JPH11271805A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示性能が良好で歩留まりの高い液晶表示装
置を提供すること。 【解決手段】 一主面上に少なくともマトリクス状に形
成された走査線及び信号線を有するマトリクス基板と、
一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２
枚の基板の各主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を
行い、両基板を前記各液晶配向膜を対向させて組み立て
るとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶
表示装置において、前記マトリクス基板上の配線パター
ンその他の突出部における配向処理方向と対向する側の
エッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、特に、表示性能が良好で、歩留まりの高い液晶表示
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在一般的に用いられている液晶表示装
置は、液晶表示装置電極を有する２枚のガラス基板の間
に液晶を挟持させ、これら２枚の基板の周囲を液晶封入
口を除いて接着剤で固定したのち、液晶封入口から基板
間の空隙部に液晶を充填し液晶封入口を液晶封止材で封
止した構成となっている。

【０００３】例えば、単純マトリクス駆動のドットマト
リクス液晶表示装置は、横（Ｙ）方向に帯状にパタ−ニ
ングされたＹ電極を有するＹ基板と、縦（Ｘ）方向に帯
状にパタ−ニングされたＸ電極を有するＸ基板とを、Ｘ
電極とＹ電極がほぼ直行するように対向配置させ、その
間に液晶組成物を挟持させた構成とされている。

【０００４】また、アクティブマトリクス駆動液晶表示
装置は、例えばアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を半
導体層とした薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とそれに接続
された表示電極、信号電極及びゲート電極等の形成され
たＴＦＴアレイ基板と、対向電極を有する対向基板とを
対向配置させ、アクティブマトリクス基板上から対向基
板へ電圧を印加する電極転移材（トランスフアー）とし
て銀ペースト等を画面周辺部に配置し、この電極転移材
で２枚の基板を電気的に接続するとともに、これら２枚
の基板間に液晶組成物を挟持させた構成となっている。

【０００５】いずれのマトリクス液晶表示装置も、それ
ぞれの液晶素子を２枚の偏光板で挟持して画素電極に対
応する光シャッタとして機能させ画像を表示するように
なっている。

【０００６】なお、液晶表示装置の表示方式としては、
例えばＴＮ型、ＳＴ型、あるいは強誘電性液晶などが用
いられ、封止材としては、熱または紫外線硬化型のアク
リル系またはエポキシ系の接着剤などが用いられてい
る。また、カラー表示用の液晶表示装置の場合には、２
枚のガラス基板の内の一方に、画素電極と対応させてＲ
ＧＢの着色層のついたカラーフィルターが形成されてい
る。

【０００７】そして、これらの液晶表示装置において
は、２枚のガラス基板間に挟持された液晶を一定方向へ
配向させるため、２枚の基板上にはそれぞれポリイミド
やポリビニルアルコールのような高分子膜が形成され、
ラビングや斜め方向からの紫外線照射などにより高分子
を一定の方向に配向させて液晶配向膜とされている。

【０００８】また、高分子膜を使わずにＳｉＯ，ＭｇＯ
などの粒子を斜め方向から蒸着、スパッタあるいはイオ
ンビームを照射し、同一の方向に無数の柱状構造を成長
させて波紋状の凹凸部を幾重にも作って液晶を配向させ
る技術も知られている。

【０００９】ところで、前述したように、これらの基板
の対向面側には、配線パターン、各種膜のパターン、各
種積層膜が形成されており、そのエッジ部が基板あるい
はその下の層との間で段差を形成しているため、高分子
膜の配向時に、ラビング法による場合にはラビング布に
急激にストレスがかかってラビング布の毛足が曲がって
しまい、また、光や粒子の照射の場合には、配線の段差
により影が生じてしまい、配向が不完全に行われて表示
不良が発生し歩留まり低下を招くという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のとおり、従来の
液晶表示装置では、配向処理時に配線の段差により、ラ
ビング法ではラビング布に急激にストレスがかかりラビ
ング布の毛足が曲がってしまい、、また、光や粒子の照
射の場合には、配線の段差により陰が生じてしまい、配
向が不完全に行われて表示不良が発生し歩留まり低下を
招くという問題があった。

