JP4946179B2 - Electro-optical device and electronic apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、横電界による液晶の配向乱れを低減できる液晶装置等の電気光学装
置、及びその製造方法、並びにこのような電気光学装置を備える電子機器の技術分野に関
する。
The present invention relates to, for example, an electro-optical device such as a liquid crystal device capable of reducing liquid crystal alignment disturbance due to a lateral electric field, a manufacturing method thereof, and a technical field of an electronic apparatus including such an electro-optical device.
この種の電気光学装置の一例である液晶装置では、液晶を保持する一対の基板の夫々に
設けられた画素電極及び対向電極間に所定の電圧を印加することによってこれら電極間に
介在する液晶分子の配向性を制御し、画像が表示される。したがって、相対向する基板の
間隔が画面内で均一でない場合には対向する電極間にかかる電界強度が画面内で相違し、
画質上大きな問題となる。
In a liquid crystal device which is an example of this type of electro-optical device, liquid crystal molecules interposed between these electrodes by applying a predetermined voltage between a pixel electrode and a counter electrode provided on each of a pair of substrates holding liquid crystal The orientation is controlled and an image is displayed. Therefore, when the distance between the opposing substrates is not uniform within the screen, the electric field strength applied between the opposing electrodes is different within the screen,
This is a big problem in image quality.
加えて、液晶分子の配向を制御するポリイミド(PI)等の配向膜に膜厚ムラやラビン
グムラが発生した場合には、液晶の配向異常を引き起し、液晶表示装置で得られる画像品
位が極端に劣化するという問題点がある。
In addition, when unevenness in film thickness or rubbing occurs in an alignment film such as polyimide (PI) that controls the alignment of liquid crystal molecules, abnormal alignment of the liquid crystal is caused, and the image quality obtained by the liquid crystal display device is extremely high. There is a problem of deterioration.
これらの問題点を解決するために特許文献1は、2画素に一つの割合で市松模様に配置
された柱状のスペーサを設けることによって、相対向する基板間の間隔を画面内で一定に
保ちつつ、且つ配向膜にラビングムラが生じないように配向膜の凹凸を低減する技術を開
示している。
In order to solve these problems,
また、この種の電気光学装置では一般に、直流電圧印加による液晶等の電気光学物質の
劣化防止、表示画像におけるクロストークやフリッカの防止などのために、各画素電極に
印加される電圧極性を所定規則で反転させる反転駆動方式が採用されている。このような
反転駆動方式として、例えば一のフレーム又はフィールドの画像信号に対応する表示を行
う間は、奇数行に配列された画素電極を対向電極の電位を基準として正極性の電位で駆動
すると共に偶数行に配列された画素電極を対向電極の電位を基準として負極性の電位で駆
動し、これに続く次のフレーム又はフィールドの画像信号に対応する表示を行う間は、逆
に偶数行に配列された画素電極を正極性の電位で駆動すると共に奇数行に配列された画素
電極を負極性の電位で駆動する(即ち、同一行の画素電極を同一極性の電位により駆動し
つつ、係る電位極性を行毎にフレーム又はフィールド周期で反転させる)1H反転駆動方
式が、制御が比較的容易であり高品位の画像表示を可能ならしめる反転駆動方式として用
いられている。
In addition, in this type of electro-optical device, in general, a voltage polarity applied to each pixel electrode is set in order to prevent deterioration of electro-optical materials such as liquid crystal by applying a DC voltage, and to prevent crosstalk and flicker in a display image. A reversal drive method that reverses by rule is adopted. As such an inversion driving method, for example, while performing display corresponding to an image signal of one frame or field, the pixel electrodes arranged in odd rows are driven with a positive potential with reference to the potential of the counter electrode. During the display corresponding to the image signal of the next frame or field, the pixel electrodes arranged in the even rows are driven with a negative potential with reference to the potential of the counter electrode. The pixel electrodes arranged in an odd row are driven with a negative potential (that is, the pixel electrodes in the same row are driven with a potential of the same polarity while driving the pixel electrodes of the same row with a potential of the same polarity). The 1H inversion driving method is used as an inversion driving method that makes control relatively easy and enables high-quality image display.
この種の電気光学装置を1H反転駆動方式等の駆動方式で駆動した場合、TFTアレイ
基板上で相隣接する画素電極のうち、印加電圧の極性が逆であるもの同士の間では、基板
面に平行方向の電界(所謂、横電界)が生じるという問題がある。ここで横電界は、画素
電極と、これに対向する対向電極との間に形成する縦電界によって動作制御されることが
想定されている電気光学物質に対し、電気光学物質の動作不良を引き起こす。その結果、
電気光学物質が横電界の影響を受ける領域では、光抜け等の変調不良が生じてコントラス
ト比が低下する。
When this type of electro-optical device is driven by a driving method such as the 1H inversion driving method, among the pixel electrodes adjacent to each other on the TFT array substrate, between the electrodes having opposite polarities of the applied voltage, There is a problem that an electric field in a parallel direction (a so-called lateral electric field) is generated. Here, the lateral electric field causes a malfunction of the electro-optic material for an electro-optic material that is assumed to be controlled by a vertical electric field formed between the pixel electrode and the counter electrode facing the pixel electrode. as a result,
In a region where the electro-optic material is affected by a lateral electric field, a modulation defect such as light leakage occurs and the contrast ratio decreases.
しかしながら、特許文献1に開示された技術は、基板間の間隔を一定に維持しつつ、ラ
ビングムラを低減する観点に注目して提案された技術であり、横電界を低減する技術につ
いては記載されていない。加えて、柱状のスペーサが素子基板及び対向基板の夫々に接し
ているため、画素の境界付近では横電界を有効に低減できる程度に配向膜の形状及びラビ
ング状態の詳細な設計がなされているとは言い難い。より具体的には、ラビングムラを提
言するために、配向膜のうち画素電極の境界付近に延びる部分とその周辺に延びる部分が
平坦に連続して延在している場合には、配向膜の下側に形成された画素電極間に生じる電
界のうち基板面に沿った成分、即ち横電界が画素電極の境界付近に存在する液晶分子に作
用し、この液晶分子に対する配向制御が困難なものとなる。
However, the technique disclosed in
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、表示性能を低下
させない程度に配向膜のラビングムラを低減する。加えて、横電界による液晶分子の配向
の乱れを有効に低減し、液晶分子の配向の乱れに起因する光抜け等の画像表示上の不具合
を低減できる電気光学装置及びその製造方法、並びにこのような電気光学装置を具備して
なる電子機器を提供することを課題とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems and the like, and for example, the rubbing unevenness of the alignment film is reduced to such an extent that the display performance is not deteriorated. In addition, it is possible to effectively reduce the disorder of the alignment of the liquid crystal molecules due to the transverse electric field, and to reduce defects in image display such as light leakage due to the disorder of the alignment of the liquid crystal molecules, and a method for manufacturing the same, and the like. It is an object to provide an electronic apparatus including such an electro-optical device.
発明の第1の発明に係る電気光学装置は上記課題を解決するために、素子基板と、前記素子基板と対向するように配置されている対向基板と、を有し、前記素子基板は、データ線と、前記データ線と交差する走査線と、画像表示領域に設けられた第1画素電極、平面視で前記第1画素電極と前記データ線の延設方向で隣り合う第2画素電極、平面視で前記第1画素電極と前記走査線の延設方向で隣り合う第3画素電極、及び平面視で前記第2画素電極と前記走査線の延設方向で隣り合うとともに前記第3画素電極と前記データ線の延設方向で隣り合う第4画素電極を含む複数の画素電極と、前記第1画素電極の前記第4画素電極側のコーナー部に重なるように設けられ、前記1画素電極と前記基板との間の層に設けられた第1凸部と、を有し、第2基板と、共通電極と、前記第4画素電極の前記第1画素電極側のコーナー部と対向する位置に設けられた第2凸部と、を有し、前記第2画素電極の前記第3電極側のコーナー部及び前記第3画素電極の前記第2電極側のコーナー部の前記第1凸部と同層及び前記第2凸部の同層に凸部が形成されていない。
In order to solve the above-described problems, an electro-optical device according to a first aspect of the present invention includes an element substrate and a counter substrate disposed so as to face the element substrate. A first pixel electrode provided in an image display region, a second pixel electrode adjacent to the first pixel electrode in the extending direction of the data line, and a plane the third pixel electrode adjacent in the extending direction of the scanning line and the first pixel electrode in view, and the third pixel electrode with adjacent in the extending direction of the scanning line and the second pixel electrode in a plan view A plurality of pixel electrodes including fourth pixel electrodes adjacent to each other in the extending direction of the data line, and a corner portion of the first pixel electrode on the fourth pixel electrode side; A first protrusion provided in a layer between the substrate and A second substrate, a common electrode, and a second convex portion provided at a position facing the corner portion of the fourth pixel electrode on the first pixel electrode side, and the second pixel electrode of the second pixel electrode. No convex portion is formed in the same layer as the first convex portion and the same layer of the second convex portion in the corner portion on the three electrode side and the corner portion on the second electrode side of the third pixel electrode.
