JPH1048611A

JPH1048611A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH1048611A
Application number: JP20743996A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Kimura; 直史木村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-08-06
Filing date: 1996-08-06
Publication date: 1998-02-20

Abstract

(57)【要約】【課題】開口率の向上を図るために、アクティブ素子
およびバスライン上に絶縁膜を介して画素電極を形成し
た液晶表示装置を歩留まり良く製造する。【解決手段】アクティブマトリクス基板１上の絶縁膜
５をシール材４内側に形成する。このように、絶縁膜５
がシール材４下部には存在しない構造とすることで、シ
ール材４下部での絶縁膜５のはがれ、およびシール材４
下部の絶縁膜５を介しての液晶内への酸素や水分の進入
を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯型情報端末、
携帯型ワードプロセッサー、パーソナルコンピュータ等
に用いる液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置はこれまで、薄型、軽量、
低消費電力という特徴を生かして、パーソナルコンピュ
ータ、パーソナルワードプロセッサー、電子手帳、携帯
型テレビ等のディスプレイとして幅広く利用されてい
る。

【０００３】液晶表示はＣＲＴ (Cathode-Ray Tube) 表
示とは異なり非発光表示であるので、十分な明るさの表
示を得るためには何らかの光源が必要となる。そこで、
液晶の表示方式には、周囲の外光を光源として用いるた
めに液晶セルの外側に反射板を設け、外部光を反射して
該液晶セル内に光を導く反射型や、液晶表示装置内部に
光源としてバックライトを備え、液晶セルの背面から該
液晶セル内に光を導く透過型等がある。

【０００４】白黒表示用ディスプレイとして用いられる
電卓、時計等の情報量の小さいディスプレイには、ＴＮ
(Twisted Nematic)モードの液晶表示素子が一般的に用
いられている。また、その他の表示容量の多いワープロ
等のディスプレイには、表示形式としてＳＴＮ (Super
Twisted Nematic)モードの液晶表示素子が用いられてい
る。

【０００５】これらの各液晶表示素子では、偏光板を２
枚用いるために、当該偏光板によって入射光の多くが吸
収されてしまい外光の利用効率が３０％以下と悪くな
る。したがって、上記の各表示モードの液晶表示素子を
反射型ディスプレイに用いたときに極めて暗い表示しか
実現できない。また、これを補うためにバックライトを
設けることは消費電力を増大させ携帯型ディスプレイと
して向かない。

【０００６】カラー表示用ディスプレイとして現在用い
られているカラー液晶ディスプレイでは、ＴＮモード、
ＳＴＮモードの液晶表示素子にモザイク状のカラーフィ
ルタを組み合わせ加色混合により色を再現しているため
に、偏光板による光ロスに加えて画素分割によりさらに
光の利用効率が悪くなる。

【０００７】実際のディスプレイでは画素の開口率も光
ロスに寄与するため、パネル全体として外光の利用効率
は数％に落ちてしまう。当然の事ながら、バックライト
なしでは明るい表示はできず、低消費電力という液晶本
来の特徴が生かされていないのが現状である。

【０００８】この光ロスを最小限に押さえるべく、明る
い表示モードの液晶表示素子の検討がこれまで幾つか行
われている。まず、液晶中に２色性の色素を混入し、分
子配向にカイラル構造をもたせることにより、偏光板の
要らない明るい表示を実現したWhite-Taylor型ゲストホ
ストモードの液晶表示素子がある。これは、液晶層にね
じれ構造を持たせて、液晶層での光の旋光性を弱めて、
あらゆる方向の偏光に対して色素が吸収するために偏光
板がなくてもコントラストの高い表示を実現できる。

【０００９】また、偏光板による光ロスを極限まで押さ
えるために、偏光板を１枚だけ用いた液晶表示素子も検
討されている。この液晶表示素子は、偏光板／液晶層／
反射板、偏光板／液晶層／位相差板／反射板、あるいは
偏光板／位相差板／液晶層／反射板の構造をとり、液晶
層の位相差変化で表示を行っている。このように、上記
の各液晶表示素子では、偏光板を１枚しか用いないため
に、ＴＮモードおよびＳＴＮモードの液晶表示素子に比
べて明るい表示を実現できる。

【００１０】これらの表示モードにより、外光の利用効
率が、ＴＮモードおよびＳＴＮモードの液晶表示素子で
は３０％以下であったのが約５０％にまで高められてい
る。

【００１１】一方、画素の開口率を高めるための液晶表
示素子の構造も提案されている。この構造は、図８に示
すように、アクティブマトリクス基板１０１と対向基板
１０２とをシール材（図示せず）を介して接合し、両基
板とシール材の間に液晶層１０３が封入されている構造
である。

【００１２】上記アクティブマトリクス基板１０１は、
絶縁性基板１０４上のアクティブ素子１０５上に絶縁膜
１０６を介してＡｌ等の画素電極１０７を形成したもの
で、これによりアクティブ素子１０５上やバスライン上
も画素として利用できるために開口率を大幅に高めるこ
とができる。また、上記対向基板１０２は、ガラス基板
１０８、カラーフィルタ１０９および透明電極１１０よ
り構成される。

