JP2007183633A - 液晶ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】有効的に金属のブラックマトリクスと樹脂材料のブラックマトリクスの問題を改善する液晶ディスプレイの提供。
【解決手段】本発明は液晶ディスプレイに関するものであり、それは上基板1、液晶層2、下基板3により構成される。その内、下基板3の表面には、複数の画素電極、複数の金属導線及び複数のスイッチ部品を設ける。各スイッチ部品は、ソース電極21、ドレイン電極22及びゲート電極23を含む。その内ソース電極21とドレイン電極22間の表面には溝を形成し、ソース電極21とドレイン電極22表面は絶縁層で覆い、且つ、この絶縁層はソース電極21とドレイン電極22の階層のある相互に向かい合うそれぞれの一側面に斜面を形成、二つの絶縁層の斜面は溝の上方で相互連接しており、溝には凹部もしくは空間部を形成し、並びに二つの絶縁層斜面の夾角は5〜50度の間とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶ディスプレイに関するものであり、特に、液晶ディスプレイに応用する導光構造を提案するものである。

液晶ディスプレイは、電界の変更によって液晶分子の回転を制御するものであり、これによって偏光方向を調節して光スイッチングを構成する。製造過程において、液晶分子動作制御の困難な区域（液晶配向不良区）については、ブラックマトリクス(black matrix)によって遮光するのが常であり、この区域の漏光によるディスプレイのコントラスト破壊を防止する。

また、ソース電極とドレイン電極間の溝によって外光は容易に薄膜トランジスタのアモルファスシリコン半導体層(amorphous silicon,α-Si)を照射する。光線がアモルファスシリコン半導体層を照射すると電流が生じ、薄膜トランジスタの非導通状態での漏電流を増加させる。各更新画面での正確なグレー表示を安定させる為に、溝上方にブラックマトリクスを形成して外光を遮る必要があり、これによってソース電極とドレイン電極間の非導通状態が維持される。

現在、ブラックマトリクスは、金属もしくは不透光の高分子材料を主とする。しかしながら、金属もしくは高分子材料によって遮光部品を作製したもの全てには制限性と欠点がある。金属のブラックマトリクスはクロム金属(Ｃr/ＣrＯ_x) を主としているが、重金属汚染問題の他、設計時においては寄生容量(parasitic capacitance)効果に制限されるという欠点が残る。樹脂材料は、光学密度(optical density)の違いによって必要な厚さを組み合わせる必要があり、光学密度が4に至っているものであっても、その厚さは金属のブラックマトリクスより大幅に超過する。また、厚さが厚ければ、液晶ディスプレイには不利であり、大きな差のある高低起伏は、配向処理(rubbing)及び周辺の液晶分子配列にとって理想的ではない。この他、露光製造工程では、材料が厚すぎる故に高分子材料に充分な光化学反応によるクロスリンクを生じさせることが難しく、現像製造工程においては必要な部分を保留する為、製造工程難度が向上する。

よって、現在、更に良好な品質を提供する為にも、上述した製造工程の欠点及びブラックマトリクスの問題を同時に解決できる液晶ディスプレイが早急に必要とされている。

本発明は、液晶ディスプレイ用の下基板3及び下基板3を使用する液晶ディスプレイを提供する。それは、光学屈折の原理によって、直接の入射光を抑制もしくは減少させて、特定区域における直接の入射光を遮断する効果を持たせるものである。

よって本発明が提供する液晶ディスプレイ用の下基板3は、一つの基板、及びこの基板に位置する複数のスイッチ部品を含む。各スイッチ部品は、ソース電極21、ドレイン電極22、ゲート電極23を含み、並びに、ソース電極21とドレイン電極22間表面には溝40を設ける。ソース電極21とドレイン電極22表面は絶縁層18で覆い、且つソース電極21とドレイン電極22の段の相互に向き合う絶縁層18の一側面それぞれには、斜面を形成、溝40には凹部もしくは空間部を形成、並びに二つの斜面と基板の夾角は5〜50度間とする。

