JPH11218771A

JPH11218771A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11218771A
Application number: JP10019608A
Authority: JP
Inventors: Keiko Inoue; 桂子井上; Junji Tanno; 淳二丹野; Shigeru Matsuyama; 茂松山
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-01-30
Filing date: 1998-01-30
Publication date: 1999-08-10
Anticipated expiration: 2018-01-30
Also published as: JP3493124B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スペーサに起因する配向膜の液晶配向制御能不
良を抑制し、コントラストの低下や表示ムラ等の表示不
良の無い良好な表示品質を得る。【解決手段】少なくとも一方に１または複数の画素１０
を囲む格子状に配置された遮光手段２２を有する一対の
対向する絶縁基板の対向面のそれぞれに形成される一対
の配向膜と、この一対の配向膜間に挟持されて上記一対
の絶縁基板の対向間隙を一定に保持するスペーサ３０お
よび液晶組成物と、上記絶縁基板の面に略平行あるいは
略垂直な電界を印加する画素電極および基準電極を有す
る液晶表示装置であって、上記スペーサ３０を上記遮光
手段２２の幅方向の中心部１０３、１０４から変位した
位置にその中心１０２を位置させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に一対の絶縁基板をスペーサを介して一定の間隙
で対向させ、当該間隙に保持した液晶組成物を所定の向
きに配向させて保持した液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型コンピユータやコンピユータモ
ニター用の高精細かつカラー表示が可能な液晶表示装置
が広く普及している。

【０００３】この液晶表示装置は、基本的には少なくと
も一方が透明なガラス板等からなる二枚の絶縁基板の間
に液晶組成物の層を挟持して所謂液晶パネルを構成し、
この液晶パネルの絶縁基板に形成した画素形成用の各種
電極に選択的に電圧を印加して所定画素部分の液晶分子
の配向方向を変化させて画素形成を行う形式（単純マト
リクス）、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子
を形成してこのアクティブ素子を選択することにより所
定画素の液晶分子の配向方向を変化させて画素形成を行
う形式（アクティブマトリクス）とに大きく分類され
る。

【０００４】一般に、アクティブマトリクス型液晶表示
装置は、一方の基板に形成した電極と他方の基板に形成
した電極との間に液晶層の配向方向を変えるための電界
を印加する、所謂縦電界方式を採用している。

【０００５】一方、液晶層に印加する電界の方向を基板
面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（ＩＰＳ方
式とも言う）の液晶表示装置が実用化されている。この
横電界方式の液晶表示装置を開示したものとしては、二
枚の基板の一方に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を
得るようにしたものが知られている（特公昭６３−２１
９０７号公報、米国特許第４３４５２４９号明細書）。

【０００６】この種の液晶表示装置に使用される液晶パ
ネルは、その一対の絶縁基板間の液晶組成物を充填する
間隙にスペーサを介在させて当該間隙を所定値に保つよ
うにしている。

【０００７】従来のスペーサは、樹脂やガラス系の材料
からなる球状スペーサを用い、あるいはこれに着色剤や
接着剤、配向処理剤等の表面処理を施して、絶縁基板の
うち電極基板側の内面に静電散布法あるいはセミドライ
散布法等により散布しているのが一般的である。

【０００８】また、上記のような球状スペーサに替え
て、遮光部で遮光される領域（非画素部）の少なくとも
一部にホトリソグラフィ技術や印刷技術等により所定の
パターンの柱状スペーサ（突起）を形成することも提案
されている（特開平７−３２５２９８号公報、特開平８
−２８６１９４号公報参照）。

【０００９】上記のスペーサを形成した後、当該絶縁基
板の電極あるいはその他の機能膜をと共に当該柱状スペ
ーサを覆ってポリイミド樹脂等の配向膜を塗布し、この
配向膜の表面に所定方向に液晶配向制御能を付与する配
向工程（一般に、ラビング処理と称するが、最近では所
定の偏光を照射して液晶配向制御能を付与する、所謂光
配向処理もある）を行う。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、球状ス
ペーサを上記したような散布法で散布した場合、電極基
板上の任てしまい、画素領域内にいてスペーサ本体ある
いはスペーサの周辺からの光抜けが発生し、表示画像の
コントラストが低下するという問題があると共に、散布
ムラ、あるいは液晶パネルのセル形成時や液晶組成物の
充填時、あるいは製品の搬送時の振動や衝撃でスペーサ
が移動することによるスペーサ配置密度のムラ（内面ム
ラ）や移動跡に起因する表示ムラが発生し、表示品質を
低下させるという問題があった。

【００１１】一方、フォトリソグラフィ技術や印刷法に
より電極基板の非画素部に選択的に形成したスペーサで
はその配置が非画素部に固定されているため、上記球状
スペーサを用いる場合のような問題は生じない。しか
し、予め突起が形成されていることにより、配向膜の形
成後に行う配向工程において、その他の平坦な部分に比
べて突起の周辺部分では十分な液晶配向制御能を付与す
ることができず、結果として当該周辺部分での液晶配向
が乱れ易い。