【００１１】本発明は、上記問題を解決しようとするも
のであり、表示性能が良好で歩留まりの高い液晶表示装
置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の液晶表示
装置は、一主面上に少なくともマトリクス状に形成され
た走査線及び信号線を有するマトリクス基板と、一主面
上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基
板の各主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、
両基板を前記各液晶配向膜を対向させて組み立てるとと
もに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装
置において、前記マトリクス基板上の配向処理方向と対
向する側の配線パターンのエッジをなだらかな傾斜又は
階段状に形成してなることを特徴とする。

【００１３】請求項２記載の液晶表示装置は、一主面上
にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子
を有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共通
電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主面
上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を前
記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに両基板間
に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置において、
前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向
する側の各種膜のパターンのエッジをなだらかな傾斜又
は階段状に形成してなることを特徴とする。

【００１４】請求項３記載の液晶表示装置は、一主面上
にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子
とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共
通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主
面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を
前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基
板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置におい
て、前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と
対向する側の各種積層膜間の側壁をなだらかな傾斜又は
階段状に成形してなることを特徴とする。

【００１５】請求項４記載の液晶表示装置は、請求項１
乃至３のいずれか記載の液晶表示装置において、前記傾
斜又は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板
のなす角を、４５°以下としたことを特徴とする。

【００１６】請求項５記載の液晶表示装置は、請求項１
乃至３記載の液晶表示装置において、配向処理が斜方光
照射、斜方蒸着、斜方スパッタ又は斜方イオンビームに
より行われ、かつ、このときの光又は粒子の照射角をθ
とし、前記傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの
延長線と基板のなす角をαとしたとき、α＞θとしたこ
とを特徴とする。

【００１７】請求項６記載の液晶表示装置は、一主面上
にマトリクス状に走査線、信号線及びスイッチング素子
とを有するアクティブマトリクス基板と、一主面上に共
通電極を有する対向基板とを有し、前記２枚の基板の主
面上に液晶配向膜を形成して配向処理を行い、両基板を
前記液晶配向膜を対向させて組み立てるとともに、両基
板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶表示装置におい
て、前記スイッチング素子を構成する各種電極のアクテ
ィブマトリクス基板上の配向処理方向と対向する側をな
だらかな傾斜又は階段状に成形したことを特徴とする。

【００１８】請求項７記載の液晶表示装置は、前記スイ
ッチング素子上に薄膜が形成されフォトリソグラフィ法
およびエッチング法によりアクティブマトリクス基板上
の配向処理方向と対向する側がなだらかな傾斜又は階段
状に成形されていることを特徴とする。

【００１９】

【作 用】請求項１記載の液晶表示装置によれば、マト
リクス基板上の配向処理方向と対向する側の配線パター
ンのエッジがなだらかな傾斜又は階段状に形成されてい
るので、配向処理にラビング法を用いるときはラビング
布に対するストレスがゆっくりとかかるようになり、ま
た配向処理を斜方光照射、斜方蒸着、斜方スパッタ又は
斜方イオンビームにより行う場合には、配線パターンの
影が生じず、又は、影の長さを小さくできて表示不良の
発生が抑制される。

【００２０】請求項２，３の液晶表示装置でも、請求項
１の液晶表示装置と同様の効果が得られる。

【００２１】これらの液晶表示装置において、請求項４
のように、傾斜又は階段状に成形された場合のエッジの
延長線と基板のなす角を４５°以下とした場合には、本
発明の効果は一層大きいものとなる。

【００２２】さらに請求項５のように、これらの液晶表
示装置において、配向処理を斜方光照射、斜方蒸着、斜
方スパッタ又は斜方イオンビームにより行った場合にお
いて、このときの光又は粒子の照射角をαとし、傾斜又
は階段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のな
す角をθとしたとき、α＞θ、好ましくはα＞２／３θ
とすることにより、エッジによる影の影響を少なくする
ことができる。