本発明に係る電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の第1又は第2の
発明に係る電気光学装置を備えている。
In order to solve the above problems, an electronic apparatus according to the present invention includes the above-described electro-optical device according to the first or second aspect of the present invention.
本発明に係る電子機器によれば、上述した本発明の第1又は第2の発明に係る電気光学
装置を具備してなるので、高品位の表示が可能な、投射型表示装置、携帯電話、電子手帳
、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワ
ークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現で
きる。また、本発明に係る電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実
現することが可能である。
According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device according to the first or second invention of the present invention described above is provided, a projection display device, a mobile phone, Various electronic devices such as an electronic notebook, a word processor, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a workstation, a videophone, a POS terminal, and a touch panel can be realized. In addition, as an electronic apparatus according to the present invention, for example, an electrophoretic device such as electronic paper can be realized.
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。 Such an operation and other advantages of the present invention will become apparent from the embodiments described below.
以下、図面を参照しながら本実施形態の電気光学装置及びその製造方法、並びにこのよ
うな電気光学装置を具備してなる、本実施形態の電子機器を説明する。本実施形態では、
本発明に係る電気光学装置を液晶装置に適用した例を説明する。
Hereinafter, an electro-optical device according to the present embodiment, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus according to the present embodiment including the electro-optical device will be described with reference to the drawings. In this embodiment,
An example in which the electro-optical device according to the invention is applied to a liquid crystal device will be described.
先ず、本実施形態に係る液晶装置1の主な構成について、図1から図4を参照して説明
する。
First, the main configuration of the
図1は、液晶装置1のうち、表示パネルの等価回路を表している。図2及び図3は、T
FTアレイ基板10上の画素部に係る部分構成を表す平面図である。尚、図2及び図3の
夫々は、後述する積層構造のうち下層部分(図2)と上層部分(図3)に相当する。図4
は、図2及び図3を重ね合わせた場合のA−A´断面図である。尚、図4においては、各
層・各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、該各層・各部材の縮尺比率を
適宜に変えてある。
FIG. 1 shows an equivalent circuit of a display panel in the
2 is a plan view illustrating a partial configuration related to a pixel portion on an
These are AA 'sectional drawings at the time of superposing
(表示パネルの原理的構成)
図1において、表示パネルでは、複数の走査線11a及び複数のデータ線6aが相交差す
るように配列されており、その線間に、走査線11a、及びデータ線6aの夫々によって規
定された画素領域が設けられている。各画素領域には、TFT30、画素電極9a及び蓄
積容量70が設けられている。TFT30は、データ線6aから供給される画像信号S1
、S2、・・・、Snを選択画素に印加するために設けられ、ゲートが走査線11aに接
続され、ソースがデータ線6aに接続され、ドレインが画素電極9aに接続されている。
画素電極9aは、後述の対向電極21との間で液晶容量を形成し、入力される画像信号S
1、S2、・・・、Snを画素領域に印加して一定期間保持するようになっている。蓄積
容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30のドレインに接続され、他
方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量配線400に接続されている。
(Principle configuration of display panel)
In FIG. 1, in the display panel, a plurality of
, S2,..., Sn are applied to the selected pixel, the gate is connected to the
The
1, S2,..., Sn are applied to the pixel region and held for a certain period. One electrode of the
液晶装置1は、例えばTFTアクティブマトリクス駆動方式を採り、図示しない駆動回
路から各走査線11aに走査信号G1、G2、・・・、Gmを線順次に印加すると共に、
それによってTFT30がオン状態となる水平方向の選択画素領域の列に、図示しない駆
動回路からデータ線6aに画像信号S1、S2、・・・、Snを印加するようになってい
る。この際、画像信号S1、S2、・・・、Snを各データ線6aに線順次に供給してゆ
くようにしてもよいし、複数のデータ線6a(例えばグループ毎)に同じタイミングで供
給するものとしてもよい。これにより、画像信号が選択画素領域の画素電極9aに供給さ
れる。表示パネルは、TFTアレイ基板10と対向基板20とが液晶層50を介して対向
配置されているので(図4参照)、以上のようにして区画配列された画素領域毎に液晶層
50に電界を印加することにより、両基板間の透過光量が画素領域毎に制御され、画像が
階調表示される。また、このとき各画素領域に保持された画像信号は、蓄積容量70によ
りリークが防止される。
The
As a result, image signals S1, S2,..., Sn are applied to the
更に、ここでは、画像信号の入力に関しては1H反転駆動方式を採っている。その詳細
については後述する。
Further, here, the 1H inversion driving method is adopted for the input of the image signal. Details thereof will be described later.
(表示パネルの具体的構成)
次に、上述の動作が実現される液晶装置1の具体的な構成について、図2から図4を参
照して説明する。
(Specific configuration of display panel)
Next, a specific configuration of the
図2から図4において、上述の回路要素及び画素電極9aは、TFTアレイ基板10上
に形成されている。TFTアレイ基板10は、例えば、ガラス基板、石英基板、SOI基
板、半導体基板等からなり、例えばガラス基板や石英基板からなる対向基板20と対向配
置されている。回路要素は画素電極9aを駆動するために設けられ、ここでは、TFTア
レイ基板10の直上から画素電極9aの直下までの範囲内に積層された、走査線11aか
ら第4層間絶縁膜44までを指している(図4参照)。また、画素電極9a(図3中、破
線9a´で輪郭が示されている)は縦横に区画配列された画素領域の各々に配置され、そ
の境界にデータ線6a及び走査線11aが格子状に配列するように形成されている(図2
及び図3参照)。
2 to 4, the circuit element and the
And FIG. 3).
各回路要素を構成するパターニングされた導電膜は、下から順に走査線11aを含む第
1層、ゲート電極3aを含む第2層、蓄積容量70の固定電位側容量電極を含む第3層、
データ線6a等を含む第4層、容量配線400等を含む第5層からなる。また、第1層−
第2層間には下地絶縁膜12、第2層−第3層間には第1層間絶縁膜41、第3層−第4
層間には第2層間絶縁膜42、第4層−第5層間には第3層間絶縁膜43、第5層と画素
電極9aの間には第4層間絶縁膜44が夫々設けられ、前述の各要素間が短絡することを
防止している。尚、このうち、第1層から第3層が下層部分として図2に示され、第4層
、第5層及び画素電極9aが上層部分として図3に示されている。
The patterned conductive film constituting each circuit element includes, in order from the bottom, a first layer including the
The fourth layer includes the
The
A second
<第1層の構成−走査線等−>
第1層は、走査線11aで構成される。走査線11aは、図2のX方向に沿って延びる
本線部と、データ線6a或いは容量配線400が延在する図2のY方向に延びる突出部と
からなる形状にパターニングされている。このような走査線11aは、例えば導電性ポリ
シリコンからなり、その他にもTi、Cr、W、Ta、Mo等の高融点金属のうちの少な
くとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサイド又はこれらの積層体
等により形成することができる。
<Structure of first layer-scanning line, etc .->
The first layer is composed of
<第2層の構成−TFT等−>
第2層は、TFT30及び中継電極719で構成されている。TFT30は、例えばL
DD(Lightly Doped Drain)構造とされ、ゲート電極3a、半導体層1a、ゲート電極
3aと半導体層1aを絶縁するゲート絶縁膜を含んだ絶縁膜2を備えている。ゲート電極
3aは、例えば導電性ポリシリコンで形成される。半導体層1aは、例えばポリシリコン
からなり、チャネル領域1a´、低濃度ソース領域1b及び低濃度ドレイン領域1c、並
びに高濃度ソース領域1d及び高濃度ドレイン領域1eからなる。尚、TFT30は、L
DD構造を有することが好ましいが、低濃度ソース領域1b、低濃度ドレイン領域1cに
不純物打ち込みを行わないオフセット構造であってもよいし、ゲート電極3aをマスクと
して不純物を高濃度に打ち込んで高濃度ソース領域及び高濃度ドレイン領域を形成する自
己整合型であってもよい。また、中継電極719は、例えばゲート電極3aと同一膜とし
て形成される。
<Configuration of second layer-TFT, etc.->
The second layer includes the
It has a DD (Lightly Doped Drain) structure and includes a
Although it is preferable to have a DD structure, an offset structure in which impurities are not implanted into the low-
TFT30のゲート電極3aは、下地絶縁膜12に形成されたコンタクトホール12c
vを介して走査線11aに電気的に接続されている。下地絶縁膜12は、例えばシリコン
酸化膜等からなり、第1層と第2層の層間絶縁機能の他、TFTアレイ基板10の全面に
形成されることで、基板表面の研磨による荒れや汚れ等が惹き起こすTFT30の素子特
性の変化を防止する機能を有している。
The
It is electrically connected to the
<第3層の構成−蓄積容量等−>
第3層は、蓄積容量70で構成されている。蓄積容量70は、容量電極300と下部電
極71とが誘電体層を介して対向配置された構成となっている。このうち、容量電極30
0は、容量配線400に電気的に接続されている。下部電極71は、TFT30の高濃度
ドレイン領域1e及び画素電極9aの夫々に電気的に接続されている。
<Configuration of third layer-storage capacity, etc.->
The third layer is composed of a
0 is electrically connected to the
下部電極71と高濃度ドレイン領域1eとは、第1層間絶縁膜41に開孔されたコンタ
クトホール83を介して接続されている。また、下部電極71と画素電極9aとは、コン
タクトホール881、882、804、及び中継電極719、第2中継電極6a2、第3
中継電極402により各層を中継し、コンタクトホール89において電気的に接続されて
いる。
The lower electrode 71 and the high concentration drain region 1e are connected through a
Each layer is relayed by the
このような容量電極300、下部電極71には、例えば導電性のポリシリコンが用いら
れ、誘電体層には酸化シリコンが用いられる。また、第1層間絶縁膜41は、例えば、N
SG(ノンシリケートガラス)によって形成されている。その他、第1層間絶縁膜41に
は、PSG(リンシリケートガラス)、BSG(ボロンシリケートガラス)、BPSG(
ボロンリンシリケートガラス)等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等を
用いることができる。
For example, conductive polysilicon is used for the
It is formed of SG (non-silicate glass). In addition, the first
A silicate glass such as boron phosphorus silicate glass), silicon nitride, silicon oxide, or the like can be used.