【００１２】図１３は配向膜に所要の液晶配向制御能を
付与するための一般的な方法であるラビング処理工程を
説明する模式図であって、１は絶縁基板、２０は配向
膜、２００はラビングローラ、１０５はラビングローラ
の回転方向、１０７はラビングローラの進行方向（絶縁
基板１との相対的移動方向）を示す。

【００１３】配向膜２０を塗布し乾燥した絶縁基板１に
対して、繊維を植毛したバフ布あるいはラビング布を巻
き付けたラビングローラ２００を矢印１０５方向に回転
させながら矢印１０７方向に相対的に接触移動させるこ
とにより、配向膜２０の表面に配向制御能を付与する。

【００１４】このとき、配向膜２０にスペーサとして柱
状の突起が形成されていると、その突起をラビングロー
ラが乗り越える際にラビングがなされない部分（ラビン
グ異常領域）が生じる。

【００１５】図１４は配向膜に突起が形成されている場
合のラビング異常領域の発生を説明する模式図である。
同図において、３０はスペーサ（柱状突起）、１０６と
１０８はラビングが不足する領域（液晶配向制御能不良
領域：上記したラビング異常領域、以下ラビング影とも
言う）、図１３と同一符号は同一部分に対応する。

【００１６】同図（ａ）はラビング方向に起因して生じ
るラビング異常領域の説明図であり、スペーサ３０に対
してラビングローラの回転方向が矢印１０５に示した方
向の場合、当該スペーサ３０の上記ラビングローラの回
転方向１０５の下流側に網点１０６で示したラビング影
が生じる。このラビング影はラビングローラがスペーサ
３０を乗り越える際に当該ラビングローラの繊維と配向
膜との間が他の領域よりも大となることで配向膜に液晶
配向制御能を付与できないか、あるいは不十分なラビン
グがなされることによる。

【００１７】また、同図（ｂ）はラビングローラの進行
方向（配向膜との相対移動方向）１０７に起因して生じ
るラビング異常領域の説明図であり、スペーサ３０に対
してラビングローラの移動方向が矢印１０７に示した方
向の場合、当該スペーサ３０の上記ラビングローラの移
動方向１０７の下流側に斜線１０８で示したラビング異
常領域（ラビング影）が生じる。このラビング異常領域
１０８は、上記（ａ）の場合と同様にラビングローラが
スペーサ３０を乗り越える際に当該ラビングローラの繊
維と配向膜との間が他の領域よりも大となることによ
る。

【００１８】同図（ｃ）は上記（ａ）と（ｂ）に示した
ラビング異常領域を重ねて示したもので、このラビング
処理工程で生じるラビング異常領域はスペーサ３０に対
して、２方向に生じることになる。

【００１９】このようなラビング異常領域１０６、１０
８の長さはスペーサ３０の高さに応じて変化する。

【００２０】なお、光配向処理による液晶制御能の付与
においても同様な問題が生じる。すなわち、光配向処理
では所定の偏光を配向膜の面に対してある角度をもって
乗車することにより、当該配向膜の偏光照射部分の分子
結合状態を変化させるが、この偏光の照射角の方向が配
向膜面に垂直でないことで生じるスペーサの影が上記ラ
ビング処理のラビング方向に対する影と同様の液晶配向
制御能不良をもたらす。なお、以下では、このような光
配向による液晶配向制御能不良については、ラビング処
理におけるラビング不良と同様なものであるため、全て
ラビング処理を例として説明する。

【００２１】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消して、スペーサに起因するコントラストの低下や表
示ムラ等の表示不良を無くして良好な表示品質を得るこ
とができる液晶表示装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】図１５はラビング方向に
よるラビング異常領域の長さの解析図であって、（ａ）
はスペーサ３０とラビング方向（１０５）およびラビン
グローラの移動方向１０７とが角度θの関係である場合
に発生するラビング影の長さａ（μｍ）およびその垂直
と水平成分を示す模式図、（ｂ）は（ａ）の関係を幾何
学的に表現した図である。

【００２３】スペーサの高さ（段差で示す）に対するラ
ビング影の長さａは、ラビング条件（ラビングローラの
切込み量、回転数、送り速度：相対移動速度、により若
干の変動があるが、スペーサ３０の高さ（段差）が高く
なれば長くなり、現行一般の液晶セルの基板間間隙（セ
ルギャップ）の範囲３〜６μｍ（＝スペーサの段差）で
は、５０〜１００μｍの長さになる。

【００２４】表１にスペーサの段差とラビング影の長さ
ａの測定例とその垂直成分ｂおよび水平成分ｃを示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】本発明は、上記垂直成分ｂと水平成分ｃと
が液晶パネルの遮光領域の範囲内となるような位置にス
ペーサを配置したことを特徴としたものである。

