JP3505223B2 - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置およびその
製造方法に係り、特に表示画素の光透過率を調節して表
示品位を向上した液晶表示装置およびその製造方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、薄型・軽量・低消費電
力といった特長を生かして多用されている。例えばコン
ピュータ、カー・ナビゲーション・システムあるはテレ
ビ表示システム等の、各種分野でのディスプレイ・デバ
イスとして利用されている。

【０００３】このような液晶表示装置に対して、近年で
は、特に表示画面の大型化あるいは高精細化が要求さ
れ、対角14インチを越える大画面のもの、あるいは 100
μｍ以下の微細な表示画素ピッチを備えたもの等の研究
・開発が進められている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の大画面あるいは
高精細な表示画面を備えた液晶表示装置においては、当
然のことながら表示画面内に電圧−光透過率特性が正常
画素と異なる表示画素すなわち欠陥画素が発生する割合
が増大するという問題がある。

【０００５】欠陥画素の発生率は、液晶表示装置の設計
あるいは製造プロセスを工夫することによりある程度は
低減されるものの、完全に解消するには至っていない。

【０００６】このため、例えば液晶表示装置の設計に冗
長性を持たせることが提案されている。修復機能を付与
しておくことにより、欠陥画素を救済することも考えら
れているが、各種欠陥に対応することができず、十分な
修復率は得られないという問題がある。

【０００７】特に液晶表示装置の表示品位を著しく損な
う欠陥画素モードとしては、輝点欠陥が挙げられる。こ
の輝点欠陥は種々の原因により引き起こされる。

【０００８】ただしここで輝点欠陥とは、液晶組成物を
挟む一対の電極間の電位差が液晶層のしきい値電圧以下
の電位の際に、光透過率が最も高くなるように構成され
た、いわゆるノーマリー・ホワイト・モードの液晶表示
装置においては、一対の電極間に電位差を持たせても光
透過率が低下しない欠陥画素を言う。また液晶組成物を
挟む一対の電極間の電位差が上記同様に液晶層のしきい
値電圧以下の際に、光透過率が最も低くなるよう構成さ
れたいわゆるノーマリー・ブラック・モードの液晶表示
装置においては、一対の電極間の電位差が液晶層のしき
い値電圧以下であるにも関わらず光透過率が低下しない
欠陥画素を総称して言う。

【０００９】このような輝点欠陥は、表示画面内にたと
え 1カ所でも存在すると、液晶表示装置としての商品価
値を損なう致命的な欠陥画素である。従って、それに対
する対策が急務である。

【００１０】このような輝点欠陥に代表される欠陥画素
モードに対処する方法として、特開昭60-243635 号に提
案されている方法がある。この方法は、欠陥画素に対し
てレーザー光を照射し、これにより配向膜や画素電極自
体を焼損させて、液晶組成物に対する配向性を消失させ
る方法である。このような手法は、輝点欠陥をはじめと
して各種欠陥画素の欠陥として観察される異常な光透過
性を目立たなくしようというものである。

【００１１】しかしながら、特開昭60-243635 号に開示
されたような手法でレーザ光を照射して、配向膜や画素
電極自体を焼損させる方法では、輝点欠陥を滅点化する
効果は実際には期待したほど効果的ではないという問題
がある。

【００１２】本発明は、このような問題を解決するため
に成されたもので、その目的は、輝点欠陥等の種々の欠
陥画素モードに対処して、所望の光透過率に制御するこ
とができる液晶表示装置およびその製造方法を提供する
ことである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、第１配向膜が形成された第１基板と、前記第１配向
膜に対向する第２配向膜が形成された第２基板と、前記
第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第１配
向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づいて
所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、前記液
晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶分子に
印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示画素を
複数備えた液晶表示装置において、前記表示画素のうち
欠陥動作する表示画素に対応して前記液晶層に接する前
記第１基板の一領域の配向面は、前記表示画素のうち正
常動作する表示画素に対応して前記液晶層に接する前記
第１基板の他領域の配向面よりも大きい凸部を備え、こ
れにより前記欠陥動作する表示画素の光透過率が調整さ
れていることを特徴としている。

【００１４】

【作用】輝点欠陥画素に対して単にレーザー光を照射し
て配向膜や画素電極自体を焼く方法では、十分な滅点化
が達成されない理由について、本発明者らは種々検討し
た。その結果、次のようなことが判明した。

【００１５】即ち、レーザー光を照射して配向膜や画素
電極自体を焼く方法では、大面積にわたって配向膜や画
素電極自体が均一に除去されてしまい、この配向膜や画
素電極自体が除去された領域は予想に反して液晶分子に
とっては配向が制御されるほどの効果は少なく、むしろ
平坦な表面となる。このため、配向膜や画素電極自体が
除去された領域では、液晶層を構成する各液晶分子が一
様に再配向してしまい、その領域の液晶層に入射した直
線偏向状態の入射光は楕円偏向となり、光漏れが生じて
いた。このような光漏れのために、単にレーザー光を照
射して配向膜や画素電極自体を焼く方法では、十分な滅
点化が達成されず、輝点欠陥の解消が困難であった。

