JPH04241324A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、たとえば強誘電性液晶
を使用した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータを中心とする情報機
器の発達に伴い、情報の伝達手段としての表示装置の果
たす役割が重要になってきている。従来の表示装置とし
て代表的なものは、ＣＲＴ（陰極線管）であるが、構成
の小型化および消費電力の低減が可能であるという点か
ら、最近では液晶表示装置が広く利用されている。さら
に、大面積かつ大容量の液晶表示装置に対する要求は強
く、その実現が強く望まれている。

【０００３】上記液晶表示装置を実現するものとして、
強誘電性液晶を使用した液晶表示装置が注目されている
。強誘電性液晶には、通常カイラルスメクティック液晶
が用いられる。一般に強誘電性を示すカイラルスメクテ
ィック相では、螺旋構造を取るが、薄いセルに注入する
と界面の影響でその螺旋構造がほどけ、図１１の（ａ）
に示すように、液晶分子１８がスメクティック層法線１
７から傾き角＋θ１９だけ傾いたドメインと、逆方向に
−θ２０だけ傾いたドメインとが混在するようになる。 これに電圧を印加すると、図１１の（ｂ）に示すように
、自発分極の向きが揃った、すなわち分子配向が一定の
状態であるドメインが得られる。またこれに逆極性の電
圧を印加すると、図１１の（ｃ）に示すように、分子配
向が図１１の（ｂ）とは逆方向の一定の状態であるドメ
インが得られる。このように電圧の印加及び逆印加に伴
い光軸が変化するので、偏光板を用いて液晶表示装置を
形成することができる。

【０００４】この液晶表示装置では、図１１の（ｄ）で
示すように、電界を切っても、界面の配向規制力によっ
て電界を切る前のその分子配向が維持され、高い記憶効
果を得ることが可能である。高いデューティーのマルチ
プレックス駆動表示を行う場合、上記の記憶効果が非常
に有効である。

【０００５】典型的な従来技術を図９を参照して説明す
る。一対の透光性基板２１，２２の対向する表面に、透
光性基板２１，２２を対向させた際にマトリクス電極構
造をなすストライプ状の透明電極２３，２４が設置され
、その上に絶縁膜２５，２６を介して配向膜２７，２８
が形成される。透光性基板２１，２２の間には強誘電性
液晶２９が充填され、透光性基板２１，２２の外側表面
には偏光板３０，３１が設置され、強誘電性液晶表示装
置３２が構成される。

【０００６】このような従来技術の液晶表示装置を駆動
する場合、電圧は透明電極の一端部から印加される。こ
のとき透明電極の電気抵抗が大きいと、透明電極の他端
部においては電圧が大幅に減衰してしまう。その結果、
液晶層に印加される電圧が不均一となり、液晶表示装置
の表示特性が不均一になるという問題点がある。この問
題点を解決するために、図１０に示すように、透明電極
より電気抵抗の小さい金属等の低抵抗導電膜３３，３４
を透明電極に電極の長手方向に沿って密着して配設し、
透明電極の電気抵抗を小さくするなどの方法が採られて
いる。

【０００７】又、先行技術の強誘電性液晶装置において
は、画素内のメモリ状態の反転という問題点も存在する
。これは例えば図１１の（ｄ）のような状態に電界を印
加して図１１の（ｂ）のようにスイッチオンさせたあと
電界を除去すると、同図の（ｂ）の状態を保たず同図の
（ｄ）の状態にもどってしまうという現像である。この
現像は強誘電性液晶の自発分極によって生じる逆電場の
ために生ずると説明されているが（吉田、他、第１３回
液晶討論会予稿集、２Ｚ１５（１９８７））、より詳細
な検討により、電極のエッジ部分からこのようなメモリ
の反転が生じやすいことが調べられており（特開平１−
１７９９１５号）、この反転の防止対策としても図１０
に示すような低抵抗の金属配線が有効であることが報告
されている（特開平１−１７９９１５，１−２８０７２
４，２−６３０１９号など）。

【０００８】しかしこの場合、金属等を透明電極上に配
設すると電極の透明部分が狭くなり、表示装置の実質開
口率が落ちるという問題があり、また開口率を落とさな
いように金属等の膜厚を厚くして線幅を狭くしようとす
ると、上下透光性基板間で電気的接触が起こる可能性が
高くなり、表示品位が下がるという問題があった。比較
的セル厚の厚いＴＮ液晶表示ではこの点はそれほど問題
とはならないが、０．５μｍ〜４μｍ、好ましくは２μ
ｍ以下という薄いセル厚を必要とする強誘電性液晶表示
装置では深刻である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の液晶
表示装置では、表示特性を均一にするため、金属等の低
抵抗導電膜により電極抵抗を低減化し、かつメモリの反
転を防止する際に開口率が低下し、上下の透明性基板間
で電気的接触が起こる可能性が高くなり、表示品位が下
がるという問題があった。

