JPH03144420A - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野〉 本発明は、液晶分子の配向の乱れを防止したアクティブ
マトリクス液晶表示装置に関する。

（従来の技術） 近年、ＣＲＴに代わる表示装置として、液晶等を用いた
表示装置の研究が行われている。これらの表示装置に於
いては、ＩＴＯ，５ｎ０２等を用いた絵素電極及び対向
電極の上に配向膜がそれぞれ設けられ、これらの配向膜
の間に、液晶等の表示媒体が封入されている。配向膜に
は予めラビング処理等の配向処理が行われている。絵素
電極及び対向電極の間に電圧が印加されていない状態で
は、液晶分子は配向処理方向に配向している。これらの
電極の間に電圧が印加されると、液晶分子の配向変換が
行われ、表示が行われる。

このような液晶表示装置では、ＩＴＯ１Ｓｎ０２等の透
明電極により形成される絵素電極の外周部に、誘起ドメ
インと呼ばれる液晶の配向の乱れた領域が現れることが
ある。いわゆる単純マトリクス型の液晶表示装置に於て
は、この乱れは絵素の縁の部分に生じる電気力線の膨ら
み等に起因している。このような誘起ドメインを解消す
るための構成が、特開昭５９−２０２４３３号公報に開
示されている。上記公報の単純マトリクス型表示装置で
は、上下の電極の重なり部分によって絵素が構成されて
いる。誘起ドメインはこの絵素の隅部に生じる。このよ
うな誘起ドメインを解消するため、誘起ドメインに対応
する上下の電極の何れかの部分に切欠部が設けられてい
る。

薄膜トランジスタ（以下ではｒＴＦＴＪと称す）等のス
イッチング素子を有するアクティブマトリクス型の表示
装置では、絵素電極とＴＰＴを駆動するためのバス配線
との間の電気力線の乱れに起因する誘起ドメインが生じ
る。第８図にアクティブマトリクス表示装置の１例の断
面模式図を示す。

尚、第８図では説明に必要な構成要素のみを示しである
。後に述べる第５図及び第６図についても同様である。

この表示装置では、絵素電極１２とバス配Ｔｓ３６とが
同じ透明基板１１上に設けられている。バス配線３６は
絵素電極１２の周囲に設けられている。バス配線３６と
絵素電極１２とを覆って全面に、配向膜１７が設けられ
ている。基板１１に対向する基板２１上には、対向電極
２３及び配向膜２４が形成されている。配向膜１７及び
２４はポリイミド系樹脂等からなり、これをラビング処
理することにより形成されている。２つの基板１１及び
２１０間には液晶３５が封入されている。

上述の配向膜１７は、第５図に示すラビング処理工程に
よって形成される。この工程では基板ｌｌ上に設けられ
た絵素電極１２上の配向膜１７は、ラビング用達磨布４
１によってラビング処理される。ラビング用達磨布４１
はローラ４０上に固定されている。ラビング用達磨布４
１は矢印４４に示す方向へのローラ４０の回転により、
配向膜１７をラビング処理する。また、矢印４３に示す
方向への基板１１の移動により、配向膜１７のラビング
処理の行われる位置が移動する。このようにして、配向
膜１７のラビング処理が矢印４２に示す方向に施される
。

このようなラビング処理により、第６図に示すような液
晶分子３５ａの配向が可能となる。第６図に示すように
、液晶分子３５ａは配向膜１７に対してプレチルト角θ
をなして配向する。θは通常１−１０°である。第６図
の絵素電極１２の部分の平面図を第７図に示す。ラビン
グ処理は矢印４２で示されている方向に施されている。

第８図の表示装置の絵素電極１２の中央部では、絵素電
極１２と対向基板２１上の対向電極２３との間に電圧が
印加されると、破線で示すように電気力線が形成される
。この電気力線に沿って、液晶分子３５ａが配向する。