【００１６】これに対して、本発明によれば、配向膜や
画素電極自体が大面積にわたって均一に除去されるので
はなく、液晶分子の接する配向面は、適度の粗さに荒れ
ている。従って、この領域の液晶分子は一様に再配向さ
れるのではなく、液晶分子の接する配向面に残存する配
向膜や画素電極等の配向面に沿って概ねランダムな配向
状態、垂直配向状態、水平配向状態、小ドメインを形成
した散乱状態、またはこれらの混相状態となると考えら
れる。これにより、光透過率を制御することが可能とな
る。

【００１７】そして、本発明者らの実験によれば、上述
した液晶層に接する配向面の表面荒れは、ラビング等の
配向処理によって配向膜表面に形成される粗さに比べて
荒れている必要があり、 0.1μｍ以上の凸部の高さが10
μｍ以下のピッチで形成されて成ることが好ましく、こ
れにより輝点欠陥画素の光透過率を25％以下にすること
ができ、滅点化を達成することができる。

【００１８】なお、本明細書における凸部の高さとは、
一領域内の液晶層に接する配向面の凸部が形成された部
分の谷の部分から凸部の頂上部までの高さについてを指
すものである。

【００１９】このような液晶表示装置を得るためには、
エネルギー線を複数本のほぼ平行な細線状に照射するこ
とが有効である。エネルギー線を複数本のほぼ平行な細
線状に照射することにより、エネルギー線どうしの緩衝
により、比較的容易に上記の構成が得られる。しかもエ
ネルギー線の照射の軌跡が表示状態に反映されることな
く、一表示画素内で均一な光透過率の制御が達成され
る。また、エネルギー線をパルス状にして走査し、特に
重複するように走査しても、エネルギー線の照射の軌跡
が表示状態に反映されることがない。そして、これら手
法を組み合わせて用いることが、効率よく、しかも一表
示画素内での光透過率にばらつきなく透過率を低下させ
ることができる。

【００２０】また、エネルギー線として焦点位置をアレ
イ基板および対向基板の外の深度に位置するように制御
して照射することにより、配向膜あるいは画素電極自体
が致命的には焼かれ除去されることなく、それらの液晶
層に接する配向面に上記のような適度な表面荒れを効果
的に形成することができる。

【００２１】特に、カラーフィルタ等の光透過波長が異
なる複数の領域を備えた光学フィルタを備えた液晶表示
装置の場合は、光学フィルタが配置されない基板側から
エネルギー線を照射することが表示画素間の均一性を確
保する上で好ましい。

【００２２】なお、本発明におけるエネルギー線として
は、特にレーザー光を好適に用いることができる。

【００２３】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示装置およびその
製造方法を、ノーマリーホワイト・モードで、対角 5イ
ンチの表示領域を備えた光透過型の液晶表示装置を例に
とって説明する。

【００２４】この液晶表示装置１０１は、図１乃至２に
示すように、アレイ基板２０１と対向基板３０１とが、
それぞれ配向膜４１１、４１３を介して、ツイスト・ネ
マティック型の液晶組成物４２１が基板２０１，３０１
間で90゜捩れるように対向配置され、図示しないシール
剤によって保持されている。各基板２０１、３０１の外
向側の表面には、それぞれ偏光板４３１、４３３が、そ
の偏光軸が直交するように配置されている。

【００２５】アレイ基板２０１は、透明なガラス基板２
００上に、 640×3 本の映像信号線２０３と 480本の走
査線２０５とが略直交するように配置されている。各映
像信号線２０３と各走査線２０５との交点近傍には、そ
れぞれＴＦＴ２２１を介して画素電極２５１が配置され
ている。尚、この画素電極２５１は、映像信号線２０３
と沿う辺が70μｍ、走査線２０５と沿う辺が60μｍに形
成され、このような画素電極２５が 100μｍピッチで配
置されている。

【００２６】このＴＦＴ２２１は、図２乃至３に示すよ
うに、走査線２０５自体をゲート電極とし、この上に酸
化シリコンと窒化シリコンとが積層されて形成された絶
縁膜２１３が配置され、絶縁膜２１３上にはａ−Ｓｉ：
Ｈ膜が半導体膜２１５として配置されている。また、こ
の半導体膜２１５上には、走査線２０５に自己整合され
て窒化シリコンを用いて形成されたチャネル保護膜２１
７が配置されている。そして半導体膜２１５は、低抵抗
半導体膜２１９として配置されるｎ⁺ 型ａ−Ｓｉ：Ｈ膜
およびソース電極２３１を介してそれぞれの画素電極２
５１に電気的に接続されている。また、半導体膜２１５
は、低抵抗半導体膜２１９として配置されるｎ⁺ 型ａ−
Ｓｉ：Ｈ膜および信号線２０３から延在されたドレイン
電極２０４を介して信号線２０３に電気的に接続されて
いる。

【００２７】また、走査線２０５に対し略平行に、しか
も画素電極２５１と重複する領域を有して配置される補
助容量線２６１を備え、画素電極２５１と補助容量線２
６１とによって補助容量（Ｃｓ）が形成されている。な
お、補助容量線２６１は、対向電極３４１と略同電位に
設定されている。