【００１０】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
表示品位が格段に向上される液晶表示装置を提供するこ
とである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一対の透光性
基板の対向し合う表面にそれぞれ透明電極を形成し、そ
れぞれの透明電極を被覆する配向膜を形成し、一対の透
光性基板間に液晶を充填してなる液晶表示装置において
、少なくとも一方の透明電極がマトリックス状に配列さ
れるドット電極で形成され、ドット電極の複数を行又は
列方向において電気的に接続する低抵抗導電膜を設けた
ことを特徴とする液晶表示装置である。

【００１２】

【作用】本発明に従えば、マトリックス状に配列される
ドット電極の複数を行又は列方向において電気的に接続
する低抵抗導電膜が設けられるので、隣接するドット電
極の間に形成される低抵抗導電膜はドット電極上の低抵
抗導電膜の高さから比べるとドット電極の厚さだけ低く
位置し、その部分と対向する透光性基板上の低抵抗導電
膜とが対向するようにセル化することにより一対の透光
性基板間の電気的接触の可能性を小さくすることができ
る。またそのことにより低抵抗導電膜の膜厚を厚くする
ことができ、かつ幅を細くすることが可能となり、開口
率の大幅な低下を防ぐことができる。

【００１３】

【実施例】以下この発明の実施例を図面にて詳述するが
、この発明は以下の実施例に限定されるものではない。 実施例１ 図１は本発明の第１の実施例の概略構成を示す断面図で
ある。図１において強誘電性液晶表示装置１は、一対の
対向配置される透光性基板２，３と、透光性基板２の透
光性基板３と対向する表面にマトリックス状に形成され
る透明電極であるドット電極５と、透光性基板３の透光
性基板２と対向する表面に行方向に等間隔で形成される
ストライプ透明電極６と、それぞれのドット電極５の表
面の列方向の側縁にそって設けられ、かつドット電極５
それぞれを電気的に接続する低抵抗導電膜７と、ストラ
イプ透明電極６の表面の側縁にそって密着して設けられ
る低抵抗導電膜８と、絶縁膜９，１０を介してドット電
極５とストライプ透明電極６とをそれぞれ被覆する配向
膜１１，１２と、透光性基板２，３の間に充填される強
誘電性液晶４と、それぞれの透光性基板２，３の外表面
に設けられる偏光板１３，１４とで構成されている。

【００１４】透光性基板２と透光性基板３とは、それぞ
れのストライプ透明電極６上の低抵抗導電膜７がドット
電極５，５間のそれぞれの溝部分の上方に位置するよう
に対向配置される。透光性基板２，３としては、代表的
にはガラスが用いられる。

【００１５】ドット電極５及びストライプ透明電極６は
、ＩＴＯ膜により構成され、その膜厚は２０００Åが好
ましい。また低抵抗導電膜７，８は、代表的にはモリブ
デンをスパッタ法により蒸着して形成し、その膜厚は２
２００Å、幅は５μｍが好ましい。ドット電極５は一辺
の長さを５５μｍとする正方形をしており、電極間の間
隔は１０μｍとする。

【００１６】実施例２ 図２は、本発明の第２の実施例の概略構成を示す断面図
である。図２において、強誘電性液晶表示装置１ａは、
ガラス等の透光性基板２，３を有し、その間には強誘電
性液晶４が充填されている。透光性基板２，３の対向す
る表面には、マトリックス状に配列される透明電極であ
るドット電極５ａ，５ｂが設置され、低抵抗導電膜７，
８がドット電極５ａ，５ｂをそれぞれ行ごと、列ごとに
接続するように形成されている。そして、その上にさら
に絶縁膜９，１０および配向膜１１，１２がこの順に形
成されている。２枚の透光性基板２，３は図２中に矢印
で示すように、低抵抗導電膜７，８が透光性基板２，３
外側方向に向かって引っ込んだ部分同士が対向するよう
に貼合わせてある。透光性基板２，３の外側表面には偏
光板１３，１４が直交ニコルとなるように設置されてい
る。

【００１７】各透光性基板２，３には、ドット電極５，
６としてＩＴＯが、低抵抗導電膜７，８としてモリブデ
ンがスパッタ法を用いて蒸着された後に図に示す形状に
エッチングにより形成されている。