凹部もしくは空間部の構造が光学屈折によって入射光の光進行ルートを制御する故、元々、スイッチ部品のソース電極21とドレイン電極22間に入射される外光をその他位置に引導し、吸収、調節を加えて、「スイッチ部品のソース電極21とドレイン電極22間」の入射光を遮断する効果を達成する。よって、薄膜トランジスタのアモルファスシリコン半導体層（α-Si）に照射する外光により発生する非導通状態下の漏電流を防ぐ。本発明はまた、上基板1、液晶層2、下基板3を含む液晶ディスプレイを提供する。この下基板3の上表面には複数の溝40を形成、下基板3表面を絶縁層18で覆い、その絶縁層18のそれぞれが溝40で相互に向き合う両側に斜面を形成、その溝40には凹部もしくは空間部を形成、並びにこの絶縁層18の斜面と下基板3表面の夾角は、5〜50度間とする。

同様に、凹部もしくは空間部の構造が光学屈折によって入射光の光進行方向を制御する故、液晶ディスプレイのバックライトの入射光は希望する位置に引導されるか、例えば液晶配向不良区73や金属導線を避けるように特定区域を避けて、特定区域の入射光を遮断する効果を達成する。

比較すると、公知の液晶ディスプレイが使用しているブラックマトリクスは、特定区域の入射光を遮断できるが、それには多くの欠点が残る。例えば、金属のブラックマトリクスによってスイッチ部品もしくは金属導線の入射光を遮断する場合発生する寄生容量効果である。また、樹脂を材料としたブラックマトリクスでは、厚すぎたり高低起伏差が大きすぎる問題を生じることにより、配向処理不良や周辺の液晶分子配列不良を招く。だが本発明を見た場合、凹部もしくは空間部の材料には、例えば酸化シリコンや窒化シリコンのような、いかなる光入射が可能な絶縁材量を用いることが可能であり、これによって導光目的を達成する故、寄生容量や重金属汚染の問題を生じさせない。また、凹部もしくは空間部は階段状の端（溝40）の一部分に形成する為、厚すぎたり高低起伏差が大きすぎる問題は発生しない。

本発明は、薄膜製造工程において物理気相成長法（ＰＶＤ）もしくは化学気相成長法（ＣＶＤ）で薄膜を覆った時、階段状に覆うのが不良である故に金属端の一部分にオーバーハング(overhang)を起こし、且つ、二つの相隣するオーバーハング間に底距離が上部口距離より大きい隙間の凹部もしくは空間部を形成、オーバーハングしすぎると空洞（voids）が形成される。この凹部もしくは空間部（もしくは空洞）によって、入射光を希望位置に導入させ、吸収や調節を加える。また、不透光の薄層を組み合わせて使用するか、薄膜の厚さを調整するかを自由に選択することができ、この一部の理論は、幾何光学によって分析することができる(反射の法則、スネルの法則)。本発明において、各層は屈折係数(refractive index)の違いによって異なる屈折角を有し、その凹部もしくは空間部の光学構造の最良角度はスネルの法則によって決定する。

簡単に言えば、本発明は、薄膜製造工程の元々の欠点を利用、光学屈折の原理を応用して、導光構造を形成することにより、入射光を希望位置に導入して吸収もしくは調節する。更には、液晶ディスプレイの遮光を応用、金属のブラックマトリクスと樹脂材料のブラックマトリクスの問題を改善する。

本発明の液晶ディスプレイの下基板3は、複数の金属導線を選択的に含むことができる。よって、本発明の液晶ディスプレイは、金属導線の表面に溝を形成し、並びに、その金属導線の表面を絶縁層18で覆い、溝が相互に向き合う絶縁層18のそれぞれの両側に斜面を設けて、その溝に凹部もしくは空間部を形成する。また、下基板3上表面の金属導線に相対する位置には凹部もしくは空間部を形成する。これにより、金属導線に入射する外光をその他位置に導いて液晶ディスプレイのコントラストを増加させ、漏光防止する。

