JP3865627B2 - 液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器等の表示装置を構成する液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手構造（線状突起）や電極の抜き部（スリット）を設けたＭＶＡモード（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍｏｄｅ）の液晶表示装置が知られている。配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能である。ＭＶＡモードの液晶表示装置は、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置に比べて視角特性に優れている。
【０００３】
液晶分子を配向規制する他の手法に、ポリマースタビライズ（ＰＳ）方式がある。ＰＳ方式では、負の誘電率異方性を有する液晶に紫外線（ＵＶ；ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ ｒａｙｓ）照射で重合するモノマーを微少量添加した液晶組成物を互いに対向する面に垂直配向膜が形成された２枚の基板間に封止する。その後、基板間に所定の電圧を印加して液晶分子をチルト（傾斜）させた状態下でＵＶを照射し、モノマーを重合してポリマー化させる。
【０００４】
図１８は、モノマーが重合してポリマー化した液晶組成物の状態を示す概念図である。図１８に示すように、２枚のガラス基板１１２、１１３の対向面には、電極１１４、１１５が形成されている。電極１１４、１１５上には、垂直配向膜１１６、１１７がそれぞれ形成されている。
【０００５】
両基板間の液晶層１１８は、基板面にほぼ垂直に配向する液晶分子１０２と、所定のプレチルト角でチルトしているモノマー１０４が重合して形成されたポリマーネットワーク１０６とで構成されている。ポリマーネットワーク１０６は、電源１４０及びスイッチ１４２により電極１１４、１１５間に所定の電圧が印加された状態で、液晶層１１８にＵＶが照射されることにより形成される。ポリマーネットワーク１０６は、基板面に対して所定のプレチルト角で固定化されるため、周囲の液晶分子１０２が特定の方向に傾斜するきっかけになる。このため、ＰＳ方式によるＭＶＡモードの液晶表示装置は、従来マルチドメイン化に必要であった配向規制用構造物が不要になり、製造プロセスを簡略化できるという利点を有している。
【０００６】
また、ポリマー化した液晶分子は、他の液晶分子（ホスト液晶）に比べて閾値電圧が低下し、低階調での駆動時には他の液晶分子より先行して応答するため、低階調での液晶分子の応答速度が改善される。
【０００７】
このＰＳ方式では、所定のプレチルト角を与えるために液晶層１１８に所定の電圧を印加しながらＵＶを照射することが必要である。液晶層１１８に電圧を印加するためには、データバスラインに所定の電圧（階調信号）を印加するとともに、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をオン状態にするためにゲートバスラインに所定の電圧を印加する必要がある。
【０００８】
各バスラインへの電圧印加は、一般にプロービングによる手法や、周辺接続線（共通配線）を利用する手法等が用いられる。前者はコンタクトプローバ等を用いて、各々が電気的に独立しているバスラインの端子部にプロービングし、所定の電圧を印加するものである。また、後者はあらかじめ複数のバスラインに電気的に接続された周辺接続線を用いて電圧を印加するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１９は、プロービングにより各バスライン１２０に電圧を印加する際の状態を示している。図１９に示すように、コンタクトプローバ（図示せず）は、複数のプロービングピン１２２を各バスライン１２０の端子部１２４にそれぞれ接触させることにより、各バスライン１２０に所定の電圧を印加するようになっている。
【００１０】
しかしながら、近年の配線パターンの高精細化に伴い、バスライン１２０間の間隔Ｐが狭くなってきているため、プロービングが困難になってきている。また、バスライン１２０の本数の増加に伴い、必要なプロービングピン１２２の本数も増加するため、全てのプロービングピン１２２を確実に端子部１２４に接触させるのが一層困難になってきている。
【００１１】
図１９では、図中左から３本目のプロービングピン１２２’は端子部１２４’に接触していない。このように、確実なプロービングがされないと、端子部１２４’に接続されるバスライン１２０’上の各画素に所定の電圧が印加されないため、ＰＳ化による液晶分子１０２のプレチルト角制御が不十分となる。このため、当該バスライン１２０’上が表示欠陥（線欠陥）となり、表示品質が低下してしまうという問題が生じている。
【００１２】
一方、図２０は電圧印加に用いられる周辺接続線の構成を示している。図２０に示すように、各バスライン１２０の端子部１２４は、周辺接続線１２６によりそれぞれ電気的に接続されている。周辺接続線１２６には、電圧印加用パッド１２８が電気的に接続されている。１つの電圧印加用パッド１２８にプロービングピン（図２０では図示せず）を接触させることにより、複数のバスライン１２０に所定の電圧を印加できるようになっている。
【００１３】
しかしながら、電気的に接続された各バスライン１２０は、パネル製造工程以降の工程で電気的に分離する必要がある。このため、図中の一点鎖線αでガラス基板を切断する２次スクライブを行うか、同じく一点鎖線αで周辺接続線１２６と各端子部１２４との間の配線をレーザで切断するかのいずれかの工程が余分に必要になる。したがって、製造コストが増加してしまうという問題が生じている。
【００１４】
本発明の目的は、製造コストを低減でき、良好な表示品質が得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、対向して配置される対向基板とともに、液晶にモノマーを混合した液晶組成物を挟持する基板と、前記基板上に絶縁膜を介して互いに交差して形成された複数のバスラインと、前記複数のバスラインで画定された画素領域毎に形成された画素電極と、前記複数のバスラインの交差位置近傍に形成された薄膜トランジスタと、前記モノマーを重合してポリマー化する際に前記画素電極に電圧を印加するために形成された複数のポリマー化用薄膜トランジスタと、前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第１のポリマー化用共通電極配線とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１乃至図６を用いて説明する。本実施の形態では、ポリマー化用ＴＦＴと、ポリマー化用ＴＦＴのゲート電極に電気的に接続されたポリマー化用共通電極配線とを用いて、液晶に混合されたモノマーを重合してポリマー化する際のみに複数のバスラインが電気的に接続されるようにしている。以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例１−１及び１−２を用いて具体的に説明する。
【００１７】
（実施例１−１）
まず、実施例１−１による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施例による液晶表示装置の概略構成を示している。液晶表示装置は、ＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ基板２とカラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）等が形成されたＣＦ基板８とを対向させて貼り合わせ、液晶とモノマーを混合した液晶組成物をその間に封入した構造を有している。
【００１８】
図２は、ＴＦＴ基板２上に形成された素子の等価回路を示している。ＴＦＴ基板２上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン１０が、互いに平行に複数形成されている。また、不図示の絶縁膜を介してゲートバスライン１０にほぼ直交して図中上下方向に延びるデータバスライン４が、互いに平行に複数形成されている。複数のゲートバスライン１０とデータバスライン４とで囲まれた各領域が、ＴＦＴ基板２側の画素領域となる。各画素領域にはＴＦＴ１２と画素電極３０が形成されている。各ＴＦＴ１２のドレイン電極は隣接するデータバスライン４に接続され、ゲート電極は隣接するゲートバスライン１０に接続され、ソース電極は画素電極３０に接続されている。各画素領域のほぼ中央には、ゲートバスライン１０と平行に蓄積容量バスライン１４が形成されている。これらのＴＦＴ１２や画素電極３０、各バスライン４、１０、１４は、フォトリソグラフィ工程で形成され、「成膜→レジスト塗布→露光→現像→エッチング→レジスト剥離」という一連の半導体プロセスを繰り返して形成される。
【００１９】
一方、図示は省略しているが、ＣＦ基板８上には、ＣＦ基板８側の画素領域を画定する遮光膜（ＢＭ）が形成されている。また、ＣＦ基板８側の各画素領域には、ＣＦ樹脂層Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかが形成されている。
【００２０】
図１に戻り、液晶を封止してＣＦ基板８と対向配置されたＴＦＴ基板２には、複数のゲートバスライン１０を駆動するドライバＩＣが実装されたゲート駆動回路１６と、複数のデータバスライン４を駆動するドライバＩＣが実装されたドレイン駆動回路１８とが設けられている。これらの駆動回路１６、１８は、制御回路２０から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスライン１０あるいはデータバスライン４に出力するようになっている。ＴＦＴ基板２の素子形成面と反対側の基板面には偏光板２２が配置され、偏光板２２のＴＦＴ基板２と反対側の面にはバックライトユニット２４が取り付けられている。ＣＦ基板８のＣＦ形成面と反対側の面には、偏光板２２とクロスニコルに配置された偏光板２６が貼り付けられている。
【００２１】
図３は、本実施例による液晶表示装置用基板のドレイン駆動回路１８が接続される一端部の構成を示している。また、図４は、当該一端部を含む等価回路を示している。図３及び図４に示すように、複数のデータバスライン４ａ〜４ｉの端部には、端子部６ａ〜６ｉがそれぞれ形成されている。また、データバスライン４ｂ、４ｉには、各画素電極に所定の電圧を印加するための電圧印加用パッド３２ｂ、３２ｉが電気的に接続されている。電圧印加用パッド３２は、所定本数のデータバスライン４毎に１つずつ設けられている。
【００２２】
表示領域４０には、画素毎にＴＦＴ１２が形成されている。各画素では、画素電極及び共通電極（共に図示せず）と両電極間の液晶層とで液晶容量Ｃｌｃが形成されている。また、蓄積容量バスライン１４及び中間電極（図示せず）との間で、画素電極及び共通電極間の電位差を保持するための補助容量Ｃｓが液晶容量Ｃｌｃに並列に形成されている。
【００２３】
データバスライン４ａ〜４ｉの端子部６ａ〜６ｉの近傍には、各データバスライン４ａ〜４ｉと絶縁膜を介してほぼ直交するように、第１のポリマー化用共通電極配線３８が形成されている。ポリマー化用共通電極配線３８は、ゲートバスライン１０と同一の形成材料で、ゲートバスライン１０の形成と同時に形成されている。ポリマー化用共通電極配線３８の端部には、電圧印加用パッド３４が形成されている。データバスライン４ａ〜４ｉとポリマー化用共通電極配線３８との交差位置近傍であって、隣接するデータバスライン４ａ〜４ｉ間には、ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈが形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈの各形成層は、各画素領域に形成されたＴＦＴ１２の各形成層と同一の形成材料で、ＴＦＴ１２の各形成層の形成と同時に形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈのソース電極及びドレイン電極は、それぞれ隣接するデータバスライン４ａ〜４ｉに電気的に接続されている。また、ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈのゲート電極は、ポリマー化用共通電極配線３８に電気的に接続されている。