【００１８】図３及び図４は、上記第２の実施例の液晶
表示装置１ａにおいて、透光性基板２，３にドット電極
５，６および低抵抗導電膜７，８を形成する工程を示し
た製造工程図である。ただし本図では透光性基板２の場
合のみを示す。

【００１９】まず、図３の（ａ）に示すように、ドット
電極５としてスパッタ法によりＩＴＯ膜５ｃを２０００
Å厚で形成した透光性基板２の上にフォトレジスト１６
を塗布し、９０°Ｃで仮焼成し、同図に示す形状のフォ
トマスク３５を用い高圧水銀灯で露光し、現像を行った
後、１２０℃で本焼成し、図３の（ｂ）のようにフォト
レジストを形成する。

【００２０】次に臭酸の４７％水溶液を用いて３５°Ｃ
で４分間エッチングを行い図３の（ｃ）に示すような正
方形にパターニングした。続いて図４の（ｄ）に示すよ
うに、モリブデン膜７ａをスパッタ法を用いて２２００
Åの膜厚に形成した。さらにＩＴＯ膜５ｃの場合と同様
にフォトレジスト１６を塗布、仮焼成し図４の（ｅ）に
示すフォトマスク３６を用い露光を行い、現像、本焼成
した後、Ｈ３ＰＯ４とＨＮＯ３との５：１混合液の２５
％水溶液を用いて２５°Ｃにて３分間エッチングを行い
、図４の（ｆ）に示す形状にパターニングした。この時
のドット電極５ａの一辺の長さは５５μｍ、電極間は１
０μｍ、低抵抗導電膜７の線幅は５μｍである。

【００２１】図３及び図４には示していないが、その上
にＳｉＯ２（商品名、東京応化社製、ＯＣＤ　　ＴＹＰ
Ｅ−ＩＩ）をスピンナー塗布し、焼成して絶縁膜９を形
成する。そしてさらにその上にナイロン６（東レ社製）
の１％メタクレゾール溶液をスピンナー塗布し、焼成し
て配向膜１１を形成する。

【００２２】このようにして形成した透光性基板２の配
向膜１１と図３及び図４と同様の処理を施した透光性基
板３の配向膜１２とに、パラレルあるいはアンチパラレ
ルとなるようにラビングを施し、セル厚１．８μｍとな
るように、図２中に矢印で示すように、ドット電極５ａ
，５ｂ上にある低抵抗導電膜７，８がそれぞれのドット
電極５ａ，５ｂの行方向及び列方向の電極間の溝部分に
対向するように位置合わせてセル化し、強誘電性液晶４
を注入、封止して２枚の偏光子１３，１４を外側表面に
設置して図２に示す液晶表示装置１を形成する。

【００２３】この液晶表示装置は、ドット電極５ａ，５
ｂを透明電極より電気抵抗の小さいモリブデンからなる
低抵抗導電膜７，８で電気的に接続することによって、
通常のストライプ電極を用いた表示装置と同様に電圧を
選択的に印加し画像表示を行うことができた。そしてド
ット電極５ａ，５ｂの各部において印加される電圧の減
衰がおこらず、低抵抗導電膜同士が対向する部分の距離
が長いため上下の基板間での電気的接触も起こらず、ま
た、電極エッジからのメモリー反転も生じず、画面全体
で良好な表示特性が得られた。

【００２４】実施例３ 図５は、本発明の第３の実施例の基板構成の概略化した
斜視図である。この実施例において、強誘電性液晶表示
装置はモリブデンからなる低抵抗導電膜７ｂが、図５に
示す形状に透明電極上１１００Åの厚さに形成されてい
る他は図２に示す第２の実施例の強誘電性液晶表示装置
と同様である。この低抵抗導電膜７ｂの製造は図４の（
ｅ）において、フォトマスクの位置をずらせばよいだけ
である。

【００２５】すなわち、低抵抗導電膜７ｂは、ドット電
極５間の溝部分においてドット電極５の側壁と密着する
形状となる。このように絵素部と非絵素部にまたがるよ
うに低抵抗導電膜を形成したことでドット（絵素）電極
上の低抵抗導電膜の線幅、厚みともに第２の実施例より
も小さくしても、第２の実施例と同様に良好な表示特性
が得られた。更に線幅を小さくしたことで表示装置の開
口率を増加することができ、よりコントラストの高い表
示が得られた。

