【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス基板及び対向基板とを有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関し、特に、各基板の液晶層に面する側の表面をラビング処理する際に発生する塵埃による表示品位の低下を防止し得る液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対して対向配置される対向基板と、両基板間に液晶を注入することにより形成される液晶層とから概略構成される。アクティブマトリクス基板は、ガラス基板等の透明絶縁基板上に、配線層、ＴＦＴ等のスイッチング素子等が形成され、マトリクス状に画素電極を配した構造を有し、対向基板は、ブラックマトリクス、カラーフィルタ、対向電極等が形成されている。
【０００３】
このような構成のアクティブマトリクス型の液晶表示装置を製造するためには、まず、アクティブマトリクス基板及び対向基板がそれぞれ作製される。アクティブマトリクス基板を製造する製造プロセスとしては、ガラス基板等の透明絶縁基板上に、ＴＦＴを形成する工程、配線を形成する工程、画素電極を形成する工程等のアクティブマトリクス基板に必要な構成要素を形成する工程を包含する。そして、これらの構成要素を形成する工程が終了した後、各素子が形成された基板上に配向膜を形成し、この配向膜に対してラビング処理を実施する。
【０００４】
また、対向基板を製造する製造プロセスとしては、ガラス基板等の透明絶縁基板上に、ブラックマトリクス、カラーフィルター層を形成する工程、対向電極と形成する工程等の工程を包含する。そして、これらの工程が終了した後、各素子が形成された基板上に配向膜を形成し、この配向膜に対してラビング処置を実施する。
【０００５】
それぞれ別工程を経てアクティブマトリクス基板及び対向基板が作製されると、続いて、両基板を貼り合わせる貼り合わせ工程と、この貼り合わせ工程に続いて、液晶を注入して液晶層を形成する液晶層形成工程が順次実施される。貼り合わせ工程は、両基板間にシール材を配置して、このシール材を介して両基板貼り合わせる工程であり、液晶層形成工程は、シール材によって形成される両基板間の間隙に液晶を注入し、その後、注入された液晶を封止する工程である。
【０００６】
上記各工程を用いた液晶表示装置の製造方法において、特に問題となるのは、両基板に対してラビング処理を実施した際に、ラビング処理に起因した塵埃が発生し、この塵埃が貼り合わせ前の両基板の表面に多量に付着することである。このため、ラビング処理後の両基板に対して、貼り合わせ工程を実施する前に、純水その他の洗浄液を用いたウエット式の洗浄工程を行うことによって、基板表面に付着した塵埃が除去される。この洗浄液を用いた洗浄工程では、基板を洗浄液の中に浸漬し、さらに、この洗浄液に浸漬された基板に対して超音波振動等を加えることにより基板表面に付着した塵埃を基板表面から分離し除去する。あるいは、この洗浄液を用いた洗浄工程を行う代わりに、基板表面にエアを吹き付け、基板表面に付着している塵埃を吹き飛ばすエアブロー方式の洗浄工程が行われる場合もある。
【０００７】
しかしながら、ラビング処理で発生する塵埃としては、１μｍ以上のサイズを有する大型の塵埃と、数百Å以下の粘着状の塵埃が存在することが知られており、上記の洗浄方法で除去されるのは、前者の大型の塵埃のみであり、後者のような粘着状の塵埃は洗浄工程により除去することができない。
【０００８】
このため、従来の洗浄工程を経て製造された液晶表示装置では、微小な粘着状の塵埃が基板上の表示領域に残存して、液晶の配向が乱される等して表示品位が低下するおそれがある。
【０００９】
ラビング処理を実施する際に発生する塵埃が表示領域に残存することを抑制する方法として、特開平１１−３３７９４８号公報に開示された方法がある。この公報に開示された方法では、基板表面の表示領域以外の部分に所定高さの障壁を設けることにより、配向膜にラビング処理を行う際の配向膜の削れカスによる塵埃が所定以上に成長することを抑制している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記公報に開示された障壁を設ける方法では、ラビング工程を実施する際に、障壁の周辺部分が障壁が存在するためにラビングされにくく、このため、コントラストが低下するおそれがある。
【００１１】
図１０は、上記公報の方法を用いた場合に生じる問題を説明するための概略断面図であり、下層のソース配線上に対応して障壁を設けたアクティブマトリクス基板に対してラビング処理を実施している場合について説明している。
【００１２】
図１０において、１は透明絶縁基板、２はソース配線、３は第１絶縁膜、４は第２絶縁膜、５は画素電極、６はラビング処理が実施される配向膜、７はラビング処理の際に発生する塵埃が所定以上に成長することを防止する障壁である。また、配向膜６に対してラビング処理を実施するためのラビングローラ８を、アクティブマトリクス基板の上方位置に円形に概略的に示している。
【００１３】
アクティブマトリクス基板上に形成された配向膜６に対してラビング処理を行う場合、アクティブマトリクス基板をラビングローラ８に対して、図中、矢印Ａに示す方向に示すように、相対的に移動させると、矢印Ｂの方向に沿ったラビング処理が行われる。この公報のアクティブマトリクス基板では、ソース配線２上に対応して障壁７が設けられているため、ラビング処理を行う際のアクティブマトリクス基板の相対的な進行方向Ａに対して、障壁７の前方側の近傍部分（図中、Ｃで示す領域）が、他の領域に比較してラビング密度が小さくなり、他の領域との間でラビング密度に差が生じる。