【００２４】
電圧印加用パッド３４を介してポリマー化用共通電極配線３８に印加する直流（ＤＣ）電圧をＶｇｃとし、電圧印加用パッド３２ｂを用いてデータバスライン４ｂに印加する電圧をＶｄとする。電圧Ｖｄは、データバスライン４ｂの両側に配置されたポリマー化用ＴＦＴ３６ａ、３６ｂのドレイン電極に印加されることになる。電圧Ｖｇｃが電圧Ｖｄより大きければ（Ｖｇｃ＞Ｖｄ）、ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ、３６ｂはオン状態になる。これにより、データバスライン４ｂに隣接するデータバスライン４ａ、４ｃに電圧Ｖｄが印加されるようになる。
【００２５】
同様に、電圧印加用パッド３２ｉを介してデータバスライン４ｉに電圧Ｖｄを印加しても、隣接するポリマー化用ＴＦＴ３６ｈ、３６ｉ（図３ではポリマー化用ＴＦＴ３６ｉは図示していない）のドレイン電極に電圧Ｖｄが印加されることになる。電圧Ｖｇｃが電圧Ｖｄより大きければ（Ｖｇｃ＞Ｖｄ）、ポリマー化用ＴＦＴ３６ｈ、３６ｉはオン状態になる。これにより、データバスライン４ｉに隣接するデータバスライン４ｈ、４ｊ（図３ではデータバスライン４ｊは図示していない）に電圧Ｖｄが印加されるようになる。このように、電圧印加用パッド３２ｂ、３２ｉから印加された電圧Ｖｄは、隣接するデータバスライン４ａ〜４ｊに順次伝播する。
【００２６】
このとき、各データバスライン４ａ〜４ｊは、オン状態のポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｉの抵抗Ｒ（例えば１×１０７Ω以下）を介して直列に接続されることになるため、電圧Ｖｄの伝播速度はポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｉの書き込み特性τにより決まる。所定時間経過後、ＴＦＴ基板２上の全てのデータバスライン４には、同一の電圧Ｖｄが印加されるようになる。このため、各ゲートバスライン１０に電圧Ｖｄより大きい電圧Ｖｇｐ（Ｖｇｐ＞Ｖｄ）を印加して各画素のＴＦＴ１２をオン状態にすることにより、画素電極３０に電圧Ｖｄが印加される。
【００２７】
図示を省略しているが、ゲートバスライン１０をデータバスライン４ａ〜４ｊと同様の構成にしてもよい。すなわち、ゲートバスライン１０の端子部の近傍には、ゲートバスライン１０と絶縁膜を介してほぼ直交するように、第１のポリマー化用共通電極配線が形成される。第１のポリマー化用共通電極配線は、データバスライン４と同一の形成材料で、データバスライン４の形成と同時に形成される。ゲートバスライン１０と第１のポリマー化用共通電極配線との交差位置近傍であって、隣接するゲートバスライン１０間には、ポリマー化用ＴＦＴが形成される。ポリマー化用ＴＦＴの各形成層は、各画素領域に形成されたＴＦＴ１２の各形成層と同一の形成材料で、ＴＦＴ１２の各形成層の形成と同時に形成される。ポリマー化用ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極は、それぞれ隣接するゲートバスライン１０に電気的に接続される。また、ポリマー化用ＴＦＴのゲート電極は、第１のポリマー化用共通電極配線に電気的に接続される。
【００２８】
この場合、ポリマー化用ＴＦＴをオン状態にするために、第１のポリマー化用共通電極配線には、ゲートバスライン１０に印加される電圧Ｖｇｐよりもさらに大きい電圧Ｖｇｃ’（Ｖｇｃ’＞Ｖｇｐ＞Ｖｄ）を印加する必要がある。
【００２９】
ＣＦ基板８上から引き回される配線を介して共通電極に電気的に接続されている電圧印加用パッド（図示せず）には、コモン電圧Ｖｃが印加される。したがって、液晶層には、電圧Ｖｃと電圧Ｖｄとの差の絶対値の電圧（｜Ｖｃ−Ｖｄ｜）が印加されることになる。電圧が印加された状態で液晶層にＵＶを照射することにより、液晶層中のモノマーが重合してポリマー化し、液晶分子に所定のプレチルト角を付与するポリマーネットワークが形成される。プレチルトの方向を複数定めることにより、マルチドメイン化が可能になる。
【００３０】
ポリマーネットワーク形成に必要なモノマーとして、例えば大日本インキ社製の液晶性アクリレートモノマー（ＵＣＬ−００１）が用いられる。液晶層には、０．３〜３ｗｔ％のモノマーを添加する。この状態で液晶層に３〜７ＶのＤＣ電圧を印加しつつ、波長３００〜４００ｎｍのＵＶ光を１０００〜３０００ｍＪの照射エネルギーで照射することにより、モノマーは重合してポリマー化し、所定のプレチルト角を有する液晶分子が形成される。このプレチルト角は添加するモノマー量、モノマーに添加する光重合開始剤量、ＵＶ照射量、及び印加電圧等に依存する。
【００３１】
製品完成後には、実際に駆動させる際にデータバスライン４に印加される階調電圧Ｖｄ１よりも小さい電圧Ｖｇｃ１（Ｖｇｃ１＜Ｖｄ１）が、常にポリマー化用共通電極配線３８に印加されるようにする。これにより、ポリマー化用ＴＦＴ３６が常にオフ状態となり抵抗値が上昇するため、各データバスライン４は電気的に分離される。また、ゲートバスライン１０側にデータバスライン４と同様のポリマー化用ＴＦＴ及び第１のポリマー化用共通電極配線を形成した際には、実際に駆動させる際にゲートバスライン１０に印加されるゲート電圧Ｖｇｐ１よりも小さい電圧Ｖｇｃ１’（Ｖｇｃ１’＜Ｖｇｐ１）となる電圧が、第１のポリマー化用共通電極配線に常に印加されるようにする。これにより、ポリマー化用ＴＦＴが常にオフ状態となり抵抗値が上昇するため、各ゲートバスライン１０は電気的に分離される。
【００３２】
本実施例では、所定本数のデータバスライン４（ゲートバスライン１０）毎に１つの電圧印加用パッド３２が設けられている。このため、プロービングピンを各電圧印加用パッド３２に接触させるのが容易になる。また、各バスライン４、１０に印加される電圧よりも小さい電圧をポリマー化用共通電極配線３８に常に印加することにより、各バスライン４、１０はそれぞれ電気的に分離される。したがって、レーザ照射による配線の切断や２次スクライブ等の工程が不要になるため、製造コストが増加するのを抑制できる。
【００３３】
（実施例１−２）
次に、実施例１−２による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図５及び図６を用いて説明する。図５は、本実施例による液晶表示装置用基板の一端部の構成を示している。また、図６は、当該一端部を含む等価回路を示している。なお、図３及び図４に示す実施例１−１と同一の機能作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５及び図６に示すように、データバスライン４ａ〜４ｆの端子部６ａ〜６ｆの近傍には、ポリマー化用共通電極配線３８にほぼ平行に、第２のポリマー化用共通電極配線３９が形成されている。ポリマー化用共通電極配線３９は、ゲートバスライン１０と同一の形成材料で、ゲートバスライン１０の形成と同時に形成されている。ポリマー化用共通電極配線３９の端部には、電圧印加用パッド３５が形成されている。データバスライン４ａ〜４ｆとポリマー化用共通電極配線３８との交差位置近傍には、ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆが形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆの各形成層は、各画素領域に形成されたＴＦＴ１２の各形成層と同一の形成材料で、ＴＦＴ１２の各形成層の形成と同時に形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆのドレイン電極は、不図示の絶縁膜を開口して形成された接続部４１を介してポリマー化用共通電極配線３９に電気的に接続されている。ポリマー化用ＴＦＴ３７ａのソース電極は、データバスライン４ａに電気的に接続されている。同様に、ポリマー化用ＴＦＴ３７ｂ〜３７ｆのソース電極は、データバスライン４ｂ〜４ｆにそれぞれ電気的に接続されている。
【００３５】
電圧印加用パッド３４を用いてポリマー化用共通電極配線３８に印加する電圧をＶｇｃとし、電圧印加用パッド３５を用いてポリマー化用共通電極配線３９に印加する電圧をＶｄとする。電圧Ｖｄは、各ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆのドレイン電極に印加される。電圧Ｖｇｃが電圧Ｖｄより大きければ（Ｖｇｃ＞Ｖｄ）、ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆはオン状態になる。これにより、ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆのソース電極に電気的に接続されたデータバスライン４ａ〜４ｆに電圧Ｖｄが印加されるようになる。
【００３６】
このとき、各データバスライン４ａ〜４ｆは、オン状態のポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｆの抵抗ｒ（例えば１×１０7Ω以下）を介して並列に接続されることになる。このため、実施例１−１と比較して短時間でデータバスライン４ａ〜４ｆに電圧Ｖｄを印加することができる。この後、各ゲートバスライン１０に電圧Ｖｄより大きい電圧Ｖｇｐ（Ｖｇｐ＞Ｖｄ）を印加して各画素のＴＦＴ１２をオン状態にすることにより、画素電極３０に電圧Ｖｄが印加される。本実施例によっても、実施例１−１と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、製造コストを低減でき、良好な表示品質が得られる。
【００３８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図７乃至図１７を用いて説明する。図７は、本実施の形態の前提となる従来のＴＦＴ基板２のＴＦＴ１２近傍の構成を示している。図７に示すように、ＴＦＴ１２は、図中左右方向に延びるゲートバスライン１０と、不図示の絶縁膜を介してゲートバスライン１０にほぼ直交して図中上下方向に延びるデータバスライン４との交差位置近傍に形成されている。ＴＦＴ１２のドレイン電極４２は、データバスライン４から引き出されている。ドレイン電極４２の端部は、ゲートバスライン１０上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等で形成された動作半導体層５６の一端辺側に配置されている。
【００３９】
一方、ソース電極４４は、その端部が動作半導体層５６上の他端辺側に配置されるように形成されている。このような構成において動作半導体層５６直下のゲートバスライン１０が当該ＴＦＴ１２のゲート電極として機能するようになっている。また、ソース電極４４は、コンタクトホール４６を介して画素電極３０に接続されている。
【００４０】
図８は、図７のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ基板２の製造工程を示す工程断面図である。まず、図８（ａ）に示すガラス基板４８上に、例えば膜厚２００ｎｍのＡｌＮｄ、膜厚９０ｎｍのＭｏＮ及び膜厚１０ｎｍのＭｏをスパッタ法等により連続成膜し、図８（ｂ）に示すように金属層５０を形成する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、レジストパターン（図示せず）を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてウェットエッチングを行い、ゲートバスライン１０（ゲート電極）を形成する。次に、ＣＶＤ法等により、例えば膜厚３５０ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、膜厚２００ｎｍのａ−Ｓｉ及び膜厚３０ｎｍのｎ+ａ−Ｓｉを連続成膜し、絶縁膜（ゲート絶縁膜）５２、ａ−Ｓｉ層５４及びｎ+ａ−Ｓｉ層（図示せず）を形成する。
【００４１】
次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてｎ+ａ−Ｓｉ層及びａ−Ｓｉ層５４をエッチングし、図８（ｄ）に示すような動作半導体層５６を形成する。続いて、レジストパターンを剥離除去し、表面の自然酸化膜を除去するために希フッ酸で３０秒程度エッチングする。
【００４２】
