JPH032826A

JPH032826A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JPH032826A
Application number: JP1135988A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Nishimura; 和也西村; Masanaru Abe; 阿部　昌匠; Hidetaka Noriyasu; 英孝乗山; Hiromi Fukumori; 福森　博美
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Electronic Device Engineering Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1989-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-01-09

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は液晶表示素子、特にその基板面の構造につい
てのものである。

（従来の技術）一般に、液晶表示素子は、所定の透明電極が形成された
２枚の基板の間隙にネマチック液晶等を充填し、対向す
る透明電極間に電圧を印加することにより表示機能を有
するものである。そして、表示上のコントラストを向上
させるため、一方の基板上の各絵素を区画する部分にブ
ラックマトリクスとしての遮光膜を形成することがある
。

（発明が解決しようとする課ｍ）このうち現在広く開発されている液晶表示素子は、所定
の動作電圧や動作速度を得るため、基板間間隔を５〜１
５μｍに設定するが、実際には基板のうねり・そりや製
造工程のばらつき等により基板間間隔はある程度の誤差
を含んでおり、表示面に干渉縞が発生し、表示品位が極
めて低下するという問題が生じることがある。具体的に
は、各絵素がブラックマトリクスで区画されたマルチカ
ラー或いはフルカラー表示を行う表示素子において、単
色表示の際に、干渉環が隣接する異色の絵素にまたがっ
てできて一本のラインに見え、干渉環の発生が視認可能
となってしまうことがあった。

この発明はこのような従来の事情に鑑みなされたもので
あり、干渉縞が視認されず表示の均一性に優れた液晶表
示素子を提供することを目的とする。

［発明の（Ｉ■成］（課題を解決するための手段）この発明は、一主面側にそれぞれ第１及び第２電極が形
成されてなる第１及び第２基板を各々の一主面側が対向
するように液晶を挾持した状態で組み合わせて構成され
るとともに、第１及び第２基板の少なくとも一方の一主
面側に各絵素を区画する遮光膜、及びこの遮光膜を覆う
ように保護層が順次形成されている液晶表示素子につい
てのものであり、保護層の表面は各絵素ごとに凹凸部に
なっており、この凹凸部の段差は０．１〜５，０μｍの
範囲にある。

ここで、各絵素ごとに凹凸部になるということは一絵素
内で所定の凹凸部が構成されていることを意味し、例え
ば特開昭６０−１５９８２３号公報に記載されているよ
うなＲ，Ｇ、　　Ｂのカラーフィルター層の膜厚を変え
る場合とは異なる。

（作　用）この発明は、ブラックマトリクスで区画された各絵素内
で、周辺が高く中央が低くなるか或いは周辺か低く中央
が高くなるようにして凹凸部を形成することにより、マ
ルチカラー或いはフルカラーの表示を行う表示素子に適
用されたときにも、干渉環が異色の絵素にまたがらず、
表示の均一性が向上する。このとき、凹凸部の段差は、
０．１〜５．０μｍの範囲に収まるようにしている。こ
れは、段差が０．１μｍ未満のときは実質的に上述の凹
凸部が存在しない従来と同様な状態であり、段差が５．
０μｍを超えるときは周基板間の間隔を液晶表示素子が
正常に動作する範囲内で制御することが困難であるため
である。

なお、この発明の構成に類似する従来例としては、例え
ば特開昭５７−７９９Ｈ号公報に、透明基板の液晶に接
する界面側全面に無数の凹凸を化学エツチングで形成す
ることが提案されている。しかしながら、この従来例で
は、無数の凹凸が基板全面に設けられているため、ブラ
ックマトリクスが形成されている液晶表示素子に適用し
たときには、コントラストの劣化は避けられず、表示品
位が悪化する。

（実施例）以下、この発明の詳細を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す概略断面図である。

同図において、例えばガラス基板１の一生面上にはマト
リクス状に配線（図示せず）が施され、その交点には例
えばＴＰＴ　（薄膜トランジスタ）からなるスイッチン
グ素子２と例えばＩＴＯ（インジウム・チン・オキサイ
ド）からなる第１電極３が形成されることにより一絵素
が構成されている。こうして、所定の第１基板４例えば
アレイ基板が得られる。一方、ガラス基板５の一生面上
には、全面に厚さ０．５μｍのクロム（Ｃｒ）薄膜を形
成した後、第１？ｌｉ極３と対向する部分をエツチング
することにより、ブラックマトリクスとしての各絵素を
区画する遮光膜６が形成されている。そして、フッ酸を
用いた遮光膜６をマスクとするエツチング処理により、
−絵素ごとにガラス基板５の四部７を形成している。続
いて、この凹部７にはカラーフィルター層８が形成され
、このカラーフィルター層８を覆うように、例えばアク
リル樹脂からなる保護層９を形成している。ここで、保
護層９の表面は、エツチングにより設けた四部７の働き
により、各絵素の中央部で低く周辺部で高い凹凸部にな
っており、この凹凸部の段差は０．１〜５．０μｍの範
囲例えば３．０μｍである。

