WO2017170350A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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真由子 坂本
哲憲 田中
有希 安田
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Definitions

  • a liquid crystal display device includes an element substrate, a counter substrate disposed opposite to the element substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the element substrate and the counter substrate, and light of the liquid crystal layer.
  • a liquid crystal panel including an incident-side linearly polarizing plate disposed on the incident side and an exit-side linearly polarizing plate disposed on the light-emitting side of the liquid crystal layer, wherein the element substrate and the counter substrate are respectively resin films
  • a plurality of insulating films are formed on the base material, and a rectangular contact hole is formed in the plurality of insulating films in a plan view, and either the long side or the short side of the contact hole is formed. One of them is parallel to the absorption axis of the incident-side linear polarizing plate or the exit-side linear polarizing plate.
  • a liquid crystal display device includes an element substrate, a counter substrate disposed opposite to the element substrate, a liquid crystal layer sandwiched between the element substrate and the counter substrate, and light of the liquid crystal layer.
  • a liquid crystal panel including an incident-side linearly polarizing plate disposed on the incident side and an exit-side linearly polarizing plate disposed on the light-emitting side of the liquid crystal layer, wherein the element substrate and the counter substrate are respectively resin films A first region and a second region in which the number of the plurality of insulating films laminated on the substrate or the thickness of the plurality of insulating films are different from each other, and the incident-side linearly polarizing plate or The plurality of insulations depending on the absorption axis direction of any of the exit side linearly polarizing plates and the number of the plurality of insulating films or the thickness of the plurality of insulating films in the first region and the second region.
  • the normal stress acting on the film cross section A direction acting range have to match the.
  • the liquid crystal layer may be in a vertical alignment mode.
  • the side on which the exit-side linear polarizing plate 6 is disposed is referred to as the viewing side
  • the side on which the backlight unit 8 is disposed is referred to as the back side.
  • the transparent resin film substrate 14 a polymer material, for example, an organic transparent resin material having heat resistance such as polyimide (PI) can be used.
  • the film thickness of the transparent resin film substrate 14 is about 1 ⁇ m to 20 ⁇ m. The thickness can be reduced as compared with the case where an inorganic glass substrate having a plate thickness of 100 ⁇ m or more is used.
  • a base coat 38 is provided on one side of the transparent resin film substrate 14.
  • an inorganic film such as a silicon nitride film (SiNx), a silicon oxynitride film (SiNO), or a silicon oxide film (SiNx) is used.
  • the gate electrode 16 is formed on the base coat 38.
  • a contact layer (not shown) is formed on the upper surface of the semiconductor layer 15.
  • the contact layer is made of a material in which the same semiconductor material as that of the semiconductor layer 15 is doped with an n-type impurity at a high concentration.
  • a region between the two contact layers in the semiconductor layer 15 is formed thin.
  • the region where the semiconductor layer 15 is thin functions as a channel region of the TFT element 19.
  • a quaternary mixed crystal semiconductor material containing, for example, indium (In), gallium (Ga), zinc (Zn), and oxygen (O) is used as the semiconductor material, the contact layer 28 doped with n-type impurities is unnecessary. It becomes.
  • a photo-alignment film may be used as the first vertical alignment film 27.
  • the first vertical alignment film 27 has an alignment regulating force for vertically aligning the liquid crystal molecules 47 constituting the liquid crystal layer 11. Become.
  • the vertical alignment films 34 are sequentially formed.
  • an organic transparent resin material having heat resistance such as polyimide (PI) can be used as the transparent resin film substrate 29.
  • the color filter 31 includes one of red (R), green (G), and blue (B) pigments for each sub-pixel having a different color constituting one pixel.
  • One color filter 31 of R, G, and B is arranged to face one pixel electrode 25 on the element substrate 10.
  • the color filter 31 may have a multicolor configuration of three or more colors of R, G, and B. For example, a four-color configuration with yellow (Y) added, a four-color configuration with white (W) added, or a yellow (Y), cyan (C), and magenta (M) added 6 A color configuration may be used.
  • the light incident on the end face of the light guide 37 from the light source 36 is totally reflected inside the light guide 37 and propagates, and is emitted from the upper surface (light emission surface) of the light guide 37 with a substantially uniform intensity.
  • a scattering sheet and a prism sheet are disposed on the upper surface of the light guide 37, and a scattering sheet is disposed on the lower surface of the light guide 37.
  • the light emitted from the upper surface of the light guide 37 is scattered by the scattering sheet, then condensed by the prism sheet, and is emitted after being substantially parallelized.
  • White PET may be used as the scattering sheet.
  • a BEF sheet (trade name) manufactured by Sumitomo 3M may be used.
  • An incident side linearly polarizing plate 4 is provided between the backlight unit 8 and the liquid crystal cell 5.
  • the incident-side linearly polarizing plate 4 functions as a polarizer that controls the polarization state of light incident on the liquid crystal cell 5.
  • the exit side linearly polarizing plate 6 functions as an analyzer that controls the transmission state of the light emitted from the liquid crystal cell 5.
  • the absorption axis P1 of the incident-side linearly polarizing plate 4 and the absorption axis P2 of the exit-side linearly polarizing plate 6 are arranged in a crossed Nicol arrangement.
  • FIG. 3 is an equivalent circuit diagram in the display area of the liquid crystal panel 2.
  • the element substrate 10 has a plurality of pixels PX arranged in a matrix.
  • the pixel PX is a basic unit of display.
  • a plurality of signal lines S1, S2,... Are provided on the element substrate 10 so as to extend in parallel to each other.
  • a plurality of scanning lines G1, G2,... are provided on the element substrate 10 so as to extend in parallel to each other.
  • the plurality of scanning lines G1, G2,... are orthogonal to the plurality of signal lines S1, S2,.
  • a second capacitor electrode 74 is provided on the first capacitor electrode 73 so as to overlap the first capacitor electrode 73.
  • the overlapping portion of the first capacitor electrode 73 and the second capacitor electrode 74 functions as the storage capacitor portion 72.
  • the second capacitor electrode 74 and the drain electrode 18 are formed in the same layer, and are electrically connected via a connection portion 75 formed integrally with the second capacitor electrode 74 and the drain electrode 18.
  • the second capacitor electrode 7 is made of the same material as the drain electrode 18.
  • a contact hole 26 for electrically connecting the second capacitor electrode 74 and the drain electrode 18 to the pixel electrode 25 is provided on the second capacitor electrode 74.
  • the outline of the pixel electrode 25 is omitted for easy viewing of the drawing.
  • an ideal cross section at the boundary between the first region R1 and the second region R2 is a cross section along the vertical direction with respect to the transparent resin film substrate 14.
  • the actual cross section has an ideal cross section along the vertical direction with respect to the transparent resin film substrate 14 due to a taper angle in the manufacturing process or a plurality of insulating films.