【００２３】具体的には、例えば平坦な基板上に、配線
パターン等が形成される場合のなだらかな傾斜又は階段
におけるαの値は、４５°以下、好ましくは４０°以下
とされる。

【００２４】請求項６の液晶表示装置においては、スイ
ッチング素子を構成する各種電極におけるアクティブマ
トリクス基板上の配向処理方向と対向する側の側壁をな
だらかな傾斜又は階段状に成形したので、その上に形成
される各種膜が、これらの電極形状に倣って配向処理方
向と対向する側の側壁をなだらかな傾斜又は階段状に成
形され、請求項２の液晶表示装置と同様の効果を得るこ
とができる。

【００２５】請求項７の液晶表示装置においては、スイ
ッチング素子上に薄膜を形成してフォトリソグラフィ法
およびエッチング法によりなだらかな傾斜又は階段状に
成形しているので、より一層凹凸を少なくして本発明の
効果を高めることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。なお、以下の図においては、各図共
通する部分には同一符号を付して重複する説明は省略す
る。

【００２７】（実施形態１）この実施例の液晶表示装置
は、図１に示すように、アレイ基板１とこれに電極どう
しが対向するように対向基板２０を配置しその間隙に液
晶層３０を挟持している。

【００２８】アレイ基板１上にアモルファスシリコン膜
２とゲート絶縁膜３を積層し、その上にゲート電極とな
るゲート線４、層間絶縁膜５を形成し、スルーホールを
経てアモルファスシリコン２にドレイン電極６、ソース
電極７が接続される。

【００２９】以上の構成により薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）８が構成されている。

【００３０】さらに層間絶縁膜５にドレイン電極６に接
続される信号線９が配線される。層間絶縁膜５および信
号線９上に保護膜１０が形成され、画素表示領域にはス
ルーホールを経てソース電極７にＩＴＯの透明表示電極
１１が配置される。

【００３１】本実施形態において、ゲート線４、信号線
９のラビング開始側の傾斜がなだらかに形成される。な
お、図の矢印がラビング方向である。

【００３２】この実施形態では、フォトリソグラフィお
よびエッチング法を用いて薄膜トランジスタ８上に配線
の傾斜をなだらかにするためのパターニングが行われ
る。

【００３３】フォトリソグラフィおよびエッチング法に
よりパターンニングを行う場合、スパッタリング法によ
り膜厚１０００Ａの金属膜を形成する。

【００３４】次に、階調マスクを用いて、配線の傾斜を
なだらかにしたい側のレジストパターンの傾斜がなだら
かになるように形成する。

【００３５】既知のエッチング法でエッチングを行う
と、レジストも除去されていくためレジストパターンに
傾斜があると、その下のエッチングを行う膜もレジスト
の傾斜に沿った傾斜が形成される。信号線９、ゲート線
４は、このようにしてラビング方向に傾斜をつけたもの
である。

【００３６】最上層を液晶配向膜１２で覆いラビング処
理により配向処理が施される。このときのテーパー角θ
は４０°とした。ラビング条件（ラビング布の毛足長さ
・パイル径・押し込み量）によりθの最適範囲は異なる
が、概してθ＜４５°になると効果が現れる。

【００３７】また、対向基板上２０の一主面はＩＴＯの
透明共通電極２１と液晶配向膜２２が被着され、液晶配
向膜の表面に配向処理が施される。

【００３８】これらの基板１、２０を各電極形成側の面
が対向するようにして合わせ所定の間隙をあけて封着さ
れる。この間隙に液晶組成物が充填されて液晶層３０と
して挟持される。

【００３９】本実施形態は、アクティブマトリクス駆動
液晶表示装置としてスイッチング素子にＴＦＴを形成し
た構成であるが、スイッチング素子としてＴＦＴ以外の
ものを形成することもできる。