【００１３】透明電極１１０と画素電極１０７との間に
電圧を印加すると、液晶層１０３の配列が変わり、光を
透過するようになっている（但し、ノーマリーブラック
モードの場合）。

【００１４】また、この提案では、画素電極１０７を反
射板と兼用しており、絶縁膜１０６に凹凸を形成し、そ
の上に画素電極１０７を形成することによって、画素電
極１０７自身にも凹凸が形成され、多重反射が少なく偏
光性の保持がよい明るい反射面が得られる。

【００１５】このように反射板を画素電極１０７と兼用
しセルの内側に形成することにより、反射板を液晶セル
の外側に形成したときに生じる視差による二重表示を無
くしている。また、この提案では、表示モードとして前
述したWhite-Taylor型ゲストホストモードを用いること
により、より明るい反射型カラーディスプレイを実現し
ている。

【００１６】上記反射型カラーディスプレイを形成する
には、以下の様なプロセスで形成されるアクティブマト
リクス基板が必要となる。先ず、図９（ａ）に示すよう
に、絶縁性基板１０４上全面にＴＦＴ (Thin Film Tran
sistor) 等のアクティブ素子１０５を形成し、その上に
感光性樹脂１０６ａを塗布した後、マスク露光を行い凹
凸を形成する。

【００１７】次に、図９（ｂ）に示すように、加熱処理
し上記凹凸を滑らかにする。さらに、図９（ｃ）に示す
ように、凹凸の隙間部分を埋めるためにもう１回感光性
樹脂１０６ｂを塗布し、絶縁膜１０６を形成する。

【００１８】その後、マスク露光により画素電極１０７
とアクティブ素子１０５（ＴＦＴの場合ドレイン電極）
とのコンタクトを取るためスルーホール１０６ｃを形成
する。最後にＡｌを堆積させ、マスク露光した後にエッ
チングにより画素電極１０７を形成し、アクティブマト
リクス基板１０１を完成させる。

【００１９】このような構造のアクティブマトリクス基
板１０１をもつ液晶表示パネルには、図１０に示すよう
に、絶縁膜１０６がアクティブマトリクス基板１０１全
面に形成されているものと、また、図１１に示すよう
に、駆動回路としてのフレキシブル回路を接続するため
の端子部１１１を除いたアクティブマトリクス基板１０
１全面に形成されているものとがある。

【００２０】図１０に示す液晶表示パネルのアクティブ
マトリクス基板１０１は、絶縁膜１０６が絶縁性基板１
０４およびバスライン層１１２上の全面に形成され、上
記絶縁膜１０６上に画素電極層１１３が形成される。そ
して、ＩＴＯ (Indium Tin Oxide) で形成された端子部
１１１がスルーホール１０６ｄを介して、バスライン層
１１２に含まれるゲートバスラインおよびソースバスラ
インと接続された構造となっている。

【００２１】一方、図１１に示す液晶表示パネルのアク
ティブマトリクス基板１０１は、絶縁膜１０６が端子部
１１１を除く絶縁性基板１０４およびバスライン層１１
２上の全面に形成され、上記絶縁膜１０６上に画素電極
層１１３が形成される。そして、ＩＴＯで形成された端
子部１１１が直接バスライン層１１２に含まれるゲート
バスラインおよびソースバスラインと接続された構造と
なっている。

【００２２】尚、図１０および図１１におけるバスライ
ン層１１２はアクティブ素子１０５や各種配線部を含ん
だ層であり、画素電極層１１３は画素電極１０７がマト
リクス状に配列された層である。

【００２３】また、図１０および図１１に示す液晶表示
パネルでは、アクティブマトリクス基板１０１と対向基
板１０２とがシール材１１４を介して対向配置されてい
る。このシール材１１４は、アクティブマトリクス基板
１０１の絶縁膜１０６上に形成されている。

【００２４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
構造では、図１０に示す構造の場合、アクティブマトリ
クス基板１０１に駆動回路であるフレキシブル回路を接
続する際に、絶縁膜１０６にスルーホール１０６ｄを設
け、上記スルーホール１０６ｄを介してアクティブマト
リクス基板１０１とフレキシブル回路とを接続しなけれ
ばならない。そのため、スルーホール１０６ｄでのコン
タクト不良が発生し、断線が発生しやすくなる。また、
フレキシブル回路を熱圧着で形成する際に、絶縁膜１０
６上の端子部１１１がはがれやすい、あるいは圧力によ
り絶縁膜１０６が変形する等の問題が発生する。

【００２５】また、基板を接合するためのシール材１１
４が、絶縁膜１０６上に形成されているので、シール材
１１４の熱圧着硬化時にもシール材１１４下部の絶縁膜
１０６が変形したりし、シールはがれの原因となる。し
たがって、これらの問題により液晶表示パネルの製造時
の歩留りが低下する。さらに、信頼性試験により、外部
から絶縁膜１０６および界面より酸素や水分がパネル内
に混入して表示不良が発生するという問題が生じ、信頼
性が低下する。