【００２７】すなわち、上記目的を達成するために、本
発明は、下記の（１）〜（４）に記載の構成としたこと
を特徴とする。

【００２８】(1)少なくとも一方に遮光手段を有する一
対の対向する絶縁基板と、前記一対の絶縁基板の対向面
のそれぞれに形成される一対の配向膜と、前記一対の配
向膜間に挟持されて前記一対の絶縁基板の対向間隙を一
定に保持するスペーサおよび液晶組成物と、画素電極と
基準電極の間に発生する電界によって液晶分子の光透過
率を制御する液晶表示装置において、前記遮光手段を１
または複数の画素を囲む格子状に配置し、前記スペーサ
を前記格子状の遮光手段で遮光される部分内に配置し
た。

【００２９】上記スペーサの遮光手段で遮光される部分
での具体的な配置位置は、ラビング方向によって決め
る。すなわち、ラビングによる影（ラビング不足領域）
の殆どが遮光手段の領域内に納まるような位置に設定す
る。

【００３０】この構成によれば、絶縁基板間に介在され
るスペーサによるラビング不足領域は有効画素領域内に
生じることがなく、配向膜のラビング異常に起因するド
メインの発生が回避されると共に、従来の球状スペーサ
を用いた場合に起こるスペーサ移動や光漏れが抑制さ
れ、高画質の液晶表示装置が得られる。

【００３１】（２）（１）における前記スペーサを前記
格子状に配置された遮光手段の幅方向の中心部から変位
した位置に配置した。

【００３２】上記スペーサの具体的な配置位置は、遮光
手段の幅方向の中心部からラビング方向の上流側に変位
した位置とする。これにより、ラビングによる影の殆ど
が遮光手段の領域内に納まる。

【００３３】したがって、スペーサによるラビング不足
領域は有効画素領域内に生じることがなく、配向膜のラ
ビング異常に起因するドメインの発生が回避されると共
に、従来の球状スペーサを用いた場合に起こるスペーサ
移動や光漏れが抑制され、高画質の液晶表示装置が得ら
れる。

【００３４】（３）（１）における前記画素電極と基準
電極を一方の絶縁基板上に形成し、他方の絶縁基板上に
は前記配向膜とは異なる少なくとも１種の有機膜を有
し、前記スペーサを前記有機膜または前記配向膜と同一
材料で一体もしくは別体に形成した。

【００３５】この構成では、画素電極や基準電極等の画
素選択用電極を有しない絶縁基板側にスペーサを配置す
ることで、有効画素領域の配向膜の平坦性が良好である
ことに加えて、当該配向膜の下層に形成される各種の有
機膜の形成工程で同時にまたは別工程でフォトリソグラ
フィ法あるいは印刷法等のパターニング技術を用いてス
ペーサを形成でき、スペーサ用の新たな材料を導入する
ことなく均一な高さでスペーサを配置できる。

【００３６】（４）（３）における前記有機膜がカラー
フィルタ層またはその上層に成膜される平坦化膜、ある
いはブラックマトリクスの何れかと同一材料とした。

【００３７】この構成により、配向膜の下層に形成され
るカラーフィルタあるいは平坦化膜（保護膜）、若しく
はブラックマトリクスの形成工程でカラーフィルタある
いは平坦化膜、若しくはブラックマトリクスと同時にま
たは付加工程でフォトリソグラフィ法あるいは印刷法等
のパターニング技術を用いてスペーサを形成でき、スペ
ーサ用の新たな材料を導入することなく均一な高さでス
ペーサを配置できる。特に、配向膜の下層に形成される
ブラックマトリクスの形成工程でスペーサを同時にまた
は付加工程で形成する場合は、スペーサ用の新たな材料
を導入することなく均一な高さでスペーサを配置でき
る。

【００３８】なお、本発明は、従来から知られている縦
電界方式の液晶表示装置、あるいは単純マトリクス型の
液晶表示装置にも同様に適用できるものであることは言
うまでもない。

【００３９】また、そのスペーサとして上記した各種有
機膜と一体に成るように形成するものに限らず、別途に
作製した球状あるいは柱状、あるいはその他の形状の粒
状体を所定の位置に固定することにより、同様の効果を
得ることができる。ブラックマトリクスについても、画
素を囲む格子状であるものに限るものではなく、ストラ
イプ状のブラックマトリクスを用いるものでも同様であ
る。

【００４０】さらに、本発明は、配向膜に液晶配向制御
能を付与する手段としてラビング処理に限らず、例えば
所定の偏光特性をもつ偏光を配向膜に照射する所謂光配
向処理を用いる場合にも有効である。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００４２】図１は本発明による液晶表示装置の要部構
造を説明する遮光膜で囲まれた複数画素の平面構造の模
式図である。

【００４３】同図において、１０は画素、２２は遮光膜
（以下、ブラックマトリクスとも言う）、３０はスペー
サ、１０１は遮光部対称点、１０２はスペーサ対称点、
１０３は映像信号線沿いの遮光部中心線、１０４は走査
信号線沿いの遮光部中心線を示す。