【００２８】対向基板３０１は、透明なガラス基板３０
０上に、アレイ基板２０１上に形成されたＴＦＴ２２１
や映像信号線２０３と画素電極２５１との間隙や走査線
２０５と画素電極２５１との間隙のそれぞれを遮光する
ために、マトリクス状のクロム（Ｃｒ）酸化膜とクロム
（Ｃｒ）との積層体からなる遮光層３１１を備えてい
る。

【００２９】そして、遮光層３１１の各格子パターン内
にはカラー表示を実現するための赤（Ｒ），緑（Ｇ），
青（Ｂ）の 3原色で構成される色部３２１がそれぞれ設
けられ、有機保護膜３３１を介してＩＴＯから成る対向
電極３４１が配置されている。 このようなノーマリー
・ホワイトモードの液晶表示装置１０１の動作につい
て、図３を参照して説明する。

【００３０】図３（ａ）に示すように、画素電極２５１
と対向電極３４１との間の電位差が液晶層のしきい値電
圧以下〜ほぼ 0である場合、入射光は偏光板４３１の透
過軸に沿って直線偏光とされ、対向する偏光板４３３の
透過軸に揃うように、液晶層４２１の液晶分子の配向方
向に沿ってほぼ90゜旋回して表示側の画面に出射され、
白い（明るい）表示が観察される。

【００３１】一方、同図（ｂ）に示すように、画素電極
２５１と対向電極３４１との間の電位差が液晶層４２１
を構成する液晶分子を励起するに十分な場合、各液晶分
子は電界に沿って配列する。このため、入射光は偏光板
４３１の透過軸に沿って直線偏光とされ、液晶層４２１
を通過する。しかしこの液晶層４２１を通過する直線偏
光は、偏光板４３３の光透過軸と略直交する直線偏光光
であるため、黒い（暗い）表示が観察される。

【００３２】このようなノーマリ・ホワイト・モードの
液晶表示装置１０１においては、画素電極２５１と対向
電極３４１との間に導電性の異物が製造途中で介在し、
画素電極２５１が対向電極３４１と実質的に同電位とな
る、あるいは画素電極２５１と補助容量線２６１（図２
参照）とが、絶縁膜２０３の不良により短絡し、画素電
極２５１が対向電極３４１の電位に近い補助容量線２６
１と同電位となる等の理由から、常に画素電極２５１と
対向電極３４１との間の電位差が実質的にほぼ0と同等
な高い光透過率を示す輝点欠陥となることがある。

【００３３】そこで、この実施例では、まず、輝点欠陥
画素を次のようにして検出する。即ち、液晶表示装置１
０１の映像信号線２０３に、例えば中心電圧に対して各
フィールド期間毎に+5Ｖ，-5Ｖに極正反転する電圧を印
加し、また、対向電極３４１および補助容量線２６１に
5Ｖの電圧を印加し、各走査線２０５に順次走査パルス
を供給して、黒（暗い）表示を成す。

【００３４】次に、表示画面の周辺及び中央の任意の 1
00個の表示画素の表示輝度を検出し、その平均値を基準
黒レベルとして記憶する。

【００３５】その後、表示画面を順次走査して、基準黒
レベルから30％以上表示輝度が大きい画素を検出し、こ
れを輝点欠陥画素として、その位置を記憶する。

【００３６】このようにして検出された輝点欠陥画素に
対して、エネルギー線としてレーザー光を照射して輝点
欠陥画素の光透過率を制御した。

【００３７】以下に、この光透過率調整工程の一例につ
いて説明する。ＹＡＧレーザをＡＯ−Ｑスイッチによっ
て調整してピーク値の高いパルス状の出力光とし、さら
にこれをコリメータで拡大した後、ダイクロイックミラ
ーで反射して集光レンズ系で被処理物上に集光照射し、
その被処理物である輝点欠陥画素上を次のようにして走
査した。なお、以下の実験例および比較例においてはい
ずれも、画素電極２５１と補助容量線２６１とが短絡さ
れ、画素電極２５１と対向電極３４１との電位差がほぼ
0における正常画素の光透過率を 100％とすると、画素
電極２５１と対向電極３４１との間に液晶層のしきい値
電圧以上の電位差が印加されたときでも100％近い光透
過率が検出される最も過酷な欠陥モードである輝点欠陥
画素を、赤（Ｒ）表示画素、緑（Ｇ）表示画素および青
（Ｂ）表示画素のそれぞれについて20個用意し、これら
に対して光透過率の制御を行なった。

【００３８】（実験例１）図４に示すように、パルスサ
イクル： 1ｋＨｚ、パワー； 6ｍＷのＹＡＧレーザー
を、アレイ基板２０１側から対向基板３０１側へ、その
スポット径（φ） 3μｍの焦点をアレイ基板２０１手前
で結ぶように入射する。

【００３９】なお、アレイ基板２０１側のスポット径
（φ）は 5μｍ、対向基板３０１側のスポット径（φ）
は 8μｍである。

【００４０】そして、図５に示すように走査線２０５の
長手方向に沿って画素電極２５１の端部（図中点ａ）か
ら他端部（図中点ｂ）までを画素電極２５１の端辺に平
行に走査し、他端部（図中点ｂ）で走査方向を折り返し
て順次図中下方に略平行に走査して照射した。