【００２６】次に、図１１に示す構造の場合、端子部１
１１に絶縁膜１０６を形成していないために、端子部の
ＩＴＯはがれは発生しないが、シール材１１４部が絶縁
膜１０６上に形成されているため、図１０に示す構造の
場合と同様の問題が発生する。

【００２７】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的は、歩留まり良く作成でき、
信頼性の高い液晶表示装置を提供することにある。

【００２８】

【課題を解決するための手段】請求項１の液晶表示装置
は、対向電極を有する対向基板と、画素電極を有する画
素基板とがシール材を介して対向配置され、該シール材
と２枚の基板とに囲まれた空間に液晶を封入して液晶層
が形成された構造であり、上記の課題を解決するため
に、上記画素基板の液晶層側に、上記画素電極が絶縁膜
を介して形成され、該絶縁膜が、上記シール材内側に形
成されていることを特徴としている。

【００２９】上記の構成により、シール材下部には、絶
縁膜が存在しないので、上記絶縁膜は、シール材の熱圧
着硬化等の工程の影響を受けない。これにより、上記絶
縁膜に高温あるいは高圧が作用することによって起こる
シール材のはがれ、シール材形成時の縁膜層はがれ、あ
るいはセル分断時のシールはがれが発生しない。また、
ドライバと接続される端子部にも絶縁膜が存在しないの
で、フレキシブル回路接続時の接続不良や、接続後の端
子部のはがれ等も生じない。したがって、上記反射型液
晶表示装置の歩留まりを向上させることができる。さら
に、シール材の外に絶縁膜がないため、絶縁膜および絶
縁膜と基板の界面を通した酸素や水分の混入が生じない
ので、信頼性が向上する。

【００３０】請求項２の液晶表示装置は、請求項１の構
成に加えて、上記画素電極が不透明な材質で構成される
と共に、上記絶縁膜の少なくとも画素電極に対応する部
位の表面が凹凸に形成されていることを特徴としてい
る。

【００３１】上記の構成により、絶縁膜上に形成される
画素電極を不透明な材質とすることで、反射板として兼
用することができる。しかも、これにより、開口率の向
上を図ることができる。さらに、上記絶縁膜表面に凹凸
が設けられていることによって画素電極にも凹凸が設け
られ、多重反射が少なく偏光性を保持した明るい反射面
とすることができる。

【００３２】請求項３の液晶表示装置は、請求項２の構
成に加えて、上記絶縁膜が感光性を有することを特徴と
している。

【００３３】上記の構成により、絶縁膜に凹凸を形成す
る工程において、基板上に成膜された絶縁膜層を露光／
現像することにより微細な凹凸を容易に形成することが
できる。

【００３４】請求項４の液晶表示装置は、請求項２また
は３の構成に加えて、上記絶縁膜が有機樹脂からなるこ
とを特徴としている。

【００３５】上記の構成により、絶縁膜を成膜する際の
方法として、成膜が容易なスピンコートやロールコート
等の方法を用いることができる。また、絶縁膜に凹凸を
形成する際、絶縁膜層に形成された凹凸を熱処理によっ
て滑らかにする工程において、上記熱処理工程を比較的
低温で行えるため基板にダメージを与えることがない。

【００３６】請求項５の液晶表示装置は、上記画素電極
が透明な材質で構成されると共に、上記絶縁膜自身も透
明な材質からなることを特徴としている。

【００３７】上記の構成により、絶縁膜および画素電極
が共に透明となるので、本発明を透過型液晶表示装置に
適用でき、この場合、露光の合わせ誤差などを見込んだ
電極および配線間の隙間部分を透過領域とできるので、
開口率の向上を図ることができる。

【００３８】

【発明の実施の形態】

（実施の形態１）本発明の実施の一形態について図１な
いし図３に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００３９】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図１
（ａ）（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板
１（画素基板）と対向基板２との間に液晶層３を挟み、
当該液晶層３の漏れ防止および当該液晶層３への酸素や
水分の進入防止のため、液晶層３の周囲をシール材４で
密封した構造である。

【００４０】アクティブマトリクス基板１の対向基板２
側上面には、マトリクス状に配された画素電極からなる
画素電極層６が絶縁膜５を介して設けられている。上記
絶縁膜５は、シール材４の内側になるように設けられて
いる。

【００４１】上記アクティブマトリクス基板１のより詳
しい構造と作成方法を図２を用いて説明する。尚、図２
では、１画素近傍の構造を示す。

【００４２】まず、図２（ａ）に示すように、ガラス等
からなる絶縁性基板７上に、スパッタリング法により３
０００Åの厚さのＴａ金属層を形成し、この金属層をフ
ォトリソグラフィ法あるいはエッチングによりパターニ
ングを行って、ゲート電極を含んだゲートバス配線８を
形成する。このとき、当該ゲートバス配線８の保護のた
め、ゲートバス配線８の上部に例えば陽極酸化法により
Ｔａ₂Ｏ₅を形成してもよい。