【００１４】
このような画素領域内に形成された障壁７に起因してラビング密度にムラが生じると、コントラストが低下する原因となることが予想される。高精細、狭ギャップのプロジェクター用途の液晶表示装置の場合には、画素領域以外の領域が広く形成されているわけではないため、このようなコントラストが低下する問題は、特に大きな問題点となる。
【００１５】
また、液晶を注入する工程を実施する際に、障壁７が存在するために液晶を注入しにくく、気泡等が混入する等の品質不良が発生するおそれもある。
【００１６】
さらに、上記公報に記載の方法は、ラビング処理の際に発生する塵埃が所定以上に成長することを抑制するものであり、粘着状の塵埃が発生することを防止するものでなく、発生した粘着状の塵埃が表示領域に残存することを抑制するものでもない。
【００１７】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、基板表面上に障壁が存在することに起因してコントラストが低下する、液晶注入時に不良が生じる等の問題が生じることがなく、配向膜をラビング処理する際に発生する粘着状の塵埃を基板面の表示領域から取り除くことができる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の液晶表示装置は、複数のスイッチング素子及び各スイッチング素子により所定の電圧がそれぞれ印加される画素電極がマトリクス状に配置されたアクティブマトリクス基板と、該アクティブマトリクス基板に対向して配置される対向基板と、これら両基板間に注入されて形成される液晶層とを有し、各基板の該液晶層側の表面に、それぞれ、ラビング処理が実施された配向膜が形成されている液晶表示装置であって、該両基板のラビング処理が実施される面上には、該ラビング処理の方向に直交する方向に沿った溝部がそれぞれ形成されていることを特徴とするものである。
【００１９】
上記本発明の液晶表示装置において、前記溝部は、前記各基板の厚さ方向に０．１〜１μｍの深さを有することが好ましい。
【００２０】
上記本発明の液晶表示装置において、前記画素電極は、矩形状をしており、前記溝部は、該画素電極の一方の辺に沿って、該辺と同程度の長さで形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明の液晶表示装置では、両基板のラビング処理が実施される面上に、ラビング処理の方向に直交する方向に長い溝部がそれぞれ形成されており、これにより、ラビング処理時に発生する粘着性の塵埃が、この溝部に粘着状の塵埃を集めて収容し、表示領域上への塵埃の残存を軽減している。本発明の液晶表示装置では、配向膜上に障壁を設けることがないので、このような障壁に起因してラビング処理後のラビング密度にムラが生じることがない。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の液晶表示装置について詳細に説明する。
【００２３】
本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板と、このアクティブマトリクス基板に対して対向配置される対向基板と、両基板間に液晶を注入することにより形成される液晶層とから概略構成される。
【００２４】
図１は、本発明の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板１０の概略構成を示す平面図である。
【００２５】
このアクティブマトリクス基板１０は、ガラス基板等の透明絶縁基板を有し、この透明絶縁基板の表面上に、図１に示すように、相互に所定の間隔をあけて平行になるように配設された複数のゲート配線１１が設けられている。このゲート配線１１上には、絶縁膜を介して、相互に所定の間隔をあけてそれぞれ平行になるように配設された複数のソース配線１２が設けられている。各ソース配線１２が配設された方向は、下層の各ゲート配線１１に対して直交する方向になっている。
【００２６】
各ゲート配線１１と各ソース配線１２との各交差部分の近傍には、それぞれ、スイッチング素子である薄膜トランジスタ１３が形成されている。この薄膜トランジスタは、所定のゲート配線１１と同層に同一の材料により形成されたゲート電極１４と、ゲート配線１１及びソース配線１２の間に形成された多結晶シリコン等の半導体層（図示せず）と、ソース配線１２と同層に同一の材料により形成されたソース電極１５及びドレイン電極１６とを有している。ゲート電極１４は、ゲート配線１１とソース配線１２との交差部分から所定距離離間した位置からソース配線１２に平行な方向に分岐するように形成され、ゲート配線１１を介して所定のゲート電圧が印加される。ゲート電極１４の上層に形成された半導体層は、ゲート電極１４の直上に活性層であるチャネル領域が形成されており、このチャネル領域の両側にソース領域及びドレイン領域がそれぞれ形成されている。この半導体層上には、絶縁層を介してソース電極１５及びドレイン電極１６が設けられており、半導体層上の絶縁膜には、この半導体層のソース領域及びドレイン領域から上層のソース電極１５及びドレイン電極１６に通じるコンタクトホールがそれぞれ形成されており、各コンタクトホールを介して、ソース電極１５及びドレイン電極１６が半導体層のソース領域及びドレイン領域に電気的に接続されている。
【００２７】