本発明の下基板3における絶縁層18の材料は、公知の下基板の絶縁層に用いた如何なる材料でもよいが、透光材料が良好であり、最も良好なのは、酸化シリコンや窒化シリコンである。本発明の下基板3は、その内の凹部もしくは空間部は、密封もしくは口の開いた形状であるが、良好なものは密封の空間部である。本発明の下基板3は、その内の凹部もしくは空間部は如何なる形状でもよいが、良好なのは、底距離が上部口距離より大きい凹部もしくは空間部であり、最良なものは、横断面が尖った錐形状もしくは台形状である。本発明の下基板3絶縁層18の屈折率は、1.2〜2.0間であり、最良なのは、1.2〜1.8間である。本発明の下基板3溝40の長さ幅比は0.05〜1間であり、最良なのは、0.05〜0.08間である。

本発明液晶ディスプレイの下基板3上表面の溝は、遮光が必要な区域下方に位置し、液晶層2の液晶配向不良区73の下方に位置するか金属導線の下方に位置するのが良好である。本発明液晶ディスプレイの絶縁層18は、公知の絶縁層のいかなる材質でも使用でき、良好なのは透光材料を使ったもので、最良なのは酸化シリコンや窒化シリコンである。本発明液晶ディスプレイの凹部もしくは空間部は、密封か口の開いた形状であるが、良好なのは密封の空間部である。本発明液晶ディスプレイの凹部もしくは空間部は如何なる形状でもよく、良好なのは底距離が上部口距離より大きい凹部もしくは空間部であり、最良なものは横断面が尖った錐形状もしくは台形状である。本発明液晶ディスプレイの絶縁層18屈折率は、1.2〜2.0間であり、最良なのは、1.2〜1.8間である。本発明液晶ディスプレイの溝の長さ幅比は0.05〜1間であり、最良なのは、0.05〜0.08間である。本発明液晶ディスプレイの絶縁層18屈折率は、1.2〜2.0間であり、最良なのは、1.2〜1.8間である。本発明液晶ディスプレイの溝の長さ幅比は1より大きく、良好なのは、4より大きいものである。

上述した本発明は、薄膜製造工程の欠点を用いて断面が錐形となる棒状構造を生じさせる。インターフェースの屈折係数が異なる時に光線は偏折を生じて通過する故、製造工程の条件によってその錐角度を範囲内に制御し、外界の一定角度範囲内の入射光を反射するだけでなく、バックライトの光線をも有効的に偏折させて並びに制御を加える。よって、本発明は、導光部品と遮光部品によって、有効的に金属のブラックマトリクスと樹脂材料のブラックマトリクスの問題を改善する。

請求項１の発明は、液晶ディスプレイ用の下基板は一つの基板と、
複数のスイッチ部品を含んでおり、その各スイッチ部品はソース電極、ドレイン電極、ゲート電極を含むものとし、
その内、ソース電極とドレイン電極の階層箇所間には溝を設け、そのソース電極とドレイン電極表面は絶縁層で覆い、且つその絶縁層はソース電極とドレイン電極の階層のある相互に向き合うそれぞれの一側面に斜面を形成、溝には凹部もしくは空間部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項２の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記絶縁層は酸化シリコンもしくは窒化シリコンであることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項３の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記凹部もしくは空間部は底距離が上部口距離より大きい凹部もしくは空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項４の発明は、請求項３記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記空間部は密封された空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項５の発明は、請求項４記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記空間部の横断面は尖った錐形であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項６の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記絶縁層の屈折率は1.2〜2.0間であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項７の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記溝の長さ幅比は0.05〜1間であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項８の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記基板は更に最低一つの金属導線を含み、その金属導線の表面には溝を形成、且つその金属導線の表面を覆う絶縁層は、溝の相互に向き合うそれぞれの両側に斜面を形成、また、その溝には空間部もしくは凹部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項９の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記絶縁層は下基板の保護層であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。
請求項１０の発明は、請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記二つの絶縁層斜面と基板の夾角は5〜50度の間であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板としている。