【００４４】画素１０はモノカラーの場合は各１画素を
示し、フルカラーの場合は赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）それぞれの画素を示す。各画素１０の周囲は遮光
手段（ブラックマトリクス）２２で囲まれている。

【００４５】すなわち、ブラックマトリクス２２は複数
の画素を囲む格子状に配置されており、この格子状のブ
ラックマトリクス２２が交差する部分の中で、かつ交差
部の中心位置すなわち映像信号線沿いの遮光部中心線１
０３と走査信号線沿いの遮光部中心線１０４の交点（遮
光部対称点１０１）から変位した位置にその中心（スペ
ーサ対称点）１０２を位置する如くスペーサ３０が配置
されている。

【００４６】上記スペーサ３０の配置位置は、前記図１
４および図１５で説明したような所謂ラビング影１０６
と１０８が画素領域に及ぼす影響が少ない位置であり、
以下この配置位置の詳細を図２および図３を参照して説
明する。

【００４７】図２は本発明の液晶表示装置におけるスペ
ーサの配置位置を説明する要部平面図、図３は図２をさ
らに詳細に説明する要部拡大平面図である。

【００４８】図２の（ａ）はラビングローラの回転で付
与されるラビング方向とそのラビング影の説明図、同
（ｂ）はラビングローラの移動方向とそのラビング影の
説明図である。

【００４９】図２の（ａ）に示したように、ブラックマ
トリクス２２で囲まれた画素１０を形成した絶縁基板に
対して、図の右上方向から左下方向にラビングされる場
合、格子状のブラックマトリクス２２が交差する部分に
スペーサを位置させると、ラビング影は図の１０９で示
した方向に延びる。

【００５０】また、（ｂ）に示したように、ブラックマ
トリクス２２で囲まれた画素１０を形成した絶縁基板に
対して、図の上方向から下方向にラビングローラを移動
させた場合、格子状のブラックマトリクス２２が交差す
る部分にスペーサを位置させると、ラビング影は図の１
１２で示した方向に延びる。

【００５１】したがって、スペーサの段差に起因するラ
ビング影が画素１０に対して影響が少ない部分は格子状
のブラックマトリクス２２の交差部内で、かつ当該交差
部の中心位置から上に変位した位置となる。そして、最
も影響が少ない部分は当該交差部の中心位置から右上に
変位した位置となる。

【００５２】図３に示したように、スペーサの配置位置
はブラックマトリクス２２の交差部における映像信号線
沿いの遮光部１１３と走査信号線沿いの遮光部の中心線
１０４より上方に変位した部分との交差領域１１４内に
配置すればよく、好ましくは上記交差領域１１４の映像
信号線沿いの遮光部中心線１０３より右側の領域１１５
に配置する。

【００５３】この構成によれば、絶縁基板間に介在され
るスペーサによるラビング不足領域が有効画素領域内
（表示面内）に生じることの影響を少なくでき、あるい
は影響を無くすことができ、配向膜のラビング異常に起
因するドメインの発生が回避されると共に、従来の球状
スペーサを用いた場合に起こるスペーサ移動や光漏れが
抑制され、高画質の液晶表示装置が得られる。

【００５４】なお、本発明のスペーサは、画素電極と基
準電極が一方の絶縁基板上に形成され、他方の絶縁基板
上には前記配向膜とは異なる少なくとも１種の有機膜を
有し、両絶縁基板の間に挟持される液晶組成物に対して
当該絶縁基板面と略平行な方向に電界を印加する、所謂
横電界方式の液晶表示装置に適用する場合は、上記他方
の絶縁基板に形成する有機膜、または配向膜の形成時に
同時に、または付加工程で形成することができる。な
お、このとき、スペーサは上記有機膜または配向膜と同
一材料でも、あるいは他の適宜の有機材料を使用しても
よい。

【００５５】そして、上記の有機膜は、カラーフィルタ
材料、配向膜材料、カラーフィルタの表面の凹凸を低減
するための平坦化膜、若しくはブラックマトリクス材料
の何れか、あるいはそれらの２つ以上の組合せ材料でも
よい。

【００５６】このような有機膜でスペーサを形成する方
法は、既知のホトリソグラフィ法や印刷法、その他のパ
ターニング技法を用いることができる。

【００５７】次に、本発明による液晶表示装置の具体的
な実施例について説明する。

【００５８】図４は本発明による液晶表示装置の等価回
路の説明図であって、３００は液晶パネルであり、その
表示ブラックがマトリクス状に配置された複数の画素の
集合で構成され、それぞれの画素は液晶パネル３００の
背部に設置される照明光源（バックライト：図示せず）
からの透過光を独自に変調制御できるように構成されて
いる。

【００５９】そして、各画素における光変調は横電界方
式と称する方法を採用しており、その構成は後述する
が、互いに対向配置される透明基板（絶縁基板）１００
（１Ａ，１Ｂ）の間に介在される液晶組成物の層（液晶
層）内に発生させる電界は透明基板１Ａ，１Ｂと略平行
な方向となるようにされる。