そして、保護層９上には、例えばＩＴＯからなる第２電
極１０が形成されることにより、所定の第２基板１１例
えば対向基板が得られる。そして、第１及び第２基板４
，１１は互いの一主面側が対向するように、封着剤１２
を用いて組ろ合ゎせられており、その間隙には液晶１３
が挾持されている。また、第１及び第２基板４，１１に
おいて各々の他主面側には、それぞれ偏光板１４．１５
が被着されている。

第２図は第１図を第２基板１１側からみたときの概略平
面図であり、第１図は第２図のＡ−Ａ　−断面に相当す
る。同図から、遮光膜６は全体として格子状に形成され
、各絵素を区画していることがわかる。

この実施例では、保護層９の表面は各絵素ごとに段差が
０．１〜５．０μｍの範囲にある凹凸部になっているた
め、単色表示を行う際にも干渉縞が視認されることがな
かった。

第３図はこの発明の他の実施例を示す概略断面図で、第
１図の場合と同様に第２図におけるＡ−Ａ′断面に相当
しており、第１図に対応する部分には同一の符号を付し
である。この実施例は第１図に示した実施例に比べ、次
の点が異なっている。

即ち、この実施例では、ガラス基板５に四部７が形成さ
れず、その代わりに遮光膜６の厚さを１μｍとすること
により、保護層９の表面に、各絵素の中央部で低く周辺
部で高い０．１〜５．０μｍの範囲例えば１．０μｍの
段差を冑する凹凸部を形成している。この結果、この実
施例は第１図に示した実施例と同様に、単色表示を行う
際にも干渉縞が視認されることがなかった。

第４図はこの発明の更に他の実施例を示す概略断面図で
、第１図の場合と同様に第２図におけるＡ−Ａ−断面に
相当しており、第１図に対応する部分には同一の符号を
付しである。この実施例は第３図に示した実施例に比べ
、次の点が異なっている。即ち、遮光膜６の厚さを０．
５μｍと薄くし、その代わりに、遮光膜６上で隣接する
画素のカラーフィルター層８を重ね合わせたり（第４図
（ａ））、或いは、遮光膜６上で例えばＲ（赤）、Ｇ（
緑）及びＢ（青）のカラーフィルター層８を重ね合わせ
たり（第４図（ｂ））している。

この実施例では、遮光膜６上でカラーフィルター層８を
二層以上重ね合わせて形成することにより、第１図や第
３図に示した実施例と同様に、保護層９の表面を各絵素
ごとに段差が０．１〜５．０μｍの範囲の凹凸部にする
ことが可能となり、単色表示を行う際にも干渉縞が視認
されることがなかった。更に、この実施例では、遮光膜
６が反射率の低いカラーフィルター層８で覆われている
ため、外光の遮光膜６によるＴＰＴチャネル部への反射
量が低減し、これに起因したＴＰＴのＯＦＦ特性の劣化
を防げる。第５図はＴＰＴのＯＦＦ特性の変化を示す図
であり、縦軸はドレイン電流Ｉ９、横軸はゲート電圧ｖ
ｇを表している。同図において、従来例は遮光膜６がカ
ラーフィルター層８で覆われていない点を除いては実施
例（第４図（ａ））と同様な構造を有しており、実線、
点鎖線及び破線はそれぞれ実施例（第４図（ａ））と従
来例で表示素子内への入射光がない場合、従来例で表示
素子内への入射光がある場合及び実施例（第４図（ａ）
）で表示素子内への入射光がある場合の特性値を示して
いる。同図かられかるように、遮光膜６上が二層のカラ
ーフィルター層８で覆われていることにより、実施例（
第４図（ａ））では入射光が存在するＴＰＴのＯＦＦ時
（ｖｇが一１１ＶからＯｖの範囲）におけるＩＤの上昇
が従来例の約１／１０となり、入射光による画像不良が
発生しにくくなった。

〔発明の効果］この発明は遮光膜を覆う保護層の表面を各絵素ごとに、
段差が０．１〜５．０．ｃｔｍの範囲にある凹凸部とす
ることにより、強制的に干渉縞が一絵素ごとに分かれる
ようになるため、干渉縞に起因した表示品位の劣化を防
ぐことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す概略断面図、第２図
は第１図に示した実施例における概略平面図、第３図は
この発明の他の実施例を示す概略断面図、第４図はこの
発明の更に他の実施例を示す概略断面図、第５図はこの
発明と従来例におけるスイッチング素子のＯＦＦ特性の
変化を示す図である。３・・・第１電極、　　　　４・・・第１基板６・・・
遮光膜、　　　　　９・・・保護層１０・・・第２電極
、　　　１１・・・第２基板１３・・・液晶代理人　弁理士　則　近　憲　佑同　　　　竹　花　喜久男第図第図（ａ）第図第図＋ｐ（Ａ）第図（Ｖ）

Claims

【特許請求の範囲】

一主面側にそれぞれ第１及び第２電極が形成されてなる
第１及び第２基板を各々の前記一主面側が対向するよう
に液晶を挾持した状態で組み合わせて構成されるととも
に、前記第１及び第２基板の少なくとも一方の前記一主
面側に各絵素を区画する遮光膜、及びこの遮光膜を覆う
ように保護層が順次形成されている液晶表示素子におい
て、前記保護層の表面は前記各絵素ごとに凹凸部になっ
ており、この凹凸部の段差は０．１〜５．０μｍの範囲
にあることを特徴とする液晶表示素子。