請求項１１の発明は、上基板、液晶層、下基板を含む液晶ディスプレイにおいて、
その下基板の上表面には複数の溝を形成、その下基板表面を覆う絶縁層は溝が相互に向き合うそれぞれの両側に斜面を形成、絶縁層の溝には凹部もしくは空間部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１２の発明は、請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記下基板には更に複数の金属導線を含み、且つ前記溝はその金属導線の下方に位置することを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１３の発明は、請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記絶縁層は酸化シリコンもしくは窒化シリコンであることを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１４の発明は、請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記絶縁層の屈折率は1.2〜2.0の間であることを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１５の発明は、請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記溝の長さ幅比は1より大きいことを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１６の発明は、請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記凹部もしくは空間部は底距離が上部口距離より大きい凹部もしくは空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１７の発明は、請求項１６記載の液晶ディスプレイにおいて、前記空間部は密封した空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１８の発明は、請求項１７記載の液晶ディスプレイにおいて、前記空間部の横断面は尖った錐形であることを特徴とする液晶ディスプレイとしている。
請求項１９の発明は、請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記二つの絶縁層斜面と前記下基板表面の夾角は5〜50度間であることを特徴とする液晶ディスプレイとしている。

本発明の液晶ディスプレイは、導光部品と遮光部品によって、有効的に金属のブラックマトリクスと樹脂材料のブラックマトリクスの問題を改善することを特徴とする。

液晶ディスプレイ内の溝は、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）部品中のソース電極とドレイン電極箇所の溝もしくは製作表示区と非表示区インターフェースの溝等であり、薄膜成長製造工程によって本発明の導光構造を形成、これによって入射光を希望する位置に導入し吸収や調節を加え、遮光効果を達成させる。
本実施例においては、各膜層は異なる屈折係数(refractive index)に基づく異なる屈折角度を有する。よって、凹部や空間部の光学構造の最良角度はスネルの法則によって決定する。

実施例１≡ＴＦＴ（正面導光）
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）中のソース電極とドレイン電極間の溝によって外光の薄膜トランジスタのアモルファスシリコン(amorphous silicon, α-Si)半導体層への照射を容易にする。薄膜トランジスタのアモルファスシリコン半導体層α-Siは導光性を有しており、ソース電極とドレイン電極間の非導通状態を維持する為に、外光をソース電極とドレイン電極間の溝から離す必要があり、それによって電流漏れを避ける。本実施例においては、ソース電極とドレイン電極に入射される外光を特定角度に引導して、これを全反射し、更に遮光する。

図１に、本実施例の液晶ディスプレイの構造概略図を示す。それは主に上基板1、下基板3、上基板1下基板3に挟まれた液晶層2により構成される。その内、下基板3上表面は、複数の画素電極、ソース電極導線、ゲート電極導線、スイッチ部品（未図示）を含む。本実施例において、スイッチ部品は薄膜トランジスタである。

図２に、本実施例の薄膜トランジスタの側面断面図を示す。図２に示すとおり、薄膜トランジスタは主に、下基板3、ゲート電極絶縁層19、ゲート電極23、半導体層38、オーム接触層25、ソース電極21、ドレイン電極22、絶縁層18を含む。薄膜製造工程において、物理気相成長法（ＰＶＤ）もしくは化学気相成長法（ＣＶＤ）で薄膜を覆う時、製造工程条件の制御故に、階段状の端部分は斜面となる。本実施例のソース電極21とドレイン電極22間には階層のある溝40を形成し、この溝の長さ幅比は0.05から1の間となる。よって、絶縁層18はソース電極21とドレイン電極22の階層が相互に向き合う一側面に斜面を形成、その二つの相隣する絶縁層斜面の間には底距離が上部口の距離より大きい凹部や空間部を形成する。図２に示したものは、密封した尖った錐状の空間部37である。本実施例において、絶縁層18の両斜面は溝40の上方にて相互交差し（夾角はθ_vの2倍）、溝40内には密封した尖った錐形の空間部37を形成する。この凹部や空間部37によって入射光を希望する位置に引導して吸収や調節を加える。並びに、不透光薄膜に組み合わせて使用するか薄膜厚さを調節するかは自由に選択できる。