【００４１】なお、レーザ光の各パルスは、そのスポッ
ト径が図５に示すように各上下左右で重複するように60
秒間にわたって照射した。

【００４２】このようにして処理された配向膜４１１、
４１３の表面性を測定したところ、部分的には画素電極
が露出した部分もあるが、それも含めて 0.1μｍ以上の
凸部を 2μｍピッチ（つまり10μｍ以下のピッチ）で備
えていた。

【００４３】また、6500［ｌｘ］の照度を持つバックラ
イトをアレイ基板２０１裏面に配置し（図４参照）、対
向電極３４１と画素電極２５１との間の電位差 0Ｖとな
るように対向電極電圧（Ｖcom ）と映像信号電圧（Ｖsi
g ）とを選択し、各走査線２０５に走査パルス（Ｖｇ）
を印加して白（明るい）表示を行なったところ、正常画
素の光透過率を 100％とした場合、それぞれ20個のサン
プルで赤（Ｒ）表示画素の輝点欠陥画素では光透過率は
15％から20％を越えるない範囲内に、緑（Ｇ）表示画素
の輝点欠陥画素では光透過率は10％以下のものから17％
を越えない範囲内に、青（Ｂ）表示画素の輝点欠陥画素
では光透過率は10％から17％を越えない範囲内に十分な
減点化が達成された。

【００４４】レーザー光としては、数ｋＨｚ程度、好ま
しくは 1〜 2ｋＨｚ程度の周波数で、そのパワーとして
は 1〜10ｍＷ程度のパルスレーザが好適に用いられる。
パルスレーザーの周波数として 1〜 2ｋＨｚのものは、
各パルス間で適度な重複が得られ、均質に配向膜表面を
あらすことができるためであり、パワーとして大きすぎ
ると配向膜自体を均質に除去してしまう恐れがあるた
め、 1〜10ｍＷが好適である。

【００４５】また、このときパルスレーザーの配向膜４
１１、４１３上における外形寸法としては、適度な表面
粗さを確保するため、画素電極２５１の面積の 1／25以
下であることが好ましく、特に直径（φ） 2〜10μｍ程
度に設定することが望ましい。なお、このようなパルス
レーザーの各仕様は、それを用いる液晶表示装置１０１
の画素電極２５１の外形寸法や配向膜の材料等に対応し
て適宜に変更してもよい。 なお、パルスレーザーの走
査間隔は、必ずしもスポット径が重複すように行なう必
要はないが、走査間隔を徐々に離すにつれて光透過率が
大きくなることも確認した。

【００４６】さらに、本発明者らの実験によれば、この
領域はランダム配向状態と小ドメインを形成した状態と
を含む混相と成っていることが確認された。

【００４７】（実験例２）上記したＹＡＧレーザを、ア
レイ基板２０１側から対向基板３０１側に入射させた。
このとき対向基板３０１の外側つまり対向基板３０１よ
りも深い位置でスポット径 3μｍの焦点を結ぶように入
射させた。このようなＹＡＧレーザを走査した他は、実
験例１と同様にして光透過率調整工程を実施した。

【００４８】このようなＹＡＧレーザ照射によって形成
された配向膜４１１、４１３の表面は部分的には画素電
極が露出した部分もあるが、その表面の粗さを測定した
ところ 0.1μｍ以上の高さで10μｍ以下のピッチである
2μｍピッチで備えていた。また、6500［ｌｘ］の照度
を持つバックライトをアレイ基板２０１裏面に配置し、
対向電極３４１と画素電極２５１との間の電位差 0Ｖと
なるように対向電極電圧（Ｖcom ）と映像信号電圧（Ｖ
sig ）とを選択し、各走査線に対して走査パルス（Ｖ
ｇ）を印加して、白（明るい）表示を行なった。その結
果、実験例１に比べて若干劣るが、25％以下に十分に光
透過率を低減することができた。

【００４９】（実験例３）図６に示すように、ＹＡＧレ
ーザを、対向基板３０１側からアレイ基板２０１側に入
射した。このとき、アレイ基板２０１の外側方つまりア
レイ基板２０１よりも深い深度にスポット径 3μｍの焦
点を結ぶように入射した。このようなＹＡＧレーザを走
査した他は実験例１と同様にして光透過率調整工程を実
施した。

【００５０】このようにして形成された配向膜４１１、
４１３の表面は部分的には画素電極が露出した部分もあ
るが、その表面の粗さを測定したところ、高さが 0.1μ
ｍ以上で、10μｍ以下のピッチである 2μｍピッチで備
えた。