【００４３】次に、プラズマＣＶＤ法により、４０００
Åの厚さのＳｉＮ_xからなるゲート絶縁膜９と、後に半
導体層となる厚さ１０００Åのａ−Ｓｉ層と、後にコン
タクト層となる厚さ４００Åのｎ⁺型ａ−Ｓｉ層とをこ
の順で連続的に形成する。上記ｎ⁺型ａ−Ｓｉ層とａ−
Ｓｉ層とをフォトリソグラフィ法あるいはエッチングに
よりパターニングを行って、半導体層１０およびコンタ
クト層１１を形成する。

【００４４】次に、この基板上の全面に、厚さ２０００
ÅのＭｏ金属をスパッタリング法によって形成し、この
Ｍｏ金属層のパターニングをフォトリソグラフィ法ある
いはエッチングによって行い、ソースバス配線１２およ
びドレインバス配線１３を形成する。以上により、絶縁
性基板７上にＴＦＴ素子１４が完成する。

【００４５】尚、本実施の形態では、ＴＦＴ構造および
形成材料の一例を示したものであり、ＴＦＴ構造はボト
ムゲート構造ではなくトップゲート構造のものでも構わ
ない。また、材料としてもゲート、ソースおよびドレイ
ン電極としてＡｌ、Ｔｉ等の金属やＡｌ−Ｓｉ、Ｋｒ−
Ｔａ等の合金を用いてもよい。また、ゲート絶縁膜とし
てＳｉＯ₂等の他の絶縁膜を用いてもよい。また、ここ
では、ＴＦＴとしてａ−ＳｉＴＦＴについて示したが、
ｐ−ＳｉＴＦＴを用いても構わない。

【００４６】これより、このＴＦＴ素子１４上に形成さ
れる絶縁膜５上の凹凸の作成工程を示す。まず、図２
（ａ）に示すように、絶縁性基板７（商品名７０５９
コーニング社）上に形成されたＴＦＴ素子１４上に、
例えばＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）等の感光性樹
脂材料を好ましくは回転数５００ｒｐｍ〜３０００ｒｐ
ｍでスピンコートして、レジスト層１５を形成する。本
実施の形態では、まず３０００ｒｐｍで３０秒塗布し、
上記レジスト層１５を１．２μｍの厚みで成膜した。

【００４７】次に、図２（ａ）に示す状態の基板を、１
００℃の温度で３０分プリベークした後、所定の円状パ
ターンが形成されたフォトマスクを配置し、露光、現像
（現像液に東京応化社製ＮＭＤ−３の２．３８％溶液使
用）を行い、図２（ｂ）に示すように、表面に微細な複
数の円柱からなる凹凸面を形成した。

【００４８】上述の凹凸面を好ましくは１２０〜２５０
℃で熱処理すると、図２（ｃ）に示すように、角がとれ
て滑らかな凹凸面が形成される。本実施の形態では、上
記熱処理を１８０℃、３０分の条件で行った。

【００４９】続いて、凹凸部を形成した基板上に再び感
光性樹脂材料ＯＦＰＲ−８００を好ましくは９２０〜３
５００ｒｐｍで２０秒スピンコートすることによって、
図２（ｄ）に示すように、上記凹凸部上に、より緩やか
且つ滑らかな平滑化層１６が成膜される。上記レジスト
層１５および平滑化層１６により、滑らかな微細凹凸面
を有した絶縁膜５が基板上を覆うように形成される。本
実施の形態では、感光性樹脂材料ＯＦＰＲ−８００を２
２００ｒｐｍで２０秒スピンコートすることで、厚さ約
１μｍの平滑化層１６を形成した。

【００５０】さらに、露光／現像により上記絶縁膜５に
スルーホール１７を形成し、絶縁膜５上に上記スルーホ
ール１７を介してドレインバス配線と接続された金属薄
膜を形成する。金属薄膜の材料としてはＡｌ、Ｎｉ、Ｃ
ｒおよびＡｇ等を挙げることができる。金属薄膜の厚さ
は、０．０１〜１．０μｍ程度が適している。本実施の
形態ではＡｌを真空蒸着することにより、金属薄膜を形
成した。こののち、通常の露光／現像／エッチングプロ
セスを経て、反射板としての役割を兼用する反射画素電
極（画素電極）１８を形成する。以上の工程により、ア
クティブマトリクス基板１が完成する。

【００５１】続いて、上述のようにして作成したアクテ
ィブマトリクス基板１を用いた反射型液晶セルの構造お
よび作成方法について図１および図３を用いて説明す
る。先ず、対向基板２の構造を以下に示す。上記対向基
板２は、図３に示すように、例えばガラス等の透明性基
板１９の表面にマゼンタとグリーンの補色カラーフィル
タ２０が形成され、上記補色カラーフィルタ２０の表面
には全面にＩＴＯからなる透明電極（対向電極）２１が
１０００Å形成された構造である。