図３は、液晶ディスプレイ外部の光線100が外界環境から薄膜トランジスタの空間部37に入射した場合の光学分析図である。図２と図３を同時に参照すると、絶縁層18（屈折係数1.87）において、屈折係数1.5の平坦層11、屈折係数1.9の透明電極12、屈折係数1.5の液晶層2、屈折係数1.9の透明電極13、屈折係数1.6のカラーレジスト14、屈折係数1.5の上基板1、屈折係数1.4の偏光板15を順序に基づいて重ね合わせ、また、液晶ディスプレイ外部の空気10及び空間部37内の空気屈折係数は全て1とする。
本実施例において、各層は異なる屈折係数(refractive index)に基づく異なる屈折角を持つ。その空間部37の光学構造の最良角度は、スネルの法則により決定する。

図３中のθ_i0〜θ_i8 は入射角、θ_t0〜θ_t8 は屈折角である。θ_vは絶縁層18空間部37の光学構造夾角である。スネルの法則に基づき光線100の走行ルートを分析する。図３中の各角度の約値は、θ_v＝25°、θ_i0＞90°、θ_t0＝46.14°、θ_i1＝46.14°、θ_t1＝42.3°、θ_i2＝42.3°、θ_t2＝39.12°、θ_i3＝39.12°、θ_t3＝32.09°、θ_i4＝32.09°、θ_t4＝42.3°、θ_i5＝42.3°、θ_t5＝30.29°、θ_i6＝30.29°、θ_t6＝42.3°、θ_i7＝42.3°、θ_t7＝32.67°、最後はθ_i8＝32.33°、θ_t8＝90°である。
よって、製造工程を調整して絶縁層18空間部37の夾角を50°に等しいか小さくする（θ_vの2倍）時、外界環境から入射する全ての光線100は空間部37に入ることはない。即ち、外から液晶パネル内部に進入する光線100は空間部37前に進入して全反射される。よって、光線100は薄膜トランジスタの半導体層38に接触することなく（図２）、光電流を生じさせる。

図４に、本実施例の空間部37の光学構造夾角θ_v及びそれに対応する屈折角θ_t8の関係図を示す。図中でわかるとおり、角度が25度に等しいか小さくなった後に、外界環境からの入射光がすべて全反射される。

上述に知られるとおり、本発明は光学屈折の原理によって、外光をソース電極とドレイン電極間の溝から引き離すよう導き、電流漏れを防止する。また、本発明において、導光構造（凹部や空間部）の材料は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンのような透光可能ないかなる絶縁材料を用いてもよく、これによって導光目的を達成する故、寄生容量や重金属汚染の問題を生じさせることがない。また、凹部や空間部は階段層（ソース電極とドレイン電極間の溝）を形成することにより、厚すぎたり、高低起伏の段差が大きすぎる問題を起こさない。

実施例２≡ガラス基板（背面導光）
液晶ディスプレイは製造工程の欠損により、液晶分子の配向不良を引き起こし易い。液晶ディスプレイのバックライトが不完全であるのは平行入光である為であり、75％のエネルギーが±60°間に集中しており、バックライトの光線が液晶配向不良位置より入射した場合、表示される画面には漏光の問題が残る。