図２は、図１のＸ−Ｘ’線に沿う断面図を示している。ただし、図２では、本発明の特徴を簡単に理解できるように、ソース配線１２より下層の詳細な構造は省略して示している。
【００２８】
ソース配線１２及びこのソース配線１２と同層に設けられた薄膜トランジスタのソース電極１５及びドレイン電極１６上には、パッシベーション膜として機能する窒化膜等の第１絶縁膜１７が設けられている。さらに、この第１絶縁膜１７上には、酸化膜等により形成された第２絶縁膜１８が設けられている。
【００２９】
この第２絶縁膜１８上には、第１絶縁膜１７及び第２絶縁膜１８から下層のドレイン電極１６に達するように形成されたホールを介してドレイン電極１６に電気的に接続される画素電極１９が設けられている。この画素電極１９は、ＩＴＯ等の透明な導電性材料により形成されて光が透過できるようになっている。この画素電極１９は、各ゲート配線１１及び各ソース配線１２によって形成された各交差部分に沿う形状に形成され、この画素電極１９により規定される領域によって画像表示の一単位となる画素が構成される。
【００３０】
画素電極１９が設けられた第２絶縁膜１８には、ソース配線１２上に対応して、溝部２０が形成されている。この溝部２０は、ソース配線１２に沿う方向であるｙ方向（図１において上下方向）の長さｂが、画素電極１９と同程度の長さを有し、ソース配線１２に直交する方向の長さａがソース配線１２の線幅よりも若干狭い幅寸法になるように形成されている。また、溝部の厚さ方向の深さｃは、後のラビング処理を実施した際に生じる粘着性の塵埃を集めて収容することができる程度の深さであればよく、例えば、０．１〜１μｍの深さに形成される。溝部の深さｃは、エッチャントの種類及び濃度等を変更することによるエッチングレートの調整により、所望の深さに設計することができる。
【００３１】
画素電極１９が各ゲート配線１１及び各ソース配線１２の交差部分に形成され、溝部２０がソース配線１２に沿って形成された第２絶縁膜１８上には、配向膜２１が均一な膜厚に形成されている。そして、配向膜２１に対してラビング処理が実施される。
【００３２】
図９は、このような構成を有するアクティブマトリクス基板１０に対して実施されるラビング処理を説明する断面図である。８は、ラビング処理に用いられるラビングローラ２２を円形として概略的に示しており、アクティブマトリクス基板１０をこのラビングローラ２２に相対的にＡに示す方向に移動させることにより、図中Ｄで示す方向にラビング処理が行われる。ここで、第２絶縁膜１８に形成された溝部２０は、ソース配線１２の方向に沿って長く形成されており、溝部２０の長手方向はラビング処理の方向Ｄに対して垂直になっている。
【００３３】
図３は、本発明の液晶表示装置に用いられる対向基板３０の概略を示す平面図であり、図４は、図３の対向基板３０のＹ−Ｙ’線に沿う断面図である。
【００３４】
この対向基板３０は、ガラス基板等の透明絶縁基板３１を有し、この透明絶縁基板３１の表面上に、アクティブマトリクス基板１０上の各ゲート配線１１及び各ソース配線１２に対応した格子状にブラックマトリクス３２が形成されている。このブラックマトリクス３２は、周縁部分において一定の傾斜角度にて徐々に膜厚が薄くなる傾斜部となっており、他の部分は膜厚が一定の平坦部になっている。ブラックマトリクス３１が形成された透明絶縁基板３１上には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色を表すカラーフィルター層３３が形成されている。カラーフィルター層３３のＲ、Ｇ、Ｂの各色は、格子状に形成されたブラックマトリクス３２により取り囲まれた部分毎に、所定のパターンになるようにパターン配置されている。
【００３５】
ブラックマトリクス３２及びカラーフィルター層３３が設けられた対向基板３０には、ブラックマトリクス上にアクティブマトリクス基板１０のゲート配線１１に対応して溝部３４が形成されている。この溝部３４は、ブラックマトリクス３２の線幅よりも若干狭い幅寸法とされ、ゲート配線１１の方向に相当するｘ方向（図３において左右方向）の長さが、格子状のブラックマトリクス３２の交差部分と同程度の長さを有するように形成されている。また、この溝部３４の深さｃは、後のラビング処理を実施した際に生じる粘着性の塵埃を集めて収容することができる程度の深さであればよく、例えば、０．１〜１μｍとされる。溝部の深さｃは、エッチャントの種類及び濃度等を変更することによるエッチングレートの調整により、所望の深さに設計することができる。
【００３６】
ブラックマトリクス３２及びカラーフィルタ層３３が形成され、溝部３４が左右方向にゲート配線１１の方向に沿って形成された対向基板３０上には、配向膜３５が均一な膜厚に形成されている。そして、配向膜３５に対して、図中矢印Ｅに示すようにＹ方向に沿ってラビング処理が実施される。したがって、溝部３４の長手方向は、このラビング処理の方向に対して垂直になる方向とされる。
【００３７】
上記の図１及び図２に示されたアクティブマトリクス基板１０上及び図３及び図４に示された対向基板３０上の各構成要素は、通常の製造プロセスを用いて形成することができる。また、アクティブマトリクス基板１０上及び対向基板３０上にそれぞれ形成された溝部２０及び３４は、フォトリソグラフィを利用して形成されたパターンをエッチングすることにより形成される。
【００３８】
アクティブマトリクス基板１０及び対向基板３０にそれぞれ形成した溝部２０及び３４は、ラビング処理にて発生する塵埃を集めて収容することができれば、他の形状等に変更してもよい。
【００３９】