正常な配向変換動作では、液晶分子３５ａの一方の端部
は常に下方に位置し、他方の端部は上記一方の端部を軸
として印加電圧に応答して大きく回転する。

ところが、このようにラビング処理が絵素電極１２の対
角線の方向に施されている場合には、第７図の斜線を施
した、ラビング処理方向の起点側の領域３７、即ち、ラ
ビング処理用達磨布が最初に接する側の絵素電極の角の
部分に、前述の誘起ドメインが生じ易い。第８図に示す
ように、絵素電極１２の領域３７で示す角の部分では、
絵素電極１２とバス配線３６との間の電位差によって電
気力線に乱れが生じる。このような電気力線の乱れによ
って、領域３７の液晶分子３５ｂの配向が乱れる。配向
の乱れた液晶分子３５ｂは、正常な配向変換動作では常
に下方に位置すべき一方の端部が上下に動いてしまう。

このような配向の乱れはリバースチルトとも呼ばれてい
る。絵素電極１２の外周部に液晶分子の乱れが生じると
、更に絵素電極１２の内側の液晶分子の配向まで乱れる
ことがある。

液晶配向の乱れが生じると、表示されている絵素の一部
が、他の部分とは異なった表示状態となる。例えば、正
方形の絵素電極を有するＴＮ−ＦＥＭ−ＬＣＤでは、第
７図の斜線で示す領域３７に相当する絵素の部分に於け
る最適視角方向が池の領域のそれとは逆になり、絵素の
一部が欠損したように見える。

上述のような液晶分子の配向の乱れは、無電界時に於け
る液晶分子と電極表面との角度、即ち、プレチルト角に
関係し、また、電界印加時の液晶分子とＴｉ極表面との
角度、即ち、チルト角にも関係する。液晶の配向の乱れ
が生じる場所及び程度は、配向処理の条件により異なる
。

上述の問題点を解決するため、従来より下記の対策がと
られてきた。

■プレチルト角を大きくする。

■絵素部分以外の部分を通過する光を遮断するためのブ
ラックマスクを、液晶分子の配向の乱れを生じている絵
素の内部にも重ねて、異常部分を隠す。

（発明が解決しようとする課題） しかし、このような従来の対策は、それぞれ以下のよう
な問題点を有している。

まず■によれば、電圧−透過率特性曲線の急峻性が損な
われる。そのため、コントラスト及び応答速度が低下し
、視角範囲が狭小となる。また、高プレチルト角を得る
ためには、材料及びプロセスに対する制約が大きく、他
の特性の犠牲を招く場合がある。

■によれば、以下のような問題点が生じる。まず、ブラ
ックマスクを絵素電極を形成した基板側に設ける場合を
考える。ブラックマスクを金属で形成すると、ブラック
マスクとパスラインとの間に、大きな電気容量が生じる
。そのため、表示状態に問題が生じ、絵素電極を駆動す
る上でも問題となる。ブラックマスクを樹脂で形成する
と、遮光性を確保するために膜厚を大きくする必要があ
り、該マスクのパターン精度、セルのギャップの均−性
等に問題が生じる。従って、ブラックマスクを絵素電極
が形成される基板側に設けることは好ましくない。

次に、ブラックマスクを対向基板側に設けた場合を考え
る。この場合には、２枚の基板の位置ずれの誤差を考慮
したパターン設計が必要となる。

２枚の基板を合わせる場合の位置精度は、通常、５〜１
０μｍと低い。そのため、必要なブラックマスクと絵素
電極との重なりを５μｍとすると、１０μｍ以上の重ね
合わせの設計が必要となる。

このように大きな重ね合わせを行うと、絵素の開口率が
低下し、表示画面が暗くなるという問題が生じる。

本発明はこのような問題点を解決するものであり、本発
明の目的は、液晶配向の乱れのない、高い画像品位を有
するアクティブマトリクス液晶表示装置を提供すること
である。

（課題を解決するための手段） 本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置は、少なく
とも一方が透光性を有する一対の基板と、該一対の基板
の何れか一方の基板内面にマトリクス状に配列された多
角形の絵素電極と、該絵素電極の辺に対し平面視斜め方
向にラビング処理された配向膜と、を有するアクティブ
マトリクス液晶表示装置であって、該ラビング処理方向
の起点側の該絵素電極の角の部分が、平面視に於いて面
取りされており、そのことによって上記目的が達成され
る。