次に、図８（ｅ）に示すように、例えば膜厚５０ｎｍのＭｏＮ、膜厚２００ｎｍのＡｌ、膜厚７０ｎｍのＭｏＮ及び膜厚１０ｎｍのＭｏをスパッタ法等により連続成膜し、金属層５８を形成する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてウェットエッチングを行う。このエッチングにより、レジストパターンが上層に形成されていない金属層５８をエッチング除去し、図８（ｆ）に示すようなドレイン電極４２及びソース電極４４を形成する。続いて、チャネル領域上のｎ+ａ−Ｓｉ層を除去するためにドライエッチングを行う。このとき、チャネル領域上のｎ+ａ−Ｓｉ層を残渣なくエッチング除去するために、動作半導体層５６のチャネル領域上面までエッチング除去される。
【００４３】
次に、図８（ｇ）に示すように、例えば膜厚３３０ｎｍのＳｉＮをＣＶＤ法等により成膜し、保護膜６０を形成する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてドライエッチングを行い、コンタクトホール６２を形成する。
【００４４】
次に、図８（ｈ）に示すように、例えば膜厚７０ｎｍのＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタ法等により成膜する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてウェットエッチングを行い、画素電極３０を形成する。以上の工程により、ＴＦＴ基板２が完成する。
【００４５】
この後、ＴＦＴ基板２を対向する基板と貼り合わせ、両基板間に液晶を注入する。液晶の注入方法には、ディップ注入法とインジェクション注入法の２つの方法がある。まず、ディップ注入法を用いた液晶注入工程について説明する。ＴＦＴ基板２あるいは所定の手順で作製されたＣＦ基板のいずれか一方の基板の周囲に、一部が液晶注入口として開口するようにシール材を塗布して両基板を貼り合せ、貼り合わせ基板を作製する。図９は、貼り合わせ基板の構成を示している。図９に示すように、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板６４は、周囲に塗布されたシール材６６を介して貼り合わされている。また、一端辺に液晶注入口６８が形成されている。なお、液晶注入口６８は、他の端辺（角部も含む）に形成されていてもよい。
【００４６】
次に、貼り合わせ基板と液晶を満たした液晶皿とを真空装置の中に入れる。真空装置内を真空状態にした後、貼り合わせ基板の液晶注入口６８を液晶に浸す。次に、真空装置内に窒素等の不活性ガスを注入し、真空装置内の気圧を上げていく。貼り合わせ基板内は真空状態であるため、貼り合わせ基板外との間で気圧差が生じる。この気圧差と毛細管現象とを利用して液晶を貼り合わせ基板内に引き込む。この際、真空装置内を例えば７０℃程度に加熱すると、液晶の粘度が低下して注入速度を上げることができる。液晶注入の終了後、液晶注入口６８に封止材を塗布して加熱又はＵＶ照射により封止材を硬化させ、液晶が漏れ出さないようにする。以上の手順でディップ注入法を用いた液晶注入工程が終了する。
【００４７】
次に、インジェクション注入法を用いた液晶注入工程について説明する。まず、ＴＦＴ基板２又はＣＦ基板６４のいずれか一方の基板の周囲に、２つの切れ目が形成されるようにシール材６６を塗布し、両基板２、６４を貼り合わせる。一方の切れ目は貼り合わせ基板内の空気を吸い出すための空気吸出し口として用い、他方の切れ目は液晶注入口６８として用いる。次に、空気吸出し口及び液晶注入口６８にノズルを取り付け、空気吸出し口から貼り合わせ基板内の空気を吸い出して貼り合わせ基板内の気圧を下げるとともに、液晶注入口６８から液晶を注入する。液晶注入の終了後、空気吸出し口及び液晶注入口６８に封止材を塗布して加熱又はＵＶ照射により封止材を硬化させ、液晶が漏れ出さないようにする。以上の手順でインジェクション注入法を用いた液晶注入工程が終了する。
【００４８】
近年、液晶表示装置は、パーソナルコンピュータや携帯端末等の表示装置として広く用いられており、需要が増加している。そのような中で、市場からは低価格で、なおかつ高精細で高画質の液晶表示装置が求められる傾向にある。高精細で高画質の液晶表示装置として、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、線状突起やスリット等の配向規制用構造物を設けたＭＶＡモードの液晶表示装置が挙げられる。しかしながら、上記の２つの液晶注入方法を用いて製造したＭＶＡモードの液晶表示装置は、中間調を表示した際に暗くなる黒むらが表示領域の端部に発生する場合があり、製造歩留まりが低下してしまうという問題が生じている。
【００４９】
図１０は、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置の表示領域端部に黒むらが発生している状態を示している。図１０に示すように、表示領域７０の液晶注入口６８が形成された端辺に対向する端辺に２つの黒むら発生領域７２が形成されている。
【００５０】
本実施の形態の目的は、良好な表示品質が得られ、製造歩留まりの高い液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【００５１】
まず、本実施の形態の原理について説明する。図１１乃至図１３は、貼り合わせ基板内にディップ注入により液晶を注入する際の状態を示している。貼り合わせ基板内に液晶注入を始めると、図１１に示すように、液晶注入口６８から貼り合わせ基板内に向かって液晶７４が広がっていく。この後、図１２に示すように、液晶注入口６８が形成された端辺に隣接する端辺まで液晶７４の注入が進行する。
【００５２】
液晶７４を注入する際には、液晶７４を引き込むために貼り合わせ基板内は貼り合わせ基板外よりも気圧が低くなっている。このため、両基板２、６４には内側に凹むような反りが発生し、表示領域７０でのセル厚は薄くなる。一方、表示領域７０端部の額縁領域７６では、シール材６６によりセル厚が保たれるため、液晶注入時のセル厚が表示領域７０に比べて厚くなる。その結果、額縁領域７６での液晶７４の注入速度は、表示領域７０の液晶７４の注入速度より高くなる。したがって、図１３に示すように、額縁領域７６の方が表示領域７０より先行して液晶７４が注入され、図１０に示す２つの黒むら発生領域７２に液晶７４が最後に注入されるようになる。
【００５３】
黒むらの発生要因は、配向膜を印刷する際に発生するカス等の不純物が液晶７４に混入することによって生じる、画素内での階調電圧の保持率の低下であると考えられる。不純物は、最後に液晶７４が注入される領域（黒むら発生領域７２）に集まりやすい。額縁領域７６のセル厚が薄い構造の貼り合わせ基板では、黒むらの程度を抑制できることが分かっている。これは、額縁領域７６のセル厚が薄くなったことにより、額縁領域７６での液晶７４の注入速度が低くなり、表示領域７０での液晶７４の注入速度とほぼ同一になるためと思われる。このことは、貼り合わせ基板内に液晶７４の注入速度が高い領域があると特定の領域に不純物が集中してしまい、黒むらを発生させる要因となることを表している。液晶７４の注入速度が貼り合わせ基板内でほぼ一定であれば、不純物は分散されて特定の領域に集まりにくい。
【００５４】
また黒むらは、貼り合わせ基板を所定温度に加熱して液晶７４を循環させることによって解消されることがある。しかし、貼り合わせ基板を加熱すると、製造工程が増加してしまう。
【００５５】
本実施の形態では、液晶７４の注入速度を低減させる注入速度低減用構造物を額縁領域７６に設けることにより、額縁領域７６のセル厚を擬似的に薄くしている。それによって、額縁領域７６での液晶７４の注入速度を低下させて、画素領域７０の液晶７４の注入速度とほぼ同一にしている。こうすることにより、不純物が特定の領域に集中するのを防ぐことができ、黒むらの発生を抑制することができる。
【００５６】
以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例２−１乃至２−４を用いてより具体的に説明する。
【００５７】
（実施例２−１）
まず、実施例２−１による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１４を用いて説明する。図１４（ａ）は、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。なお、図示していないが図中下方の端辺には液晶注入口６８が形成されている。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した液晶表示装置の概略断面図である。
【００５８】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板２は、ガラス基板４８上に形成された画素電極３０を画素毎に有している。一方ＣＦ基板６４は、ガラス基板４９上の表示領域７０に形成されたＣＦ樹脂層Ｇを有している。またＣＦ基板６４は、額縁領域７６に形成されたＢＭ８２を有している。ＣＦ樹脂層Ｇ及びＢＭ８２上には、共通電極７８が形成されている。ＴＦＴ基板２とＣＦ基板６４はシール材６６を介して貼り合わされている。
【００５９】
共通電極７８上の額縁領域７６には、複数の注入速度低減用構造物８０が形成されている。注入速度低減用構造物８０は、液晶注入口６８が形成された端辺に隣接する端辺近傍の額縁領域７６に形成されている。注入速度低減用構造物８０は、基板面に垂直方向に見て、液晶注入口６８が形成された端辺にほぼ平行方向に延伸した長方形状である。注入速度低減用構造物８０は、例えばレジストやアクリル樹脂等で形成されている。ＣＦ基板６４上に配向規制用の線状突起や、セルギャップを保持する柱状スペーサ等が形成されていれば、これらと同一の形成材料で同時に注入速度低減用構造物８０を形成することにより、製造工程の増加を抑制できる。
【００６０】
注入速度低減用構造物８０は、シール材６６との間の間隙ができるだけ小さくなるように形成される。注入速度低減用構造物８０は、シール材６６と重なって形成されてもよい。注入速度低減用構造物８０の長さや幅、高さ、配置間隔等は、表示領域７０内での液晶７４の注入速度等に基づいて決定される。配向規制用の構造物や柱状スペーサの有無等により表示領域７０内での液晶７４の注入速度は異なるため、種々の条件に適合した注入速度低減用構造物８０を形成する必要がある。
【００６１】
本実施例によれば、液晶７４の注入速度を表示領域７０と額縁領域７６とでほぼ同一にできるため、黒むらの発生を抑制することができる。
【００６２】
（実施例２−２）
次に、本実施の形態の実施例２−２による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、図１４（ａ）に対応しており、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した液晶表示装置の断面図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）のＤ−Ｄ線で切断した液晶表示装置の断面図である。
【００６３】
図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＴＦＴ基板２上には、注入速度低減用構造物８６が形成されている。注入速度低減用構造物８６は、例えばＴＦＴ基板２の表示領域７０に形成されている配向規制用の線状突起と同一の形成材料で同時に形成されている。ＴＦＴ基板２上に形成された注入速度低減用構造物８６と、ＣＦ基板６４上に形成された注入速度低減用構造物８０とは、基板面に垂直方向に見て、交互に配列されるようになっている。本実施例によっても、実施例２−１と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
（実施例２−３）
次に、本実施の形態の実施例２−３による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１６を用いて説明する。図１６（ａ）は、図１４（ａ）に対応しており、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＥ−Ｅ線で切断した液晶表示装置の断面図である。