図５に示したものは、バックライトの光線200がガラス基板45より液晶配向不良区73に入射した概略図である。図５に示すとおり、本実施例のガラス基板45は溝49をエッチングし、この溝49の長さ幅比は1より大きい。よって、薄膜製造工程において、物理気相成長法（ＰＶＤ）もしくは化学気相成長法（ＣＶＤ）によって薄膜でガラス基板45上表面を覆った場合、製造工程条件の制限を受けて、階段層箇所は斜面となる。ガラス基板45表面にはゲート電極絶縁層61を覆い、且つ、ゲート電極絶縁層61の溝49と相互に向かい合うそれぞれの両側には斜面を形成、この溝49両側のゲート電極絶縁層61斜面の間には底距離が上部口距離よりも大きい凹部66や空間部63を形成する（図８参照）。本実施例中の二つの斜面は溝49の上方において相互に交差して密封して尖った錐形の空間部63を形成する（図5参照）。本実施例において、ゲート電極絶縁層61は化学気相成長法（ＣＶＤ）もしくは物理気相成長法（ＰＶＤ）によって形成される。
また、本実施例はゲート電極絶縁層61（屈折係数2.91）上に、屈折係数1.87の保護層64、屈折係数1.5の平坦層65、液晶配向不良区73を順序に基づいて重ね合わせる。その内、保護層64と平坦層65の膜厚さは順序に基づき0.2μｍ、3μｍである。

図５において、θ_i0〜θ_i2は入射角、θ_t0〜θ_t2は屈折角、θ_vは絶縁層空間部63の光学構造夾角である。θ_v＝25°を例とし、スネルの法則に基づき光線200の進行ルートを分析する。入射角が約θ_i0＝65 °である場合、θ_t0＝28.17 °、θ_i1＝36.83 °、θ_t1＝37.99 °、θ_i2＝37.99 °(θ_t1の内錯角)であり、最後はθ_t2＝50.12 °である。よって、θ_v＝25 °且つ、入射角θ_i0＝65 °によって光線200が入射する場合は、Δ＝Σｄ_n×tanθ_nに基づく。 ｄ_nは各層の厚さ、θ_nは光の各層における偏移角度、Δは位置移動量を示す。光線200の偏移量は3μｍより大きく、光線200を液晶配向不良区73より離し漏光を防止する。

図６と図７にはそれぞれ、空間部光学構造夾角θ_v＝25 °、θ_v＝15 °である場合の、バックライト光線200の入射角度θの屈折角度θ_t2の関係図である。同時参照とする図6と図7で分かるとおり、θ_v＝15 °の屈折角度はθ_v＝25 °より大きいことから、θ_vが小さいほど屈折角度θ_t2が大きくなり、偏移量もまた増大する。よって、本実施例は空間部63の光学構造を利用し、光線を液晶配向不良区73から離して漏光を防止する。また、本実施例の構造と偏光を組み合わせることによって、最良の効果を得ることができる。

本実施例は薄膜製造工程の元々の欠点を利用、光学屈折の原理を利用し、導光構造（凹部もしくは空間部）を形成することにより、入射光を希望位置に導入して吸収もしくは調節を行う。よって、本実施例の導光構造は、例えば、液晶配向不良区73や金属導線等、下基板3の遮光が必要などんな所においても応用でき、漏光を防止し、液晶ディスプレイのコントラストを増加させる。また、本実施例の導光構造の材料は、例えば酸化シリコンや窒化シリコンのような可透光性のいかなる絶縁材料を採用できる故、寄生容量や重金属汚染の問題が生じることはない。また、凹部や空間部は階段層箇所（溝中）に形成され、また厚すぎたり高低起伏幅が大きすぎる問題が発生しない。よって、本発明は液晶ディスプレイの遮光に応用する以外にも、金属のブラックマトリクスや樹脂材料のブラックマトリクスの問題を改善するものである。