【００２６】実施例４ 図６は、本発明の第４の実施例の基板構成の概略化した
斜視図である。図６において、低抵抗導電膜７はドット
電極５間の溝部分に配設され、一方の側にある列あるい
は行のドット電極５と電気的に接触し、他方の側にある
ドット電極５とは接触しないように絶縁膜１５により列
間あるいは行間を完全に遮断されている。本実施例の絶
縁膜１５はＴａ２Ｏ５をスパッタ法を用いて２０００Å
の膜厚に形成した後、実施例２，３と同様にフォトリソ
グラフィーにてレジストパターンを形成し、ガスとして
ＣＦ４を用いるプラズマエッチングにより形成されてい
る。低抵抗導電膜７は実施例２，３と同じくモリブデン
を用い、絶縁膜１５の上に５００Å堆積させてある。そ
の他は実施例２，３と同条件でセルを作成した。この場
合、Ｔａ２Ｏ５からなる絶縁膜１５は、モリブデンから
なる低抵抗導電膜７とＩＴＯからなるドット電極５との
電気的接触を防ぐため２０００Å以上が好ましいが、低
抵抗導電膜７は非電極部を覆うため、線幅が１１μｍと
広く取れるので５００Åと薄くてもよい。

【００２７】この液晶表示装置は、実施例２，３と同じ
ように良好な表示特性が得られた。更に非絵素部を完全
に遮光するように低抵抗導電膜を形成したことで非絵素
部の表示を揃えることができ、よりコントラストの高い
表示が得られた。

【００２８】実施例５ 図７は本発明の実施例の基板構成の概略化した斜視図で
ある。この実施例にあっては上記実施例４と同様、絶縁
膜１５を用いて低抵抗導電膜７を配設するもので、絶縁
膜１５はドット電極５の上面をほぼ被覆し、かつ電極間
の溝部分を埋めるように形成される。低抵抗導電膜７は
行又は列方向にそれぞれのドット電極５の絶縁膜１５で
は被覆されていない上面と接触してドット電極５同士を
電気的に接続するものである。この基板構成以外の構成
は実施例２と同じである。この液晶表示装置、実施例２
と同じように良好なコントラストの表示特性が得られた
。

【００２９】実施例６ 図８は、本発明の第６の実施例の基板構成の概略化した
斜視図である。図８において、低抵抗導電膜７が透光性
基板上に形成されており、その上に絶縁膜１５を介して
片側の列あるいは行が低抵抗導電膜７と電気的に接触す
るようにドット電極５が形成されている。その他は実施
例４と同様である。この液晶表示装置は、実施例４，５
と同じように良好なコントラストの表示特性が得られた
。

【００３０】本実施例１〜６では低抵抗導電膜としてモ
リブデンを用いたが、モリブデンの代わりにアルミニウ
ム、チタン、タンタル等を用いても同様な結果が得られ
る。また絶縁膜１５としてＴａ２Ｏ５の代わりに、Ａｌ
２Ｏ３，ＺｎＯ，Ｙ２Ｏ３，ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ等を用
いても同様な結果が得られた。

【００３１】

【発明の効果】この発明によれば、上下リークの発生を
少なくすることができ、さらに開口率の大幅な低下を防
止して良好なコントラストの表示特性を有する液晶表示
装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である液晶表示装置の断
面図。

【図２】本発明の第２の実施例の断面図。

【図３】本発明の第２の実施例の液晶表示装置において
ドット電極及び低抵抗導電膜の形成までの前半工程を示
す製造工程図。

【図４】図３に示す工程に続く工程を示す製造工程図。

【図５】第３の実施例の基板の概略構成を示す斜視図。

【図６】第４の実施例の基板の概略構成を示す斜視図。

【図７】第５の実施例の基板の概略構成を示す斜視図。

【図８】第６の実施例の基板の概略構成を示す斜視図。

【図９】従来例の液晶表示装置の断面図。

【図１０】他の従来例の液晶表示装置の断面図。

【図１１】強誘電性液晶の動作を示す動作説明図。

【符号の説明】

２　　透光性基板 ３　　透光性基板 ４　　強誘電性液晶 ５　　ドット電極 ６　　ストライプ透明電極 ７　　低抵抗導電膜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　一対の透光性基板の対向し合う表面に
   それぞれ透明電極を形成し、それぞれの透明電極を被覆
   する配向膜を形成し、一対の透光性基板間に液晶を充填
   してなる液晶表示装置において、少なくとも一方の透明
   電極がマトリックス状に配列されるドット電極で形成さ
   れ、ドット電極の複数を行又は列方向において電気的に
   接続する低抵抗導電膜を設けたことを特徴とする液晶表
   示装置。