【００６５】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、ＣＦ基板６４上には、注入速度低減用構造物８８が形成されている。注入速度低減用構造物８８は、ＣＦ基板６４の表示領域７０に形成されるＣＦ樹脂層Ｂ、Ｒと共通電極７８とが積層されて形成されている。なお、本例では注入速度低減用構造物８８をＣＦ樹脂層の積層により形成しているが、単層のＣＦ樹脂層で形成してもよい。本実施例によっても、実施例２−１と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
（実施例２−４）
次に、本実施の形態の実施例２−４による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１７を用いて説明する。図１７（ａ）は、図１４（ａ）に対応しており、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＦ−Ｆ線で切断した液晶表示装置の断面図である。図１７（ｃ）は、図１７（ａ）のＧ−Ｇ線で切断した液晶表示装置の断面図である。
【００６７】
図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＣＦ基板６４上には注入速度低減用構造物８８が形成され、ＴＦＴ基板２上には注入速度低減用構造物８６が形成されている。注入速度低減用構造物８６と注入速度低減用構造物８８とは、基板面に垂直方向に見て、交互に配列されるようになっている。本実施例によっても、実施例２−１と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、良好な表示品質が得られ、製造歩留まりを向上できる。
【００６９】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記第１の実施の形態では、ポリマー化用ＴＦＴを用いて、液晶層をＰＳ化する際のみに複数のバスラインを電気的に接続しているが、本発明はこれに限られない。ポリマー化用ＴＦＴに代えてダイオード等の非線形素子を用いるようにしてもよい。
【００７０】
以上説明した第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向して配置される対向基板とともに、液晶にモノマーを混合した液晶組成物を挟持する基板と、
前記基板上に絶縁膜を介して互いに交差して形成された複数のバスラインと、
前記複数のバスラインで画定された画素領域毎に形成された画素電極と、
前記複数のバスラインの交差位置近傍に形成された薄膜トランジスタと、
前記モノマーを重合してポリマー化する際に前記画素電極に電圧を印加するために形成された複数のポリマー化用薄膜トランジスタと、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第１のポリマー化用共通電極配線と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７１】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数のバスラインは、前記ポリマー化用薄膜トランジスタを介して互いに接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７２】
（付記３）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された第２のポリマー化用共通電極配線をさらに有し、
前記複数のバスラインは、隣接する前記ポリマー化用薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７３】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ポリマー化用薄膜トランジスタの各形成層は、前記薄膜トランジスタの各形成層と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７４】
以上説明した第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記５）
周囲に塗布されるシール材を介して対向基板と貼り合わされ、端辺に形成される液晶注入口から前記対向基板との間に液晶が注入される基板と、
前記基板の表示領域端部に形成された額縁領域と、
前記液晶が注入される際に、前記額縁領域での前記液晶の注入速度を低減させるために前記額縁領域に形成された注入速度低減用構造物と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７５】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記注入速度低減用構造物は、前記端辺にほぼ平行方向に延伸して複数形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７６】
（付記７）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記注入速度低減用構造物は、レジスト又はアクリル樹脂を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７７】
（付記８）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記液晶を配向規制する突起をさらに有し、
前記注入速度低減用構造物は、前記突起と同一の形成材料を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７８】
（付記９）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
セルギャップを保持するための柱状スペーサをさらに有し、
前記注入速度低減用構造物は、前記柱状スペーサと同一の形成材料を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７９】
（付記１０）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記基板上の画素領域毎に形成されたカラーフィルタ樹脂層をさらに有し、
前記注入速度低減用構造物は、前記カラーフィルタ樹脂層を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００８０】
（付記１１）
付記１０記載の液晶表示装置用基板において、
前記注入速度低減用構造物は、少なくとも２層の前記カラーフィルタ樹脂層の積層を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００８１】
（付記１２）
対向して配置される２枚の基板と、前記２枚の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置において、
前記２枚の基板に、付記５乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板が用いられ、
前記注入速度低減用構造物は、基板面に垂直方向に見て、前記２枚の基板のうち一方の基板と他方の基板とに交互に配列されて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【００８２】
（付記１３）
対向して配置される２枚の基板と、前記２枚の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置において、
前記２枚の基板の少なくとも一方に、付記１乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板が用いられていること
を特徴とする液晶表示装置。
【００８３】
（付記１４）
付記１２又は１３に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【００８４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、製造コストを低減でき、良好な表示品質が得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置用基板の一端部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置用基板の一端部を含む等価回路を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２による液晶表示装置用基板の一端部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２による液晶表示装置用基板の一端部を含む等価回路を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来のＴＦＴ基板のＴＦＴの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来のＴＦＴ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置に黒むらが発生している状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の実施例２−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の実施例２−２による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の実施例２−３による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の実施例２−４による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１８】モノマーが重合してポリマー化した液晶層の状態を示す概念図である。
【図１９】プロービングにより各バスラインに電圧を印加する際の状態を示す図である。
【図２０】電圧印加に用いられる周辺接続線の構成を示す図である。
【符号の説明】
２ ＴＦＴ基板
４ データバスライン
６ 端子部
８ ＣＦ基板
１０ ゲートバスライン
１２ ＴＦＴ
１４ 蓄積容量バスライン
１６ ゲート駆動回路
１８ ドレイン駆動回路
２０ 制御回路
２２、２６ 偏光板
２４ バックライトユニット
３０ 画素電極
３２、３４、３５ 電圧印加用パッド
３６、３７ ポリマー化用ＴＦＴ
３８ 第１のポリマー化用共通電極配線
３９ 第２のポリマー化用共通電極配線
４０ 表示領域
４２ ドレイン電極
４４ ソース電極
４６ コンタクトホール
４８、４９ ガラス基板
５０、５８ 金属層
５２ 絶縁膜
５４ ａ−Ｓｉ層
５６ 動作半導体層
６０ 保護膜
６２ コンタクトホール
６４ ＣＦ基板
６６ シール材
６８ 液晶注入口
７０ 表示領域
７２ 黒むら発生領域
７４ 液晶
７６ 額縁領域
７８ 共通電極
８０、８６、８８ 注入速度低減用構造物
８２ ＢＭ
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報機器等の表示装置を構成する液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、配向規制用構造物として基板上に土手構造（線状突起）や電極の抜き部（スリット）を設けたＭＶＡモード（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｍｏｄｅ）の液晶表示装置が知られている。配向規制用構造物を設けているため、配向膜にラビング処理を施さなくても電圧印加時の液晶配向方位を複数方位に制御可能である。ＭＶＡモードの液晶表示装置は、従来のＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードの液晶表示装置に比べて視角特性に優れている。
【０００３】
液晶分子を配向規制する他の手法に、ポリマースタビライズ（ＰＳ）方式がある。ＰＳ方式では、負の誘電率異方性を有する液晶に紫外線（ＵＶ；ＵｌｔｒａＶｉｏｌｅｔ ｒａｙｓ）照射で重合するモノマーを微少量添加した液晶組成物を互いに対向する面に垂直配向膜が形成された２枚の基板間に封止する。その後、基板間に所定の電圧を印加して液晶分子をチルト（傾斜）させた状態下でＵＶを照射し、モノマーを重合してポリマー化させる。