【００４０】さらに配向処理としてラビング処理を用い
たが、図４に示すように光照射や斜方蒸着により配向処
理を行うこともできる。このときテーパー角θと照射角
αはθ＝４０°、α＝６０°とした。θとαは、少なく
ともα＞θでなければ効果が小さく、α＞θのときに改
善効果が現れる。

【００４１】（実施形態２）図２に示すように実施形態
１と同様にＴＦＴを所定の位置に形成する工程におい
て、各層のパターンのラビング開始側のエッジの傾斜を
なだらかに形成した。傾斜をなだらかに形成する方法と
して、例えば、フォトリソグラフィおよびエッチング法
によりパターンニングを行う場合、階調マスクを用い、
傾斜をなだらかにしたい側のレジストパターンの傾斜が
なだらかになるように形成する。エッチング法でエッチ
ングを行うと、レジストも除去されていくためレジスト
パターンに傾斜があると、その下のエッチングを行う膜
もレジストの傾斜に沿った傾斜が形成される。

【００４２】最上層を液晶配向膜１２で覆いラビング処
理により配向処理が施される。

【００４３】また、対向基板上２０の一面はＩＴＯの透
明共通電極２１と液晶配向膜２２が被着され、液晶配向
膜の表面に配向処理が施される。

【００４４】これらの基板１、２０を各電極形成側の面
が対向するようにして合わせ所定の間隙をあけて封着さ
れる。この間隙に液晶組成物が充填されて液晶層３０と
して挟持される。

【００４５】本実施形態は、アクティブマトリクス駆動
液晶表示装置としてスイッチング素子にＴＦＴを形成し
た構成であるが、スイッチング素子としてＴＦＴ以外の
ものを形成することができる。さらに配向処理としてラ
ビング処理を用いたが、図５に示すように光照射や斜方
蒸着により配向処理を行うこともできる。

【００４６】（実施形態３）図３に示すように実施形態
１と同様にＴＦＴを所定の位置に形成する工程におい
て、各層のパターンのラビング開始側のエッジを階段状
に形成した。

【００４７】階段状に形成する方法として、例えば、フ
ォトリソグラフィおよびエッチング法によりパターンニ
ングを行う場合、各々の膜のパターンニングを行うとき
に用いるマスクにおいて積層時に階段状になるようなパ
ターンにする事で階段状に形成できる。

【００４８】最上層を液晶配向膜１２で覆いラビング処
理により配向処理が施される。このときの階段状の段差
は図６のように、段差の頂点を結んでできる角度θによ
り決まる。θ＝４０°とした。ラビング法の場合は、ラ
ビング条件（布・毛足長さ・押し込み量など）により最
適なθ値は変動するが、θ＜４５°になると効果が現れ
る。

【００４９】また、対向基板上２０の一面はＩＴＯの透
明共通電極２１と液晶配向膜２２が被着され、液晶配向
膜の表面に配向処理が施される。

【００５０】これらの基板１、２０を各電極形成側の面
が対向するようにして合わせ所定の間隙をあけて封着さ
れる。この間隙に液晶組成物が充填されて液晶層３０と
して挟持される。

【００５１】本実施形態は、アクティブマトリクス駆動
液晶表示装置としてスイッチング素子にＴＦＴを形成し
た構成であるが、スイッチング素子としてＴＦＴ以外の
ものを形成することができる。さらに配向処理としてラ
ビング処理を用いたが、図６に示すように光照射や斜方
蒸着により配向処理を行う事もできる。この場合のθの
最適値は照射角、蒸着角（α）との関係により決まり、
α＞θでなければ効果はなく、配向処理方法にもより、
θの最適値は異なるが、２／３α＞θになると改善効果
がより高くなる。

【００５２】

【発明の効果】本発明に係わる電極基板および液晶表示
装置によれば、各膜の段差の少なくとも一方（配向処理
方向と対向する側）をなだらかにし、又は階段状に形成
することで配向処理としてラビング法を用いるときはラ
ビング布に対するストレスが緩和され、配向処理として
光照射や斜方蒸着法などの場合にはなだらかな傾斜とす
ることで影が生じず、階段状にすることで影の長さを小
さくすることができ、液晶配向状態の異常が減少する。