【００６０】このような液晶パネル３００は、その表示
面に対して大きな角度視野から観察しても鮮明な画像を
認識でき、所謂広視野角特性に優れたものとして知られ
ている。すなわち、この液晶パネル３００の液晶層を介
して互いに対向配置される透明基板１Ａ，１Ｂのうち、
一方の透明基板１Ａの液晶層側の面に、そのｘ方向（行
方向）に延在し、ｙ方向（列方向）に並設される走査信
号線２および基準信号線４とが形成されている。

【００６１】この場合、同図では透明基板１Ａの図の上
方から走査信号線２、この走査信号線２と近接して配置
された基準信号線４、この基準信号線４と比較的大きく
離間して配置された走査信号線２、この走査信号線２と
近接配置された基準信号線４、・・・・というように、
順次配置されている。

【００６２】そして、これら走査信号線２および基準信
号線４とそれぞれ絶縁されてｙ方向に延在し、ｘ方向に
並設される映像信号線３が形成されている。

【００６３】ここで、走査信号線２、基準信号線４およ
び映像信号線３のそれぞれによって囲まれる矩形状の比
較的広い面積の各領域において単位画素が形成され、こ
れら各単位画素がマトリクス状に配置されて表示面を構
成する。なお、画素の詳細構成は後述する。

【００６４】そして、液晶パネル３００には、その外部
回路として垂直走査回路５および映像信号駆動回路６が
備えられており、垂直走査回路５によって前記走査信号
線２のそれぞれに順次走査信号（電圧）が供給され、そ
のタイミングに合わせて映像信号駆動回路６から映像信
号線３に映像信号（電圧）が供給される。

【００６５】なお、垂直走査回路５および映像信号駆動
回路６には、液晶駆動電源回路７から電源が供給される
と共に、ＣＰＵ８から画像情報（映像情報）がコントロ
ーラ９によってそれぞれ表示データおよび制御信号に分
けられて入力される。

【００６６】また、基準信号線４には液晶駆動電源回路
７から基準電圧（例えば、一定電圧）が供給されるよう
になっている。

【００６７】図５は図４における単位画素の周辺構造を
説明する平面図である。また、図６は図５のIV−IV線に
沿った断面図、図７は図５のＶ−Ｖ線に沿った断面図、
図８は図５のVI−VI線に沿った断面図である。

【００６８】図５において、透明基板１Ａの主表面にｘ
方向に延在する基準信号線４とこの基準信号線４と図中
下方側のｙ方向に比較的大きく離間され、かつ平行に走
査信号線２が形成されている。

【００６９】ここで、基準信号線４には、３本の基準電
極１４が一体に形成されている。すなわち、そのうちの
２本の基準電極１４は一対の後述する映像信号線３とで
形成される画素領域のｙ方向辺、すなわち前記したそれ
ぞれの映像信号線３に近接して図中下方側のｙ方向に走
査信号線２の近傍まで延在されて形成され、残りの１本
はそれらの間に形成されている。

【００７０】そして、これらの走査信号線２、基準信号
線４および基準電極１４が形成された透明基板１Ａの表
面には、これら走査信号線２等をも覆って、例えばシリ
コン窒化膜からなる絶縁膜１５（図６、図７、図８参
照）が形成されている。この絶縁膜１５は、後述する映
像信号線３に対しては走査信号線２および基準信号線４
との交差部に対する層間絶縁膜として薄膜トランジスタ
ＴＦＴの形成領域に対してはゲート絶縁膜として、蓄積
容量Ｃｓｔｇの形成領域に対しては誘電体膜として機能
するようになっている。

【００７１】この絶縁膜１５の表面には、まず、その薄
膜トランジスタＴＦＴの形成領域において半導体層１６
が形成されている。この半導体層１６は、例えばアモル
ファスシリコン（ａ−Ｓｉ）からなり、走査信号線２上
において映像信号線３に近接した部分に重畳して形成さ
れている。これにより、走査信号線２の一部が薄膜トラ
ンジスタＴＦＴのゲート電極を兼ねた構成となってい
る。

【００７２】そして、このように形成された絶縁膜１５
の表面には、図５に示したように、そのｙ方向に延在
し、ｘ方向に並設される映像信号線３が形成されてい
る。

【００７３】そして、映像信号線３は、薄膜トランジス
タＴＦＴの前記半導体層１６の表面の一部まで延在され
て形成されたドレイン電極３Ａが一体となって備えられ
ている。

【００７４】さらに、画素領域における絶縁膜１５の表
面には画素電極１８が形成されている。この画素電極１
８は前記基準電極１４の間を走行するように形成されて
いる。すなわち、画素電極１８の一端は前記薄膜トラン
ジスタＴＦＴのソース電極１８Ａを兼ね、そのまま図中
上方側のｙ方向に延在され、さらに基準信号線４上に沿
ってｘ方向に延在された後に図中下方側のｙ方向に延在
して他端を有するコ字形状となっている。