【０００４】
図１８は、モノマーが重合してポリマー化した液晶組成物の状態を示す概念図である。図１８に示すように、２枚のガラス基板１１２、１１３の対向面には、電極１１４、１１５が形成されている。電極１１４、１１５上には、垂直配向膜１１６、１１７がそれぞれ形成されている。
【０００５】
両基板間の液晶層１１８は、基板面にほぼ垂直に配向する液晶分子１０２と、所定のプレチルト角でチルトしているモノマー１０４が重合して形成されたポリマーネットワーク１０６とで構成されている。ポリマーネットワーク１０６は、電源１４０及びスイッチ１４２により電極１１４、１１５間に所定の電圧が印加された状態で、液晶層１１８にＵＶが照射されることにより形成される。ポリマーネットワーク１０６は、基板面に対して所定のプレチルト角で固定化されるため、周囲の液晶分子１０２が特定の方向に傾斜するきっかけになる。このため、ＰＳ方式によるＭＶＡモードの液晶表示装置は、従来マルチドメイン化に必要であった配向規制用構造物が不要になり、製造プロセスを簡略化できるという利点を有している。
【０００６】
また、ポリマー化した液晶分子は、他の液晶分子（ホスト液晶）に比べて閾値電圧が低下し、低階調での駆動時には他の液晶分子より先行して応答するため、低階調での液晶分子の応答速度が改善される。
【０００７】
このＰＳ方式では、所定のプレチルト角を与えるために液晶層１１８に所定の電圧を印加しながらＵＶを照射することが必要である。液晶層１１８に電圧を印加するためには、データバスラインに所定の電圧（階調信号）を印加するとともに、各画素の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）をオン状態にするためにゲートバスラインに所定の電圧を印加する必要がある。
【０００８】
各バスラインへの電圧印加は、一般にプロービングによる手法や、周辺接続線（共通配線）を利用する手法等が用いられる。前者はコンタクトプローバ等を用いて、各々が電気的に独立しているバスラインの端子部にプロービングし、所定の電圧を印加するものである。また、後者はあらかじめ複数のバスラインに電気的に接続された周辺接続線を用いて電圧を印加するものである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
図１９は、プロービングにより各バスライン１２０に電圧を印加する際の状態を示している。図１９に示すように、コンタクトプローバ（図示せず）は、複数のプロービングピン１２２を各バスライン１２０の端子部１２４にそれぞれ接触させることにより、各バスライン１２０に所定の電圧を印加するようになっている。
【００１０】
しかしながら、近年の配線パターンの高精細化に伴い、バスライン１２０間の間隔Ｐが狭くなってきているため、プロービングが困難になってきている。また、バスライン１２０の本数の増加に伴い、必要なプロービングピン１２２の本数も増加するため、全てのプロービングピン１２２を確実に端子部１２４に接触させるのが一層困難になってきている。
【００１１】
図１９では、図中左から３本目のプロービングピン１２２’は端子部１２４’に接触していない。このように、確実なプロービングがされないと、端子部１２４’に接続されるバスライン１２０’上の各画素に所定の電圧が印加されないため、ＰＳ化による液晶分子１０２のプレチルト角制御が不十分となる。このため、当該バスライン１２０’上が表示欠陥（線欠陥）となり、表示品質が低下してしまうという問題が生じている。
【００１２】
一方、図２０は電圧印加に用いられる周辺接続線の構成を示している。図２０に示すように、各バスライン１２０の端子部１２４は、周辺接続線１２６によりそれぞれ電気的に接続されている。周辺接続線１２６には、電圧印加用パッド１２８が電気的に接続されている。１つの電圧印加用パッド１２８にプロービングピン（図２０では図示せず）を接触させることにより、複数のバスライン１２０に所定の電圧を印加できるようになっている。
【００１３】
しかしながら、電気的に接続された各バスライン１２０は、パネル製造工程以降の工程で電気的に分離する必要がある。このため、図中の一点鎖線αでガラス基板を切断する２次スクライブを行うか、同じく一点鎖線αで周辺接続線１２６と各端子部１２４との間の配線をレーザで切断するかのいずれかの工程が余分に必要になる。したがって、製造コストが増加してしまうという問題が生じている。
【００１４】
本発明の目的は、製造コストを低減でき、良好な表示品質が得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、対向して配置される対向基板とともに、液晶にモノマーを混合した液晶組成物を挟持する基板と、前記基板上に絶縁膜を介して互いに交差して形成された複数のバスラインと、前記複数のバスラインで画定された画素領域毎に形成された画素電極と、前記複数のバスラインの交差位置近傍に形成された薄膜トランジスタと、前記モノマーを重合してポリマー化する際に前記画素電極に電圧を印加するために形成された複数のポリマー化用薄膜トランジスタと、前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第１のポリマー化用共通電極配線とを有することを特徴とする液晶表示装置用基板によって達成される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１乃至図６を用いて説明する。本実施の形態では、ポリマー化用ＴＦＴと、ポリマー化用ＴＦＴのゲート電極に電気的に接続されたポリマー化用共通電極配線とを用いて、液晶に混合されたモノマーを重合してポリマー化する際のみに複数のバスラインが電気的に接続されるようにしている。以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例１−１及び１−２を用いて具体的に説明する。
【００１７】
（実施例１−１）
まず、実施例１−１による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１乃至図４を用いて説明する。図１は、本実施例による液晶表示装置の概略構成を示している。液晶表示装置は、ＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ基板２とカラーフィルタ（ＣＦ；Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒ）等が形成されたＣＦ基板８とを対向させて貼り合わせ、液晶とモノマーを混合した液晶組成物をその間に封入した構造を有している。
【００１８】
図２は、ＴＦＴ基板２上に形成された素子の等価回路を示している。ＴＦＴ基板２上には、図中左右方向に延びるゲートバスライン１０が、互いに平行に複数形成されている。また、不図示の絶縁膜を介してゲートバスライン１０にほぼ直交して図中上下方向に延びるデータバスライン４が、互いに平行に複数形成されている。複数のゲートバスライン１０とデータバスライン４とで囲まれた各領域が、ＴＦＴ基板２側の画素領域となる。各画素領域にはＴＦＴ１２と画素電極３０が形成されている。各ＴＦＴ１２のドレイン電極は隣接するデータバスライン４に接続され、ゲート電極は隣接するゲートバスライン１０に接続され、ソース電極は画素電極３０に接続されている。各画素領域のほぼ中央には、ゲートバスライン１０と平行に蓄積容量バスライン１４が形成されている。これらのＴＦＴ１２や画素電極３０、各バスライン４、１０、１４は、フォトリソグラフィ工程で形成され、「成膜→レジスト塗布→露光→現像→エッチング→レジスト剥離」という一連の半導体プロセスを繰り返して形成される。
【００１９】
一方、図示は省略しているが、ＣＦ基板８上には、ＣＦ基板８側の画素領域を画定する遮光膜（ＢＭ）が形成されている。また、ＣＦ基板８側の各画素領域には、ＣＦ樹脂層Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかが形成されている。
【００２０】
図１に戻り、液晶を封止してＣＦ基板８と対向配置されたＴＦＴ基板２には、複数のゲートバスライン１０を駆動するドライバＩＣが実装されたゲート駆動回路１６と、複数のデータバスライン４を駆動するドライバＩＣが実装されたドレイン駆動回路１８とが設けられている。これらの駆動回路１６、１８は、制御回路２０から出力された所定の信号に基づいて、走査信号やデータ信号を所定のゲートバスライン１０あるいはデータバスライン４に出力するようになっている。ＴＦＴ基板２の素子形成面と反対側の基板面には偏光板２２が配置され、偏光板２２のＴＦＴ基板２と反対側の面にはバックライトユニット２４が取り付けられている。ＣＦ基板８のＣＦ形成面と反対側の面には、偏光板２２とクロスニコルに配置された偏光板２６が貼り付けられている。
【００２１】
図３は、本実施例による液晶表示装置用基板のドレイン駆動回路１８が接続される一端部の構成を示している。また、図４は、当該一端部を含む等価回路を示している。図３及び図４に示すように、複数のデータバスライン４ａ〜４ｉの端部には、端子部６ａ〜６ｉがそれぞれ形成されている。また、データバスライン４ｂ、４ｉには、各画素電極に所定の電圧を印加するための電圧印加用パッド３２ｂ、３２ｉが電気的に接続されている。電圧印加用パッド３２は、所定本数のデータバスライン４毎に１つずつ設けられている。
【００２２】
表示領域４０には、画素毎にＴＦＴ１２が形成されている。各画素では、画素電極及び共通電極（共に図示せず）と両電極間の液晶層とで液晶容量Ｃｌｃが形成されている。また、蓄積容量バスライン１４及び中間電極（図示せず）との間で、画素電極及び共通電極間の電位差を保持するための補助容量Ｃｓが液晶容量Ｃｌｃに並列に形成されている。
【００２３】
データバスライン４ａ〜４ｉの端子部６ａ〜６ｉの近傍には、各データバスライン４ａ〜４ｉと絶縁膜を介してほぼ直交するように、第１のポリマー化用共通電極配線３８が形成されている。ポリマー化用共通電極配線３８は、ゲートバスライン１０と同一の形成材料で、ゲートバスライン１０の形成と同時に形成されている。ポリマー化用共通電極配線３８の端部には、電圧印加用パッド３４が形成されている。データバスライン４ａ〜４ｉとポリマー化用共通電極配線３８との交差位置近傍であって、隣接するデータバスライン４ａ〜４ｉ間には、ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈが形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈの各形成層は、各画素領域に形成されたＴＦＴ１２の各形成層と同一の形成材料で、ＴＦＴ１２の各形成層の形成と同時に形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈのソース電極及びドレイン電極は、それぞれ隣接するデータバスライン４ａ〜４ｉに電気的に接続されている。また、ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｈのゲート電極は、ポリマー化用共通電極配線３８に電気的に接続されている。
【００２４】
電圧印加用パッド３４を介してポリマー化用共通電極配線３８に印加する直流（ＤＣ）電圧をＶｇｃとし、電圧印加用パッド３２ｂを用いてデータバスライン４ｂに印加する電圧をＶｄとする。電圧Ｖｄは、データバスライン４ｂの両側に配置されたポリマー化用ＴＦＴ３６ａ、３６ｂのドレイン電極に印加されることになる。電圧Ｖｇｃが電圧Ｖｄより大きければ（Ｖｇｃ＞Ｖｄ）、ポリマー化用ＴＦＴ３６ａ、３６ｂはオン状態になる。これにより、データバスライン４ｂに隣接するデータバスライン４ａ、４ｃに電圧Ｖｄが印加されるようになる。
【００２５】
同様に、電圧印加用パッド３２ｉを介してデータバスライン４ｉに電圧Ｖｄを印加しても、隣接するポリマー化用ＴＦＴ３６ｈ、３６ｉ（図３ではポリマー化用ＴＦＴ３６ｉは図示していない）のドレイン電極に電圧Ｖｄが印加されることになる。電圧Ｖｇｃが電圧Ｖｄより大きければ（Ｖｇｃ＞Ｖｄ）、ポリマー化用ＴＦＴ３６ｈ、３６ｉはオン状態になる。これにより、データバスライン４ｉに隣接するデータバスライン４ｈ、４ｊ（図３ではデータバスライン４ｊは図示していない）に電圧Ｖｄが印加されるようになる。このように、電圧印加用パッド３２ｂ、３２ｉから印加された電圧Ｖｄは、隣接するデータバスライン４ａ〜４ｊに順次伝播する。