【００５２】アクティブマトリクス基板１と対向基板２
の表面にそれぞれ液晶配向膜２３・２２を塗布した後、
１８０℃焼成する。さらに、ラビングをアンチパラレル
方向で行い、ラビング洗浄を行う。上記アクティブマト
リクス基板１および上記対向基板２の間には、シール材
４（図１参照）が４．５μｍのスペーサーを混入した接
着性シール材剤をスクリーン印刷することによって形成
されている。液晶層３はシール材４を形成した後、真空
脱気することにより封入される。以上の工程により反射
型液晶セルが完成する。

【００５３】シール材４は図１（ａ）（ｂ）に示すよう
に、絶縁膜５の外側を囲むように形成されている。すな
わち、絶縁膜５は、シール材４の内側に配置されてい
る。

【００５４】上記反射型液晶セルの液晶としては、ネマ
チック液晶に２色性黒色色素を混入したゲストホスト液
晶材料を用いた。上記ネマチック液晶として今回ＺＬＩ
４７９２（Δｎ＝０．１３：メルク社製）を２色性色素
としてアゾとアントラキノン系色素を用いた。上記反射
型液晶セルに用いられている液晶には、カイラル剤Ｓ−
８１１が約１．３％混入され、ｄ／ｐ₀マージンは約
０．９に設定されている。この場合、液晶層のねじれ角
度は約３６０°になる。また、液晶層のリタデーション
Δｎｄは約０．５８５μｍに設定した。

【００５５】このようにして作成された反射型カラー液
晶表示装置は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、反射画
素電極１８の凹凸形成に用いた絶縁膜５の形成位置はシ
ール材４内にあり、端子部、シール材４下部には存在し
ない。こうすることにより、フレキシブル回路接続時の
端子はがれの発生を押さえることができる。また、セル
分断時のシールはがれも起こらず歩留まりよくパネルを
作成することができる。

【００５６】このように作成したパネルと、端子部まで
絶縁膜のある従来パネルとについて６０℃９５％の通電
エージングを１０枚ずつ行った。

【００５７】その結果、従来パネルでは、１０枚中３枚
のパネルでフレキシブル回路の端子はがれが発生した。
また、残りのパネルでも、液晶の保存率低下による通電
不良やシールはがれが発生した。一方、本実施の形態に
係る液晶表示装置のパネルではこれらの不良は全く発生
しなかった。

【００５８】尚、本実施の形態では、液晶層のリタデー
ションΔｎｄは約０．５８５μｍに設定したがこれに限
定されるものではない。リタデーションΔｎｄとして
は、あまり大きすぎると液晶層で光が旋光するために色
素の吸収が十分起こらない。そこで好ましくは１．０μ
ｍ以下にさらに好ましくは０．６μｍ以下とするのが良
い。

【００５９】また、本実施の形態では、絶縁膜５の材料
として感光性樹脂ＯＦＰＲ−８００を用いたが、これに
限定されるものではなく、例えば、アクリル系やポリイ
ミド系の感光性樹脂を用いてもよいし、ＳｉＯ₂やＳｉ
Ｎ_X等の無機材料を用いてもよい。また、感光性のない
材料でもパターニングにドライエッチングを用いること
により、絶縁膜５の表面に凹凸を形成することができ
る。樹脂層の膜厚も０．１〜１０μｍの間では、本実施
の形態と同様の効果をもつ。

【００６０】以上のように、本実施の形態では、スイッ
チング素子として３端子素子であるＴＦＴ素子１４を用
いた場合について説明したが、２端子素子（例えば、Ｍ
ＩＭ素子）を用いた場合について以下の実施の形態２で
説明する。

【００６１】（実施の形態２）本発明の他の実施の形態
について、図４および図５に基づいて説明すれば、以下
の通りである。

【００６２】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図４
（ａ）（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板
２４（画素基板）と対向基板２５との間に液晶層２６を
挟み、当該液晶層２６の漏れ防止および当該液晶層２６
への酸素や水分の進入防止のため、液晶層２６の周囲を
シール材２７で密封した構造である。

【００６３】アクティブマトリクス基板２４の対向基板
２５側上面には、マトリクス状に配された画素電極から
なる画素電極層２９が絶縁膜２８を介して設けられてい
る。上記絶縁膜２８は、シール材２７の内側になるよう
に設けられている。

【００６４】上記アクティブマトリクス基板２４のより
詳しい構造と作成方法を図５を用いて説明する。尚、図
５では、１画素近傍の構造を示す。

【００６５】まず、ガラス基板３０上にスパッタリング
法によりＴａ₂Ｏ₅等からなる厚み５０００Åのベース
コート絶縁膜３１を形成する。ガラス基板３０として
は、例えば無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラスまたは
ソーダガラス等を用いることができる。本実施の形態で
は、コーニング社製＃７０５９を用いた。ここで、ベー
スコート絶縁膜３１の形成は省略することもできるが、
形成されている場合には基板からの汚染などを防ぐこと
ができ、さらに良好な特性を得ることができる。