【００７５】この場合、画素電極１８の基準信号線４に
重畳される部分は、前記基準信号線４との間に誘電体膜
としての前記絶縁膜１５を備える蓄積要領Ｃｓｔｇを構
成している。この蓄積要領Ｃｓｔｇによって、例えば薄
膜トランジスタＴＦＴがオフした際に画素電極１８に映
像情報を長く蓄積させる効果を奏する。

【００７６】なお、前記した薄膜トランジスタＴＦＴの
ドレイン電極３Ａとソース電極１８Ａとの界面に相当す
る半導体層１６の表面には、リン（Ｐ）がドープされて
高濃度層となっており、これにより前記各電極における
オーミックコンタクトを図っている。この場合、半導体
層１６の表面の全域には前記高濃度層が形成されてお
り、前記各電極を形成した後に、当該電極をマスクとし
てその電極形成領域以外の高濃度層をエッチングするよ
うにして上記した構成とすることができる。

【００７７】このようにして薄膜トランジスタＴＦＴ、
映像信号線３、画素電極１８、および蓄積要領Ｃｓｔｇ
が形成された絶縁膜１５の上面には、例えばシリコン窒
化膜からなる保護膜１９（図６、図７、図８参照）が形
成され、この保護膜１９の上面には配向膜２０Ａが形成
されて液晶パネル３００の透明基板１Ａを構成してい
る。なお、この透明基板１Ａの液晶層側と反対側の面に
は偏光板２１Ａが積層されている。

【００７８】そして、図６に示したように、透明基板１
Ｂの液晶層側の部分には、表示領域を各画素毎に区分し
て遮光膜であるブラックマトリクス２２が形成されてい
る。このブラックマトリクス２２は前記薄膜トランジス
タＴＦＴに直接光が照射されるのを防止するための機能
と、表示コントラストを向上する機能とを有する。

【００７９】ブラックマトリクス２２は、図５に破線で
示した領域に形成され、形成された開口部が実質的な画
素を構成する。

【００８０】さらに、ブラックマトリクス２２の開口部
を覆ってカラーフィルタ２３が形成されている。このカ
ラーフィルタ２３はｘ方向に隣接する画素領域における
それとは異なった色を有すると共に、それぞれブラック
マトリクス２２上において境界部を有する。また、この
ようにカラーフィルタ２３を形成した面には、樹脂膜等
からなる平坦化膜２４が被着されている。この平坦化膜
２４の表面には配向膜２０Ｂが形成されている。なお、
透明基板１Ｂの液晶層側と反対側の面には、偏光板２１
Ｂが配置されている。

【００８１】図９は透明基板１Ａ側に形成された配向膜
２０Ａと偏光板２１Ａおよび透明基板１Ｂ側に形成され
た配向膜２９Ｂと偏光板２１Ｂの光学軸の関係の説明図
である。

【００８２】画素電極１８と基準電極１４との間に印加
される電界の方向１２０に対して、配向膜２０Ａおよび
配向膜２０Ｂのラビング方向１０５の角度はΦ_LC、一方
の偏光板２１Ａの偏光透過軸方向１２１の角度はΦ_P、
他方の偏光板２１Ｂの偏光透過軸方向はΦ_Pと直交して
いる。また、Φ_LC＝Φ_Pとなっている。

【００８３】また、液晶層を構成する液晶組成物は、誘
電率異方性Δεが正で、その値が７．３（１ｋＨｚ）、
屈折率異方性Δｎが０．０７３（５８９ｎｍ、２０°
Ｃ）のネマチック液晶を用いている。

【００８４】このような関係からなる配向膜２０Ａと２
０Ｂ、および偏光板２１Ａと２１Ｂ等の構成は、所謂ノ
ーマリブラックモードと称されるもので、液晶層ＬＣ内
に透明基板１Ａと平行な電界Ｅ（図６参照）を発生せし
めることによって当該液晶層ＬＣに光を透過するように
なっている。しかし、本発明は、上記のようなノーマリ
ブラックモードの横電界方式の液晶表示装置に限られる
ものではなく、無電界時に液晶層を透過する光が最大と
なるノーマリホワイトモードや、縦電界方式の液晶表示
装置にも同様に適用できるものであることは言うまでも
ない。

【００８５】図１０は本発明による液晶表示装置のスペ
ーサ部分の説明図であって、（ａ）は要部平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図、（ｃ）は
（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図を示す。

【００８６】透明基板１Ｂには、ブラックマトリクス２
２、カラーフィルタ２３がそれぞれパターン形成されて
おり、それらを覆って平坦化膜２４、さらに配向膜２１
Ｂの有機膜が形成されている。

