晶表示部ARの全域にわ
たって対向電極CTの電位と同電位に保持させることが
できるようになる。このことは、対向電極CTに供給す
る電圧信号の電位を安定化でき、低周波による輝度むら
を大幅に低減させることができる。
【0055】すなわち、ブラックマトリクスBMは柱状
のスペーサSPによって対向電極CTと近接配置される
ことになり、たとえば対向電極CTに+Vの電位を有す
場合には、ブラックマトリクスBMは−Vの電位に保持
され、その電位は液晶表示部ARの全域にわたることに
なる。このため、対向電極CTに供給される信号の電位
は均一に+Vに保たれることになる。
【0056】さらに、ブラックマトリクスBMに電位が
保持されるため、透明基板SUB1側から透明基板SU
B2側へ縦方向の電界が発生するようになり、このこと
から液晶を駆動する効率が大きくなり、該駆動電圧を低
減させることができる効果も奏するようになる。
【0057】実施例2.図5は本発明による液晶表示装
置の他の実施例を示す構成図で、図1と対応した図とな
っている。図1の場合と比較して異なる構成は、柱状の
スペーサSPを被う対向電極CTは該柱状のスペーサS
Pの頂部までは形成されていないようになっている。ま
た、ブラックマトリクスBMは導電性となってはおら
ず、たとえば樹脂材に黒色の顔料を含有させたのみの構
成となっている。このように構成した液晶表示装置は、
その柱状のスペーサSPからの汚染物が液晶側へ染み出
すのを被覆された対向電極CTで防止する効果のみを図
った構成としている。なお、この実施例では、前記ブラ
ックマトリクスBMは導電性をもたないものをもちいた
が、必ずしもこれに限定されることはなく、導電性を有
するようにしてもよいことはいうまでもない。
【0058】実施例3.図6は本発明による液晶表示装
置の他の実施例を示す構成図で、図5と対応した図とな
っている。図5の場合と比較して異なる構成は、柱状の
スペーサSPを被う対向電極CTは該スペーサSPの裾
の部分のみで、それより上方および頂部には該対向電極
CTが被われていないことにある。柱状のスペーサSP
の材料としてたとえば光硬化型の樹脂を用いた場合に、
その未硬化の部分が生じ易いのは該スペーサSPの裾の
内部であり、この部分から液晶を汚染する物質が放出さ
れ易いことに鑑みてなされたものである。このため、該
スペーサSPの裾の部分のみを対向電極CTで被うよう
にしても充分な効果が得られるようになる。
【0059】実施例4.図7は本発明による液晶表示装
置の他の実施例を示す構成図で、図1と対応した図とな
っている。図1の場合と比較して異なる構成は、保護膜
PSV2を形成する前に柱状のスペーサSPか形成さ
れ、その後に該柱状のスペーサSPをも被って保護膜P
SV2が形成されていることにある。このようにした場
合、該柱状のスペーサSPを被う保護膜PSV2もスペ
ーサとしての機能を有するともに、その傾斜は該柱状の
スペーサSP自体のそれよりもなだらかに形成される。
このため、スペーサとしての機能を有する保護膜PSV
2を被う対向電極CTはその段切れが生じ難い状態で形
成される効果を奏する。また、同様の理由で、これらの
上面に形成される配向膜ORI1のラビングが均一にで
き、いわゆるラビング影が生じないという効果も奏す
る。さらに、対向電極CTを所定のパターンに形成する
際のフォトリソグラフィ技術によって柱状のスペーサS
Pの剥がれを防止することができる。柱状のスペーサS
Pを被って形成される保護膜PSV2が該剥がれを回避
するからである。
【0060】図8は、上述した構成において、スペーサ
が剥がれるまでの時間、ラビング影の有無、液晶比抵
抗、残像消失時間、対向電極の断線のそれぞれの試験結
果を、保護膜PSVの上面にスペーサを形成した場合と
比較して示している。なお、同図に示す柱状のスペーサ
SPは、高さが5μm、幅10μmの円筒形状で、その
材料はJSR製、JNPC−72 2.38% TMA
Hのものを用い、界面活性剤現像液は東京応化製NMD
−3のものを用いた。また、ラビング影の観察は液晶表
示装置を黒点灯させ、配線脇の光漏れを顕微鏡で測定す
ることによって行なった。なお、この場合において、ブ
ラックマトリクスBMを絶縁性の材料で形成してもよ
く、また、対向電極CTは、スペーサとしての機能を有
する保護膜PSV2は少なくとも裾の部分に形成される
ようにして構成してもよいことはいうまでもない。
【0061】実施例5.図9は本発明による液晶表示装
置の他の実施例を示す平面図で、図3に対応した図とな
っている。図3の場合と比較して異なる構成は、柱状の
スペーサSPにあり、この柱状のスペーサSPは各画素
領域ごとにドレイン信号線DLに沿って形成されたもの
となっている。この場合の該スペーサSPを被う対向電
極CTの構成は上述した各実施例のいずれに記載した構
成のものであってもよい。すなわち、図9のX−X線に
おける断面で観る限り、たとえば図1、図3ないし図7
のうちのいずれかに示すものと同様となっている。
【0062】このようにした場合、スペーサSPの少な
くとも側壁面に形成された対向電極CTはスペーサSP
の汚染放出防止の機能ばかりでなく、画素電極PXとそ
の長手方向に沿って対向して配置されるため、対向電極