尚、この場合の蓄積容量70は、図2の平面図からわかるように、画素電極9aの形成
領域にほぼ対応する画素領域に至らないように(遮光領域内に収まるように)形成されて
いるので、画素開口率が比較的大きく維持されている。
In this case, as can be seen from the plan view of FIG. 2, the
<第4層の構成−データ線等−>
第4層は、データ線6aで構成されている。データ線6aは、下から順にアルミニウム
、窒化チタン、窒化シリコンの三層膜として形成されている。窒化シリコン層は、その下
層のアルミニウム層と窒化チタン層を覆うように少し大きなサイズにパターニングされて
いる。また、第4層には、データ線6aと同一膜として、容量配線用中継層6a1及び第
2中継電極6a2が形成されている。これらは、図3に示したように、夫々が分断される
ように形成されている。
<Fourth layer configuration-data lines, etc .->
The fourth layer is composed of
このうち、データ線6aは、第1層間絶縁膜41及び第2層間絶縁膜42を貫通するコ
ンタクトホール81を介して、TFT30の高濃度ソース領域1dと電気的に接続されて
いる。
Among these, the
また、容量配線用中継層6a1は、第2層間絶縁膜42に開孔されたコンタクトホール
801を介して容量電極300と電気的に接続され、容量電極300と容量配線400と
の間を中継している。容量配線用中継層6a2は、前述したように、第1層間絶縁膜41
及び第2層間絶縁膜42を貫通するコンタクトホール882を介して中継電極719に電
気的に接続されている。このような層間絶縁膜42は、例えばNSG、PSG、BSG、
BPSG等のシリケートガラス、窒化シリコンや酸化シリコン等によって形成することが
できる。
The capacitor wiring relay layer 6a1 is electrically connected to the
In addition, it is electrically connected to the
It can be formed of silicate glass such as BPSG, silicon nitride, silicon oxide or the like.
<第5層の構成−容量配線等−>
第5層は、容量配線400及び第3中継電極402により構成されている。容量配線4
00は、表示パネルの画像表示領域の周囲にまで延設され、定電位源と電気的に接続され
ることで、固定電位とされている。この容量配線400は、図3に示すように、X方向、
Y方向に延在する格子状に形成され、X方向に延在する部分には、第3中継電極402の
形成領域を確保するために切り欠きが設けられている。また、容量配線400は、その下
層のデータ線6a、走査線11a、TFT30等を覆うように、これら回路要素の構造よ
りも幅広に形成されている。これにより、各回路要素は遮光され、入射光を反射させて投
射画像における画素の輪郭がぼやける等の悪影響が防止されている。
<Fifth layer configuration-capacity wiring, etc .->
The fifth layer is composed of the
00 is extended to the periphery of the image display area of the display panel, and is set to a fixed potential by being electrically connected to a constant potential source. As shown in FIG. 3, the
A notch is formed in a portion extending in the X direction and in a portion extending in the X direction so as to secure a formation region of the
更に、容量配線400のX方向延在部分とY方向延在部分とが丁度交差する角部は、略
三角形の庇部がわずかに突き出すような形状となっている。この庇部により、TFT30
の半導体層1aに対する光の遮蔽を効果的に行うことができる。即ち、半導体層1aに対
して斜め上方から進入する光を、庇部が反射又は吸収することにより、TFT30におけ
る光リーク電流の発生を抑制し、フリッカ等のない高品質な画像を表示することが可能と
なる。
Further, the corner portion where the X-direction extending portion and the Y-direction extending portion of the
The light can be effectively shielded from the
このような容量配線400は、第3層間絶縁膜43に開孔されたコンタクトホール80
3を介して、容量配線用中継層6a1と電気的に接続されている。
Such a
3 is electrically connected to the capacitor-wiring relay layer 6a1.
また、第4層には、容量配線400と同一膜として、第3中継電極402が形成されて
いる。第3中継電極402は、前述のように、コンタクトホール804及びコンタクトホ
ール89を介して、第2中継電極6a2−画素電極9a間を中継している。尚、これら容
量配線400及び第3中継電極402は、例えばアルミニウム、窒化チタンを積層した二
層構造となっている。
In the fourth layer, the
第4層の上には、全面に第4層間絶縁膜44が形成されている。第4層間絶縁膜44に
は、画素電極9aー第3中継電極402間を電気的に接続するためのコンタクトホール8
9が開孔されている。
A fourth
9 is opened.
<画素電極>
第4層間絶縁膜44の表面は、例えばCMP処理によって平坦化され、その上に画素電
極9aが画素領域毎に配置されている(図3)。本実施形態では、同じく第4層間絶縁膜
44の上に、凸部90が設けられている。凸部90の詳細な機能、構成については、後述
する。尚、画素電極9aは、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電材料からな
り、凸部90は、例えば窒化シリコンや酸化シリコン等の絶縁体により形成できる。また
、これら画素電極9a及び凸部90上は、配向膜16によって覆われている。
<Pixel electrode>
The surface of the fourth
<対向基板上の構成>
他方、対向基板20には、その対向面の全面に対向電極21が設けられており、更にそ
の上(図4では対向電極21の下側)に配向膜22が設けられている。対向電極21は、
画素電極9aと同様、例えばITO膜等の透明導電性膜からなる。尚、対向基板20と対
向電極21の間には、TFT30における光リーク電流の発生等を防止するため、少なく
ともTFT30と正対する領域を覆うように遮光膜23が設けられている。
<Configuration on counter substrate>
On the other hand, the
Like the
以上のように構成されたTFTアレイ基板10と対向基板20の間には、液晶層50が
設けられている。液晶層50は、基板10及び20の周縁部をシール材により封止して形
成した空間に液晶を封入して形成される。液晶層50は、画素電極9aと対向電極21と
の間に電界が印加されていない状態において、ラビング処理等の配向処理が施された配向
膜16及び配向膜22によって、所定の配向状態をとるようになっている。
A
次に、液晶装置1の特徴部分について、図5から図9を参照して説明する。
Next, characteristic portions of the
<凸部90の機能と構成>
図5は、本実施形態の液晶装置1における画素電極付近における一部の構成要素を表す
平面図であり、図6は、図5に示したB−B´線における拡大断面図である。ここでは、
凸部90が、TFTアレイ基板10上の画素電極9aの間に延びるデータ線6a及び走査
線11a上の電極間領域のうちデータ線6a及び走査線11aが互いに交差する領域Fに
形成されている。尚、図中凸部90を一つ図示しているが、凸部90は、データ線6a及
び走査線11aが互いに交差する複数の領域Fの夫々に形成されている。したがって、凸
部90は、データ線6a及び走査線11aの夫々が延びる方向に沿って互いに間隔を隔て
て形成されていることになる。また、電極間領域とは、TFTアレイ基板10上における
図中各画素電極間の領域であり、TFTアレイ基板10上のデータ線に沿って延びる領域
が本発明の「第1領域」の一例で該当し、走査線に沿って延びる領域が本発明の「第2領
域」の一例に該当する。また、図6に示すように、凸部90の高さは、画素電極9aの高
さより高く、対向基板20に接しないように設定されている。これにより、画素電極9a
及び凸部90を覆うように形成された配向膜16のうち凸部90上に延びる部分は、凸部
90の周囲の領域である画素電極9a上に延びる部分に比べて対向基板側に張り出してい
る。
<Function and configuration of
FIG. 5 is a plan view showing some components in the vicinity of the pixel electrode in the
The
In the
ここで、本実施形態では液晶装置1の駆動方式として1H反転駆動方式が採用されてい
るので、凸部90を介在させた画素電極9aの間には、横電界が発生する。即ち、n番目
(但しnは自然数)のフィールド或いはフレームの画像表示期間中、Y軸方向に並列した
画素電極9aの各行に、隣接する列とは基準電圧に対する極性が相異なる電圧を印加する
ことにより、画素領域は、行毎に逆極性の液晶駆動電圧が印加された状態で駆動される。
その様子を図7(a)に示す。続くn+1番目のフィールド或いはフレームの画像表示期
間では、図7(b)に示したように、液晶駆動電圧の極性を反転させる。n+2番目のフ
ィールド或いはフレーム以降は、図7(a)及び図7(b)に示した状態が周期的に繰り
返される。このように液晶層50への印加電圧の極性を周期的に反転させると、液晶に直
流電圧が印加されるのが防止され、液晶の劣化が抑制される。また、画素電極9aの行毎
に印加電圧の極性を逆としているので、クロストークやフリッカが低減される。
Here, since the 1H inversion driving method is adopted as the driving method of the