【００８７】また、ブラックマトリクス部分の一部にス
ペーサ３０が形成されている。ここでは、スペーサ３０
は平坦化膜２４と同一材料で形成されているが、有機膜
であるカラーフィルタ２３、または配向膜２１Ｂ、ある
いはブラックマトリクス２２と同一材料でもよい。さら
に、スペーサ３０とこれら平坦化膜２４、カラーフィル
タ２３、または配向膜２１Ｂ、あるいはブラックマトリ
クス２２とは異なる材料で形成してもよい。

【００８８】このように構成したスペーサを備えた液晶
表示装置は、透明基板１Ａ、１Ｂの間に介在する当該ス
ペーサが一方の透明基板１Ｂ側に前記図１〜図３で説明
した位置に配置されているため、配向膜２０Ｂがラビン
グによる配向不良を起こすことがなく、またスペーサ３
０が透明基板１Ｂに固定されていることから、スペーサ
の移動がない。

【００８９】さらにスペーサ３０がブラックマトリクス
２２と重なる位置に形成されていることから、スペーサ
周辺での液晶の配向乱れに起因する光漏れ現象が表示品
質に影響することがなく、品質の良好な画像表示を得る
ことができる。

【００９０】なお、上記では、スペーサ３０を透明基板
１Ｂ側に形成したが、これに限らず、透明基板１Ａ側に
形成される保護膜１９あるいは配向膜２０Ａ側に形成す
ることもできる。

【００９１】図１１は本発明を適用した液晶表示装置の
全体構成例を説明する展開斜視図である。

【００９２】同図は液晶表示装置（以下、液晶パネル，
回路基板，バックライト、その他の構成部材を一体化し
たモジュール：ＭＤＬと称する）の具体的構造例を説明
するものである。

【００９３】図１１において、ＳＨＤは金属板からなる
シールドケース（メタルフレームとも言う）、ＷＤは表
示窓、ＩＮＳ１〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は回路
基板（ＰＣＢ１はドレイン側回路基板：映像信号線駆動
用回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、ＰＣＢ３は
インターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板Ｐ
ＣＢ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＴＣＰ
１，ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬは液
晶パネル、ＧＣはゴムクッション、ＩＬＳは遮光スペー
サ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、Ｇ
ＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＭＣＡは一体化成
形により形成された下側ケース（モールドフレーム）、
ＬＰは線状ランプ、ＬＰＣはランプケーブル、ＧＢは線
状ランプＬＰを支持するゴムブッシュ、ＢＡＴは両面粘
着テープ、ＢＬは線状ランプＬＰや導光板ＧＬＢ等から
なるバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材
を積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組立てられ
る。

【００９４】液晶表示モジュールＭＤＬは、下側ケース
ＭＣＡとシールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材
を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜
３、液晶パネルＰＮＬを収納固定した金属製のシールド
ケースＳＨＤと、線状ランプＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリ
ズムシートＰＲＳ等からなるバックライトＢＬを収納し
た下側ケースＭＣＡとを合体させてなる。

【００９５】ドレイン側回路基板ＰＣＢ１には液晶パネ
ルＰＮＬの各画素を駆動するための集積回路チップ（Ｉ
Ｃ）が搭載され、またインターフェース回路基板ＰＣＢ
３には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング
信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、および
タイミングを加工してクロック信号を生成するタイミン
グコンバータＴＣＯＮ等が搭載される。

【００９６】上記タイミングコンバータで生成されたク
ロック信号はインターフェース回路基板ＰＣＢ３および
ドレイン側回路基板ＰＣＢ１に敷設されたクロック信号
ラインＣＬＬを介してドレイン側回路基板ＰＣＢ１に搭
載された集積回路チップに供給される。

【００９７】インターフェース回路基板ＰＣＢ３および
ドレイン側回路基板ＰＣＢ１は多層配線基板であり、上
記クロック信号ラインＣＬＬはインターフェース回路基
板ＰＣＢ３およびドレイン側回路基板ＰＣＢ１の内層配
線として形成される。

【００９８】なお、液晶パネルＰＮＬにはＴＦＴを駆動
するためのドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路
基板ＰＣＢ２およびインターフェース回路基板ＰＣＢ３
がテープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２で接続
され、各回路基板間はジョイナＪＮ１，２，３で接続さ
れている。

【００９９】図１２は本発明による液晶表示装置の実装
例を説明するノート型コンピユータの斜視図である。

【０１００】このノート型コンピユータ（可搬型パソコ
ン）はキーボード部（本体部）と、このキーボード部に
ヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部
にはキーボードとホスト（ホストコンピュータ）、ＣＰ
Ｕ等の信号生成機能を収納し、表示部には液晶パネルＰ
ＮＬを有し、その周辺に駆動回路基板ＰＣＢ１，ＰＣＢ
２、コントロールチップＴＣＯＮを搭載したＰＣＢ３、
およびバックライト電源であるインバータ電源基板など
が実装される。