CT自体の機能を有するようになる。すなわち、画素電
極PXが形成された平面に対して互いに向き合うように
して傾斜された対向電極CTを備えるようになる。この
場合、透明基板SUB1側から透明基板SUB2側への
縦方向の電界成分が多くなることから、駆動電圧を低減
でき低電圧駆動を達成することができるようになる。
【0063】実施例6.この実施例は、上述の各実施例
において柱状のスペーサSPが形成された透明基板SU
B1の液晶側の面において、対向電極CTを形成する場
合のフォトリソグラフィ技術による選択エッチングの工
程において、たとえばフォトレジストの現像等の際に該
透明基板SUB1を回転等させるようにしている。現像
液を透明基板SUB1の表面にて均一にいきわたらせ、
また、この際に柱状のスペーサSPによって現像液がか
きわけられて乱流が発生し、これにより、寸法ずれのな
いフォトマスクを形成することができる。このため、こ
のフォトマスクによって対向電極CTに所定のパターン
化を図る場合、その寸法ずれを小さくすることができ
る。ここで、この実施例によって形成される対向電極C
Tの寸法ずれは、±0.5μmとすることができた。ち
なみに、この実施例を用いないで形成した対向電極CT
の寸法ずれは±0.9μmであった。なお、この実施例
によって形成される対向電極CTの寸法ずれの測定は、
300×400mm(旭硝子AN635、0.7mm
厚)の透明基板SUB1において、そのコーナ部より3
0mm内側部×4カ所のそれぞれと基板中央部の線幅が
10μmの各対向電極CTを測定した。
【0064】実施例7.上述の各実施例でのスペーサ
は、ゲート信号線の上の領域に、スペーサ上に対向電極
が重畳領域を有するように構成してもよい。スペーサか
らの汚染防止の効果を奏することができるからである。
【0065】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示装置によれば、その液晶の汚染を
回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
構成図で、図3のI−I線における断面図である。
【図2】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
全体構成図である。
【図3】 本発明による液晶表示装置の画素の一実施例
を示す平面図である。
【図4】 図3のIV−IV線における断面図である。
【図5】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図6】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図7】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す断面図である。
【図8】 図7に示した構成の効果を示す図表である。
【図9】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示
す平面図である。
【符号の説明】
SUB…透明基板、GL…ゲート信号線、DL…ドレイ
ン信号線、CL…対向電圧信号線、TFT…薄膜トラン
ジスタ、PX…画素電極、CT…対向電極、SP…柱状
のスペーサ。PSV1…保護膜(無機材料層)、PSV
2…保護膜(有機材料層)。
フロントページの続き (72)発明者 柳川 和彦 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Fターム(参考) 2H089 JA08 LA03 LA09 QA16 TA02 TA05 TA09 2H090 HA02 LA01 LA02 LA04 2H091 FA35Y FD04 GA03 GA07 GA08 GA13 LA30 2H092 GA35 HA03 JA24 JB52 KA19 KB04 NA25 PA03 PA06 PA09

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶の面側に他方の基板とのギャップを
    確保する柱状のスペーサが形成され、該スペーサの少な
    くとも側壁面の一部に透光性の導電材料が被覆されてい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の画素領域に、少なくとも画素電
    極、有機材料からなる絶縁膜、前記画素電極との間に電
    界を発生させる透光性の導電材料からなる対向電極が形
    成され、 前記絶縁膜の一部が突出されその突出部が前記各基板の
    うち他方の基板とのギャップを確保するスペーサを構成
    するとともに、このスペーサの少なくとも側壁面の一部
    は前記対向電極の材料で被われていることを特徴とする
    液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の画素領域に、少なくとも画素電
    極、有機材料からなる絶縁膜、前記画素電極との間に電
    界を発生させる透光性の導電材料からなる対向電極が形
    成され、 前記絶縁膜の一部が突出されその突出部が前記各基板の