  • the vertical stress ⁇ at the boundary between the first region R1 and the second region R2 is equal to the first region R1 as in the ideal cross section shown in FIG. 8A.
  • the cause of light leakage is that the first region R1 corresponding to the contact hole 26 and the second region R2 around the contact hole 26 (the region outside the contact hole 26 and the first region R1 is the number of insulating films, Since the number of insulating films laminated on the transparent resin film substrate 14 is different between the regions having different film thicknesses, the overall film stress of the plurality of insulating films is different.
  • SYMBOLS 1 Liquid crystal display device, 2 ... Liquid crystal panel, 4 ... Incident side linearly polarizing plate, 6 ... Outgoing side linearly polarizing plate, 10 ... Element substrate, 11 ... Liquid crystal layer, 12 ... Color filter substrate (opposite substrate), 14, 29 ... transparent resin film substrate (base material), 16 ... gate electrode, 17 ... source electrode, 21 ... first interlayer insulating film (one of a plurality of insulating films), 22 ... second interlayer insulating film (a plurality of insulating films) One of the films), 40... Etching stopper layer (one of the plurality of insulating films), 26... Contact hole, 25... Pixel electrode, 51, 52, 53.
  • Absorption axis of plate, P2 ... Absorption axis of output side polarizing plate, R1 ... First region, R2 ... Second region, GL ... Gate bus line, SL ... Source bus line

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Abstract

本発明の一つの態様の液晶表示装置は、素子基板と、前記素子基板に対向配置される対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された入射側直線偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された射出側直線偏光板と、を含む液晶パネルを備え、前記素子基板及び前記対向基板は、それぞれ樹脂フィルムを基材とし、前記基材上には複数の絶縁膜が形成され、前記複数の絶縁膜には平面視長方形状のコンタクトホールが形成されており、前記コンタクトホールの長辺および短辺のいずれか一方が、前記入射側直線偏光板あるいは前記射出側直線偏光板の吸収軸と平行である。

Description

液晶表示装置
 本発明の一つの態様は、液晶表示装置に関するものである。
 本願は、2016年3月30日に、日本に出願された特願2016-069487号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 表示部分が柔軟に変形可能な、いわゆるフレキシブルディスプレイは、薄く・軽く・割れないディスプレイとして注目を集めている。液晶表示方式のフレキシブルディスプレイは、通常、液晶層を、ポリイミド樹脂等の有機透明樹脂材料で挟んだ構造を有する。フレキシブルディスプレイとしての液晶パネルの製造工程においては、ガラス等の支持基板上に上記透明樹脂材料を成膜し、その上にTFT基板、液晶層等を形成した後、支持基板を剥離する。
 一般的に、液晶表示装置は、カバー部材、液晶パネル、バックライトユニット等を含んで構成されている。このような液晶表示装置の組み立て時において、液晶パネルとバックライトユニットとの間に異物を挟み込んでしまうと、液晶パネルの各ガラス基板に応力が生じ、ノーマリブラックである液晶パネルに光漏れが生じてしまう。
 特許文献1には、フロントカバー、液晶パネル、バックライトユニット、およびバックライトユニットとカバー部材との間で液晶パネルを支持する4つの支持部を備えた構成が記載されている。4つの支持部のうち、組をなす2つの支持部どうしが対向するように配置され、一方の組の2つの支持部はカバー部材側、他方の組の2つの支持部はバックライトユニット側に設けられている。この構成において、一方の組をなす2つの支持部の各中心を通過する直線と、一方の偏光板の吸収軸とのなす角度を規定することで、ノーマリブラックの液晶パネルにおける光洩れを抑制している。
特許第5551543号公報
ディスプレイ用材料 高分子学会(編集) 共立出版 発行者:南條光章 第一章p9~p10
 特許文献1では、一対のガラス基板を備えてなる液晶パネルに、外部から機械的に加えられる応力に起因する光洩れについてのみ言及しており、液晶パネルの内部で発生する応力については考慮していない。
 液晶パネルの基板に樹脂フィルムを用いた場合、外部から機械的な応力が加えられなくても、樹脂フィルムを液晶パネルの基板として用いるだけで応力に起因する光洩れが発生する。
 本発明の一つの態様は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、液晶パネルの基板に樹脂フィルムを用いる場合に生じるパネル内部の応力を抑制することのできる、液晶表示装置を提供することを目的とする。
 本発明の一態様における液晶表示装置は、素子基板と、前記素子基板に対向配置される対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された入射側直線偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された射出側直線偏光板と、を含む液晶パネルを備え、前記素子基板及び前記対向基板は、それぞれ樹脂フィルムを基材とし、前記基材上には複数の絶縁膜が形成され、前記複数の絶縁膜には平面視長方形状のコンタクトホールが形成されており、前記コンタクトホールの長辺および短辺のいずれか一方が、前記入射側直線偏光板あるいは前記射出側直線偏光板の吸収軸と平行である。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記コンタクトホールは、前記複数の絶縁膜に形成された複数のスルーホールからなり、前記複数のスルーホールのうち少なくとも一つは、無機膜によって形成されている構成としてもよい。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記コンタクトホールにおいて蓄積容量が形成されている構成としてもよい。