【００２６】
このとき、各データバスライン４ａ〜４ｊは、オン状態のポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｉの抵抗Ｒ（例えば１×１０７Ω以下）を介して直列に接続されることになるため、電圧Ｖｄの伝播速度はポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｉの書き込み特性τにより決まる。所定時間経過後、ＴＦＴ基板２上の全てのデータバスライン４には、同一の電圧Ｖｄが印加されるようになる。このため、各ゲートバスライン１０に電圧Ｖｄより大きい電圧Ｖｇｐ（Ｖｇｐ＞Ｖｄ）を印加して各画素のＴＦＴ１２をオン状態にすることにより、画素電極３０に電圧Ｖｄが印加される。
【００２７】
図示を省略しているが、ゲートバスライン１０をデータバスライン４ａ〜４ｊと同様の構成にしてもよい。すなわち、ゲートバスライン１０の端子部の近傍には、ゲートバスライン１０と絶縁膜を介してほぼ直交するように、第１のポリマー化用共通電極配線が形成される。第１のポリマー化用共通電極配線は、データバスライン４と同一の形成材料で、データバスライン４の形成と同時に形成される。ゲートバスライン１０と第１のポリマー化用共通電極配線との交差位置近傍であって、隣接するゲートバスライン１０間には、ポリマー化用ＴＦＴが形成される。ポリマー化用ＴＦＴの各形成層は、各画素領域に形成されたＴＦＴ１２の各形成層と同一の形成材料で、ＴＦＴ１２の各形成層の形成と同時に形成される。ポリマー化用ＴＦＴのソース電極及びドレイン電極は、それぞれ隣接するゲートバスライン１０に電気的に接続される。また、ポリマー化用ＴＦＴのゲート電極は、第１のポリマー化用共通電極配線に電気的に接続される。
【００２８】
この場合、ポリマー化用ＴＦＴをオン状態にするために、第１のポリマー化用共通電極配線には、ゲートバスライン１０に印加される電圧Ｖｇｐよりもさらに大きい電圧Ｖｇｃ’（Ｖｇｃ’＞Ｖｇｐ＞Ｖｄ）を印加する必要がある。
【００２９】
ＣＦ基板８上から引き回される配線を介して共通電極に電気的に接続されている電圧印加用パッド（図示せず）には、コモン電圧Ｖｃが印加される。したがって、液晶層には、電圧Ｖｃと電圧Ｖｄとの差の絶対値の電圧（｜Ｖｃ−Ｖｄ｜）が印加されることになる。電圧が印加された状態で液晶層にＵＶを照射することにより、液晶層中のモノマーが重合してポリマー化し、液晶分子に所定のプレチルト角を付与するポリマーネットワークが形成される。プレチルトの方向を複数定めることにより、マルチドメイン化が可能になる。
【００３０】
ポリマーネットワーク形成に必要なモノマーとして、例えば大日本インキ社製の液晶性アクリレートモノマー（ＵＣＬ−００１）が用いられる。液晶層には、０．３〜３ｗｔ％のモノマーを添加する。この状態で液晶層に３〜７ＶのＤＣ電圧を印加しつつ、波長３００〜４００ｎｍのＵＶ光を１０００〜３０００ｍＪの照射エネルギーで照射することにより、モノマーは重合してポリマー化し、所定のプレチルト角を有する液晶分子が形成される。このプレチルト角は添加するモノマー量、モノマーに添加する光重合開始剤量、ＵＶ照射量、及び印加電圧等に依存する。
【００３１】
製品完成後には、実際に駆動させる際にデータバスライン４に印加される階調電圧Ｖｄ１よりも小さい電圧Ｖｇｃ１（Ｖｇｃ１＜Ｖｄ１）が、常にポリマー化用共通電極配線３８に印加されるようにする。これにより、ポリマー化用ＴＦＴ３６が常にオフ状態となり抵抗値が上昇するため、各データバスライン４は電気的に分離される。また、ゲートバスライン１０側にデータバスライン４と同様のポリマー化用ＴＦＴ及び第１のポリマー化用共通電極配線を形成した際には、実際に駆動させる際にゲートバスライン１０に印加されるゲート電圧Ｖｇｐ１よりも小さい電圧Ｖｇｃ１’（Ｖｇｃ１’＜Ｖｇｐ１）となる電圧が、第１のポリマー化用共通電極配線に常に印加されるようにする。これにより、ポリマー化用ＴＦＴが常にオフ状態となり抵抗値が上昇するため、各ゲートバスライン１０は電気的に分離される。
【００３２】
本実施例では、所定本数のデータバスライン４（ゲートバスライン１０）毎に１つの電圧印加用パッド３２が設けられている。このため、プロービングピンを各電圧印加用パッド３２に接触させるのが容易になる。また、各バスライン４、１０に印加される電圧よりも小さい電圧をポリマー化用共通電極配線３８に常に印加することにより、各バスライン４、１０はそれぞれ電気的に分離される。したがって、レーザ照射による配線の切断や２次スクライブ等の工程が不要になるため、製造コストが増加するのを抑制できる。
【００３３】
（実施例１−２）
次に、実施例１−２による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図５及び図６を用いて説明する。図５は、本実施例による液晶表示装置用基板の一端部の構成を示している。また、図６は、当該一端部を含む等価回路を示している。なお、図３及び図４に示す実施例１−１と同一の機能作用を有する構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３４】
図５及び図６に示すように、データバスライン４ａ〜４ｆの端子部６ａ〜６ｆの近傍には、ポリマー化用共通電極配線３８にほぼ平行に、第２のポリマー化用共通電極配線３９が形成されている。ポリマー化用共通電極配線３９は、ゲートバスライン１０と同一の形成材料で、ゲートバスライン１０の形成と同時に形成されている。ポリマー化用共通電極配線３９の端部には、電圧印加用パッド３５が形成されている。データバスライン４ａ〜４ｆとポリマー化用共通電極配線３８との交差位置近傍には、ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆが形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆの各形成層は、各画素領域に形成されたＴＦＴ１２の各形成層と同一の形成材料で、ＴＦＴ１２の各形成層の形成と同時に形成されている。ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆのドレイン電極は、不図示の絶縁膜を開口して形成された接続部４１を介してポリマー化用共通電極配線３９に電気的に接続されている。ポリマー化用ＴＦＴ３７ａのソース電極は、データバスライン４ａに電気的に接続されている。同様に、ポリマー化用ＴＦＴ３７ｂ〜３７ｆのソース電極は、データバスライン４ｂ〜４ｆにそれぞれ電気的に接続されている。
【００３５】
電圧印加用パッド３４を用いてポリマー化用共通電極配線３８に印加する電圧をＶｇｃとし、電圧印加用パッド３５を用いてポリマー化用共通電極配線３９に印加する電圧をＶｄとする。電圧Ｖｄは、各ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆのドレイン電極に印加される。電圧Ｖｇｃが電圧Ｖｄより大きければ（Ｖｇｃ＞Ｖｄ）、ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆはオン状態になる。これにより、ポリマー化用ＴＦＴ３７ａ〜３７ｆのソース電極に電気的に接続されたデータバスライン４ａ〜４ｆに電圧Ｖｄが印加されるようになる。
【００３６】
このとき、各データバスライン４ａ〜４ｆは、オン状態のポリマー化用ＴＦＴ３６ａ〜３６ｆの抵抗ｒ（例えば１×１０7Ω以下）を介して並列に接続されることになる。このため、実施例１−１と比較して短時間でデータバスライン４ａ〜４ｆに電圧Ｖｄを印加することができる。この後、各ゲートバスライン１０に電圧Ｖｄより大きい電圧Ｖｇｐ（Ｖｇｐ＞Ｖｄ）を印加して各画素のＴＦＴ１２をオン状態にすることにより、画素電極３０に電圧Ｖｄが印加される。本実施例によっても、実施例１−１と同様の効果を奏することができる。
【００３７】
以上説明したように、本実施の形態によれば、製造コストを低減でき、良好な表示品質が得られる。
【００３８】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図７乃至図１７を用いて説明する。図７は、本実施の形態の前提となる従来のＴＦＴ基板２のＴＦＴ１２近傍の構成を示している。図７に示すように、ＴＦＴ１２は、図中左右方向に延びるゲートバスライン１０と、不図示の絶縁膜を介してゲートバスライン１０にほぼ直交して図中上下方向に延びるデータバスライン４との交差位置近傍に形成されている。ＴＦＴ１２のドレイン電極４２は、データバスライン４から引き出されている。ドレイン電極４２の端部は、ゲートバスライン１０上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等で形成された動作半導体層５６の一端辺側に配置されている。
【００３９】
一方、ソース電極４４は、その端部が動作半導体層５６上の他端辺側に配置されるように形成されている。このような構成において動作半導体層５６直下のゲートバスライン１０が当該ＴＦＴ１２のゲート電極として機能するようになっている。また、ソース電極４４は、コンタクトホール４６を介して画素電極３０に接続されている。
【００４０】
図８は、図７のＡ−Ａ線で切断したＴＦＴ基板２の製造工程を示す工程断面図である。まず、図８（ａ）に示すガラス基板４８上に、例えば膜厚２００ｎｍのＡｌＮｄ、膜厚９０ｎｍのＭｏＮ及び膜厚１０ｎｍのＭｏをスパッタ法等により連続成膜し、図８（ｂ）に示すように金属層５０を形成する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、レジストパターン（図示せず）を形成する。次に、図８（ｃ）に示すように、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてウェットエッチングを行い、ゲートバスライン１０（ゲート電極）を形成する。次に、ＣＶＤ法等により、例えば膜厚３５０ｎｍのシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）、膜厚２００ｎｍのａ−Ｓｉ及び膜厚３０ｎｍのｎ+ａ−Ｓｉを連続成膜し、絶縁膜（ゲート絶縁膜）５２、ａ−Ｓｉ層５４及びｎ+ａ−Ｓｉ層（図示せず）を形成する。
【００４１】
次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてｎ+ａ−Ｓｉ層及びａ−Ｓｉ層５４をエッチングし、図８（ｄ）に示すような動作半導体層５６を形成する。続いて、レジストパターンを剥離除去し、表面の自然酸化膜を除去するために希フッ酸で３０秒程度エッチングする。
【００４２】
次に、図８（ｅ）に示すように、例えば膜厚５０ｎｍのＭｏＮ、膜厚２００ｎｍのＡｌ、膜厚７０ｎｍのＭｏＮ及び膜厚１０ｎｍのＭｏをスパッタ法等により連続成膜し、金属層５８を形成する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてウェットエッチングを行う。このエッチングにより、レジストパターンが上層に形成されていない金属層５８をエッチング除去し、図８（ｆ）に示すようなドレイン電極４２及びソース電極４４を形成する。続いて、チャネル領域上のｎ+ａ−Ｓｉ層を除去するためにドライエッチングを行う。このとき、チャネル領域上のｎ+ａ−Ｓｉ層を残渣なくエッチング除去するために、動作半導体層５６のチャネル領域上面までエッチング除去される。
【００４３】
次に、図８（ｇ）に示すように、例えば膜厚３３０ｎｍのＳｉＮをＣＶＤ法等により成膜し、保護膜６０を形成する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてドライエッチングを行い、コンタクトホール６２を形成する。
【００４４】
次に、図８（ｈ）に示すように、例えば膜厚７０ｎｍのＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎ Ｏｘｉｄｅ）をスパッタ法等により成膜する。次に、全面にレジストを塗布してからフォトマスクを用いてパターニングし、不図示のレジストパターンを形成する。次に、当該レジストパターンをエッチングマスクとして用いてウェットエッチングを行い、画素電極３０を形成する。以上の工程により、ＴＦＴ基板２が完成する。
【００４５】