    うち他方の基板とのギャップを確保するスペーサを構成
    するとともに、このスペーサの少なくとも側壁面の一部
    は前記対向電極の一部あるいは延在部で被われているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の面に、並設された複数のゲート
    信号線とこれらゲート信号線に交差されて並設された複
    数のドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、 該画素領域にゲート信号線からの走査信号によって作動
    される薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介
    してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電
    極と、この画素電極との間に電界を発生させる対向電極
    とを備え、 前記薄膜トランジスタ、画素電極、ドレイン信号線は有
    機材料からなる絶縁膜の下側の層として形成されるとと
    もに、対向電極は前記絶縁膜の上側の層として少なくと
    も前記ドレイン信号線に重畳して形成されるものを有し
    て形成され、 前記絶縁膜のドレイン信号線の上方の一部が突出されそ
    の突出部が前記各基板のうち他方の基板とのギャップを
    確保するスペーサを構成するとともに、このスペーサの
    少なくとも側壁面の一部は前記対向電極で被われている
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶側の画素領域に、少なくとも画素電
    極、有機材料からなる絶縁膜、前記画素電極との間に電
    界を発生させる透光性の導電材料からなる対向電極が形
    成され、 前記絶縁膜の一部が突出されその突出部が前記各基板の
    うち他方の基板とのギャップを確保するスペーサを構成
    するとともに、このスペーサは他方の基板の液晶側の面
    に形成された導電性のブラックマトリクスの遮光部に対
    向する位置に配置され、 かつ、該スペーサの頂部の少なくとも一部にまで前記対
    向電極が延在されて形成されていることを特徴とする液
    晶表示装置。
  6. 【請求項6】 他方の基板の液晶側の面にはブラックマ
    トリクスをも被って絶縁膜が形成されていることを特徴
    とする請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項7】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶の面側に、他方の基板とのギャップ
    を確保するスペーサと、このスペーサの突起が顕在化で
    きる程度に該スペーサをも被って形成される有機材料か
    らなる絶縁膜とが形成されているとともに、 前記一方の液晶側の画素領域の前記絶縁膜よりも下層側
    にて画素電極が、該絶縁膜の上層にて前記画素電極との
    間に電界を発生させる対向電極が形成され、前記スペー
    サを被う前記絶縁膜の少なくとも側壁面の一部は前記対
    向電極の材料で被われていることを特徴とする液晶表示
    装置。
  8. 【請求項8】 液晶を介して対向配置される各基板のう
    ち一方の基板の液晶の面側に、並設された複数のゲート
    信号線とこれらゲート信号線に交差して並設された複数
    のドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、 該画素領域に、ゲート信号線からの走査信号により作動
    される薄膜トランジスタと、この薄膜トランジスタを介
    してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電
    極と、この画素電極との間に電界を発生させる対向電極
    とを備え、 前記ドレイン信号線をも被って形成された有機材料から
    なる絶縁膜の該ドレイン信号線に沿って突出された突出
    部を他方の基板とのギャップを確保するスペーサとして
    構成し、 前記画素電極は前記ドレイン信号線の走行方向に平行に
    形成された帯状のパターンとなっているとともに、 前記対向電極は前記スペーサの少なくとも前記画素電極
    の側の側壁面にて前記ドレイン信号線の走行方向に平行
    に形成された帯状のパターンとなって形成されているこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
  9. 【請求項9】 対向電極は透光性の導電材料で構成され
    ていることを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装
    置。
  10. 【請求項10】 透光性の導電材料はITO、ITZ
    O、もしくはIZOからなることを特徴とする請求項
    1、2、3、5、9に記載のうちいずれかに記載の液晶
    表示装置。
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