例えば、各画素毎に断続的に溝部が形成されるのではなく、ソース配線に沿う方向に沿って全体にわたって溝部が形成されていてもよい。
【００４０】
さらに、図５は、アクティブマトリクス基板に形成される溝部２０の別の形態の例を示す平面図であり、ソース配線１２上に形成される溝部２０が、各ソース配線１２毎に、互い違いになるように配置されて、画素電極１９に対して右側または左側のいずれか一方にのみ形成されている。これにより、溝部２０が形成されることによるアクティブマトリクス基板１０上の凹凸が軽減される。
【００４１】
図６及び図７は、本発明の特徴である溝部を形成しない従来のアクティブマトリクス基板に対して、ラビング処理を実施した場合を説明しており、図６は平面図、図７は断面図である。なお、図中の構成要素は、溝部が形成されていない点を除いて前述の図１に示すアクティブマトリクス基板の構成と同一であるので、図１と同一の参照符号を付し、詳しい説明は省略する。
【００４２】
従来のアクティブマトリクス基板では、ラビング処理を実施した場合に、アクティブマトリクス基板上に形成される段差部分にラビング処理時に発生する塵埃が残存する。図６及び図７に示す例では、下層のソース配線１２の厚みによって、表面上に、ソース配線１２上に該当する部分に段差が生じており、図中Ｆで示す領域にラビング処理により発生する塵埃が残存する。この領域Ｆは画像表示領域に該当するので、このような塵埃が多多量に残存していると、表示品位の低下をきたす。
【００４３】
これに対して、図８には、本発明の特徴である溝部を形成したアクティブマトリクス基板にラビング処理を実施した場合の塵埃の分布を概略的に示す断面図である。図８に示すように、溝部２０を形成したアクティブマトリクス基板では、従来のアクティブマトリクス基板において塵埃が残存する領域Ｆのほか、溝部２０にも塵埃が集められて収容されるため、塵埃が、図中のＦ及びＧの領域に分散して残存するので、表示領域である画素電圧の近傍部分に残存する塵埃が軽減される。
【００４４】
以上のように、本発明の液晶表示装置では、溝部を形成することによって、この溝部に粘着状の塵埃を集めて収容し、表示領域上への塵埃の残存を軽減している。本発明の液晶表示装置では、配向膜上に障壁を設けることがないので、この障壁に起因してラビング処理後のラビング密度にムラが生じることがない。このようなラビング密度のムラが生じないことは、特に、高精細、狭ギャップのプロジェクター用途の液晶表示装置等のように画素領域以外の領域が広くなる場合に有効である。
【００４５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の液晶表示装置は、アクティブマトリクス基板及び対向基板の両基板のラビング処理が実施される面上に、ラビング処理の方向に直交する方向に長い溝部がそれぞれ形成されており、これにより、ラビング処理時に発生する粘着性の塵埃が、この溝部に粘着状の塵埃を集めて収容し、表示領域上への塵埃の残存を軽減することができる。本発明の液晶表示装置では、配向膜上に障壁を設けることがないので、このような障壁に起因してラビング処理後のラビング密度にムラが生じることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置に用いられるアクティブマトリクス基板１０の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’線に沿う断面図である。
【図３】本発明の液晶表示装置に用いられる対向基板の概略を示す平面図である。
【図４】図３の対向基板３０のＹ−Ｙ’線に沿う断面図である。
【図５】アクティブマトリクス基板に形成される溝部の別の形態の例を示す平面図である。
【図６】従来のアクティブマトリクス基板に対して、ラビング処理を実施した場合に残存する塵埃を説明する平面図である。
【図７】従来のアクティブマトリクス基板に対して、ラビング処理を実施した場合に残存する塵埃を説明する断面図である。
【図８】溝部を形成したアクティブマトリクス基板にラビング処理を実施した場合の塵埃の分布を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の構成を有するアクティブマトリクス基板に対して実施されるラビング処理を説明する断面図である。
【図１０】従来の方法を用いた場合に生じる問題を説明するための概略断面図である。
【符号の説明】
１０ アクティブマトリクス基板
１１ ゲート配線
１２ ソース配線
１３ 薄膜トランジスタ
１４ ゲート電極
１５ ソース電極
１６ ドレイン電極
１７ 第１絶縁膜
１８ 第２絶縁膜
１９ 画素電極
２０ 溝部
２１ 配向膜
３０ 対向基板
３１ 透明絶縁基板
３２ ブラックマトリクス
３３ カラーフィルター層
３４ 溝部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device having an active matrix substrate and a counter substrate, and in particular, reduces display quality due to dust generated when rubbing the surface of each substrate facing the liquid crystal layer. The present invention relates to a liquid crystal display device that can be prevented.