This is shown in FIG. In the subsequent image display period of the (n + 1) th field or frame, the polarity of the liquid crystal driving voltage is inverted as shown in FIG. After the n + 2nd field or frame, the states shown in FIGS. 7A and 7B are periodically repeated. When the polarity of the voltage applied to the
この方式により、Y軸方向に相隣接する(即ち、相異なる行に属する)画素電極9aは
、基準電圧に対して互いに逆の極性の電位で駆動されるため、その間の領域C1には横電
界と呼ばれる基板面に平行な成分を持つ電界が発生する。つまり、凸部90は、領域C1
に対応する領域に設けられている。加えて、相隣接する行の画素電極9aのうち異なる列
に属する画素電極9a間にも横電界が発生する。したがって、液晶装置1の動作時には、
図中C1で示した走査線11aが延びる領域に沿った領域全体に横電界が発生する。後述
するように配向膜16のうち対向基板20側に張り出した部分が、液晶分子に印加される
横電界の影響を低減する。尚、凸部90を液晶材料よりも透磁率が低い材料から構成すれ
ば、凸部90付近では、液晶が凸部90で置き換えられる分だけ横電界が低減される。
With this method, the
It is provided in the area corresponding to. In addition, a horizontal electric field is also generated between the
A lateral electric field is generated in the entire region along the region where the
図8は、駆動時の領域C1付近の電気力線の分布状態を、図5のB−B´線断面で表し
ている。即ち、図中の矢印は電気力線の方向を表し、その分布密度は電界強度に必ずしも
対応してはおらず、その長さは電界強度を表すものではない。ここでは、領域C1に凸部
90が配置されており、画素電極9aの縁部9a1及び9a2の間に凸部90が形成され
ている。そのため、画素電極の縁部9a1、9a2間の距離は、凸部90の高さd1に応
じて、平面的に見た場合の距離d2から拡大されている。このように基板面に対して垂直
方向に距離を稼いだ分だけ、横電界の強度は低減される。
FIG. 8 shows a distribution state of the lines of electric force in the vicinity of the region C1 during driving by a cross section taken along line BB ′ of FIG. That is, the arrows in the figure indicate the direction of the lines of electric force, the distribution density does not necessarily correspond to the electric field strength, and the length does not indicate the electric field strength. Here, the
加えて、凸部90の高さは、後述するように配向膜16のラビングムラが発生しない程
度に低く設定されている。より具体的には、凸部90の高さは画素電極9aの高さより高
く、例えば0.4μm程度であることが望ましい。このような高さを有する凸部90によ
れば、凸部90上に形成される配向膜を横電界を弱めるようになだらかに形成できる。ま
た、凸部90は対向基板20に接していないため、基板間に液晶層50を挟持しつつ、こ
れら液晶の配向制御を横電界の影響を弱めながら実行できる。
In addition, the height of the
即ち、凸部90は、TFTアレイ基板10及び対向基板20の間隔を画像表示領域で均
一にするための柱状のスペーサとして機能するのではなく、液晶層50に印加される横電
界を弱めつつ、配向膜16のラビングムラを実使用上問題ない水準にまで低減できる機能
する点で従来技術に開示された柱状のスペーサと明確に相違する。
That is, the
図9は、本実施形態の比較例における画素電極の構成とその1H反転駆動時の電気力線
の分布とを、図8に対応させて表している。同図においても、図中の矢印は電気力線の方
向を表し、その分布密度は電界強度に必ずしも対応してはおらず、その長さは電界強度を
表すものではない。比較例では、互いに異なる極性で駆動される画素電極191、192
は、同一平面上に電極間距離d3の間隔をとって形成されている。画素電極191、19
2は縁部まで平坦であり、その上を配向膜116が覆っている。この場合の横電界は、画
素電極191と画素電極192の間に平面状に発生する。これに対し、図8に示した本実
施形態においては、平面上における画素電極の間隔を拡げずに横電界を弱めることができ
る。逆に、横電界の強度を比較例の場合と同程度とするならば、距離d2を短くすること
ができ、画素の狭ピッチ化や、画素の開口率向上を図ることが可能となる。
FIG. 9 shows the configuration of the pixel electrode and the distribution of the lines of electric force at the time of 1H inversion driving in correspondence with FIG. 8 in the comparative example of this embodiment. Also in this figure, the arrows in the figure represent the direction of the lines of electric force, the distribution density does not necessarily correspond to the electric field strength, and the length does not represent the electric field strength. In the comparative example, the
Are formed on the same plane with an interelectrode distance d3.
2 is flat to the edge, and the
また、比較例では、横電界が画素電極191、192の面上に広がっているため、平面
的に見て遮光膜123から外れた領域120でも液晶の配向が乱れてしまう。領域120
は光を透過させるので、画素のうち、領域120に対応する端部だけが白く見える光抜け
の原因となる。
In the comparative example, since the horizontal electric field spreads on the surfaces of the
Transmits light, so that only the end corresponding to the
これに対し、図8に示した本実施形態においては、凸部90と、縁部9a1及び縁部9
a2との位置に高低差があるため、横電界はTFTアレイ基板10の基板面に対して傾き
を持って生じる。そのため、液晶層50において平面的に見た横電界の影響を受ける領域
を、比較例に比べて狭くすることができる。即ち、液晶が配向不良となる領域を遮光膜2
3もよりも狭い領域にすることができ、比較例のように光抜けを起こすおそれを回避する
ことができる。
On the other hand, in the present embodiment shown in FIG. 8, the
The horizontal electric field is generated with an inclination with respect to the substrate surface of the
3 can be made a narrower region, and the possibility of light leakage as in the comparative example can be avoided.
<配向処理>
ここでは、液晶層50に対する横電界の悪影響を緩和するため、以上のように横電界の
強度を低減したり縦電界を強めたりするだけでなく、配向膜16による液晶配向規制力も
考慮している。配向膜16は、図5中に示すY方向に沿ってラビング処理が施されたもの
である。
<Orientation treatment>
Here, in order to alleviate the adverse effect of the transverse electric field on the
ここで、図5に示したように、凸部90はデータ線6a及び走査線11aが互いに交差
する領域Fに設けられており、データ線或いは走査線に沿ってライン状に凸部が設けられ
る場合に比べてラビングムラが極力生じないようにすることができる。より具体的には、
各行の画素電極9a間に生じる横電界を低減するように図中走査線11a上の領域全体に
凸部を設ける場合に比べて凸部に応じて対向基板20側に張り出す部分を低減できる。こ
れにより、ラビングローラの表面と不均一に接する配向膜の部分を低減でき、配向膜16
を均一にラビングできる。
Here, as shown in FIG. 5, the
Compared with the case where a convex portion is provided in the entire region on the
Can be rubbed uniformly.
図8に示したように、領域C13における配向膜16は凸部90を設けた分だけ領域1
2及び14より配向性が弱いが、領域C13における液晶は、配向方向が揃った領域C1
2、C14の液晶との間に働く相互作用、即ち分子間力等によって、これら領域C12、
C14の液晶と同方向に配向が揃う。これにより、領域C12から領域C14まで液晶が
一様に良好な配向状態を保つことができ、画素電極9a間における光抜け等の発生を抑制
することが可能となる。
As shown in FIG. 8, the
Although the orientation is weaker than 2 and 14, the liquid crystal in the region C13 is a region C1 in which the alignment directions are aligned.