ここで、ラビング処理方向の起点側とは、ラビング処理
が施されている方向に於いて、ラビング用達磨布等が先
に配向膜に接する側をいう。

（作用） 本発明のアクティブマトリクス液晶表示装置では、液晶
分子の配向の乱れが生じ易いラビング処理方向の起点側
の絵素電極の角の部分が面取りされている。そのため、
液晶分子の配向の乱れが生しない。

（実施例） 本発明を実施例について以下に説明する。第１図に本発
明の表示装置の一実施例を構成するアクティブマトリク
ス基板１０の平面図を示す。第１図の■−■線に沿った
断面図を第３図に示す。透明基板１１上にＴａから成る
ゲートパスライン１４が平行して設けられ、ゲートパス
ライン１４に直交して、ＴＩから成るソースパスライン
１３が設けられている。ゲートパスライン１４と、ソー
スパスライン１３との交点近傍のゲートパスライン１４
上には、スイッチング素子としてＴＦＴＩ５が形成され
ている。ＴＦＴ１５のソース電極３０及びドレイン電極
３１は、ソースパスライン１３と同時に形成される。ド
レイン電極３１には絵素電極１２が接続されている。

本実施例では、第１図に示すように絵素電極１２の一方
の角の部分に、面取り部３９が形成されている。面取り
部３９は、後に形成される配向膜１７のラビング処理方
向（矢印３８に示す方向）の起点側の絵素電極の角の部
分に設けられている。

ＴＦＴＩ　５近傍の断面構成を、第３図に従って説明す
る。ゲートパスライン１４の一部としテ形成されたゲー
ト電極３４上に、陽極酸化膜２６が形成され、この陽極
酸化膜２６を覆って全面に、ゲート絶縁膜２７が堆積さ
れている。ゲート絶縁膜２７上には、アモルファスシリ
コンから成る半導体層２８がパターン形成され、更にそ
の上には、絶縁膜３２及びコンタクト層２９．２９がパ
ターン形成されている。絶縁膜３２は、コンタクト層２
９．２９、ソース電極３０及びドレイン電極３１のパタ
ーン形成時に半導体層２８を保護するために設けられて
いる。コンタクト層２９及び２９は、半導体層２８と、
ソース電極３０及びドレイン電極３１とのオーミックコ
ンタクトをとるために設けられる。

コンタクト層２９及び２９上には、上述のソースＴｉ極
３０及びドレイン電極３１が形成されている。ドレイン
電極３１上には、ゲート絶縁膜２７上に形成された絵素
電極１２の一部が重畳されている。絵素電極が形成され
ている領域以外の領域には、保護膜１６がパターン形成
されている。保護膜１６を覆って全面に、配向膜１７が
設けられている。配向膜１７はポリイミド系樹脂（商品
名オプトマーＡＬ、　　日本合成ゴム社製）から成り、
前述の第５図に示した工程によって、矢印３８に示す方
向にラビング処理されている。ラビング処理方向は、第
１図に示すように、面取り部３９から該面取り部３９の
対角に向かう方向である。

アクティブマトリクス基板１０に対向する対向基板２０
では、透明基板２１上にブラックマスク２５及びカラー
フィルタ２２が形成され、更に、対向電極２３及び配向
膜２４が全面に形成されている。配向膜２４も配向膜１
７と同様にして形成されている。配向膜２４のラビング
処理方向と、配向膜１７のラビング処理方向とは直交し
ている。