【００５１】また、6500［ｌｘ］の照度を持つバックラ
イトをアレイ基板２０１裏面に配置し、対向電極と画素
電極との間の電位差 0Ｖとなるように対向電極電圧（Ｖ
com）と映像信号電圧（Ｖsig ）とを選択し、各走査線
に走査パルス（Ｖｇ）を印加して白（明るい）表示を行
なったところ、正常画素の光透過率を 100％とした場
合、それぞれ20個のサンプルで赤（Ｒ）表示画素の輝点
欠陥画素では光透過率は15％から30％を越えない範囲内
に、緑（Ｇ）表示画素の輝点欠陥画素では光透過率は10
％以下のものから20％を越えない範囲内に、青（Ｂ）表
示画素の輝点欠陥画素では光透過率は27％を越えない範
囲内に、それぞれ滅点化され、実験例１、２に比べると
劣るものの、輝点欠陥の十分な滅点化を達成することが
確認できた。

【００５２】なお、この実験例においては、照射時間は
色部３２１の劣化を考慮して40秒とした。つまり上記し
た各具体例に比べて照射時間を短くした。

【００５３】（比較例）ＹＡＧレーザをアレイ基板２０
１側の配向膜４１１上に、図７に示すような形状に制御
して照射した他は実験例１と同様にして、光透過率調整
工程を実施した。 このようにして形成された配向膜４
１１、４１３の表面における、レーザー光が照射された
部分は、配向膜４１１、４１３及び画素電極２５１自体
が均一に除去されて、液晶分子が再配向するような平滑
な配向面が形成されていた。

【００５４】また、6500［ｌｘ］の照度を持つバックラ
イトをアレイ基板裏面に配置し、対向電極と画素電極と
の間の電位差 0Ｖとなるように対向電極電圧（Ｖcom ）
と映像信号電圧（Ｖsig ）とを選択し、各走査線に走査
パルス（Ｖｇ）を印加して白（明るい）表示を行なった
ところ、正常画素の光透過率を 100％とした場合、各表
示画素とも70％程度しか光透過率の低下は認められなか
った。

【００５５】以上のように、本発明によれば、輝点欠陥
画素を十分に滅点化することができた。また、微細なス
ポット径を有するパルスレーザーを照射するため、隣接
する走査線あるいは映像信号線を断線させることもな
く、歩留り良く滅点化することができる。

【００５６】上記の実験例においては、レーザー光は、
いずれも直線状に走査した。このレーザー光の走査方法
は、必ずしも直線状でなく、互いにほぼ平行であれば波
線状であっても良い。または画素電極の端辺に沿う以外
にも、例えば画素電極の対角線に沿って走査しても良
い。時間の短縮を考慮すれば、画素電極の長辺に沿って
走査することが好ましい。

【００５７】また、図８に示すような互いに平行な細線
状の複数本のスリット６１１を有するマスク６０１を介
して大径のレーザー光を照射しても良い。

【００５８】上記の実験例ほどの光透過率低減の効果よ
りは効果はやや低くなると予想されるけれども、光透過
率制御工程に要する時間を短縮することができる。

【００５９】なお、以上の実施例においてはいずれも輝
点欠陥画素の滅点化に対処した場合を例にとり説明した
が、この他の輝点欠陥モードに対しても本発明は効果的
である。例えば、静電破壊によるＴＦＴの異常動作や導
電性金属異物の混入、層間絶縁膜の破損による電極およ
びその配線系統等のショート、あるいは画素電極の欠
落、欠損、配向異常、透明導電性異物の混入等の原因に
よって生じる輝点欠陥以外の欠陥表示画素、などに対し
ても本発明は有効である。

【００６０】また、上記の実施例においては、光透過型
の液晶表示装置を例に取り説明したが、反射型の液晶表
示装置であっても本発明は適用可能である。

【００６１】また、本発明は上記した実施例のようなほ
ぼ90゜捩れのツイステッド・ネマティック液晶と、偏光
軸方向が互いに直交するように配置される偏光板とを組
み合わせたノーマリー・ホワイトモードで動作する液晶
表示装置の他にも、ほぼ90゜捩れのツイステッド・ネマ
ティック液晶と、偏光板の偏光軸方向が互いに平行する
ように配置されたノーマリー・ブラックモードで動作す
る液晶表示装置においても適用可能である。

【００６２】また、本発明は、上記した実施例のような
各表示画素ごとにスイッチング素子としてＴＦＴを備え
たアクティブマトリックス型液晶表示装置の他にも、例
えばＭＩＭ素子を備えたアクティブマトリックス型液晶
表示装置、あるいはストライプ状の電極を備えた電極基
板が直交配置される単純マトリクス型液晶表示装置等に
も適用することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上、詳細な説明で明示したように、本
発明によれば、輝点欠陥等の種々の欠陥画素モードに対
処して、所望の光透過率に制御することができる液晶表
示装置およびその製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例の液晶表示装置のア
レイ基板の一部概略正面図である。

【図２】図２は、図１におけるＡ−Ａ´線に沿って切断
した液晶表示装置の一部概略断面図である。

【図３】図３は、本発明の一実施例の液晶表示装置の動
作を説明する図である。

【図４】図４は、本発明の一実施例の光透過率制御工程
を説明するための一部概略断面図である。

【図５】図５は、本発明の一実施例の光透過率制御工程
を説明するための一部概略正面図である。

【図６】図６は、本発明の他の実施例の光透過率制御工
程を説明するための一部概略断面図である。

【図７】図７は、比較例の光透過率制御工程を説明する
ための一部概略正面図である。

【図８】図８は、本発明の他の実施例の光透過率制御工
程を説明するための一部概略斜視図である。

【符号の説明】

１０１…液晶表示装置 ２０１…アレイ基板 ３０１…対向基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−313167（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−243025（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−196219（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−217343（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−60624（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−88177（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−232471（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−5886（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11316（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−181128（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−50350（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−210932（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/13 - 1/141