2, the interaction between the liquid crystal of C14, that is, the intermolecular force, etc., these regions C12,
The alignment is aligned in the same direction as the C14 liquid crystal. As a result, the liquid crystal can be kept in a uniform and excellent alignment state from the region C12 to the region C14, and the occurrence of light leakage between the
よって、液晶装置1では、横電界が作用する領域C12及びC13という局所に限定し
、しかも、この領域C12及びC13における横電界の影響を極力排除することが可能で
ある。これによれば、凸部90の存在によって配向膜16の配向処理が不均一に行われる
部分を極力低減できるため、その不均一性が実際に液晶の配向に及ぼす影響は大幅に抑制
される。その結果、一層効果的に良好な画質を保つことができ、遮光膜23の幅を狭くし
て画素の開口率を高めたり、画素ピッチの狭ピッチ化を図ったりするのに対しても有利と
なる。
Therefore, in the
ここで、凸部90の断面形状を最適化することによって横電界をより効果的に低減する
ことが可能である。例えば、図15(a)に示すように凸部の断面形状が矩形状であって
も相応に横電界を低減する効果が得られる。また、図15(b)に示すように凸部90の
上面が曲面になっていてもよいし、図15(c)に示すように凸部90の断面形状が上側
に先細りしたテーパ形状であってもよい。また、図15(d)に示すように、凸部90の
側面が凸部90の内側に向かって反っている形状であってもよいし、図15(e)に示す
ように半円形状であってもよい。凸部90の断面形状は、使用される液晶分子の種類、及
び画素電極の配列並びに形状に応じて、横電界を低減するように設定されていればよい。
例えば、凸部90の断面形状がテーパ形状である場合には、側面91、92における配向
膜16の段差は緩やかであり、側面91のラビング処理が不十分となるおそれも緩和され
ている。尚、側面91、92の傾斜が緩やかであるほど、側面91、92近傍の液晶は動
作を空間的に制限されなくなるため配向が乱れ難い。また、画素電極9aと対向電極21
との間隔の変動も緩やかとなるため、この間隔に対応した液晶の動作状態も漸近的に変化
し、光変調度の違いが目立ちにくい。したがって、画素電極間の領域、即ち画素領域の境
界付近において光抜けが発生することを低減できる。
Here, it is possible to reduce the lateral electric field more effectively by optimizing the cross-sectional shape of the
For example, when the cross-sectional shape of the
Therefore, the operation state of the liquid crystal corresponding to this interval changes asymptotically, and the difference in the degree of light modulation is not noticeable. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of light leakage in the region between the pixel electrodes, that is, in the vicinity of the boundary of the pixel region.
このように本実施形態の液晶装置1では、横電界を実効的に低減させ、また平面的に見
たその範囲を狭めることにより、横電界が各画素領域の液晶層50に及ぼす影響が総合的
に緩和される。そのため、光抜け等によるコントラスト比の低下を防止することができ、
輝度の低下を回避することができる。
As described above, in the
A decrease in luminance can be avoided.
次に、本実施形態の液晶装置1における凸部の各種変形例を説明する。尚、以下の説明
で参照する各図では、説明を簡便にするために画素電極を矩形状態で示し、図1乃至図9
と共通する部分については共通の参照符号を付している。また、図15に示した凸部の断
面形状の各例を以下の凸部に適用可能であることは言うまでもない。
Next, various modifications of the convex portion in the
The same reference numerals are assigned to the parts common to the above. Further, it goes without saying that each example of the cross-sectional shape of the convex portion shown in FIG. 15 can be applied to the following convex portion.
(変形例1)
図10及び図11を参照しながら液晶装置1に適用される凸部190の一例を説明する
。図10は、本例の凸190の具体的な配置及び形状を示す平面図であり、図11は、図
10中のC−C´線断面図である。尚、図10は、図5に対応する平面図であり、説明を
簡便にするために画素電極9aの形状は矩形状に示してある。
(Modification 1)
An example of the
図10において、凸部190は、交差領域Fを介して互いに向かい合う画素電極のコー
ナー部に重なるように形成されている。また、図11に示すように、画素電極の縁部9a
1及び9a2の夫々は、凸部190の上面に乗り上げるように形成されている。
In FIG. 10, the
Each of 1 and 9a2 is formed to ride on the upper surface of the
したがって、本例の凸部190によれば、画素電極9aの縁部9a1及び9a2間に作
用する横電界を低減できる。加えて、対向基板20に設けられた対向電極21及び画素電
極間に生じる縦電界によって効果的に横電界を低減できる。より具体的には、TFTアレ
イ基板10の基板面に沿って平坦に画素電極を形成する場合に比べて、画素電極9aの縁
部9a1及び9a2が凸部190に乗り上げている分だけ画素電極9a及び対向電極21
の間隔を狭めることができ、縦電界を強めることが可能である。したがって、この縦電界
によって液晶に加わる横電界の影響を相対的に弱めることができる。
Therefore, according to the
Can be narrowed, and the vertical electric field can be strengthened. Therefore, the influence of the horizontal electric field applied to the liquid crystal by this vertical electric field can be relatively weakened.
(変形例2)
図12は、本例の凸290の具体的な配置及び形状を示す平面図である。本例の液晶装
置1の要部を示した平面図である。
(Modification 2)
FIG. 12 is a plan view showing a specific arrangement and shape of the
図12において、本例の液晶装置1は、交差領域Fに形成された凸部290を有してお
り。凸部290の平面形状は図中X方向及びY方向の夫々に頂点を有する菱形である。凸
部290は、各辺が交差領域Fの周辺に設けられた画素電極9aのコーナー部と重なって
おり、画素電極9aのコーナー部は凸部290の上面に乗り上げている。
In FIG. 12, the
このような凸部290によっても、上述の凸部と同様の横電界を低減しつつ、且つ縦電
界によって相対的に横電界の影響を低減できる。加えて、ラビングムラを低減できる。
Such a
(変形例3)
図13は、本例の液晶装置1の要部を示した平面図であり、凸部390の具体的な配置
及び形状を示す平面図である。
(Modification 3)
FIG. 13 is a plan view showing a main part of the
図13において、交差領域Fに形成された凸部390は、交差領域Fから図中X方向に
沿って延在されている。より具体的には、凸部390は、交差領域Fを介して向かい合う
画素電極9aの各辺のうちX方向に沿って延びる辺に沿って交差領域Fから延在されてい
る。凸部390と重なる画素電極9aは、凸部390と重なる領域で凸部の上面に乗り上
げている。
In FIG. 13, the
したがって、画素電極9aのコーナー部間に作用する横電界だけでなく、画素電極の各
辺間に作用する横電界も効果的に低減できる。このように、本実施形態の液晶装置1に適
用可能な凸部の平面形状は、電気光学装置の駆動方式及び構造、その他の設計仕様に応じ
て便宜適用な形状に形成でき、例えば、凸部の平面形状は円形状であってもよい。
Therefore, not only the lateral electric field acting between the corner portions of the
(変化例4)
図14は、本例の液晶装置1の要部を示した要部断面図であり、図5のB−B´線断面
図に対応している。
(Modification 4)
FIG. 14 is a main part cross-sectional view showing the main part of the
本例の液晶装置1は、本発明の「第2凸部」の一例である凸部80及びTFTアレイ基
板10上に形成された凸部90を有している点に特徴を有する。
The
凸部80は、対向基板20におけるTFTアレイ基板10に臨む側の基板面に設けられ
おり、凸部90に向かい合うように互いに間隔を隔てて配置されている。
The
対向基板20に形成された対向電極22は、凸部80を覆うように形成されており、凸
部90上に形成された部分が凸部80の周辺に延びる部分に比べて凸部90に向かって張
り出している。
The
凸部80によれば、TFTアレイ基板10にのみ凸部90を形成する場合に比べて、画
素電極9a及び対向電極21の間隔を狭めることができる。したがって、画素電極9a及
び対向電極21間に作用する縦電界を強めることができ、この縦電界によって横電界を相
対的に弱めることができる。これにより、電極間領域、即ち画素電極間に生じる光抜けを
低減することが可能であり、液晶装置1の表示特性を高めることができる。
According to the
なお、TFTアレイ基板10に凸部90を設けず、対向基板20に凸部80を設けるだ
けでも、上述したような効果を得ることは可能である。
Note that the above-described effects can be obtained even if the
(変形例5)
次に、図21において、本発明の「第1凸部」の一例である凸部190aは、データ線
6a及び走査線11aの夫々が延びる方向に沿って延びており、その平面形状は十字形状
である。画素電極9aの縁部は、凸部190aに部分的に乗り上げている。凸部190a
によれば、画素電極9aの縁部の相互において横電界の不均一性が低減され、液晶の配向
制御を安定させることが可能であり、画素電極9aの縁部、及びコーナー部において生じ
る光り抜けを低減でき、液晶装置1の表示性能を高めることが可能である。
(Modification 5)
Next, in FIG. 21, a
According to the above, it is possible to reduce the nonuniformity of the horizontal electric field at the edges of the
(変形例6)
次に、図22に示すように、凸部190bの形状は、TFTアレイ基板10の基板面内
における一方向に沿って、交差領域Fを中心として非対称であってもよい。凸部190b
は、例えばTFTアレイ基板10上に形成された配向膜16をラビングする際のラビング
方向に沿っても非対称な形状を有している。凸部190bによれば、凸部190b上に配
向膜16が形成されるため、凸部190b上に形成された配向膜16の段差部にラビング
用ローラが引っかかることによって生じるラビング不良を低減可能である。凸部190b
は、凸部190bの段差に応じて生じる配向膜の凹凸がラビング用ローラにひっかからな
いように形成されていればよく、平面形状、或いは断面形状、若しくは平面形状及び断面
形状の両方が、交差領域Fを中心としてラビング方向に沿って非対称に形成されていても
よい。
(Modification 6)
Next, as shown in FIG. 22, the shape of the
Has an asymmetric shape along the rubbing direction when the
May be formed so that the unevenness of the alignment film generated according to the level difference of the
加えて、凸部190bによれば、画素電極9a間の領域に生じる横電界の電界強度分布
の不均一性を低減でき、画素電極9aの縁部或いはコーナー部が位置する領域に生じる光
り抜けを低減でき、画質を高めることも可能である。
In addition, according to the
(変形例7)
図23において、凸部190cは、交差領域Fに遮光膜23が重なる遮光領域内におい
て、画素電極9aのコーナー部に対して間隔をあけて配置されていてもよい。凸部190
cによれば、画素電極9a間の領域における電界強度の不均一性を低減でき、液晶装置1
の表示性能を高めることが可能である。
(Modification 7)
In FIG. 23, the
According to c, the non-uniformity of the electric field strength in the region between the
Display performance can be improved.