【００６６】さらに、この上にリアクティブ方式スパッ
タリング法により、後に信号配線および下部電極３２と
なるＴａ薄膜を厚み３０００Åに形成する。この時、Ｔ
ａターゲットとしては純度９９．９９％のＴａを用い
る。また、反応ガスとしてはアルゴンと窒素とを使用
し、アルゴンガスと窒素ガスとの総流量に対して窒素ガ
ス濃度を調節することにより、窒素含有量を変化させる
ことができる。ここでは、窒素濃度を４．３％としてス
パッタリングを行った。なお窒素濃度としては３％〜７
％が、本実施の形態で用いるＭＩＭ（Metal-Insulator-
Metal diode)素子の非線形特性の観点で好ましく、さら
に言えば４％〜５．５％前後が好ましい。

【００６７】次に、フォトリソグラフィーにより所定の
形状にパターニングして信号配線および下部電極３２を
形成する。その後、１％シュ石酸アンモニウム溶液を電
界液として用い、端子部分を除いて陽極酸化膜３３を形
成する。上記陽極酸化膜３３の厚みは約６００Åであ
る。

【００６８】次に、この状態の基板全面にスパッタリン
グ法により上部電極３４となるＴｉからなる金属膜を形
成し、フォトリソグラフィーによりパターニングする。
上記上部電極３４として、ここでは、Ｔｉを用いたが、
Ｃｒ等でも構わない。

【００６９】こうして作成されたＭＩＭ素子３５上に形
成される凹凸を有する絶縁膜２８および画素電極３６の
作成工程は実施の形態１と同様である。

【００７０】このように作成されたアクティブマトリク
ス基板２４を用いて反射型液晶セルを作成する。対向基
板２５は、ガラス基板３７上に、例えばマゼンタとグリ
ーンの補色カラーフィルタ３８を形成し、その表面に保
護膜層としてアクリル系樹脂を塗布し、その後全面にＩ
ＴＯからなる透明電極（対向電極）３９を２０００Å形
成した構造である。さらに、上記透明電極３９をフォト
プロセスを用いてストライプ状にパターン化した。

【００７１】アクティブマトリクス基板２４と対向基板
２５の液晶側表面にそれぞれ液晶配向膜４１・４０を塗
布した後、１８０℃で焼成した。さらに、ラビングをア
ンチパラレル方向で行いラビング洗浄を行った。これら
の２枚の基板の間には、シール材２７（図４参照）が
４．５μｍのスペーサーを混入した接着性シール剤をス
クリーン印刷することによって形成されている。

【００７２】シール材２７は図４（ａ）（ｂ）に示すよ
うに、絶縁膜２８の外側を囲むように形成されている。
すなわち、絶縁膜２８は、シール材２７の内側に配置さ
れている。

【００７３】液晶層２６はシール材２７を形成した後、
真空脱気することにより封入される。液晶としては、ネ
マチック液晶に２色性黒色色素を混入したゲストホスト
液晶材料を用いた。ネマチック液晶として今回ＺＬＩ４
７９２（Δｎ＝０．１３：メルク社製）を２色性色素と
してアゾとアントラキノン系色素を用いた。液晶には、
カイラル剤Ｓ−８１１が約１．３％混入され、ｄ／ｐ₀
マージンは約０．９に設定されている。この場合、液晶
層のねじれ角度は約３６０°になる。また、液晶層のリ
タデーションΔｎｄは約０．５８５μｍに設定した。

【００７４】ここでは、図４（ａ）（ｂ）に示すよう
に、凹凸形成に用いた絶縁膜２８の形成位置はシール材
２７内にあり、端子部、シール材２７下部には絶縁膜２
８が存在しないようになっている。これにより、フレキ
シブル回路接続時の端子はがれの発生を押さえることが
できる。また、セル分断時のシールはがれも起こらず歩
留まりよくパネルを作成することができる。

【００７５】このように作成した液晶表示パネル、およ
び端子部まで絶縁膜２８のある従来パネルについて６０
℃９５％の通電エージングを１０枚ずつ行った。

【００７６】その結果、従来パネルでは、１０枚中３枚
のパネルでフレキシブル回路の端子はがれが発生した。
また、残りのパネルでも、液晶の保存率低下による通電
不良やシールはがれが発生した。一方、本実施の形態に
係る液晶表示装置のパネルではこれらの不良は全く発生
しなかった。

【００７７】尚、本実施の形態では、液晶層のリタデー
ションΔｎｄは約０．５８５μｍに設定したがこれに限
定されるものではない。リタデーションΔｎｄとして
は、あまり大きすぎると液晶層で光が旋光するために色
素の吸収が十分起こらない。そこで好ましくは１．０μ
ｍ以下に、さらに好ましくは０．６μｍ以下とするのが
良い。