[0002]
[Prior art]
An active matrix type liquid crystal display device is roughly composed of an active matrix substrate, a counter substrate disposed to face the active matrix substrate, and a liquid crystal layer formed by injecting liquid crystal between the two substrates. . The active matrix substrate has a structure in which wiring layers, switching elements such as TFTs and the like are formed on a transparent insulating substrate such as a glass substrate, and pixel electrodes are arranged in a matrix. The opposing substrate is a black matrix and a color filter. , A counter electrode and the like are formed.
[0003]
In order to manufacture an active matrix type liquid crystal display device having such a configuration, first, an active matrix substrate and a counter substrate are respectively manufactured. As a manufacturing process of manufacturing an active matrix substrate, components necessary for the active matrix substrate, such as a step of forming a TFT, a step of forming wiring, and a step of forming a pixel electrode, on a transparent insulating substrate such as a glass substrate, are included. Forming step. After the step of forming these components is completed, an alignment film is formed on the substrate on which each element is formed, and a rubbing process is performed on the alignment film.
[0004]
The manufacturing process for manufacturing the counter substrate includes a step of forming a black matrix and a color filter layer on a transparent insulating substrate such as a glass substrate, and a step of forming a counter electrode and the like. After these steps are completed, an alignment film is formed on the substrate on which each element is formed, and a rubbing treatment is performed on the alignment film.
[0005]
After the active matrix substrate and the opposing substrate are manufactured through different processes, a bonding process for bonding the two substrates together, and, following the bonding process, a liquid crystal layer for injecting liquid crystal to form a liquid crystal layer The forming process is performed sequentially. The bonding step is a step of arranging a sealant between the two substrates and bonding the two substrates together via the sealant. The liquid crystal layer forming step is a step of applying liquid crystal to a gap between the two substrates formed by the sealant. Injecting, and then sealing the injected liquid crystal.
[0006]
In the method of manufacturing a liquid crystal display device using each of the above steps, a particular problem is that when the rubbing process is performed on both substrates, dust due to the rubbing process is generated, and this dust is generated before bonding. In large amounts on the surfaces of both substrates. For this reason, by performing a wet-type cleaning process using pure water or another cleaning solution before performing the bonding process on both substrates after the rubbing process, dust attached to the substrate surface is removed. . In the cleaning step using the cleaning liquid, the substrate immersed in the cleaning liquid is further subjected to ultrasonic vibration or the like to the substrate immersed in the cleaning liquid to separate dust adhering to the substrate surface from the substrate surface. Remove. Alternatively, instead of performing the cleaning step using the cleaning liquid, an air blow cleaning step of blowing air to the substrate surface to blow off dust adhering to the substrate surface may be performed.
[0007]
However, it is known that as the dust generated by the rubbing treatment, there are large dust having a size of 1 μm or more and sticky dust having a size of several hundreds mm or less. Is only the former large dust, and the sticky dust like the latter cannot be removed by the washing step.
[0008]
For this reason, in the liquid crystal display device manufactured through the conventional cleaning process, minute adhesive dust may remain in the display area on the substrate, and the display quality may be degraded due to disturbance of the orientation of the liquid crystal. There is.
[0009]
A method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-337948 is a method for suppressing dust generated when a rubbing process is performed from remaining in a display area. In the method disclosed in this publication, by providing a barrier having a predetermined height in a portion other than the display area on the substrate surface, dust due to shavings of the alignment film when performing a rubbing process on the alignment film grows more than a predetermined amount. That is being suppressed.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of providing a barrier disclosed in the above publication, when a rubbing step is performed, the peripheral portion of the barrier is hard to be rubbed due to the presence of the barrier, and thus the contrast may be reduced.