Claims (51)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成された第２
   基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
   １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
   いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
   分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
   画素を複数備えた液晶表示装置において、 前記表示画素のうち欠陥動作する表示画素に対応して前
   記液晶層に接する前記第１基板の一領域の配向面は、前
   記表示画素のうち正常動作する表示画素に対応して前記
   液晶層に接する前記第１基板の他領域の配向面よりも大
   きい凸部を備え、これにより前記欠陥動作する表示画素
   の光透過率が調整されていることを特徴とした液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記正常動作する表示画素は、前記一対の電極間の電位
   差が零に近づくにつれて光透過率が高くなることを特徴
   とした液晶表示装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の液晶表示装置において、
   前記欠陥動作する表示画素に対応する液晶分子は、ラン
   ダムな配向状態、垂直配向状態、水平配向状態、小ドメ
   インを形成した散乱状態、またはこれらの混相状態であ
   ることを特徴とした液晶表示装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の液晶表示装置において、
   前記一対の電極間の電位差が前記液晶層のしきい値電圧
   以下の電位差における前記欠陥動作する表示画素の光透
   過率が、前記正常動作する表示画素の光透過率の25％以
   下であることを特徴とした液晶表示装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の液晶表示装置において、
   前記欠陥動作する表示画素の前記凸部は、エネルギー線
   が走査されてなることを特徴とした液晶表示装置。
6. 【請求項６】 第１基板上に少なくとも２次元状に配列
   された複数の画素電極および第１配向膜とが形成された
   アレイ基板と、 第２基板上に少なくとも前記画素電極に対向する対向電
   極及び第２配向膜が配置された対向基板と、 前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持され、前記
   第１配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基
   づいて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層とを
   具備し、前記画素電極と前記対向電極との間の電位差に
   応じて光透過率が変化する表示画素を複数備えた液晶表
   示装置において、 前記表示画素のうち欠陥動作する表示画素に対応して前
   記液晶層に接する前記アレイ基板の一領域の配向面は、
   前記表示画素のうち正常動作する表示画素に対応して前
   記液晶層に接する前記アレイ基板の他領域の配向面より
   も大きい凸部を備える、 又は前記表示画素のうち欠陥動作する表示画素に対応し
   て前記液晶層に接する前記対向基板の一領域の配向面
   は、前記表示画素のうち正常動作する表示画素に対応し
   て前記液晶層に接する前記対向基板の他領域の配向面よ
   りも大きい凸部を備え、 これにより前記欠陥動作する表示画素の光透過率が調整
   されていることを特徴とした液晶表示装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載の画素電極のそれぞれは、
   スイッチ素子を介して映像信号線及び走査線に接続され
   ていることを特徴とした液晶表示装置。
8. 【請求項８】 請求項７記載のスイッチ素子が薄膜トラ
   ンジスタであることを特徴とした液晶表示装置。
9. 【請求項９】 請求項６記載の液晶表示装置において、
   前記正常動作する表示画素は、前記画素電極と前記対向
   電極との間の電位差が零に近づくにつれて光透過率が高
   くなることを特徴とした液晶表示装置。
10. 【請求項１０】 請求項９記載の液晶表示装置におい
    て、前記画素電極と前記対向電極との間の電位差が前記
    液晶層のしきい値電圧以下の電位差における前記欠陥動
    作する表示画素の光透過率が、前記正常動作する表示画
    素の光透過率の25％以下であることを特徴とした液晶表
    示装置。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の液晶表示装置におい
    て、前記画素電極と前記対向電極との間の電位差が前記
    液晶層のしきい値電圧以下の電位差における前記欠陥動
    作する表示画素の光透過率が、前記正常動作する表示画
    素の光透過率の20％以下であることを特徴とした液晶表
    示装置。
12. 【請求項１２】 請求項６記載の液晶表示装置におい
    て、前記アレイ基板は、前記画素電極に絶縁膜を介して
    対向配置される補助容量線を具備したことを特徴とした
    液晶表示装置。
13. 【請求項１３】 請求項１２記載の液晶表示装置におい
    て、前記欠陥動作する表示画素に対応する前記画素電極
    と前記補助容量線とは短絡していることを特徴とした液
    晶表示装置。
14. 【請求項１４】 請求項６記載の液晶表示装置におい
    て、前記欠陥動作する表示画素に対応する前記一領域の
    配向面は、高さが少なくとも 0.1μｍ以上の凸部が10μ
    ｍ以下のピッチで形成されることを特徴とした液晶表示
    装置。
15. 【請求項１５】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成された第２
    基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
    １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
    いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
    分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
    画素を複数備えた液晶表示装置において、 前記表示画素のうち欠陥動作する表示画素に対応して前
    記液晶層に接する前記第１基板の一領域の配向面は、前
    記表示画素のうち正常動作する表示画素に対応して前記
    液晶層に接する前記第１基板の他領域の配向面よりも大
    きい凸部を備え、これにより前記欠陥動作する表示画素
    の光透過率が調整されていることを特徴とした液晶表示
    装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の液晶表示装置におい
    て、前記欠陥動作する表示画素の前記凸部は、エネルギ
    ー線が走査されてなることを特徴とした液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 請求項１５記載の液晶表示装置におい
    て、前記欠陥動作する表示画素は、前記一対の電極間の
    電位差が零に近づくにつれて光透過率が高くなることを
    特徴とした液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成された第２