【００７８】また、本実施の形態では、絶縁膜２８の材
料として感光性樹脂ＯＦＰＲ−８００を用いたが、これ
に限定されるものではなく、例えば、アクリル系やポリ
イミド系の感光性樹脂を用いてもよいし、ＳｉＯ₂やＳ
ｉＮ_X等の無機材料を用いてもよい。また、感光性のな
い材料でもパターニングにドライエッチングを用いるこ
とにより、絶縁膜２８の表面に凹凸を形成することがで
きる。樹脂層の膜厚も０．１〜１０μｍの間では、本実
施の形態と同様の効果をもつ。

【００７９】以上のように、実施の形態１および２で
は、絶縁膜５・２８に感光性有機樹脂を用いている。し
たがって、絶縁膜５・２８が感光性を有することによ
り、絶縁膜５・２８の凹凸形成工程を露光・現像によっ
て行える。このため、エッチングに比べて少ないプロセ
スで、微細な凹凸面を容易に得ることができる。また、
絶縁膜５・２８が有機樹脂からなるので、熱処理によっ
て上記凹凸面を滑らかなものとすることができる。

【００８０】以上の実施の形態１、２では反射型の場合
について示したが、本発明は透過型にも適用できる。透
過型の場合、絶縁性透明樹脂は平坦化膜として働かせる
ために凹凸は形成しない。以下の実施の形態３では、透
過型の液晶表示装置について説明する。

【００８１】（実施の形態３）本発明のさらに他の実施
の形態について図６および図７に基づいて説明すれば、
以下のとおりである。

【００８２】本実施の形態に係る液晶表示装置は、図６
（ａ）（ｂ）に示すように、アクティブマトリクス基板
４２（画素基板）と対向基板４３との間に液晶層４４を
挟み、当該液晶層４４の漏れ防止および当該液晶層４４
への酸素や水分の進入防止のため、液晶層４４の周囲を
シール材４５で密封した構造である。

【００８３】アクティブマトリクス基板４２の対向基板
４３側上面には、マトリクス状に配された画素電極から
なる画素電極層４７が絶縁膜４６を介して設けられてい
る。上記絶縁膜４６は、シール材４５の内側になるよう
に設けられている。

【００８４】上記アクティブマトリクス基板４２のより
詳しい構造と作成方法を図７を用いて説明する。尚、図
７では、１画素近傍の構造を示す。

【００８５】先ず、ガラス等の透明基板４８上に、実施
の形態１と同様にＴＦＴ素子４９を形成し、その後、Ｔ
ＦＴ素子４９の上からアクリル系感光性樹脂からなる絶
縁膜４６を約３μｍ塗布する。その後、上記絶縁膜４６
にスルーホール４６ａを形成するため露光／現像を行
う。さらに、上記スルーホール４６ａを介して、ＴＦＴ
素子４９と接続されるようにＩＴＯよりなる透明画素電
極（画素電極）５０を形成する。このようにして完成し
たアクティブマトリクス基板４２を、実施の形態１およ
び２と同様に作成された対向基板４３と貼合せて液晶セ
ルを完成する。

【００８６】本実施の形態においても、絶縁膜４６はシ
ール材４５の内側に入るように形成されているので、実
施の形態１、２と同様の効果を持つ。すなわち、フレキ
シブル回路接続時の端子はがれの発生を押さえることが
できる。また、セル分断時のシールはがれも起こらず歩
留まりよくパネルを作成することができる。

【００８７】尚、これらの実施の形態ではアクティブ素
子としてａ−ＳｉＴＦＴ、ＭＩＭ素子の例を示したがこ
れに限定されることなく、ｐ−ＳｉＴＦＴ素子、バリス
タ素子やダイオードリンク等の素子でも構わない。さら
にはアクティブ素子なしの単純マトリクス駆動のディス
プレイにも本発明は適用できる。

【００８８】また、各実施の形態に使用される液晶とし
て、ゲストホストモードの液晶についてのみ記したが、
このほかにもＰＤＬＣ（Polymer Dispersed Liquid Cry
stal) モード、相転移モード、強誘電性液晶モード等で
も構わない。

【００８９】また、これらの実施の形態では補色カラー
フィルタを用いたカラー表示について示したが、ＲＧＢ
カラーフィルタを用いた場合にも適用されるし、さらに
はカラーフィルタの無い白黒ディスプレイにも本発明は
適用できる。

【００９０】

【発明の効果】請求項１の発明の液晶表示装置は、以上
のように、画素電極の液晶層側に、上記画素電極が絶縁
膜を介して形成され、該絶縁膜が、上記シール材内側に
形成されている構成である。

【００９１】それゆえ、シール材下部および端子部の絶
縁膜層が原因で生じるシール材形成時の樹脂はがれやセ
ル分断時のシールはがれが発生せず、また、フレキシブ
ル回路接続時の接続不良や、接続後の端子はがれ等が生
じない。したがって、上記液晶表示装置の歩留まりを向
上させることができるという効果を奏する。