 本発明の一態様における液晶表示装置は、素子基板と、前記素子基板に対向配置される対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された入射側直線偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された射出側直線偏光板と、を含む液晶パネルを備え、前記素子基板及び前記対向基板は、それぞれ樹脂フィルムを基材とし、前記基材上に積層される複数の絶縁膜の数もしくは前記複数の絶縁膜の膜厚が互いに異なる第1領域と第2領域とを有し、前記入射側直線偏光板あるいは前記射出側直線偏光板のうちいずれかの吸収軸方向と、前記第1領域と前記第2領域との前記複数の絶縁膜の数もしくは前記複数の絶縁膜の膜厚の違いによって前記複数の絶縁膜の断面に作用する垂直応力が最も広い範囲で作用する方向と、を一致させる。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記第1領域は、下層側の配線の信号を上層側の画素電極へ伝達させるために前記基材上に積層された複数の絶縁膜をエッチングすることにより形成されるコンタクトホールに対応し、前記第2領域は、前記コンタクトホールの外側の領域であって前記第1領域とは前記複数の絶縁膜数や膜厚が異なる領域である構成としてもよい。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記第1領域は、ゲートバスラインの周縁に対応する領域及びソースバスラインの周縁に対応する領域のうち少なくともいずれか一方の領域であり、前記第2領域は、前記第1領域に隣り合うとともに前記第1領域よりも膜厚の小さい領域である構成としてもよい。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記基材の面法線方向から見た前記コンタクトホールの平面形状が四角形状であり、直交する各辺が、前記ゲートバスラインもしくは前記ソースバスラインのいずれか一方と平行である構成としてもよい。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記液晶層は水平配向モードである構成としてもよい。
 本発明の一態様における液晶表示装置において、前記液晶層は垂直配向モードである構成としてもよい。
 本発明の一つの態様によれば、黒表示における光漏れを効果的に抑制することのできる、液晶表示装置を提供することができる。
第1実施形態の液晶表示装置1の概略構成を示す断面図。 液晶パネル2の表示領域における縦断面図。 リベット構造物46付近における液晶分子47の配向状態を示す図。 リベット構造物46と画素電極25の平面図およびリベット構造物付近の液晶分子の配向状態を簡易的に示す図。 画素電極25とリベット構造物46の他の構成例および各リベット構造物付近の液晶分子47の配向状態を簡易的に示す図。 画素電極25とリベット構造物46の他の構成例および各リベット構造物付近の液晶分子47の配向状態を簡易的に示す図。 液晶パネル2の表示領域における等価回路図。 液晶パネル2の1つの画素PXの平面図。 図4のA-A’線に沿う断面図。 図4のB-B’線に沿う断面図。 液晶パネル2の1つの画素PXにおける蓄積容量部72とその周辺の構造を示す断面図。 第1領域R1と第2領域R2の境界部分における理想的な断面を示す図。 第1領域R1と第2領域R2の境界部分における実際の断面を示す図。 コンタクトホール26に作用する垂直応力の方向と、入射側直線偏光板4の吸収軸と射出側直線偏光板6の吸収軸方向との関係を示す平面図。 ゲートバスラインGLとゲート絶縁膜20との界面におけるサイドエッチの影響を示す断面図。 ゲートバスラインGL側で生じる垂直応力及びソースバスラインSL側で生じる垂直応力と、コンタクトホール26の長辺及び短辺と、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の各吸収軸との関係を示す図。 (a)は、平面視円形状のコンタクトホールに作用する垂直応力と、入射側直線偏光板及び射出側直線偏光板の吸収軸方向との関係を示す図、(b)は、平面視正方形状のスルーホールに作用する垂直応力と、入射側直線偏光板及び射出側直線偏光板の吸収軸方向との関係を示す図。 素子基板の透過率測定値と光洩れシミュレーションの値との比較を示すグラフ。 円偏光板での各測定値を1としたときの、各々の条件での測定値の比較を示す表など。 ゲートバスライン及びソースバスラインに対してスルーホールが斜めに配置された構成を示す平面図。
[第1実施形態]
 以下、本発明の第1実施形態の液晶表示装置について説明する。
 なお、以下の各図面においては、各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。
(液晶表示装置)
 図1は、第1実施形態の液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。
 液晶表示装置1は、図1に示すように、液晶パネル2と、バックライトユニット8と、を備えている。液晶パネル2は、液晶セル5と、液晶セル5の光入射側に配置される入射側直線偏光板4と、液晶セル5の光射出側に配置される射出側直線偏光板6と、を備えて構成されている。液晶パネル2は、表示部分が柔軟に変形可能な、いわゆるフレキシブルディスプレイである。図1では、液晶セル5を模式的に図示しているが、その詳細な構造については後述する。
 入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の材料としては、各フィルムメーカーが量産している直線偏光板を用いることができる。例えば、TAC(セルローストリアセテート)フィルム、PVA(ポリビニルアルコール)フィルム、位相差がほとんどないゼロ位相差フィルムなどで構成されている。また、視野角を補償するために、位相差フィルム(例えばAプレート、Cプレート)が追加されている場合もある。
 フレキシブル性を有する本実施形態の液晶セル5は、一般的な液晶ディスプレイを構成する部材と略同一の構成部材からなるが、フレキシブル性を得るために、基材として無機ガラスを用いるのではなく、透明樹脂フィルムを用いている点に特徴を有する。液晶セル5は、一対の透明樹脂フィルム基板(基材)14及び透明樹脂フィルム基板(基材)29の間に、薄膜トランジスタ(TFT)、各種信号線(走査信号線、データ信号線等)、画素電極、液晶層、共通電極(対向電極)、カラーフィルタ(CF)、絶縁膜等を含む液晶構造が設けられている。上記した液晶構造は、周知の構成および製造方法を適用することができる。
 本実施形態の液晶表示装置1においては、バックライトユニット8から射出された光を液晶パネル2で変調し、変調した光によって所定の画像や文字等を表示する。観察者は、射出側直線偏光板6を介して液晶表示装置1の表示画像を見る。
 以下の説明では、射出側直線偏光板6が配置された側を視認側と称し、バックライトユニット8が配置された側を背面側と称する。