アクティブマトリクス基板１０と対向基板２ｏとの間に
は、液晶３５が封入されている。液晶材料は、ＰＣＨ系
ブレンド液晶（チッソ（株）社製）である。

本実施例の表示装置に於て、絵素電極１２に面取り部３
９を設けていない場合に、液晶配向の乱れが生しる領域
を第２図に示す。この場合の最適視角方向は、紙面から
紙面の手前上方に向かう方向である。第２図の斜線で示
す領域Ａに、即ち、矢印３８で示すラビング処理方向の
起点側の絵素電極１２の角の部分に、液晶配向の乱れが
生じていることが確認されている。本実施列のように絵
素電極１２に面取りｆｆ１３９を設けることにより、表
示不良の問題のない良好な表示装置が得られることが確
認された。

第４図（ａ）〜（ｄ）に、本発明の表示装置に用いられ
る絵素電極１２の形状を示す。第４図（ａ）〜（ｄ）に
於ける最適視角方向は、第２図と同様に紙面から紙面の
手前上方に向かう方向である。これらの絵素電極Ｉ２に
は、ラビング処理方向に応して面取り部３９が設けられ
ている。第４図（ａ）は第１図に於ける絵素電ｌ！Ｔ！
１２の部分を示している。第４図（ｂ）〜（ｃ！＞は、
それぞれ図中に矢印３８で示す他の方向のラビング処理
が行われる場合の絵素電極１２の形状を示している。

何れの場合に於いても、ラビング処理方向の起点側の絵
素電極１２の角の部分に、面取り部３９が設けられてい
る。第４図（Ｃ）ではラビング処理方向の起点側の絵素
電極工２の角の部分は２箇所存在する。面取り部３９は
この２日清の角の部分に設けられている。また、本実施
例の何れの絵素電極１２に於いても、面取り部３９は直
線状に面取りされているが、他の形状、例えば円弧状に
面取りされていてもよい。

本実施例では、保護膜１６は絵素電極１２以外の領域に
設けられているが、絵素電極１２上にも設けることもで
きる。また、本実施例では機能素子として、ＴＰＴを用
いた場合について説明したが、例えばＭＯＳｌ−ランジ
スタ、ＭＩＭ、！イオード等の他の機能素子を備えた表
示装置にも適用することができる。

（発明の効果） 本発明のアクティブマトリクス表示装置では、液晶配向
の乱れが生しない。従って、本発明にょれば高い画像品
位を有するアクティブマトリクス液晶表示装置が得られ
る。

４、　　　　　の　　　　な！　Ｈ 第１図は本発明の表示装置に用いられるアクティブマト
リクス基板の一実施例の平面図、第２図は液晶配向の乱
れが生じている領域を示す図、第３図は第１図の基板を
用いた表示装置の■−■線に沿った断面図、第４図（ａ
）〜（ｄ）は本発明の表示装置に設けられる絵素電極の
形状の例を示す平面図、第５図はラビング処理工程を示
す図、第６図はラビング処理された配向膜上に液晶分子
が配向する様子を示す図、第７図は液晶分子の配向の乱
れが生じる領域を示す図、第８図は印加電圧により液晶
分子が平行変換される様子を示す図である。

１０・・・アクティブマトリクス基１．１１．２１・・
・透明基板、１２・・・絵素電極、１３・・・ソースパ
スライン、１４・・・ゲートパスライン、１５・・・Ｔ
ＦＴ。

１６・・・保護膜、１７．２４・・・配向膜、２０・・
・対向基板、２２・・・カラーフィルタ、２３・・・対
向電極、２５・・・ブラックマスク、２６・・・陽極酸
化膜、２７・・・ゲート絶縁膜、２８・・・半導体層、
２９・・・コンタクト層、３０・・・ソース電極、３１
ドレイン電極、３２・・・絶縁膜、３４・・・ゲート電
極、３５・・・液晶、３８・・・ラビング処理方向、３
９・・・面取り部。

以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも一方が透光性を有する一対の基板と、該
   一対の基板の何れか一方の基板内面にマトリクス状に配
   列された多角形の絵素電極と、該絵素電極の辺に対し平
   面視斜め方向にラビング処理された配向膜と、を有する
   アクティブマトリクス液晶表示装置であって、 該ラビング処理方向の起点側の該絵素電極の角の部分が
   、平面視に於いて面取りされているアクティブマトリク
   ス液晶表示装置。