(変形例8)
図24において、画素電極9aは、凸部190dに部分的に画素電極9aに乗り上げて
おり、且つ凸部190dの平面形状は円形である。凸部190dによれば、画素電極9a
の縁部及びコーナー部を画素電極9aの他の部分の位置より高くできるため、対向電極及
び画素電極間の距離を部分的に小さくできる。特に、電界強度分布の変化が他の領域より
相対的に大きい領域である画素電極の縁部及びコーナー部で対向電極および画素電極の距
離を小さくすることによって、液晶の配向不良の一因である電界強度分布の不均一性を低
減でき、液晶装置1の表示性能を高めることが可能である。
(Modification 8)
In FIG. 24, the
Since the edge portion and the corner portion can be made higher than the position of the other portion of the
尚、図25に示すように、凸部190eは、交差領域Fにおいて遮光膜23に重なるよ
うに、より具体的には遮光膜23の内側の領域にのみ配置されていてもよい。特に、凸部
190eの平面形状が円形であるため、交差領域Fを中心として凸部190e上に形成さ
れる配向膜16は等方的に凸部190eの周囲に延在されている。したがって、凸部19
0eの周囲に配置された4つの画素電極9aの夫々の電位に応じてこれら画素電極9a相
互の間に生じる電界強度の不均一性を低減できる。
In addition, as shown in FIG. 25, the
The nonuniformity of the electric field strength generated between the
(変形例9)
図26において、凸部190fはTFTアレイ基板10の基板面上に形成されており、
本発明の「第2凸部」の一例である凸部180fは、対向基板20の基板面上に形成され
ている。凸部190f及び180fの夫々は、部分的に遮光膜23に重なり、且つ遮光膜
23に対して相互にずらして配置されている。
(Modification 9)
In FIG. 26, the convex portion 190f is formed on the substrate surface of the
The
凸部190f及び180fによれば、画素電極9a及び対向電極21間の横電界の電界
強度分布の不均一が大なり小なり抑制される。より具体的には、例えば、画素電極9aの
縁部、或いは画素電極9aのコーナー部に生じる電界強度の集中を低減でき、これら電界
強度の不均一性に起因して生じる配向不良、及び配向の不安定性を解消できる。したがっ
て、この態様によれば、配向不良及び配向の不安定性に起因して生じる画質の低下を抑制
可能である。
According to the
(変形例10)
図27において、凸部190g及び180gの夫々の形状は、互いに異なっていてもよ
い。より具体的には、例えば凸部190g及び180gの断面形状は、交差領域Fの中心
を基準として図中左右方向に沿って相互に異なっている。特に、本例において、凸部19
0gでは、配向膜16のラビング方向A1に沿ってラビング用ローラが凸部190gに向
かってくる側の側面が他方の側面に比べてTFTアレイ基板10の基板面に対して急峻な
角度を有している。同様に、凸部180gは、配向膜22のラビング方向A2に沿ってラ
ビング用ローラが凸部180gに向かってくる側の側面が他方の側面に比べて対向基板2
0の基板面に対して急峻な角度を有している。これにより、凸部190g及び180g間
における電界強度分布が均一化される。凸部190g及び180gによれば、画素電極及
び対向電極間の電界強度、並びに画素電極相互の生じる横電界の双方の不均一性を低減で
き、電界強度分布の不均一性及び液晶の種類(あるいは、配向モード)に起因して生じる
光り抜けを相応に低減できる。尚、凸部190f及び180fの夫々の形状及びサイズは
、相互に異なっていてもよく、液晶の種類及び液晶の配向制御方法に応じて便宜設定すれ
ばよい。
(Modification 10)
In FIG. 27, the shapes of the
At 0 g, the side surface on the side where the rubbing roller faces the
It has a steep angle with respect to the 0 substrate surface. Thereby, the electric field strength distribution between the
また、凸部190gあるいは180gの断面形状は、ラビング方向の上流側の方が急峻
で、下流側の方がなだらかになっているので、凸部でのラビングむらを低減できる。すな
わち、凸部におけるラビングの下流側の面(本変形例でいえば断面の傾斜が緩やかな方の
面)は、ラビング用ローラからすれば、凸部の影になってしまう面なので、仮に凸部の断
面がラビング方向に対して対称だとすると、下流側の面はラビング用ローラが接触しにく
く、上流側に比べて配向不良が発生しやすい。これに対して、本変形例では、凸部の断面
形状が下流側の面が上流側の面に比べて傾斜が緩くなっている分、下流側の面もラビング
用ローラが接触しやすくなっており、上述のような配向不良を低減することが可能である
。
In addition, since the cross-sectional shape of the
(液晶装置の製造方法)
以上のように構成された液晶装置の製造プロセスについて、図16及び図17を参照し
て凸部90及び画素電極9aに関する工程を中心として説明する。図16及び図17は図
5のB−B´線における断面について示した工程図である。尚、上述した各種変形例にお
ける凸部及び画素電極も以下で説明する方法と同様の方法を用いて形成できることは言う
までもない。
(Manufacturing method of liquid crystal device)
A manufacturing process of the liquid crystal device configured as described above will be described with reference to FIGS. 16 and 17 with a focus on the steps related to the
先ず、図16(a)では、石英基板、ハードガラス、シリコン基板等のTFTアレイ基
板10を用意し、その上に、プレーナ技術を用いて回路要素を構成する導電膜を第1層か
ら第5層まで順に積層する。具体的には、走査線11a、TFT30、蓄積容量70、デ
ータ線6a、容量配線400及び中継電極等を、導電膜や半導体膜の成膜処理、ドーピン
グ処理、パターニング処理、アニーリング処理等により形成する。尚、第1層−第2層間
には下地絶縁膜12、第2層−第3層間には第1層間絶縁膜41、第3層−第4層間には
第2層間絶縁膜42、第4層−第5層間には第3層間絶縁膜43、第5層上には第4層間
絶縁膜44を夫々形成する。
First, in FIG. 16A, a
第4層間絶縁膜44は、例えば、TEOS(テトラ・エチル・オルソ・シリケート)ガ
ス、TEB(テトラ・エチル・ボートレート)ガス、TMOP(テトラ・メチル・オキシ
・フォスレート)ガス等を用いた常圧又は減圧CVD(Chemical Vapor Deposition)法
等により、NSG(ノンシリケートガラス)、PSG(リンシリケートガラス)、BSG
(ボロンシリケートガラス)、BPSG(ボロンリンシリケートガラス)等のシリケート
ガラス膜、若しくは、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜等として形成する。このとき、第
4層間絶縁膜44の膜厚は、例えば500〜2000μm程度とする。この成膜段階では
、第4層間絶縁膜44の表面には、下層の各種回路要素の影響で凹凸が存在している。そ
こで、CMP処理により、第4層間絶縁膜44の表面を平坦化する。具体的には、例えば
研磨プレート上に固定された研磨パッド上に、シリカ粒を含んだ液状のスラリー(化学研
磨液)を流しつつ、スピンドルに固定した基板表面(即ち、第4層間絶縁膜44の表面)
を、回転接触させることにより研磨する。そして、時間管理或いは適当なストッパ層を所
定位置に形成しておくことにより、研磨処理を停止する。こうして、第4層間絶縁膜44
は、例えば約300〜1500μm程度の膜厚の平坦化膜とされる。
The fourth
It is formed as a silicate glass film such as (boron silicate glass) or BPSG (boron phosphorus silicate glass), or a silicon nitride film or a silicon oxide film. At this time, the film thickness of the fourth
Is polished by rotating contact. Then, the polishing process is stopped by time management or by forming an appropriate stopper layer at a predetermined position. Thus, the fourth
Is a planarizing film having a thickness of about 300 to 1500 μm, for example.
これにより、TFTアレイ基板10上は、第4層間絶縁膜44以下の積層構造が構築さ
れた状態となる。
As a result, on the
次に、図16(b)において、第4層間絶縁膜44の平坦面上に、凸部90を形成する
。具体的には、例えば第4層間絶縁膜44と同様の材料を用いて絶縁膜441を成膜し、
その上の凸部90の形成領域にフォトレジスト膜を形成し、これをマスクとして絶縁膜に
エッチングを施す。このような絶縁膜は、第4層間絶縁膜44と同様の材料及び方法によ
って形成される。その際にはウエットエッチングを用い、絶縁膜をパターニングする。尚
、ドライエッチングでもパターニングされた絶縁膜に凸部90を形成できる。この際、レ
ジストの形状を転写するようにレジスト自身にテーパを設けたり、酸素を添加したエッチ
ングガスを用いてレジストを後退させながらエッチングしたりすることにより、凸部90
の断面形状をテーパ形状にすることが可能である。
Next, in FIG. 16B, a
A photoresist film is formed in the formation region of the
It is possible to make the cross-sectional shape into a tapered shape.