【０１０１】そして、上記液晶パネルＰＮＬのスペーサ
として前記実施例で説明した構成を用いている。

【０１０２】このように、上記した本発明の実施例によ
れば、絶縁基板間に介在されるスペーサによるラビング
不足領域が有効画素領域内に生じることの影響を少なく
でき、あるいは影響を無くすことができ、配向膜のラビ
ング異常に起因するドメインの発生が回避されると共
に、従来の球状スペーサを用いた場合に起こるスペーサ
移動や光漏れが抑制され、高画質の液晶表示装置が得ら
れる。

【０１０３】上記した実施例では、スペーサをブラック
マトリクスの交差部分内に配置する場合について説明し
たが、本発明はこれに限るものではなく、ブラックマト
リクスで遮光される領域内で、かつラビング処理による
影（ラビング不良領域：液晶配向制御不良領域）の殆ど
が当該ブラックマトリクスで遮光される領域内に納まる
位置であればよい。すなわち、ブラックマトリクスの幅
方向で当該幅方向の中心部からラビング方向に対して上
流側に変位した位置にスペーサを配置することで配向膜
のラビング異常に起因するドメインの発生が回避される
と共に、従来の球状スペーサを用いた場合に起こるスペ
ーサ移動や光漏れが抑制され、高画質の液晶表示装置が
得られる。

【０１０４】なお、上記実施例ではラビング方向（液晶
配向制御能方向）を図の右上から左下としているが、こ
のような方向に限らないことは言うまでもない。

【０１０５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
絶縁基板間に介在されるスペーサによる液晶配向制御能
不良領域が有効画素領域内に生じることによる表示への
悪影響を少なくでき、あるいは当該影響を無くすことが
できるため、配向膜の液晶配向制御能付与処理の異常に
起因するドメインの発生が回避されると共に、従来の球
状スペーサを用いた場合に起こるスペーサ移動や光漏れ
が抑制され、高画質の液晶表示装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶表示装置の要部構造を説明す
る遮光膜で囲まれた複数画素の平面構造の模式図であ
る。

【図２】本発明の液晶表示装置におけるスペーサの配置
位置を説明する要部平面図である。

【図３】図２をさらに詳細に説明する要部拡大平面図で
ある。

【図４】本発明による液晶表示装置の等価回路の説明図
である。

【図５】図４における単位画素の周辺構造を説明する平
面図である。

【図６】図５のIV−IV線に沿った断面図である。

【図７】図５のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

【図８】図５のVI−VI線に沿った断面図である。

【図９】一方の透明基板側に形成された配向膜と偏光板
および他方の透明基板側に形成された配向膜と偏光板の
光学軸の関係の説明図である。

【図１０】本発明による液晶表示装置のスペーサ部分の
説明図であって、（ａ）は要部平面図である。

【図１１】本発明を適用した液晶表示装置の全体構成例
を説明する展開斜視図である。

【図１２】本発明による液晶表示装置の実装例を説明す
るノート型コンピユータの斜視図である。

【図１３】配向膜に所要の液晶配向制御能を付与するた
めの一般的な方法であるラビング処理工程を説明する模
式図である。

【図１４】配向膜に突起が形成されている場合のラビン
グ異常領域の発生を説明する模式図である。

【図１５】ラビング方向によるラビング異常領域の長さ
の解析図である。

【符号の説明】

１０画素２２遮光膜（ブラックマトリクス）３０スペーサ１０１遮光部対称点１０２スペーサ対称点１０３映像信号線沿いの遮光部中心線１０４走査信号線沿いの遮光部中心線１０５ラビング方向１０６，１０８ラビング影１０７ラビングローラ移動方向１１０走査信号線沿いの遮光部中心線の上側の光部１１１右側領域１１３映像信号線沿いの遮光部１１４適領域１１５最適領域。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも一方に遮光手段を有する一対
の対向する絶縁基板と、前記一対の絶縁基板の対向面の
それぞれに形成される一対の配向膜と、前記一対の配向
膜間に挟持されて前記一対の絶縁基板の対向間隙を一定
に保持するスペーサおよび液晶組成物と、画素電極と基
準電極の間に発生する電界によって液晶分子の光透過率
を制御する液晶表示装置において、前記遮光手段が１または複数の画素を囲む格子状に配置
され、前記スペーサが前記格子状の遮光手段で遮光され
る部分内に配置されていることを特徴とする液晶表示装
置。
【請求項２】前記スペーサが前記格子状に配置された
遮光手段の幅方向の中心部から変位した位置に配置され
ていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装
置。
【請求項３】前記画素電極と基準電極が一方の絶縁基
板上に形成され、他方の絶縁基板上には前記配向膜とは
異なる少なくとも１種の有機膜を有し、前記スペーサが
前記有機膜または前記配向膜と同一材料で一体もしくは
別体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の液晶表示装置。
【請求項４】前記有機膜がカラーフィルタ層またはそ
の上層に成膜される平坦化膜、あるいはブラックマトリ
クスの何れかと同一材料であることを特徴とする請求項
３に記載の液晶表示装置。