本発明の一実施例に関する、液晶ディスプレイの構造概略図である。 本実施例の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の断面図である。 薄膜トランジスタの空間部に入射した外光の光学分析図である。 本実施例の空間部の光学構造夾角θ_v及びそれに対応する屈折角θ_t8の関係図である。 空間部を経由して液晶層に入射したバックライト光線の光学分析図である。 空間部の光学構造夾角θ_v＝25°である場合、バックライト光線の入射角度θと対応する屈折角度θ_t2の関係図である。 空間部の光学構造夾角θ_v＝15°である場合、バックライト光線の入射角度θと対応する屈折角度θ_t2の関係図である。 ａ〜ｃは薄膜製造工程においてオーバーハングを生じた場合の概略図である。

符号の説明

１ 上基板
２ 液晶層
３ 下基板
１０ 空気
１１ 平坦層
１２ 透明電極
１３ 透明電極
１４ カラーレジスト
１５ 偏光板
１８ 絶縁層
１９ ゲート電極絶縁層
２１ ソース電極
２２ ドレイン電極
２３ ゲート電極
２５ オーム接触層
３７ 空間部
３８ 半導体層
４０ 溝
４５ ガラス基板
４９ 溝
６１ ゲート電極絶縁層
６３ 空間部
６４ 保護層
６５ 平坦層
６６ 凹部
７３ 液晶配向不良区
１００ 光線
２００ 光線

Claims (19)

1. 液晶ディスプレイ用の下基板は
   一つの基板と、
   複数のスイッチ部品を含んでおり、その各スイッチ部品はソース電極、ドレイン電極、ゲート電極を含むものとし、
   その内、ソース電極とドレイン電極の階層箇所間には溝を設け、そのソース電極とドレイン電極表面は絶縁層で覆い、且つその絶縁層はソース電極とドレイン電極の階層のある相互に向き合うそれぞれの一側面に斜面を形成、溝には凹部もしくは空間部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
2. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記絶縁層は酸化シリコンもしくは窒化シリコンであることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
3. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記凹部もしくは空間部は底距離が上部口距離より大きい凹部もしくは空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
4. 請求項３記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記空間部は密封された空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
5. 請求項４記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記空間部の横断面は尖った錐形であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
6. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記絶縁層の屈折率は1.2〜2.0間であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
7. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記溝の長さ幅比は0.05〜1間であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
8. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記基板は更に最低一つの金属導線を含み、その金属導線の表面には溝を形成、且つその金属導線の表面を覆う絶縁層は、溝の相互に向き合うそれぞれの両側に斜面を形成、また、その溝には空間部もしくは凹部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
9. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記絶縁層は下基板の保護層であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
10. 請求項１記載の液晶ディスプレイの下基板において、前記二つの絶縁層斜面と基板の夾角は5〜50度の間であることを特徴とする液晶ディスプレイの下基板。
11. 上基板、液晶層、下基板を含む液晶ディスプレイにおいて、
    その下基板の上表面には複数の溝を形成、その下基板表面を覆う絶縁層は溝が相互に向き合うそれぞれの両側に斜面を形成、絶縁層の溝には凹部もしくは空間部を形成することを特徴とする液晶ディスプレイ。
12. 請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記下基板には更に複数の金属導線を含み、且つ前記溝はその金属導線の下方に位置することを特徴とする液晶ディスプレイ。
13. 請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記絶縁層は酸化シリコンもしくは窒化シリコンであることを特徴とする液晶ディスプレイ。
14. 請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記絶縁層の屈折率は1.2〜2.0の間であることを特徴とする液晶ディスプレイ。
15. 請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記溝の長さ幅比は1より大きいことを特徴とする液晶ディスプレイ。
16. 請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記凹部もしくは空間部は底距離が上部口距離より大きい凹部もしくは空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイ。
17. 請求項１６記載の液晶ディスプレイにおいて、前記空間部は密封した空間部であることを特徴とする液晶ディスプレイ。
18. 請求項１７記載の液晶ディスプレイにおいて、前記空間部の横断面は尖った錐形であることを特徴とする液晶ディスプレイ。
19. 請求項１１記載の液晶ディスプレイにおいて、前記二つの絶縁層斜面と前記下基板表面の夾角は5〜50度間であることを特徴とする液晶ディスプレイ。

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