【００５３】その結果、配向異常により生じる表示不良
を減少させることができた。液晶表示装置の表示性能が
良く、歩留まりを向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施形態に係わる液晶表示装置
の概略断面図

【図２】本発明の第二の実施形態に係わる液晶表示装置
の概略断面図

【図３】本発明の第二の実施形態に係わる液晶表示装置
の概略断面図

【図４】本発明の第一の実施形態に係わる液晶表示装置
の製造途中の一状態を示した説明図

【図５】本発明の第二の実施形態に係わる液晶表示装置
の製造途中の一状態を示した説明図

【図６】本発明の第三の実施形態に係わる液晶表示装置
の製造途中の一状態を示した説明図

【符号の説明】

１，２０…透明基板、２……半導体層、３……ゲート絶
縁膜、４……ゲート線、５……層間絶縁膜、６……ドレ
イン電極、７……ソース電極、８……薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）、９……信号線、１０……保護膜、１１……
画素電極、１２、２２……配向膜、２１……共通電極、
３０……液晶層

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一主面上に少なくともマトリクス状に形
   成された走査線及び信号線を有するマトリクス基板と、
   一主面上に共通電極を有する対向基板とを有し、前記２
   枚の基板の各主面上に液晶配向膜を形成して配向処理を
   行い、両基板を前記各液晶配向膜を対向させて組み立て
   るとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてなる液晶
   表示装置において、 前記マトリクス基板上の配向処理方向と対向する側の配
   線パターンのエッジをなだらかな傾斜又は階段状に形成
   してなることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 一主面上にマトリクス状に走査線、信号
   線及びスイッチング素子を有するアクティブマトリクス
   基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有
   し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配
   向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組
   み立てるとともに両基板間に液晶組成物を挟持させてな
   る液晶表示装置において、 前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向
   する側の各種膜のパターンのエッジをなだらかな傾斜又
   は階段状に形成してなることを特徴とする液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】 一主面上にマトリクス状に走査線、信号
   線及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリク
   ス基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有
   し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配
   向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組
   み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させて
   なる液晶表示装置において、 前記アクティブマトリクス基板上の配向処理方向と対向
   する側の各種積層膜間の側壁をなだらかな傾斜又は階段
   状に成形してなることを特徴とする液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記傾斜又は階段状に成形された場合の
   エッジの延長線と基板のなす角が、４５°以下であるこ
   とを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載の液
   晶表示装置。
5. 【請求項５】 配向処理が斜方光照射、斜方蒸着、斜方
   スパッタ又は斜方イオンビームにより行われ、かつ、こ
   のときの光又は粒子の照射角をαとし、前記傾斜又は階
   段状に成形された場合のエッジの延長線と基板のなす角
   をθとしたとき、α＞θであることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか１項記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】一主面上にマトリクス状に走査線、信号線
   及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス
   基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有
   し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配
   向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組
   み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させて
   なる液晶表示装置において、 前記スイッチング素子を構成する各種電極のアクティブ
   マトリクス基板上の配向処理方向と対向する側をなだら
   かな傾斜又は階段状に成形してなることを特徴とする液
   晶表示装置。
7. 【請求項７】一主面上にマトリクス状に走査線、信号線
   及びスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス
   基板と、一主面上に共通電極を有する対向基板とを有
   し、前記２枚の基板の主面上に液晶配向膜を形成して配
   向処理を行い、両基板を前記液晶配向膜を対向させて組
   み立てるとともに、両基板間に液晶組成物を挟持させて
   なる液晶表示装置において、 前記スイッチング素子上に薄膜を形成し、フォトリソグ
   ラフィ法およびエッチング法によりアクティブマトリク
   ス基板上の配向処理方向と対向する側をなだらかな傾斜
   又は階段状に成形してなることを特徴とする液晶表示装
   置。