[0011]
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining a problem that occurs when the method disclosed in the above publication is used. A rubbing process is performed on an active matrix substrate provided with a barrier corresponding to a lower layer source wiring. Is described.
[0012]
10, 1 is a transparent insulating substrate, 2 is a source wiring, 3 is a first insulating film, 4 is a second insulating film, 5 is a pixel electrode, 6 is an alignment film to be subjected to a rubbing process, and 7 is a rubbing process. This is a barrier that prevents dust generated at that time from growing more than a predetermined amount. A rubbing roller 8 for performing a rubbing process on the alignment film 6 is schematically shown in a circular shape above the active matrix substrate.
[0013]
In the case where the rubbing process is performed on the alignment film 6 formed on the active matrix substrate, the active matrix substrate is relatively moved with respect to the rubbing roller 8 as shown in a direction indicated by an arrow A in the figure. Rubbing along the direction of arrow B is performed. In the active matrix substrate of this publication, the barrier 7 is provided on the source wiring 2 so that the barrier 7 is provided on the front side of the barrier 7 with respect to the relative traveling direction A of the active matrix substrate when performing the rubbing process. (The area indicated by C in the drawing) has a lower rubbing density than other areas, and a difference occurs in the rubbing density with other areas.
[0014]
If unevenness occurs in the rubbing density due to the barrier 7 formed in such a pixel region, it is expected that this will cause a decrease in contrast. In the case of a high-definition, narrow-gap liquid crystal display device for projector use, a region other than the pixel region is not formed widely, and such a problem of a decrease in contrast is a particularly serious problem.
[0015]
In addition, when the step of injecting liquid crystal is performed, it is difficult to inject liquid crystal due to the presence of the barrier 7, and there is a possibility that poor quality such as mixing of bubbles or the like may occur.
[0016]
Furthermore, the method described in the above-mentioned publication is intended to suppress the dust generated during the rubbing process from growing to a predetermined size or more, and does not prevent the generation of the sticky dust, It does not prevent the dust in the form of remaining in the display area.
[0017]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and does not cause problems such as a decrease in contrast due to the presence of a barrier on the substrate surface and a problem such as a failure during liquid crystal injection. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of removing sticky dust generated when rubbing an alignment film from a display area on a substrate surface.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a liquid crystal display device according to the present invention includes: an active matrix substrate in which a plurality of switching elements and pixel electrodes to which predetermined voltages are respectively applied by the switching elements are arranged in a matrix; Rubbing treatment is performed on the surface of each substrate on the liquid crystal layer side, which has a liquid crystal layer formed by being injected between the two substrates. Is formed on the surface on which the rubbing process is performed on both substrates, wherein a groove is formed along a direction perpendicular to the direction of the rubbing process. Is what you do.
[0019]
In the above liquid crystal display device of the present invention, it is preferable that the groove has a depth of 0.1 to 1 μm in a thickness direction of each of the substrates.
[0020]
In the above liquid crystal display device of the present invention, the pixel electrode has a rectangular shape, and the groove is formed along one side of the pixel electrode with a length substantially equal to the side. Is preferred.
[0021]
In the liquid crystal display device of the present invention, on the surface on which the rubbing process is performed on both substrates, a long groove portion is formed in a direction perpendicular to the rubbing process direction. Dust collects and stores the sticky dust in the groove to reduce the dust remaining on the display area. In the liquid crystal display device of the present invention, since no barrier is provided on the alignment film, unevenness does not occur in the rubbing density after the rubbing treatment due to such a barrier.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the liquid crystal display device of the present invention will be described in detail.
[0023]
The liquid crystal display device of the present invention is roughly composed of an active matrix substrate, a counter substrate disposed to face the active matrix substrate, and a liquid crystal layer formed by injecting liquid crystal between the two substrates.
[0024]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an active matrix substrate 10 used in the liquid crystal display device of the present invention.
[0025]
The active matrix substrate 10 has a transparent insulating substrate such as a glass substrate, and is disposed on the surface of the transparent insulating substrate so as to be parallel to each other at a predetermined interval as shown in FIG. A plurality of gate wirings 11 are provided. On the gate line 11, a plurality of source lines 12 are provided via an insulating film so as to be parallel to each other at predetermined intervals. The direction in which each source line 12 is provided is a direction orthogonal to each gate line 11 in the lower layer.