【００９２】さらに、シール材外に樹脂がないため、樹
脂および樹脂と基板の界面を通した酸素や水分の混入が
生じないので、表示不良が発生せず信頼性が向上すると
いう効果を併せて奏する。

【００９３】請求項２の発明の液晶表示装置は、請求項
１の構成に加えて、上記画素電極が不透明な材質で構成
されると共に、上記絶縁膜の少なくとも画素電極に対応
する部位の表面が凹凸に形成されている構成である。

【００９４】それゆえ、請求項１の効果に加えて、上記
絶縁膜上に形成される画素電極を不透明な材質とし、反
射板として兼用することで開口率の向上を図る反射型液
晶表示装置に適用した場合、上記絶縁膜上に形成された
画素電極にも凹凸が設けられ、上記画素電極を、多重反
射が少なく偏光性を保持した明るい反射面とすることが
できるという効果を奏する。

【００９５】請求項３の発明の液晶表示装置は、請求項
２の構成に加えて、上記絶縁膜が感光性を有する構成で
ある。

【００９６】それゆえ、請求項２の効果に加えて、絶縁
膜に凹凸を形成する工程において、基板上に成膜された
絶縁膜層を露光／現像することにより微細な凹凸を容易
に形成することができるという効果を奏する。

【００９７】請求項４の発明の液晶表示装置は、請求項
２または３の構成に加えて、上記絶縁膜が有機樹脂から
なる構成である。

【００９８】それゆえ、請求項２または３の効果に加え
て、上記絶縁膜の成膜をスピンコート等の方法を用いる
ことにより容易に行えるという効果を奏する。また、絶
縁膜に形成された凹凸を熱処理によって滑らかにする工
程において、上記熱処理を比較的低温で行えるため、基
板にダメージを与えにくいという効果を併せて奏する。

【００９９】請求項５の発明の液晶表示装置は、請求項
１の構成に加えて、上記画素電極が透明な材質で構成さ
れると共に、上記絶縁膜自身も透明な材質からなる構成
である。

【０１００】それゆえ、請求項１の効果に加えて、絶縁
膜および画素電極が共に透明となるので、本発明を透過
型液晶表示装置に適用した場合、露光の合わせ誤差など
を見込んだ電極および配線間の隙間部分を透過領域とで
きるので、開口率の向上を図ることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る液晶表示装置とし
ての反射型液晶パネルを示すものであり、（ａ）は平面
図、（ｂ）は（ａ）のＡ・Ａ線矢視断面図である。

【図２】上記反射型液晶パネルのアクティブマトリクス
基板の製造工程を示す概略断面図である。

【図３】上記反射型液晶パネルの液晶素子を示す概略断
面図である。

【図４】本発明の他の実施の形態に係る液晶表示装置と
しての反射型液晶パネルを示すものであり、（ａ）は平
面図、（ｂ）は（ａ）のＢ・Ｂ線矢視断面図である。

【図５】上記反射型液晶パネルの液晶素子を示す概略断
面図である。

【図６】本発明のさらに他の実施の形態に係る液晶表示
装置としての透過型液晶パネルを示すものであり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＣ・Ｃ線矢視断面図
である。

【図７】上記透過型液晶パネルの液晶素子を示す概略断
面図である。

【図８】従来の液晶表示装置の、液晶セルを示す概略断
面図である。

【図９】図８に示す液晶セルのアクティブマトリクス基
板の製造工程を示す概略断面図である。

【図１０】従来の液晶表示装置を示すものであり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ・Ｘ線矢視断面図
である。

【図１１】従来の他の液晶表示装置を示すものであり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＹ・Ｙ線矢視断面図
である。

【符号の説明】

１アクティブマトリクス基板（画素基板）２対向基板３液晶層４シール材５絶縁膜６画素電極層１８反射画素電極（画素電極）２４アクティブマトリクス基板（画素基板）２５対向基板２６液晶層２７シール材２８絶縁膜２９画素電極層３６画素電極４２アクティブマトリクス基板（画素基板）４３対向基板４４液晶層４５シール材４６絶縁膜４７画素電極層５０透明画素電極（画素電極）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向電極を有する対向基板と、画素電極を
有する画素基板とがシール材を介して対向配置され、該
シール材と２枚の基板とに囲まれた空間に液晶を封入し
て液晶層が形成された液晶表示装置において、上記画素基板の液晶層側に、上記画素電極が絶縁膜を介
して形成され、該絶縁膜が、上記シール材内側に形成さ
れていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記画素電極が不透明な材質で構成される
と共に、上記絶縁膜の少なくとも画素電極に対応する部
位の表面が凹凸に形成されていることを特徴とする請求
項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】上記絶縁膜が感光性を有することを特徴と
する請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】上記絶縁膜が有機樹脂からなることを特徴
とする請求項２または３記載の液晶表示装置。
【請求項５】上記画素電極が透明な材質で構成されると
共に、上記絶縁膜自身も透明な材質からなることを特徴
とする請求項１記載の液晶表示装置。