尚、この工程の前後に、反応性イオンエッチング、反応性イオンビームエッチング等の
ドライエッチングにより、第4層間絶縁膜44の表面から第3中継電極402に至るコン
タクトホール89を開孔しておく。但し、ウエットエッチング、若しくはドライエッチン
グとウエットエッチングとの組合せにより、コンタクトホール89の側壁に多少のテーパ
を設けるように開孔してもよい。
Before and after this step, a
次に、図16(c)において、画素電極9aを形成する。まず、第4層間絶縁膜44上
に、スパッタ等により、ITO膜等の透明導電性膜を約50〜200nmの厚さに堆積す
る。そして、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、画素電極9aを形成する。その
際、凸部90を避けるように画素電極9aを形成することによって、交差領域Fを避ける
画素領域の夫々に画素電極9aが形成される。尚、ここで、画素電極9aの縁部が凸部9
0の上面に乗り上げるように形成してもよいことは勿論である。尚、当該液晶装置を反射
型として用いる場合には、画素電極9aは、アルミニウム等の反射率の高い不透明な材料
を用いて形成するようにしても構わない。
Next, in FIG. 16C, the
Of course, it may be formed so as to run on the upper surface of 0. When the liquid crystal device is used as a reflection type, the
次に、図16(d)において、画素電極9aが形成されたTFTアレイ基板10上の全
面に、ポリイミド系の配向膜用の塗布液を塗布して膜を形成し、その表面に図中に矢印R
で示した方向にラビング処理を施すことで、配向膜16を完成させる。ラビング処理は、
配向処理のなかでも広く普及している技術であり、これを利用することで比較的容易に製
造することができ、また液晶装置の生産効率を維持することもできる。ここでは、凸部9
0は交差領域Fの夫々に形成されていることから、凸部90の形状に応じて上側に張り出
した配向膜16をラビングローラに巻き付けたラビング布でラビングした場合でも、ラビ
ングムラを低減でき、配向膜16の配向規制力が十分確保される。
Next, in FIG. 16 (d), a polyimide alignment film coating solution is applied to the entire surface of the
The
This technique is widely used among the alignment processes, and by using this technique, it can be manufactured relatively easily and the production efficiency of the liquid crystal device can be maintained. Here, the convex portion 9
Since 0 is formed in each of the intersecting regions F, even when the
他方、対向基板20については、例えばガラス基板を用意し、その一面に額縁状の遮光
膜23を形成する。遮光膜23は、例えば金属クロム等をスパッタして形成する。その後
、対向基板20の全面に、例えば、ITO等の透明導電性膜を、スパッタ等を用いて50
〜200nmの厚さに堆積することにより、対向電極21を形成する。更に、対向電極2
1の全面にポリイミド系の配向膜22を形成する。尚、この際、対向基板20におけるT
FTアレイ基板10に臨む側の面に凸部80を形成する場合には、遮光膜23と共に或い
は遮光膜23に代えて凸部90を形成した工程と同様の工程によって凸部80を形成して
おくことも可能である。
On the other hand, for the
The
A
When forming the
なお、凸部80については、対向電極21を形成する透明導電性膜を用いて形成しても
良い。
The
例えば、透明導電性膜に対して凸部80に対応する箇所以外の領域をエッチングするこ
とで、凸型の形状を形成して凸部80としても良いし、対向基板全面に堆積した透明導電
性膜上にインクジェット法などによって局所的に透明導電性膜を塗布し、凸型の形状を形
成することで凸部80とすることも可能である。
For example, by etching a region other than the portion corresponding to the
続いて、電極等が形成されたTFTアレイ基板10と対向基板20とを、電極形成面を
対向させて組み立てる。その際、TFTアレイ基板10、対向基板20の周縁部をシール
材で封止し、その間の密閉空間に液晶を注入し、液晶層50とする。液晶には、例えば複
数種のネマティック液晶を混合したものが使用される。以上により、本実施形態の液晶装
置が完成する。
Subsequently, the
このように本実施形態の液晶装置によれば、横電界を生じるような画素電極9aの間隙
である電極間領域のうちデータ線6a及び走査線11aが交差する交差領域に凸部90を
設けたため、横電界の強度が低減される。
As described above, according to the liquid crystal device of the present embodiment, the
以上の作用により、この液晶装置では、駆動中に生じる横電界は実質的に低減されると
共にその液晶に対する影響が緩和されるので、液晶層50における液晶の配向不良は大幅
に解消される。これにより、光抜けを防ぐことができ、従来よりも確実に光抜けを防止し
、コントラスト比を低下させずに表示することが可能である。
With the above operation, in this liquid crystal device, the lateral electric field generated during driving is substantially reduced and the influence on the liquid crystal is mitigated, so that the liquid crystal alignment defect in the
次に、図17を参照しながら本実施形態の電気光学装置の製造方法の他の例を説明する
。本例の電気光学装置の製造方法は、複数の画素電極を形成した後にこれら画素電極の間
に正確に凸部90を後付けできる点に特徴を有する。
Next, another example of the method for manufacturing the electro-optical device according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The method of manufacturing the electro-optical device according to this example is characterized in that after forming a plurality of pixel electrodes, the
図17(a)において、第4層間絶縁膜44上に画素電極9aを形成する。画素電極9
aは、図16(c)に示した工程と同様の手法を用いて形成される。
In FIG. 17A, the
a is formed using the same method as the process shown in FIG.
次に、図17(b)に示すように、図中上側から、例えばインクジェット法を用いて有
機材料等の塗布材料99を塗布する。これにより、図17(c)に示すように画素電極9
aの高さより高い凸部90を電極間領域に形成できる。尚、インクジェット法は、狭い領
域に正確に塗布材料を塗布できるため、先に画素電極9aを形成した場合でも、これら画
素電極9a間に正確に凸部90を後付けできる利点を有する。
Next, as shown in FIG. 17B, a coating material 99 such as an organic material is applied from the upper side in the drawing by using, for example, an ink jet method. As a result, as shown in FIG.
A
次に、図17(d)に示すように、画素電極9a及び凸部90を覆うように配向膜16
を形成し、配向膜16にラビング処理を行った後、続く工程によってTFTアレイ基板1
0及び対向基板20を張り合わせ、液晶装置1が完成させる。
Next, as shown in FIG. 17D, the
After the
The
本例の電気光学装置の製造方法によれば、画素電極9aを形成した後に電極間領域に凸
部90を形成できるため、画素電極の配列に応じて凸部90を形成できる。また、先に形
成されたコンタクトホールを避けるように凸部90を形成することも可能である。
According to the manufacturing method of the electro-optical device of this example, since the
(電気光学装置の全体構成)
以上の実施形態及び変形例に係る液晶装置の全体構成を、図19及び図20を参照して
説明する。尚、図18は、TFTアレイ基板10をその上に形成された各構成要素と共に
対向基板20の側から見た平面図であり、図19は、図18のH−H´断面図である。
(Overall configuration of electro-optical device)
The overall configuration of the liquid crystal device according to the above-described embodiments and modifications will be described with reference to FIGS. 19 and 20. 18 is a plan view of the
図18において、TFTアレイ基板10上にはシール材52がその周縁に沿って設けら
れており、その内側に、画像表示領域10aの周辺を規定する額縁状の遮光膜53が設け
られている。シール材52の外側の領域には、データ線6aに画像信号を所定タイミング
で供給することによりデータ線6aを駆動するデータ線駆動回路101及び外部回路接続
端子102がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。また、この一辺に隣
接する2辺に沿って、走査線3aに走査信号を所定タイミングで供給することにより走査
線3aを駆動する走査線駆動回路104が設けられている。尚、走査線3aに供給される
走査信号遅延が問題にならないのであれば、走査線駆動回路104を片方だけとしてもよ
く、逆にデータ線駆動回路101を画像表示領域10aの両側に配列させてもよい。更に
、TFTアレイ基板10の残る一辺に、走査線駆動回路104間をつなぐための複数の配
線105が設けられている。また、対向基板20の角部の少なくとも1箇所には、TFT
アレイ基板10と対向基板20との間を電気的に導通させる導通材106が設けられてい
る。そして、図19に示すように、図18に示したシール材52とほぼ同じ輪郭を持つ対
向基板20が当該シール材52によりTFTアレイ基板10に固着されている。
In FIG. 18, a sealing
A
尚、TFTアレイ基板10上には、これらデータ線駆動回路101、走査線駆動回路1
04等に加えて、複数のデータ線6aに画像信号を所定のタイミングで印加するサンプリ
ング回路、複数のデータ線6aに所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行し
て各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等
を検査するための検査回路等を形成してもよい。
The data line driving
In addition to 04 and the like, a sampling circuit that applies image signals to the plurality of
また、投射光が入射する対向基板20側及び出射光が出射するTFTアレイ基板10側
には、夫々、例えばTN(Twisted Nematic)モード、STN(Super Twisted Nematic)
モード、VA(Vertically Aligned)モード、PDLC(Polymer Dispersed Liquid Crys
tal)モード等の動作モードや、ノーマリーホワイトモード/ノーマリーブラックモードの
別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板などが所定の方向で配置される。
Further, for example, a TN (Twisted Nematic) mode and an STN (Super Twisted Nematic) mode are provided on the
Mode, VA (Vertically Aligned) mode, PDLC (Polymer Dispersed Liquid Crys)
tal) mode or the like, or a normally white mode / normally black mode, a polarizing film, a retardation film, a polarizing plate, and the like are arranged in a predetermined direction.