[0026]
In the vicinity of each intersection between each gate line 11 and each source line 12, a thin film transistor 13 as a switching element is formed. The thin film transistor includes a gate electrode 14 formed of the same material in the same layer as a predetermined gate wiring 11 and a semiconductor layer (not shown) such as polycrystalline silicon formed between the gate wiring 11 and the source wiring 12. And a source electrode 15 and a drain electrode 16 which are formed of the same material in the same layer as the source wiring 12. The gate electrode 14 is formed so as to branch in a direction parallel to the source line 12 from a position separated by a predetermined distance from an intersection between the gate line 11 and the source line 12, and a predetermined gate voltage is applied through the gate line 11. Is done. In the semiconductor layer formed above the gate electrode 14, a channel region as an active layer is formed immediately above the gate electrode 14, and a source region and a drain region are formed on both sides of the channel region. On the semiconductor layer, a source electrode 15 and a drain electrode 16 are provided via an insulating layer. On the insulating film on the semiconductor layer, the source electrode 15 and the upper layer from the source region and the drain region of the semiconductor layer. Contact holes leading to the drain electrode 16 are respectively formed, and the source electrode 15 and the drain electrode 16 are electrically connected to the source region and the drain region of the semiconductor layer via each contact hole.
[0027]
FIG. 2 is a sectional view taken along line XX ′ of FIG. However, in FIG. 2, the detailed structure below the source wiring 12 is omitted so that the features of the present invention can be easily understood.
[0028]
On the source wiring 12 and the source electrode 15 and the drain electrode 16 of the thin film transistor provided in the same layer as the source wiring 12, a first insulating film 17 such as a nitride film functioning as a passivation film is provided. Further, on the first insulating film 17, a second insulating film 18 formed of an oxide film or the like is provided.
[0029]
On the second insulating film 18, a pixel electrode electrically connected to the drain electrode 16 via a hole formed to reach the lower drain electrode 16 from the first insulating film 17 and the second insulating film 18. 19 are provided. The pixel electrode 19 is formed of a transparent conductive material such as ITO so that light can pass therethrough. The pixel electrode 19 is formed in a shape along each intersection formed by each gate wiring 11 and each source wiring 12, and a region defined by the pixel electrode 19 constitutes a pixel which is one unit of image display. You.
[0030]
A groove 20 is formed in the second insulating film 18 provided with the pixel electrode 19 so as to correspond to the source wiring 12. The groove portion 20 has a length b in the y direction (vertical direction in FIG. 1), which is a direction along the source line 12, having a length substantially equal to that of the pixel electrode 19 and a length in a direction orthogonal to the source line 12. The width a is formed so as to have a width slightly smaller than the line width of the source wiring 12. Further, the depth c of the groove in the thickness direction may be a depth that can collect and accommodate the sticky dust generated when a rubbing process is performed later. It is formed to a depth of 1 μm. The depth c of the groove can be designed to a desired depth by adjusting the etching rate by changing the type and concentration of the etchant.
[0031]
A pixel electrode 19 is formed at the intersection of each gate line 11 and each source line 12, and a groove 20 is formed on the second insulating film 18 along the source line 12 so that the alignment film 21 has a uniform thickness. Is formed. Then, a rubbing process is performed on the alignment film 21.
[0032]
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a rubbing process performed on the active matrix substrate 10 having such a configuration. Numeral 8 schematically shows the rubbing roller 22 used for the rubbing process as a circle, and by moving the active matrix substrate 10 in the direction A as shown in FIG. Is subjected to a rubbing process. Here, the groove 20 formed in the second insulating film 18 is formed to be long along the direction of the source wiring 12, and the longitudinal direction of the groove 20 is perpendicular to the rubbing direction D.
[0033]
FIG. 3 is a plan view schematically showing the counter substrate 30 used in the liquid crystal display device of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the counter substrate 30 of FIG. 3 taken along the line YY '.
[0034]
The opposing substrate 30 has a transparent insulating substrate 31 such as a glass substrate. On the surface of the transparent insulating substrate 31, black is formed in a grid pattern corresponding to each gate wiring 11 and each source wiring 12 on the active matrix substrate 10. A matrix 32 is formed. The black matrix 32 is an inclined portion in which the film thickness is gradually reduced at a constant inclination angle at the peripheral portion, and the other portion is a flat portion with a constant film thickness. On the transparent insulating substrate 31 on which the black matrix 31 is formed, a color filter layer 33 representing each color of R (red), G (green), and B (blue) is formed. The R, G, and B colors of the color filter layer 33 are arranged in a pattern so as to form a predetermined pattern for each portion surrounded by the black matrix 32 formed in a lattice shape.
[0035]
On the counter substrate 30 provided with the black matrix 32 and the color filter layer 33, a groove 34 is formed on the black matrix in correspondence with the gate wiring 11 of the active matrix substrate 10. The groove 34 has a width slightly smaller than the line width of the black matrix 32, and the length of the groove 34 in the x direction (the left-right direction in FIG. 3) corresponding to the direction of the gate wiring 11 is the intersection of the grid matrix black matrix 32. It is formed to have the same length as the portion. Further, the depth c of the groove 34 may be a depth capable of collecting and storing the sticky dust generated when a rubbing process is performed later, for example, 0.1 to 1 μm. Is done. The depth c of the groove can be designed to a desired depth by adjusting the etching rate by changing the type and concentration of the etchant.