 以下、液晶パネル2の具体的な構成について説明する。
 ここでは、アクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルを一例に挙げて説明する。ただし、本実施形態に適用可能な液晶パネルはアクティブマトリクス方式の透過型液晶パネルに限るものではない。本実施形態に適用可能な液晶パネル2は、例えば半透過型(透過・反射兼用型)液晶パネルであっても良い。さらには、各画素がスイッチング用薄膜トランジスタを備えていない単純マトリクス方式の液晶パネルであっても良い。以下、薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)をTFTと略記する。
 図2Aは、液晶パネル2の表示領域における縦断面図である。
 上述したように、液晶パネル2は、液晶セル5、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6を備えて構成されている。図2Aに示すように、液晶セル5は、素子基板10と、カラーフィルタ基板(対向基板)12と、液晶層11と、を有している。素子基板10は、スイッチング素子基板として機能する。カラーフィルタ基板12は、素子基板10に対向して配置されている。液晶層11は、素子基板10とカラーフィルタ基板12との間に挟持されている。
 液晶層11は、素子基板10と、カラーフィルタ基板12と、枠状のシール部材(図示せず)と、によって囲まれた空間内に封入されている。シール部材は、素子基板10とカラーフィルタ基板12とを所定の間隔をおいて貼り合わせる。
 本実施形態の液晶パネル2は、VA(Vertical Alignment, 垂直配向)モードで表示を行う。液晶層11には誘電率異方性が負の液晶が用いられる。素子基板10とカラーフィルタ基板12との間には、スペーサー13が配置されている。スペーサー13は球状あるいは柱状の部材である。スペーサー13は、素子基板10とカラーフィルタ基板12との間の間隔を一定に保持する。
 素子基板10を構成する透明樹脂フィルム基板(基材)14の液晶層11側の面には、ゲート電極16、半導体層15、ソース電極17、ドレイン電極18等を有する、ボトムゲートのTFT素子19が形成されている。
 透明樹脂フィルム基板14としては、高分子材料、例えば、ポリイミド(PI)等の耐熱性を有する有機透明樹脂材料を用いることができる。透明樹脂フィルム基板14の膜厚は、1μm~20μm程度である。板厚が100μm以上の無機ガラス基板を用いる場合に比べて薄膜化が可能である。
 透明樹脂フィルム基板14の一面側には、ベースコート38が設けられている。ベースコート38は、例えば、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸窒化膜(SiNO)、シリコン酸化膜(SiNx)などの無機膜が用いられる。
 ベースコート38上には、ゲート電極16が形成されている。ゲート電極16の材料としては、例えばW(タングステン)/TaN(窒化タンタル)の積層膜、Mo(モリブデン)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Cu、又はそれらの積層膜が用いられる。
 ベースコート38上には、ゲート電極16を覆うようにして、ゲート絶縁膜20が形成されている。ゲート絶縁膜20の材料としては、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜等が用いられる。
 ゲート絶縁膜20上には、ゲート電極16と対向するように半導体層15が形成されている。半導体層15は、例えばインジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、酸素(O)を含む4元混晶半導体材料で構成されている。半導体層15の材料としては、In-Ga-Zn-O系4元混晶半導体の他、CGS(Continuous Grain Silicon:連続粒界シリコン)、LTPS(Low-temperature Poly-Silicon:低温多結晶シリコン)、α-Si(Amorphous Silicon:非結晶シリコン)等の半導体材料が用いられる。
 例えば、半導体材料としてα-Si(Amorphous Silicon:非結晶シリコン)を用いる場合、半導体層15の上面に、コンタクト層(図示略)が形成されている。コンタクト層は、半導体層15と同一の半導体材料にn型不純物が高濃度にドーピングされた材料から構成されている。半導体層15のうち、これら2つのコンタクト層に挟まれた領域は膜厚が薄く形成されている。半導体層15の膜厚が薄い領域は、TFT素子19のチャネル領域として機能する。
 また、半導体材料として、例えばインジウム(In)、ガリウム(Ga)、亜鉛(Zn)、酸素(O)を含む4元混晶半導体材料を用いる場合、n型不純物がドーピングされたコンタクト層28は不要となる。
 コンタクト層上には、後述のエッチングストッパ層40(図5)を介してソース電極17およびドレイン電極18が形成されている。ソース電極17およびドレイン電極18の材料としては、上述のゲート電極16と同様の導電性材料が用いられる。エッチングストッパ層(絶縁膜)40は、ソース電極17およびドレイン電極18を形成するときにコンタクト層28及び半導体層15の表面を保護する役割を担う。エッチングストッパ層40の材料としては、無機膜、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜が用いられる。
 ゲート絶縁膜20の上には、半導体層15、コンタクト層28、ソース電極17およびドレイン電極18を覆うように第1層間絶縁膜(絶縁膜)21が形成されている。第1層間絶縁膜21の材料としては、エッチングストッパ層40と同様に、無機膜、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜が用いられる。
 第1層間絶縁膜21の上には、第2層間絶縁膜(絶縁膜)22が形成されている。第2層間絶縁膜22の材料としては、エッチングストッパ層40と同様に、無機膜、例えばシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、もしくはこれらの積層膜、もしくは有機絶縁性材料が用いられ、本実施例では有機絶縁性材料を用いた。
 第2層間絶縁膜22上には、画素電極25が形成されている。第1層間絶縁膜21及び第2層間絶縁膜22には、後述する蓄積容量部72の表面に達するコンタクトホール26が、第1層間絶縁膜21及び第2層間絶縁膜22を貫通して形成されている。
 画素電極25は、コンタクトホール26と後述する接続部75とを介してドレイン電極18に接続されている。画素電極25は、ドレイン電極18を中継用電極として半導体層15のドレイン領域に接続されている。画素電極25の材料としては、例えばITO(Indium Tin Oxide、インジウム錫酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide、インジウム亜鉛酸化物)等の透明導電性材料が用いられる。また、ドレイン電極18のうち、容量線CLの上方まで延在した部分は第2容量電極74を構成し、透明樹脂フィルム基板14上に形成されたエッチングストッパ層40、第1層間絶縁膜21及び第2層間絶縁膜22を介して容量線CLとともに蓄積容量部72を構成する。
 この構成により、走査線を通じて走査信号が供給され、TFT素子19がオン状態となったときに、信号線を通じてソース電極17に供給された画像信号が、半導体層15、ドレイン電極18を経て画素電極25に供給される。