以上に説明した液晶装置は、例えばプロジェクタに適用される。その場合、3つの液晶
装置がRGB3原色夫々のライトバルブとして用いられ、各ライトバルブには、RGB色
分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色光が投射されるように構成される
。また、以上に説明した液晶装置は、プロジェクタ以外の直視型や反射型のカラー表示装
置に適用することもできる。その場合、対向基板20上における画素電極9aに対向する
領域に、RGBのカラーフィルタをその保護膜と共に形成すればよい。あるいは、TFT
アレイ基板10上のRGBに対向する画素電極9a下にカラーレジスト等でカラーフィル
タ層を形成することも可能である。更に、この態様において、対向基板20上に1画素に
1個対応するマイクロレンズを形成するようにすれば、入射光の集光効率が向上するため
、表示輝度を向上させることができる。更にまた、対向基板20上に、何層もの屈折率の
相違する干渉層を堆積することで、光の干渉を利用してRGB色を作り出すダイクロイッ
クフィルタを形成してもよい。このダイクロイックフィルタ付き対向基板によれば、より
明るい表示が可能となる。
The liquid crystal device described above is applied to, for example, a projector. In that case, three liquid crystal devices are used as light valves for the three primary colors of RGB, and each light valve is configured to project each color light separated through a dichroic mirror for RGB color separation. Further, the liquid crystal device described above can be applied to a direct-view type or reflective type color display device other than the projector. In that case, an RGB color filter may be formed together with the protective film in a region facing the
It is also possible to form a color filter layer with a color resist or the like under the
尚、以上の説明においては、データ線駆動回路101及び走査線駆動回路104をTF
Tアレイ基板10上に設けるようにしたが、その代わりに、例えばTAB(Tape Automat
ed bonding)基板上に実装された駆動用LSIに、TFTアレイ基板10の周辺部に設け
られた異方性導電フィルムを介して電気的及び機械的に接続するようにしても構わない。
In the above description, the data
Instead of being provided on the
ed bonding) the driving LSI mounted on the substrate may be electrically and mechanically connected via an anisotropic conductive film provided on the periphery of the
なお、上述の本発明の実施形態では液晶装置を例にとって説明したが、本発明が適用可
能な液晶装置には半導体基板を用いた反射型液晶装置(LCOS)も含まれる。
In the above-described embodiment of the present invention, the liquid crystal device has been described as an example. However, the liquid crystal device to which the present invention can be applied includes a reflective liquid crystal device (LCOS) using a semiconductor substrate.
また、プラズマディスプレイや電子放出素子を用いたディスプレイであるSED(Surf
ace-Conduction Electron-Emitter Display)等などの電気光学装置においても、隣接す
る画素間に生じる電界の影響を緩和するなどの目的で本発明を応用することが可能である
。
In addition, a SED (Surf) which is a display using a plasma display or an electron-emitting device.
Even in an electro-optical device such as an ace-conduction electron-emitter display, the present invention can be applied for the purpose of alleviating the influence of an electric field generated between adjacent pixels.
(電子機器)
次に、以上詳細に説明した液晶装置を電子機器に適用する場合について説明する。
(Electronics)
Next, a case where the liquid crystal device described in detail above is applied to an electronic device will be described.
ここでは、この電気光学装置たる液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタに
ついて説明する。図20は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。この図に示され
るように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプ
ユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光
は、ライトガイド内に配置された4枚のミラー1106および2枚のダイクロイックミラ
ー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての
液晶装置100R、100Bおよび100Gに入射される。液晶装置100R、100B
および100Gの構成は上述した液晶装置と同等であり、それぞれにおいて画像信号処理
回路から供給されるR、G、Bの原色信号が変調される。これらの液晶装置によって変調
された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。ダイクロイック
プリズム1112では、RおよびBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。こ
れにより各色の画像が合成され、投射レンズ1114を介して、スクリーン1120等に
カラー画像が投写される。
Here, a projector using the liquid crystal device as the electro-optical device as a light valve will be described. FIG. 20 is a plan view showing a configuration example of the projector. As shown in this figure, a
And 100G are the same as those of the liquid crystal device described above, and R, G, and B primary color signals supplied from the image signal processing circuit are modulated. Light modulated by these liquid crystal devices is incident on the
以上では、本発明の電気光学装置の一具体例として液晶装置を挙げて説明したが、本発
明の電気光学装置は、その他にも例えば電子ペーパなどの電気泳動装置や、電子放出素子
を用いた表示装置(Field Emission Display及びSurface-Conduction Electron-Emitter
Display)等として実現することができる。また、このような本発明の電気光学装置は、
先に説明したプロジェクタの他にも、テレビジョン受像機や、ビューファインダ型或いは
モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手手帳
、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネ
ルを備えた装置等の各種の電子機器に適用可能である。
In the above, a liquid crystal device has been described as a specific example of the electro-optical device of the present invention. However, the electro-optical device of the present invention also uses an electrophoretic device such as electronic paper or an electron-emitting device. Display (Field Emission Display and Surface-Conduction Electron-Emitter
Display) or the like. In addition, such an electro-optical device of the present invention includes:
In addition to the projectors described above, television receivers, viewfinder type or monitor direct-view type video tape recorders, car navigation devices, pagers, electronic notebooks, calculators, word processors, workstations, videophones, POS terminals The present invention can be applied to various electronic devices such as a device provided with a touch panel.
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から
読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更
を伴う電気光学装置、及びその製造方法、並びにこのような電気光学装置を具備してなる
電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the spirit or idea of the invention that can be read from the claims and the entire specification, and an electro-optical device with such a change, In addition, the manufacturing method thereof and an electronic apparatus including such an electro-optical device are also included in the technical scope of the present invention.
1・・・液晶装置、10・・・TFTアレイ基板、20・・・対向基板、21・・・対
向電極、80,90,180,190・・・凸部、6a・・・データ線、9a・・・画素
電極、11a・・・走査線
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記素子基板と対向するように配置されている対向基板と、を有し、
前記素子基板は、
データ線と、
前記データ線と交差する走査線と、
画像表示領域に設けられた第1画素電極、平面視で前記第1画素電極と前記データ線の延設方向で隣り合う第2画素電極、平面視で前記第1画素電極と前記走査線の延設方向で隣り合う第3画素電極、及び平面視で前記第2画素電極と前記走査線の延設方向で隣り合うとともに前記第3画素電極と前記データ線の延設方向で隣り合う第4画素電極を含む複数の画素電極と、
前記第1画素電極の前記第4画素電極側のコーナー部に重なるように設けられ、前記1画素電極と前記基板との間の層に設けられた第1凸部と、を有し、
第2基板と、
共通電極と、
前記第4画素電極の前記第1画素電極側のコーナー部と対向する位置に設けられた第2凸部と、を有し、
前記第2画素電極の前記第3電極側のコーナー部及び前記第3画素電極の前記第2電極側のコーナー部の前記第1凸部と同層及び前記第2凸部の同層に凸部が形成されていないこと
を特徴とする電気光学装置。 An element substrate;
A counter substrate disposed to face the element substrate,
The element substrate is
Data lines,
A scan line intersecting the data line;
A first pixel electrode provided in the image display region, a second pixel electrode adjacent to the first pixel electrode in the extending direction of the data line in plan view, and an extension of the first pixel electrode and the scanning line in plan view. the third pixel electrode adjacent in arrangement direction, and the fourth pixel adjacent in the extending direction of the data line and the third pixel electrode with adjacent in the extending direction of the scanning line and the second pixel electrode in a plan view A plurality of pixel electrodes including electrodes;
A first convex portion provided to overlap a corner portion of the first pixel electrode on the fourth pixel electrode side, and provided in a layer between the one pixel electrode and the substrate;
A second substrate;
A common electrode;
A second convex portion provided at a position facing the corner portion on the first pixel electrode side of the fourth pixel electrode,
Convex portions in the same layer as the first convex portion and in the same layer of the second convex portion in the corner portion on the third electrode side of the second pixel electrode and the corner portion on the second electrode side of the third pixel electrode. An electro-optical device characterized in that is not formed.
を特徴とする請求項1に記載の電気光学装置。 2. The electro-optical device according to claim 1, wherein cross-sectional shapes of the first convex portion and the second convex portion are asymmetric along one direction in the element substrate.
を特徴とする電子機器。 An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to claim 1.
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