[0036]
An alignment film 35 is formed in a uniform thickness on the counter substrate 30 in which the black matrix 32 and the color filter layer 33 are formed, and the grooves 34 are formed in the left-right direction along the direction of the gate wiring 11. Then, a rubbing process is performed on the alignment film 35 along the Y direction as shown by an arrow E in the figure. Therefore, the longitudinal direction of the groove 34 is a direction perpendicular to the rubbing direction.
[0037]
Each component on the active matrix substrate 10 shown in FIGS. 1 and 2 and the counter substrate 30 shown in FIGS. 3 and 4 can be formed using a normal manufacturing process. The grooves 20 and 34 formed on the active matrix substrate 10 and the counter substrate 30, respectively, are formed by etching a pattern formed using photolithography.
[0038]
The grooves 20 and 34 formed in the active matrix substrate 10 and the counter substrate 30, respectively, may be changed to other shapes as long as dust generated by the rubbing process can be collected and accommodated.
[0039]
For example, the groove may not be formed intermittently for each pixel, but may be formed entirely along the direction along the source wiring.
[0040]
FIG. 5 is a plan view showing another example of the groove 20 formed in the active matrix substrate. The groove 20 formed on the source wiring 12 is alternately formed for each source wiring 12. And is formed only on one of the right side and the left side of the pixel electrode 19. Thereby, unevenness on the active matrix substrate 10 due to the formation of the groove 20 is reduced.
[0041]
6 and 7 illustrate a case where a rubbing process is performed on a conventional active matrix substrate having no groove portion, which is a feature of the present invention. FIG. 6 is a plan view, and FIG. 7 is a cross-sectional view. is there. The components in the figure are the same as those of the active matrix substrate shown in FIG. 1 except that no grooves are formed, and therefore, are denoted by the same reference numerals as in FIG. Omitted.
[0042]
In a conventional active matrix substrate, when a rubbing process is performed, dust generated during the rubbing process remains in a step formed on the active matrix substrate. In the example shown in FIGS. 6 and 7, a step is formed in a portion corresponding to the source wiring 12 on the surface due to the thickness of the lower source wiring 12, and the step is generated by a rubbing process in a region indicated by F in the drawing. Dust remains. Since the area F corresponds to the image display area, if a large amount of such dust remains, the display quality is deteriorated.
[0043]
On the other hand, FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing the distribution of dust when a rubbing process is performed on an active matrix substrate having a groove formed therein, which is a feature of the present invention. As shown in FIG. 8, in the active matrix substrate in which the groove 20 is formed, the dust is collected and accommodated in the groove 20 in addition to the region F where the dust remains in the conventional active matrix substrate. Since the particles are dispersed and remain in the F and G regions in the middle, dust remaining in a portion near the pixel voltage, which is a display region, is reduced.
[0044]
As described above, in the liquid crystal display device of the present invention, by forming the groove, the adhesive dust is collected and stored in the groove, and the remaining of the dust on the display area is reduced. In the liquid crystal display device of the present invention, since no barrier is provided on the alignment film, unevenness does not occur in the rubbing density after the rubbing treatment due to the barrier. Such non-uniformity of the rubbing density is particularly effective when a region other than the pixel region is wide as in a liquid crystal display device for a projector with a high definition and a narrow gap.
[0045]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, in the liquid crystal display device of the present invention, on the surface on which the rubbing process is performed on both the active matrix substrate and the opposing substrate, the grooves long in the direction orthogonal to the direction of the rubbing process are respectively provided. As a result, the adhesive dust generated during the rubbing process is collected and accommodated in the groove, and the dust remaining on the display area can be reduced. In the liquid crystal display device of the present invention, since no barrier is provided on the alignment film, unevenness does not occur in the rubbing density after the rubbing treatment due to such a barrier.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a schematic configuration of an active matrix substrate 10 used for a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX ′ of FIG.
FIG. 3 is a plan view schematically showing a counter substrate used in the liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the counter substrate 30 of FIG. 3 taken along the line YY ′.
FIG. 5 is a plan view showing another example of a groove portion formed on an active matrix substrate.
FIG. 6 is a plan view illustrating dust remaining when a rubbing process is performed on a conventional active matrix substrate.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating dust remaining when a rubbing process is performed on a conventional active matrix substrate.
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically illustrating the distribution of dust when a rubbing process is performed on an active matrix substrate having a groove formed therein.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a rubbing process performed on an active matrix substrate having the configuration of the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view for explaining a problem that occurs when a conventional method is used.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Active matrix substrate 11 Gate wiring 12 Source wiring 13 Thin film transistor 14 Gate electrode 15 Source electrode 16 Drain electrode 17 First insulating film 18 Second insulating film 19 Pixel electrode 20 Groove 21 Alignment film 30 Counter substrate 31 Transparent insulating substrate 32 Black matrix 33 Color filter layer 34 Groove