 画素電極25を覆うように、第1層間絶縁膜21上の全面に第1の垂直配向膜27が形成されている。図2Aに示すように、本実施形態のカラーフィルタ基板12には、液晶分子47の配向を制御するリベット構造物46が複数設けられている。リベット構造物46は、平面視において蓄積容量部72と重なるように配置され、スペーサー13と同層で同様の方法を用いて形成される。リベット構造物46の高さtは、液晶層11の厚みTの0.5倍程度である。
 図2Bは、リベット構造物46付近における液晶分子47の配向状態を示す図である。
図2Bでは、各垂直配向膜27,34の図示を省略している。
 図2Bに示すように、液晶分子47のうち、リベット構造物46の側面側に存在する液晶分子47は、長軸が傾斜面に対して略垂直をなすように配向する。一方、リベット構造物46と画素電極25との間に存在する液晶分子47は、基板面に対して略垂直をなすように配向する。
 図2Cは、リベット構造物と画素電極の平面図およびリベット構造物付近の液晶分子の配向状態を簡易的に示す図である。
 図2Cに示すように、リベット構造物46の周囲に液晶分子47がほぼ均等に配向する。
本実施形態におけるリベット構造物46は、平面視における形状が略正八角形をなす。そのため、平面視において液晶分子47がリベット構造物46の8つの各側壁面46aに対して略垂直に配向する。
 図2D及び図2Eは、画素電極とリベット構造物の他の構成例および各リベット構造物付近の液晶分子の配向状態を簡易的に示す図である。
 図2D及び図2Eに示すように、1画素内に2つの画素電極25A,25Bを設け、各画素電極25A,25Bのそれぞれにリベット構造物46を配置する構成としてもよい。
この場合、各画素電極25A,25Bを接続する接続部25Cの位置は、図2Dに示すように画素電極25A,25Bの略中央に位置していてもよいし、図2Eに示すように画素電極25A,25Bのどちらかに偏っていてもよい。このように画素を分割する構成により、液晶分子47の配向をより強く規制することが可能であり、応答速度の向上が期待できる。
 また、第1の垂直配向膜27として光配向膜を用いてもよい。光配向技術を用いて第1の垂直配向膜27に配向処理を施すことによって、第1の垂直配向膜27は、液晶層11を構成する液晶分子47を垂直配向させる配向規制力を有することになる。
 一方、カラーフィルタ基板12を構成する透明樹脂フィルム基板(基材)29の液晶層11側の面には、ベースコート39、ブラックマトリクス30、カラーフィルタ31、平坦化層32、対向電極33、第2の垂直配向膜34が順次形成されている。
 透明樹脂フィルム基板29としては、上述した透明樹脂フィルム基板14と同様の材料、例えば、ポリイミド(PI)等の耐熱性を有する有機透明樹脂材料を用いることができる。
 透明樹脂フィルム基板14及び透明樹脂フィルム基板29は、ポリイミド(PI)等の耐熱性を有する有機透明樹脂材料からなる。
 ベースコート39としては、例えば、シリコン窒化膜(SiNx)、シリコン酸窒化膜(SiNO)、シリコン酸化膜(SiNx)などの無機膜が用いられる。
 ブラックマトリクス30は、画素間領域において光の透過を遮断する機能を有する。ブラックマトリクス30は、例えば、Cr(クロム)やCr/酸化Crの多層膜等の金属、もしくはカーボン粒子を感光性樹脂に分散させたフォトレジストで形成されている。
 カラーフィルタ31には、1個の画素を構成する色の異なる副画素毎に、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)のいずれかの色素が含まれている。素子基板10上の一つの画素電極25に対して、R,G,Bのいずれか一つのカラーフィルタ31が対向して配置されている。なお、カラーフィルタ31は、R、G、Bの3色以上の多色構成としてもよい。
例えば、黄色(Y)を加えた4色構成としてもよいし、白色(W)を加えた4色構成としてもよいし、黄色(Y)、シアン(C)、マゼンダ(M)を加えた6色構成としてもよい。
 平坦化層32は、ブラックマトリクス30およびカラーフィルタ31を覆う絶縁膜で構成されている。平坦化層32は、ブラックマトリクス30およびカラーフィルタ31によってできる段差を緩和して平坦化する機能を有している。
 平坦化層32上には対向電極33が形成されている。対向電極33の材料としては、画素電極25と同様の透明導電性材料が用いられる。
 対向電極33上の全面に第2の垂直配向膜34が形成されている。本実施例は、複数設けられたリベット構造物46により液晶分子47の配向を制御するが、光配向技術を用いて液晶分子47の配向を制御する場合、垂直配向膜34は光配向膜を用いる。光配向技術を用いる場合、リベット構造物46は必要ない。
 図1に示すように、バックライトユニット8は、光源36と、導光体37と、を備えている。光源36は、導光体37の端面に配置されている。光源36としては、例えば、発光ダイオード、冷陰極管等が用いられる。本実施形態のバックライトユニット8は、エッジライト型のバックライトである。
 導光体37は、光源36から射出された光を液晶パネル2に導く機能を有する。導光体37の材料としては、例えば、アクリル樹脂等の樹脂材料が用いられる。
 光源36から導光体37の端面に入射した光は、導光体37の内部を全反射して伝播し、導光体37の上面(光射出面)から概ね均一な強度で射出される。本実施形態では図示はしないが、導光体37の上面には、散乱シート及びプリズムシートが配置されており、導光体37の下面には、散乱シートが配置されている。導光体37の上面から射出された光は、散乱シートにより散乱した後、プリズムシートによって集光され、概ね平行化されて射出される。散乱シートとしては、白色PETを用いてもよい。プリズムシートとしては、例えば、住友3M社製のBEFシート(商品名)を用いてもよい。
 本実施形態において、バックライトユニット8は指向性を有していなくてもよい。本実施形態のバックライトユニット8としては、光の射出方向を制御して、指向性がある程度緩やかに設定されたバックライトを用いる。なお、本実施形態において、バックライトユニット8が指向性を有していても構わない。
 バックライトユニット8と液晶セル5との間には、入射側直線偏光板4が設けられている。入射側直線偏光板4は、液晶セル5に入射する光の偏光状態を制御する偏光子として機能する。
 射出側直線偏光板6は、液晶セル5から射出された光の透過状態を制御する検光子として機能する。後述するように、入射側直線偏光板4の吸収軸P1と射出側直線偏光板6の吸収軸P2とは、クロスニコルの配置となっている。
 図3は、液晶パネル2の表示領域における等価回路図である。
 図3に示すように、素子基板10には、複数の画素PXがマトリクス状に配置されている。画素PXは、表示の基本単位である。素子基板10には、複数の信号線S1,S2…が、互いに平行に延在するように設けられている。素子基板10には、複数の走査線G1,G2…が、互いに平行に延在するように設けられている。複数の走査線G1,G2…は、複数の信号線S1,S2…と直交している。素子基板10上には、複数の走査線G1,G2…と複数の信号線S1,S2…とが格子状に設けられている。
 隣り合う2本の信号線と隣り合う2本の走査線とによって区画された矩形状の領域が1つの画素PXとなる。信号線S1,S2…は、TFT素子19のソース電極17に接続されている。走査線G1,G2…は、TFT素子19のゲート電極16に接続されている。