この後、ＴＦＴ基板２を対向する基板と貼り合わせ、両基板間に液晶を注入する。液晶の注入方法には、ディップ注入法とインジェクション注入法の２つの方法がある。まず、ディップ注入法を用いた液晶注入工程について説明する。ＴＦＴ基板２あるいは所定の手順で作製されたＣＦ基板のいずれか一方の基板の周囲に、一部が液晶注入口として開口するようにシール材を塗布して両基板を貼り合せ、貼り合わせ基板を作製する。図９は、貼り合わせ基板の構成を示している。図９に示すように、ＴＦＴ基板２とＣＦ基板６４は、周囲に塗布されたシール材６６を介して貼り合わされている。また、一端辺に液晶注入口６８が形成されている。なお、液晶注入口６８は、他の端辺（角部も含む）に形成されていてもよい。
【００４６】
次に、貼り合わせ基板と液晶を満たした液晶皿とを真空装置の中に入れる。真空装置内を真空状態にした後、貼り合わせ基板の液晶注入口６８を液晶に浸す。次に、真空装置内に窒素等の不活性ガスを注入し、真空装置内の気圧を上げていく。貼り合わせ基板内は真空状態であるため、貼り合わせ基板外との間で気圧差が生じる。この気圧差と毛細管現象とを利用して液晶を貼り合わせ基板内に引き込む。この際、真空装置内を例えば７０℃程度に加熱すると、液晶の粘度が低下して注入速度を上げることができる。液晶注入の終了後、液晶注入口６８に封止材を塗布して加熱又はＵＶ照射により封止材を硬化させ、液晶が漏れ出さないようにする。以上の手順でディップ注入法を用いた液晶注入工程が終了する。
【００４７】
次に、インジェクション注入法を用いた液晶注入工程について説明する。まず、ＴＦＴ基板２又はＣＦ基板６４のいずれか一方の基板の周囲に、２つの切れ目が形成されるようにシール材６６を塗布し、両基板２、６４を貼り合わせる。一方の切れ目は貼り合わせ基板内の空気を吸い出すための空気吸出し口として用い、他方の切れ目は液晶注入口６８として用いる。次に、空気吸出し口及び液晶注入口６８にノズルを取り付け、空気吸出し口から貼り合わせ基板内の空気を吸い出して貼り合わせ基板内の気圧を下げるとともに、液晶注入口６８から液晶を注入する。液晶注入の終了後、空気吸出し口及び液晶注入口６８に封止材を塗布して加熱又はＵＶ照射により封止材を硬化させ、液晶が漏れ出さないようにする。以上の手順でインジェクション注入法を用いた液晶注入工程が終了する。
【００４８】
近年、液晶表示装置は、パーソナルコンピュータや携帯端末等の表示装置として広く用いられており、需要が増加している。そのような中で、市場からは低価格で、なおかつ高精細で高画質の液晶表示装置が求められる傾向にある。高精細で高画質の液晶表示装置として、負の誘電率異方性を有する液晶を垂直配向させ、線状突起やスリット等の配向規制用構造物を設けたＭＶＡモードの液晶表示装置が挙げられる。しかしながら、上記の２つの液晶注入方法を用いて製造したＭＶＡモードの液晶表示装置は、中間調を表示した際に暗くなる黒むらが表示領域の端部に発生する場合があり、製造歩留まりが低下してしまうという問題が生じている。
【００４９】
図１０は、従来のＭＶＡモードの液晶表示装置の表示領域端部に黒むらが発生している状態を示している。図１０に示すように、表示領域７０の液晶注入口６８が形成された端辺に対向する端辺に２つの黒むら発生領域７２が形成されている。
【００５０】
本実施の形態の目的は、良好な表示品質が得られ、製造歩留まりの高い液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を提供することにある。
【００５１】
まず、本実施の形態の原理について説明する。図１１乃至図１３は、貼り合わせ基板内にディップ注入により液晶を注入する際の状態を示している。貼り合わせ基板内に液晶注入を始めると、図１１に示すように、液晶注入口６８から貼り合わせ基板内に向かって液晶７４が広がっていく。この後、図１２に示すように、液晶注入口６８が形成された端辺に隣接する端辺まで液晶７４の注入が進行する。
【００５２】
液晶７４を注入する際には、液晶７４を引き込むために貼り合わせ基板内は貼り合わせ基板外よりも気圧が低くなっている。このため、両基板２、６４には内側に凹むような反りが発生し、表示領域７０でのセル厚は薄くなる。一方、表示領域７０端部の額縁領域７６では、シール材６６によりセル厚が保たれるため、液晶注入時のセル厚が表示領域７０に比べて厚くなる。その結果、額縁領域７６での液晶７４の注入速度は、表示領域７０の液晶７４の注入速度より高くなる。したがって、図１３に示すように、額縁領域７６の方が表示領域７０より先行して液晶７４が注入され、図１０に示す２つの黒むら発生領域７２に液晶７４が最後に注入されるようになる。
【００５３】
黒むらの発生要因は、配向膜を印刷する際に発生するカス等の不純物が液晶７４に混入することによって生じる、画素内での階調電圧の保持率の低下であると考えられる。不純物は、最後に液晶７４が注入される領域（黒むら発生領域７２）に集まりやすい。額縁領域７６のセル厚が薄い構造の貼り合わせ基板では、黒むらの程度を抑制できることが分かっている。これは、額縁領域７６のセル厚が薄くなったことにより、額縁領域７６での液晶７４の注入速度が低くなり、表示領域７０での液晶７４の注入速度とほぼ同一になるためと思われる。このことは、貼り合わせ基板内に液晶７４の注入速度が高い領域があると特定の領域に不純物が集中してしまい、黒むらを発生させる要因となることを表している。液晶７４の注入速度が貼り合わせ基板内でほぼ一定であれば、不純物は分散されて特定の領域に集まりにくい。
【００５４】
また黒むらは、貼り合わせ基板を所定温度に加熱して液晶７４を循環させることによって解消されることがある。しかし、貼り合わせ基板を加熱すると、製造工程が増加してしまう。
【００５５】
本実施の形態では、液晶７４の注入速度を低減させる注入速度低減用構造物を額縁領域７６に設けることにより、額縁領域７６のセル厚を擬似的に薄くしている。それによって、額縁領域７６での液晶７４の注入速度を低下させて、画素領域７０の液晶７４の注入速度とほぼ同一にしている。こうすることにより、不純物が特定の領域に集中するのを防ぐことができ、黒むらの発生を抑制することができる。
【００５６】
以下、本実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について、実施例２−１乃至２−４を用いてより具体的に説明する。
【００５７】
（実施例２−１）
まず、実施例２−１による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１４を用いて説明する。図１４（ａ）は、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。なお、図示していないが図中下方の端辺には液晶注入口６８が形成されている。図１４（ｂ）は、図１４（ａ）のＢ−Ｂ線で切断した液晶表示装置の概略断面図である。
【００５８】
図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、ＴＦＴ基板２は、ガラス基板４８上に形成された画素電極３０を画素毎に有している。一方ＣＦ基板６４は、ガラス基板４９上の表示領域７０に形成されたＣＦ樹脂層Ｇを有している。またＣＦ基板６４は、額縁領域７６に形成されたＢＭ８２を有している。ＣＦ樹脂層Ｇ及びＢＭ８２上には、共通電極７８が形成されている。ＴＦＴ基板２とＣＦ基板６４はシール材６６を介して貼り合わされている。
【００５９】
共通電極７８上の額縁領域７６には、複数の注入速度低減用構造物８０が形成されている。注入速度低減用構造物８０は、液晶注入口６８が形成された端辺に隣接する端辺近傍の額縁領域７６に形成されている。注入速度低減用構造物８０は、基板面に垂直方向に見て、液晶注入口６８が形成された端辺にほぼ平行方向に延伸した長方形状である。注入速度低減用構造物８０は、例えばレジストやアクリル樹脂等で形成されている。ＣＦ基板６４上に配向規制用の線状突起や、セルギャップを保持する柱状スペーサ等が形成されていれば、これらと同一の形成材料で同時に注入速度低減用構造物８０を形成することにより、製造工程の増加を抑制できる。
【００６０】
注入速度低減用構造物８０は、シール材６６との間の間隙ができるだけ小さくなるように形成される。注入速度低減用構造物８０は、シール材６６と重なって形成されてもよい。注入速度低減用構造物８０の長さや幅、高さ、配置間隔等は、表示領域７０内での液晶７４の注入速度等に基づいて決定される。配向規制用の構造物や柱状スペーサの有無等により表示領域７０内での液晶７４の注入速度は異なるため、種々の条件に適合した注入速度低減用構造物８０を形成する必要がある。
【００６１】
本実施例によれば、液晶７４の注入速度を表示領域７０と額縁領域７６とでほぼ同一にできるため、黒むらの発生を抑制することができる。
【００６２】
（実施例２−２）
次に、本実施の形態の実施例２−２による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、図１４（ａ）に対応しており、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＣ−Ｃ線で切断した液晶表示装置の断面図である。図１５（ｃ）は、図１５（ａ）のＤ−Ｄ線で切断した液晶表示装置の断面図である。
【００６３】
図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＴＦＴ基板２上には、注入速度低減用構造物８６が形成されている。注入速度低減用構造物８６は、例えばＴＦＴ基板２の表示領域７０に形成されている配向規制用の線状突起と同一の形成材料で同時に形成されている。ＴＦＴ基板２上に形成された注入速度低減用構造物８６と、ＣＦ基板６４上に形成された注入速度低減用構造物８０とは、基板面に垂直方向に見て、交互に配列されるようになっている。本実施例によっても、実施例２−１と同様の効果を奏することができる。
【００６４】
（実施例２−３）
次に、本実施の形態の実施例２−３による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１６を用いて説明する。図１６（ａ）は、図１４（ａ）に対応しており、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＥ−Ｅ線で切断した液晶表示装置の断面図である。
【００６５】
図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、ＣＦ基板６４上には、注入速度低減用構造物８８が形成されている。注入速度低減用構造物８８は、ＣＦ基板６４の表示領域７０に形成されるＣＦ樹脂層Ｂ、Ｒと共通電極７８とが積層されて形成されている。なお、本例では注入速度低減用構造物８８をＣＦ樹脂層の積層により形成しているが、単層のＣＦ樹脂層で形成してもよい。本実施例によっても、実施例２−１と同様の効果を奏することができる。
【００６６】
（実施例２−４）
次に、本実施の形態の実施例２−４による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置について図１７を用いて説明する。図１７（ａ）は、図１４（ａ）に対応しており、本実施例による液晶表示装置の表示領域７０端部近傍の構成を示している。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）のＦ−Ｆ線で切断した液晶表示装置の断面図である。図１７（ｃ）は、図１７（ａ）のＧ−Ｇ線で切断した液晶表示装置の断面図である。
【００６７】
図１７（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＣＦ基板６４上には注入速度低減用構造物８８が形成され、ＴＦＴ基板２上には注入速度低減用構造物８６が形成されている。注入速度低減用構造物８６と注入速度低減用構造物８８とは、基板面に垂直方向に見て、交互に配列されるようになっている。本実施例によっても、実施例２−１と同様の効果を奏することができる。
【００６８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、良好な表示品質が得られ、製造歩留まりを向上できる。
【００６９】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記第１の実施の形態では、ポリマー化用ＴＦＴを用いて、液晶層をＰＳ化する際のみに複数のバスラインを電気的に接続しているが、本発明はこれに限られない。ポリマー化用ＴＦＴに代えてダイオード等の非線形素子を用いるようにしてもよい。