    基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
    １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
    いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
    分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
    画素を複数備えた液晶表示装置の製造方法において、 前記表示画素のうち欠陥動作する表示画素に対してエネ
    ルギー線を複数本の略平行な細線状に照射して前記欠陥
    動作する表示画素の光透過率を調節することを特徴とし
    た液晶表示装置の製造方法。
19. 【請求項１９】 請求項１８記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記エネルギー線がレーザー光であるこ
    とを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
20. 【請求項２０】 請求項１９記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記レーザー光がパルス状であることを
    特徴とした液晶表示装置の製造方法。
21. 【請求項２１】 請求項２０記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記レーザー光がＹＡＧレーザ光である
    ことを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
22. 【請求項２２】 請求項２０記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記レーザー光の各パルスのスポットが
    重複することを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
23. 【請求項２３】 請求項２０記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記レーザー光の各パルスのスポットが
    前記所定の表示画素の面積の１／２５以下の照射面積を
    有することを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
24. 【請求項２４】 請求項１８記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記所定の表示画素は、前記一対の電極
    間の電位差が零に近づくにつれて光透過率が高くなるこ
    とを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
25. 【請求項２５】 請求項２４記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記所定の表示画素は、輝点欠陥画素で
    あることを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
26. 【請求項２６】 請求項２５記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記所定の表示画素に対応する液晶分子
    は、前記エネルギー線の照射によりランダムな配向状
    態、垂直配向状態、水平配向状態、小ドメインを形成し
    た散乱状態、またはこれらの混相状態となることを特徴
    とした液晶表示装置の製造方法。
27. 【請求項２７】 請求項２５記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記所定の表示画素の前記一対の電極間
    の電位差が前記液晶層のしきい値電圧以下の電位差にお
    ける前記所定の表示画素の光透過率が、他の前記表示画
    素の光透過率の25％以下であることを特徴とした液晶表
    示装置の製造方法。
28. 【請求項２８】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成された第２
    基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
    １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
    いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
    分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
    画素を複数備えた液晶表示装置の製造方法において、 複数の前記表示画素のうちから欠陥表示画素を検出する
    工程と、 前記欠陥表示画素に対してエネルギー線を複数本の略平
    行な細線状に照射して前記欠陥表示画素の光透過率を調
    節する光透過率調節工程を具備したことを特徴とした液
    晶表示装置の製造方法。
29. 【請求項２９】 請求項２８記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記エネルギー線がレーザー光であるこ
    とを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
30. 【請求項３０】 請求項２９記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記レーザー光がパルス状であることを
    特徴とした液晶表示装置の製造方法。
31. 【請求項３１】 請求項２８記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程により、前記欠陥
    動作する表示画素に対応して前記液晶層に接する前記第
    １又は第２基板の一領域の配向面には、前記表示画素の
    うち正常動作する表示画素に対応して前記液晶層に接す
    る他領域の配向面よりも大きい凸部が形成されることを
    特徴とした液晶表示装置の製造方法。
32. 【請求項３２】 請求項３１記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程により、前記欠陥
    動作する表示画素に対応する前記一領域の配向面は、高
    さが少なくとも 0.1μｍ以上の凸部が10μｍ以下のピッ
    チで形成されることを特徴とした液晶表示装置の製造方
    法。
33. 【請求項３３】 請求項２８記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記正常動作する表示画素は、前記一対
    の電極間の電位差が零に近づくにつれて光透過率が高く
    なることを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
34. 【請求項３４】 請求項３３記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程により、前記一対
    の電極間の電位差が前記液晶層のしきい値電圧以下の電
    位差における前記欠陥動作する表示画素の光透過率が、
    前記正常動作する表示画素の光透過率の25％以下に調節
    されることを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
35. 【請求項３５】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成された第２
    基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
    １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
    いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
    分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
    画素を複数備えた液晶表示装置の製造方法において、 複数の前記表示画素のうちから欠陥表示画素を検出する
    工程と、 前記欠陥表示画素に対して、焦点の位置が前記第１電極
    基板および前記第２電極基板の外の上または下の深度に
    位置するエネルギー線を照射して、前記欠陥表示画素の
    光透過率を調節する光透過率調節工程と、を具備したこ
    とを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
36. 【請求項３６】 請求項３５記載の液晶表示装置の製造
    方法において、一方の前記電極は、２次元状に配列され
    た複数の画素電極を含み、前記画素電極のそれぞれはス
    イッチ素子に接続されていることを特徴とした液晶表示
    装置の製造方法。
37. 【請求項３７】 請求項３５記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記第２基板は、光透過波長が異なる複
    数の領域を含む光学フィルタを備えたことを特徴とする
    液晶表示装置の製造方法。
38. 【請求項３８】 請求項３７記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程は、前記欠陥画素
    に対して、焦点の深度が前記第２基板の外の深度に位置
    するエネルギー線を前記第１基板側から照射することを
    特徴とした液晶表示装置の製造方法。
39. 【請求項３９】 請求項３７記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程は、前記欠陥画素
    に対して、焦点の深度が前記第１基板の外の深度に位置
    するエネルギー線を前記第１基板側から照射することを
    特徴とした液晶表示装置の製造方法。
40. 【請求項４０】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成されると共
    に光透過波長が異なる複数の領域を含む光学フィルタを
    備えた第２基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
    １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
    いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
    分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
    画素を複数備えた液晶表示装置の製造方法において、 複数の前記表示画素のうちから欠陥表示画素を検出する
    工程と、 前記欠陥表示画素に対して、一前記表示画素の面積の1/
    25以下の照射面積を有するパルス状のエネルギー線を走
    査しながら照射して光透過率を調節する光透過率調節工
    程と、を具備したことを特徴とした液晶表示装置の製造
    方法。
41. 【請求項４１】 請求項４０記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程は、前記第１配向
    膜もしくは前記第２配向膜上における前記エネルギー線
    の各パルスのスポットが重複することを特徴とする液晶
    表示装置の製造方法。
42. 【請求項４２】 請求項４０記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程は、前記第１配向
    膜もしくは前記第２配向膜上における前記エネルギー線
    の隣合う走査軌跡が重複する領域を有することを特徴と
    する液晶表示装置の製造方法。
43. 【請求項４３】 第１配向膜が形成された第１基板と、 前記第１配向膜に対向する第２配向膜が形成されると共
    に光透過波長が異なる複数の領域を含む光学フィルタを
    備えた第２基板と、 前記第１基板と前記第２基板との間に保持され、前記第
    １配向膜及び前記第２配向膜に付与される配向性に基づ
    いて所定方向に配列される液晶分子を含む液晶層と、 前記液晶分子を挟む一対の電極と、を具備し、前記液晶
    分子に印加される電圧に応じて光透過率が変化する表示
    画素を複数備えた液晶表示装置の製造方法において、 複数の前記表示画素のうちから欠陥表示画素を検出する
    工程と、 前記欠陥表示画素に対して、２〜１０μｍの直径を有す
    るパルス状のエネルギー線を走査しながら照射して光透
    過率を調節する光透過率調節工程と、を具備したことを
    特徴とした液晶表示装置の製造方法。
44. 【請求項４４】 請求項４３記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程は、前記第１配向
    膜もしくは前記第２配向膜上における前記エネルギー線
    の各パルスのスポットが重複することを特徴とする液晶
    表示装置の製造方法。
45. 【請求項４５】 請求項４３記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程は、前記第１配向
    膜もしくは前記第２配向膜上における前記エネルギー線
    の隣合う走査軌跡が重複する領域を有することを特徴と
    する液晶表示装置の製造方法。
46. 【請求項４６】 第１基板上に配置された画素電極及び
    第１配向膜が形成された第１電極基板と、 第２基板上に対向電極及び第２配向膜が形成された第２
    電極基板と、 前記第１電極基板と前記第２電極基板との間に保持さ
    れ、前記第１配向膜及び前記第２配向膜に付与される配
    向性に基づいて所定方向に配列される液晶分子を含む液
    晶層とからなり、前記液晶分子に印加される電圧に応じ
    て光透過率が変化する表示画素を複数備えた液晶表示装
    置の製造方法において、 複数の前記表示画素のうちから欠陥表示画素を検出する
    工程と、 前記欠陥表示画素に対して、パルス状のエネルギー線を
    走査しながら照射して光透過率を調節する光透過率調節
    工程と、を具備したことを特徴とした液晶表示装置の製
    造方法。
47. 【請求項４７】 請求項４６記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記光透過率調節工程における前記エネ
    ルギー線は、前記欠陥表示画素に対して互いにほぼ平行
    な細線状に走査されることを特徴とした液晶表示装置の
    製造方法。
48. 【請求項４８】 請求項４７記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記エネルギー線は、直線状に走査され
    ることを特徴とした液晶表示装置の製造方法。
49. 【請求項４９】 請求項４７記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記エネルギー線は、対応する前記画素
    電極の端辺に沿って走査されることを特徴とした液晶表
    示装置の製造方法。
50. 【請求項５０】 請求項４７記載の液晶表示装置の製造
    方法において、前記エネルギー線は、対応する前記画素
    電極の対角線に沿って走査されることを特徴とした液晶
    表示装置の製造方法。
51. 【請求項５１】 請求項４９または５０記載の液晶表示
    装置の製造方法において、前記エネルギー線は、レーザ
    光であって、隣接するスポットが重複して走査されるこ
    とを特徴とする液晶表示装置の製造方法。