 また、素子基板10には、複数の容量線C1,C2…が、走査線G1~G4と平行に延在するように形成されている。1つの画素PXには、TFT素子19、蓄積容量部72及び液晶容量部82が設けられている。蓄積容量部72の構成は、後述する。液晶容量部82は、画素電極25と、対向電極33と、これらの間に挟持される液晶層11と、から構成される。
 図4は、液晶パネル2の1つの画素PXの平面図である。
 図4に示すように、TFT素子19は、走査線(ゲートバスライン)GLと、信号線(ソースバスライン)SLと、が交差する複数の交差部のうち、1つの画素PXの左下に位置する交差部に設けられている。ゲート電極16は、ゲートバスラインGLと同じレイヤーに設けられ、ゲートバスラインGLから張り出すようにゲートバスラインGLと一体に設けられている。素子基板10の法線方向から見て、半導体層15は、ゲート電極16と交差するように設けられている。ソース電極17は、ソースバスラインSLと同じレイヤー0に設けられ、ソースバスラインSLから張り出すようにソース電極17と一体に設けられている。ソース電極17の一部が半導体層15と重なるように設けられている。ドレイン電極18は、ドレイン電極18の一部が半導体層15と重なるように設けられている。
 図4に示すように、画素PXの略中央には、ゲートバスラインGLと略平行な方向に延びる容量線CLが設けられている。容量線CLは、ベースコート38上に設けられ、ゲートバスラインGLと同じレイヤーに設けられている。容量線CLの一部からなる第1容量電極73は、素子基板10の法線方向から見て平面視矩形状を呈する。第1容量電極73の材料としては、上述のゲート電極16と同様の導電性材料が用いられる。
 第1容量電極73上には、第1容量電極73に重なるようにして第2容量電極74が設けられている。第1容量電極73と第2容量電極74との重なり部分は、蓄積容量部72として機能する。第2容量電極74とドレイン電極18とは、同じレイヤーに形成され、第2容量電極74およびドレイン電極18と一体に形成された接続部75を介して電気的に接続されている。第2容量電極7は、ドレイン電極18と同じ材料から構成される。
 第2容量電極74上には、第2容量電極74およびドレイン電極18と画素電極25とを電気的に接続するコンタクトホール26が設けられている。図4では、図面を見やすくするため、画素電極25の輪郭の図示を省略する。
 図5は、図4のA-A’線に沿う断面図である。
 図5に示すように、TFT素子19では、半導体層15上のエッチングストッパ層40に、当該エッチングストッパ層40の膜厚を貫通するスルーホール43,44が形成されている。一方のスルーホール43を介してソース電極17が半導体層15のソース領域に接続され、他方のスルーホール44を介してドレイン電極18が半導体層15のドレイン領域に接続されている。画素電極25は、ドレイン電極18を中継用電極として半導体層15のドレイン領域に接続されている。なお、本実施形態では、エッチングストッパ層40を設けた構成としたが、高精細化の実現のため、エッチングストッパ層40を設けない構成としてもよい。
 図6は、図4のB-B’線に沿う断面図である。
 図6に示すように、蓄積容量部72では、第1容量電極73上にゲート絶縁膜20を介して設けられたエッチングストッパ層40に、ゲート絶縁膜20の表面に達するスルーホール51が形成されている。このスルーホール51内には、蓄積容量部72の他方の電極を構成する第2容量電極74が形成されている。第2容量電極74上の第1層間絶縁膜21及び第2層間絶縁膜22には、第2容量電極74の表面に達するスルーホール52及びスルーホール53がそれぞれ形成されている。本実施形態においては、スルーホール52の内壁面がスルーホール53の内壁面によって被覆されている。第2層間絶縁膜22上の画素電極25は、スルーホール52,53によって構成されるコンタクトホール26を介して第2容量電極74に接続されている。
 図7は、液晶パネル2の1つの画素PXにおける蓄積容量部72とその周辺の構造を示す断面図である。
 図7に示すように、本実施形態では、透明樹脂フィルム基板14上に積層される複数の絶縁膜の数もしくは複数の絶縁膜の膜厚が、コンタクトホール26(複数のスルーホール51,52,53)が存在する第1領域R1と、これらスルーホール51,52,53の周辺であって蓄積容量部72の外側の第2領域R2と、で互いに異なっている。そのため、第1領域R1と第2領域R2とで膜応力が異なり、素子基板10における複数の絶縁膜の全体の膜応力に差が生じてしまう。
 表1に、スルーホール51,52,53に対応する第1領域R1と、スルーホール51,52,53の周辺(蓄積容量部72の外側)の第2領域R2とにおける、複数の絶縁膜の全体の膜厚の違いと、膜応力の違いについて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 このように、有機絶縁性材料で形成されたスルーホール53よりも、無機膜で形成されたスルーホール51,52の応力の寄与が大きい。
 図8Aはスルーホールにおいて、第1領域R1及び第2領域R2の境界部分における理想的な断面を示す図である。図8Bは、第1領域R1及び第2領域R2の境界部分における実際の断面を示す図である。図中の符号9は、透明樹脂フィルム基板14上に積層された、ベースコート38、ゲート絶縁膜20、第1層間絶縁膜21、第2層間絶縁膜22等を含む多層膜である。
 図8Aに示すように、第1領域R1及び第2領域R2の境界部分における理想的な断面は、透明樹脂フィルム基板14に対して鉛直方向に沿う断面である。しかしながら、実際の断面は、図8Bに示すように、製造工程においてテーパ角がついたり、絶縁膜が複数であったりして、透明樹脂フィルム基板14に対して鉛直方向に沿う理想的な断面とはならないが、連続的に膜厚が変化するため、第1領域R1と第2領域R2との境界における垂直応力σは、図8Aに示した理想的な断面のときと同様、第1領域R1と第2領域R2との膜応力の差とみなす。
 コンタクトホール26の壁面には、複数の絶縁膜の膜応力によって生じる垂直応力σが作用する。ここで、本実施形態における垂直応力σを次のように定義する。
 垂直応力σ:「第1領域R1及び第2領域R2の境界と樹脂フィルム基板とを鉛直に結んだ断面(スルーホールの壁面)に作用する垂直応力」
 次に、コンタクトホール26の壁面に対して垂直応力が作用する方向と、各偏光板4,6の吸収軸のP1,P2との関係について述べる。
 図9は、コンタクトホール26に作用する垂直応力σの方向と、入射側直線偏光板4の吸収軸P1の方向及び射出側直線偏光板6の吸収軸P2の方向と、の関係を示す平面図である。
 図9では、第1領域R1と第2領域R2との膜応力の差によってコンタクトホール26の壁面に作用する垂直応力σの方向を、矢印で示している。ここでは、設定したXYZ座標系において、矢印の先端側が+側である。
 図9に示すように、素子基板10の面法線方向から見たコンタクトホール26の平面視形状が長方形状の場合、応力は各辺26a、26bに垂直な方向に作用する。また、設計上では平面視長方形状であったとしても、パネル製造工程のエッチングにおいて丸くなった4つの頂点部分については、応力は鉛直方向に作用する。
 透過型パネル(垂直配向モード、水平配向モード)では、通常、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の各吸収軸P1,P2は互いに直交している。これら各吸収軸P1,P2のそれぞれに、コンタクトホール26の各辺(長辺26a,短辺26b)が平行している。