【００７０】
以上説明した第１の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記１）
対向して配置される対向基板とともに、液晶にモノマーを混合した液晶組成物を挟持する基板と、
前記基板上に絶縁膜を介して互いに交差して形成された複数のバスラインと、
前記複数のバスラインで画定された画素領域毎に形成された画素電極と、
前記複数のバスラインの交差位置近傍に形成された薄膜トランジスタと、
前記モノマーを重合してポリマー化する際に前記画素電極に電圧を印加するために形成された複数のポリマー化用薄膜トランジスタと、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第１のポリマー化用共通電極配線と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７１】
（付記２）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数のバスラインは、前記ポリマー化用薄膜トランジスタを介して互いに接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７２】
（付記３）
付記１記載の液晶表示装置用基板において、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された第２のポリマー化用共通電極配線をさらに有し、
前記複数のバスラインは、隣接する前記ポリマー化用薄膜トランジスタのソース電極に電気的に接続されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７３】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板において、
前記ポリマー化用薄膜トランジスタの各形成層は、前記薄膜トランジスタの各形成層と同一の形成材料で形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７４】
以上説明した第２の実施の形態による液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置は、以下のようにまとめられる。
（付記５）
周囲に塗布されるシール材を介して対向基板と貼り合わされ、端辺に形成される液晶注入口から前記対向基板との間に液晶が注入される基板と、
前記基板の表示領域端部に形成された額縁領域と、
前記液晶が注入される際に、前記額縁領域での前記液晶の注入速度を低減させるために前記額縁領域に形成された注入速度低減用構造物と
を有することを特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７５】
（付記６）
付記５記載の液晶表示装置用基板において、
前記注入速度低減用構造物は、前記端辺にほぼ平行方向に延伸して複数形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７６】
（付記７）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記注入速度低減用構造物は、レジスト又はアクリル樹脂を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７７】
（付記８）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記液晶を配向規制する突起をさらに有し、
前記注入速度低減用構造物は、前記突起と同一の形成材料を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７８】
（付記９）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
セルギャップを保持するための柱状スペーサをさらに有し、
前記注入速度低減用構造物は、前記柱状スペーサと同一の形成材料を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００７９】
（付記１０）
付記５又は６に記載の液晶表示装置用基板において、
前記基板上の画素領域毎に形成されたカラーフィルタ樹脂層をさらに有し、
前記注入速度低減用構造物は、前記カラーフィルタ樹脂層を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００８０】
（付記１１）
付記１０記載の液晶表示装置用基板において、
前記注入速度低減用構造物は、少なくとも２層の前記カラーフィルタ樹脂層の積層を含んで形成されていること
を特徴とする液晶表示装置用基板。
【００８１】
（付記１２）
対向して配置される２枚の基板と、前記２枚の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置において、
前記２枚の基板に、付記５乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板が用いられ、
前記注入速度低減用構造物は、基板面に垂直方向に見て、前記２枚の基板のうち一方の基板と他方の基板とに交互に配列されて形成されていること
を特徴とする液晶表示装置。
【００８２】
（付記１３）
対向して配置される２枚の基板と、前記２枚の基板間に封入された液晶とを有する液晶表示装置において、
前記２枚の基板の少なくとも一方に、付記１乃至１１のいずれか１項に記載の液晶表示装置用基板が用いられていること
を特徴とする液晶表示装置。
【００８３】
（付記１４）
付記１２又は１３に記載の液晶表示装置において、
前記液晶は、負の誘電率異方性を有していること
を特徴とする液晶表示装置。
【００８４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明によれば、製造コストを低減でき、良好な表示品質が得られる液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置用基板の構成を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置用基板の一端部の構成を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の実施例１−１による液晶表示装置用基板の一端部を含む等価回路を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２による液晶表示装置用基板の一端部の構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態の実施例１−２による液晶表示装置用基板の一端部を含む等価回路を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来のＴＦＴ基板のＴＦＴの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来のＴＦＴ基板の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置に黒むらが発生している状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態の前提となる従来の液晶表示装置の液晶注入工程を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態の実施例２−１による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態の実施例２−２による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態の実施例２−３による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態の実施例２−４による液晶表示装置の構成を示す図である。
【図１８】モノマーが重合してポリマー化した液晶層の状態を示す概念図である。
【図１９】プロービングにより各バスラインに電圧を印加する際の状態を示す図である。
【図２０】電圧印加に用いられる周辺接続線の構成を示す図である。
【符号の説明】
２ ＴＦＴ基板
４ データバスライン
６ 端子部
８ ＣＦ基板
１０ ゲートバスライン
１２ ＴＦＴ
１４ 蓄積容量バスライン
１６ ゲート駆動回路
１８ ドレイン駆動回路
２０ 制御回路
２２、２６ 偏光板
２４ バックライトユニット
３０ 画素電極
３２、３４、３５ 電圧印加用パッド
３６、３７ ポリマー化用ＴＦＴ
３８ 第１のポリマー化用共通電極配線
３９ 第２のポリマー化用共通電極配線
４０ 表示領域
４２ ドレイン電極
４４ ソース電極
４６ コンタクトホール
４８、４９ ガラス基板
５０、５８ 金属層
５２ 絶縁膜
５４ ａ−Ｓｉ層
５６ 動作半導体層
６０ 保護膜
６２ コンタクトホール
６４ ＣＦ基板
６６ シール材
６８ 液晶注入口
７０ 表示領域
７２ 黒むら発生領域
７４ 液晶
７６ 額縁領域
７８ 共通電極
８０、８６、８８ 注入速度低減用構造物
８２ ＢＭ
Claims (3)
- 絶縁膜を介して互いに交差する複数のバスラインを一方の基板上に形成し、
前記複数のバスラインで画定される画素領域毎に画素電極を形成し、
前記複数のバスラインの交差位置近傍に薄膜トランジスタを形成し、
隣り合う２本の前記バスラインの一方に電気的に接続されたソース電極と、前記バスラインの他方に電気的に接続されたドレイン電極とを備え、液晶に混合されたモノマーを重合してポリマー化する際に前記画素電極に電圧を印加するための複数のポリマー化用薄膜トランジスタを表示領域外に形成し、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続されたポリマー化用共通電極配線を前記表示領域外に形成し、
前記一方の基板と他方の基板との間に、前記モノマーを前記液晶に混合した液晶組成物を封止し、
前記ポリマー化用共通電極配線に電圧Ｖｇｃを印加するとともに前記複数のバスラインの少なくとも１本に電圧Ｖｄを印加して、前記液晶組成物に所定電圧を印加し、
前記液晶組成物に前記所定電圧を印加しながら、前記モノマーを重合してポリマー化すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 絶縁膜を介して互いに交差する複数のバスラインを一方の基板上に形成し、
前記複数のバスラインで画定される画素領域毎に画素電極を形成し、
前記複数のバスラインの交差位置近傍に薄膜トランジスタを形成し、
前記複数のバスラインにそれぞれ電気的に接続されたソース電極を備え、液晶に混合されたモノマーを重合してポリマー化する際に前記画素電極に電圧を印加するための複数のポリマー化用薄膜トランジスタを表示領域外に形成し、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続された第１のポリマー化用共通電極配線を前記表示領域外に形成し、
前記複数のポリマー化用薄膜トランジスタのドレイン電極に電気的に接続された第２のポリマー化用共通電極配線を前記表示領域外に形成し、
前記一方の基板と他方の基板との間に、前記モノマーを前記液晶に混合した液晶組成物を封止し、
前記第１のポリマー化用共通電極配線に電圧Ｖｇｃを印加するとともに前記第２のポリマー化用共通電極配線に電圧Ｖｄを印加して、前記液晶組成物に所定電圧を印加し、
前記液晶組成物に前記所定電圧を印加しながら、前記モノマーを重合してポリマー化すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。 - 請求項１又は２に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記電圧Ｖｇｃ及びＶｄは、Ｖｇｃ＞Ｖｄの関係を満たすこと
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
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