 つまり、入射側直線偏光板4の吸収軸P1の方向とコンタクトホール26の長辺26aに作用する垂直方向とを一致させ、射出側直線偏光板6の吸収軸P2の方向とコンタクトホール26の短辺26bに作用する垂直方向とを一致させる。あるいはその逆でもよく、入射側直線偏光板4の吸収軸P1の方向とコンタクトホール26の短辺26bに作用する垂直方向とを一致させ、射出側直線偏光板6の吸収軸P2の方向とコンタクトホール26の長辺26aに作用する垂直方向とを一致させるようにしてもよい。
 実際に樹脂フィルムを基板材料とする液晶パネルを作製することで、コンタクトホール26の周辺において、黒表示の際に光漏れが発生することが確認できる。光洩れの原因は、コンタクトホール26に対応する第1領域R1と、コンタクトホール26の周辺の第2領域R2(コンタクトホール26の外側の領域であって第1領域R1とは絶縁膜の数や膜厚が異なる領域)とで、透明樹脂フィルム基板14上に積層された絶縁膜の数が異なるために、複数の絶縁膜の全体の膜応力が異なってしまう。
 具体的には、図9に示すように、コンタクトホール26に対応する第1領域R1にかかる膜応力が10MPaとなり、コンタクトホール26の周辺の第2領域R2にかかる膜応力が-0.6MPaとなる。
 そのため、コンタクトホール26の壁面での応力差に起因する位相差によって光漏れが生じてしまう。
 位相差δ=C(光弾性係数)×d(弾性体の膜厚)×σ(応力)
 透明樹脂フィルム基板14,29は、薄くて軽く且つ柔軟性を有しているため、液晶表示装置1の軽量化及び多様性を高めるために有用であるが、無機ガラスよりも光弾性係数が大きいため(数十倍~数百倍)、上述したような光漏れが生じてしまう。
 そこで、本実施形態の液晶表示装置1では、透明樹脂フィルム基板14,29を用いた液晶パネル2において、素子基板10の部分的な絶縁膜の積層数の違いによって、透明樹脂フィルム基板14,29及び複数の絶縁膜の断面に作用する垂直応力が最も広い範囲で作用する方向に、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の各吸収軸P1,P2を一致させた構成とした。つまり、図9に示すように、コンタクトホール26の長辺26aに作用する垂直応力は、短辺26bに作用する垂直応力よりも多い。そのため、垂直応力が多く作用する長辺26aの延在方向に一対の偏光板4,6の吸収軸P1,P2のいずれか一方を一致させている。これにより、黒表示において、コンタクトホール26の周辺(第2領域R2)において光漏れが生じるのを抑えることができる。
 このとき、特に無機膜のスルーホール51、52の長辺の延在方向に一対の偏光板4,6の吸収軸P1,P2のいずれか一方を一致させるとよい。
 なお、チャネルエッチ型のTFTを採用する場合にも同様である。この場合、エッチングストッパ層40は不要となる。
[第2実施形態]
 次に、本発明の第2実施形態における液晶表示装置について説明する。
 図10は、ゲートバスラインGLとベースコート38との界面におけるサイドエッチの影響を示す断面図であるとともに、ソースバスラインSLとゲート絶縁膜20との界面におけるサイドエッチの影響を示す断面図である。図11は、ゲート電極16側で生じる垂直応力及びソース電極17側で生じる垂直応力と、コンタクトホール26の長辺26a及び短辺26bと、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の各吸収軸P1,P2との関係を示す図である。
 図10に示すように、素子基板10の製造工程において、ゲートバスラインGLをエッチングにより形成する際に、下層のベースコート38もエッチングされてしまう。図10でいうと、ゲートバスラインGLの下のベースコート38は第1領域R1で示しているように、ゲートバスラインGLがあるために、エッチングされにくい(サイドエッチはされる)が、ゲートバスラインGLから離れた第2領域R2は上層のゲート金属が全てエッチングされるため、下層のベースコート38もエッチングされてしまい、結果的に第1領域R1よりも膜厚が薄くなってしまう。
 ソースバスラインSLをエッチングにより形成する際も、ゲートバスライン形成の時と同様、下層のゲート絶縁膜20もエッチングされてしまう(エッチングストッパ層がない場合)。エッチングストッパ層がある場合、ソースバスラインSLの下層はエッチングストッパ層となるため、図10の符号20は符号40となる。その際、ゲートバスラインGL及びソースバスラインSLによるサイドエッチの影響によって、ゲートバスラインGL及びソースバスラインSLとゲート絶縁膜20との各界面においてゲート絶縁膜20の厚さが連続的に異なってしまう(図10中の破線で囲む部分)。すなわち、ゲート絶縁膜20における膜応力が連続的に変化するため、膜厚が最も厚い部分と薄い部分とで応力差が生じ、光洩れの原因となる。
 本実施形態における第1領域R1は、ゲートバスラインGLの周縁に対応する領域及びソースバスラインSLの周縁に対応する領域のうち少なくともいずれか一方の領域であり、第2領域R2は、第1領域R1に隣り合うとともに第1領域R1よりも膜厚の小さい領域である。
 素子基板10では、互いに直交するゲートバスラインGLとソースバスラインSLとが存在するため、サイドエッチの影響による垂直応力σの発生方向は、X方向及びY方向である。
 したがって、図11に示すように、ゲートバスラインGL及びソースバスラインSLの延在方向と、平面視長方形状のコンタクトホール26の長辺26a及び短辺26bの各延在方向とをそれぞれ一致させるとともに、さらに入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の各吸収軸P1,P2の各方向もそれぞれ一致させることによって、ゲートバスラインGL及びソースバスラインSLの延在方向に沿って生じる光洩れを、効果的に抑制することができる。
[第3実施形態]
 次に、本発明の第3実施形態における液晶表示装置について説明する。
 図12(a)は、平面視円形状のコンタクトホール41に作用する垂直応力と、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の吸収軸P1,P2の各方向との関係を示す図である。図12(b)は、平面視正方形状のコンタクトホール42に作用する垂直応力σと、入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6の吸収軸P1,P2の各方向との関係を示す図である。
 先の実施形態では、平面視長方形状のコンタクトホールについて述べたが、コンタクトホールの平面視形状は長方形状に限らない。
 しかしながら、図12(a)に示すように、平面視形状が円形のコンタクトホール41の場合には、コンタクトホール41の周辺41aに作用する垂直応力σの大部分が偏光板4,6の吸収軸P1,P2の各方向と一致しない。したがって、光漏れを効果的に抑制することができない。
 一方、図12(b)に示すように、平面視形状が正方形のコンタクトホール42の場合は、各辺42aが直線状であるため、各辺42aに作用する垂直応力σの大部分を、偏光板4,6の吸収軸P1,P2の各方向と一致させることが可能となり、効果的に光漏れを抑制することができる。
 次に、本発明の一つの態様の妥当性の検証について述べる。
 図13Aは、素子基板10の透過率測定値と光洩れシミュレーションの値との比較を示すグラフである。
 クロスニコル状態にある各偏光板4,6の間に複屈折体を入れた場合における透過率強度は以下の式(1)で表すことができる。
 I(λ)∝sin(2θ)×sin(π×δ/λ) …(1)
θ:偏光子と複屈折体の吸収軸の角度
δ:位相差
 上記式(1)は、非特許文献である、ディスプレイ用材料 高分子学会(編集) 共立出版 発行者:南條光章 第一章p9~p10に基づいて得たものである。
 光弾性複屈折で生じる位相差は以下の式(2)で表すことができる。
 δ=C×σ×d …(2)
C(/Pa):光弾性係数
σ(Pa):主応力差
d(m):厚さ
 透明樹脂フィルム基板を用いて、素子基板を作製した際、光弾性複屈折に起因する光洩れ量をシミュレーション(計算)した結果を、図13Aに示す。ここでは、樹脂フィルム基板の光弾性係数を13×10-12/Paとした。応力(σ)の計算には表1に記載のモデルを用いた。これらの値を式(2)に代入することで、スルーホールの境界で生じる位相差δを算出できる。
 式(2)で算出した位相差δを式(1)に代入することで、クロスニコル状態の偏光板の間に存在する、素子基板からの光洩れ量(arb.)が概算できる。このとき、波長λは550nmで計算した。
 透明樹脂フィルム基板の膜厚に対する光洩れ量(arb.)のシミュレーション結果を図13A中の○で示す。実際に作製した素子基板をクロスニコル状態の各偏光板で挟んだ時の透過率を◇で示す。樹脂フィルム基板の膜厚が薄くなるほど、透過率(測定値)が低くなる。この傾向は、シミュレーションによる光洩れ量(モデルを用いての計算値)と類似している。よって、本発明の一つの態様の妥当性を示している。
 次に、本発明の一つの態様の効果を実証するため、透明樹脂フィルムを基板とした液晶パネルをクロスニコルの一対の偏光板で挟み、透過率を測定した。
 図13Bに、円偏光板での各測定値を1としたときの、各々の条件での測定値の比較を示す。
 円偏光板:コンタクトホールの壁面に作用する垂直応力方向と、各偏光板の吸収軸とを一致している構成において、素子基板における黒透過率比を1.0、VAモードの液晶パネルのコントラスト比を1.0とした。
 直線偏光板:コンタクトホールの壁面に作用する垂直応力方向と、各偏光板の吸収軸とが一致してない構成の場合、黒透過率比に変化はなく、光洩れの低減効果を確認できなかった。
 一方、コンタクトホールの壁面に作用する垂直応力方向と、各直線偏光板の吸収軸とを一致させた構成の場合は、黒透過率比は、円偏光板に比べて0.3倍程度となり、光漏れを低減させる効果を確認できた。さらに、液晶パネルにおけるコントラストも、円偏光板を用いた場合と比較して2.4倍程度となり、表示品位の向上が示された。
 実証実験は、VAモード(垂直配向モード)の液晶パネルで行ったが、全ての液晶モード(水平配向モード、TN配向モード)の液晶パネルでも適応することができる。すなわち、液晶パネル内の絶縁膜の積層数の違いによって膜応力に差ができることに起因する光洩れは、光弾性係数が無機ガラスよりも大きい(数十倍~数百倍)の樹脂フィルムを基板として使用する際に大きな課題となる。そこで、コンタクトホールの壁面に作用する垂直応力方向と、各直線偏光板の吸収軸とを一致させることによって、課題であった光洩れを効果的に低減させることが可能である。
[第4実施形態]
 次に、本発明の第4実施形態における液晶表示装置について説明する。
 図14は、ゲートバスラインGL及びソースバスラインSLに対してコンタクトホール26が斜めに配置された構成を示す平面図である。
 図14に示すように、本実施形態では、ゲート電極16及びソース電極17に対してコンタクトホール26が斜めに配置されている。また、クロスニコルの配置とされた入射側直線偏光板4及び射出側直線偏光板6においても、各吸収軸P1,P2がゲート電極16及びソース電極17に対して斜めになるように配置する。このようにして、コンタクトホール26の4辺(例えば、長辺26a,短辺26b)を偏光板4,6の各吸収軸P1,P2に平行にし、素子基板の面法線方向(Z方向)において、コンタクトホール26の壁面に作用する大部分の垂直応力σの方向が吸収軸P1,P2に一致するよう構成する。
 本実施形態の構成においても、黒表示において、コンタクトホール26の周辺において光漏れが生じるのを抑えることができる。
 また、上述した各実施形態における液晶表示装置を製造するにあたり、例えば、特開2013-145808の技術を採用してもよい。
 また、液晶表示装置を得る際に、例えば、フォトニクスポリマー(共立出版)に記載の材料を用いて液晶パネルを作製する場合、上述した各実施形態を適用することで、パネル内部の応力による光洩れを効果的に抑制できる。
 また、例えば、特開2015-138895に記載のフレキシブルデバイス、および特開2014-170686に記載の表示素子に、上述した各実施形態を適用することで、デバイス内部あるいは表示素子内部の応力を効果的に抑制することができるので、光洩れの抑制に有効である。
 以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
 本発明の一つの態様は、液晶パネルの基板に樹脂フィルムを用いる場合に生じるパネル内部の応力を抑制することのできる、液晶表示装置などに適用することができる。
 1…液晶表示装置、2…液晶パネル、4…入射側直線偏光板、6…射出側直線偏光板、10…素子基板、11…液晶層、12…カラーフィルタ基板(対向基板)、14,29…透明樹脂フィルム基板(基材)、16…ゲート電極、17…ソース電極、21…第1層間絶縁膜(複数の絶縁膜のうちの1つ)、22…第2層間絶縁膜(複数の絶縁膜のうちの1つ)、40…エッチングストッパ層(複数の絶縁膜のうちの1つ)、26…コンタクトホール、25…画素電極、51,52,53…スルーホール、P1…入射側直線偏光板の吸収軸、P2…出射側偏光板の吸収軸、R1…第1領域、R2…第2領域、GL…ゲートバスライン、SL…ソースバスライン

Claims (9)

  1.  素子基板と、前記素子基板に対向配置される対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された入射側直線偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された射出側直線偏光板と、を含む液晶パネルを備え、
     前記素子基板及び前記対向基板は、それぞれ樹脂フィルムを基材とし、
     前記基材上には複数の絶縁膜が形成され、
     前記複数の絶縁膜には平面視長方形状のコンタクトホールが形成されており、
     前記コンタクトホールの長辺および短辺のいずれか一方が、前記入射側直線偏光板あるいは前記射出側直線偏光板の吸収軸と平行である
     液晶表示装置。
  2.  前記コンタクトホールは、前記複数の絶縁膜に形成された複数のスルーホールからなり、
     前記複数のスルーホールのうち少なくとも一つは、無機膜によって形成されている、請求項1に記載の液晶表示装置。
  3.  前記コンタクトホールにおいて蓄積容量が形成されている、請求項1または2に記載の液晶表示装置。
  4.  素子基板と、前記素子基板に対向配置される対向基板と、前記素子基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層と、前記液晶層の光入射側に配置された入射側直線偏光板と、前記液晶層の光射出側に配置された射出側直線偏光板と、を含む液晶パネルを備え、
     前記素子基板及び前記対向基板は、それぞれ樹脂フィルムを基材とし、前記基材上に積層される複数の絶縁膜の数もしくは前記複数の絶縁膜の膜厚が互いに異なる第1領域と第2領域とを有し、
     前記入射側直線偏光板あるいは前記射出側直線偏光板のうちいずれかの吸収軸方向と、
     前記第1領域と前記第2領域との前記複数の絶縁膜の数もしくは前記複数の絶縁膜の膜厚の違いによって前記複数の絶縁膜の断面に作用する垂直応力が最も広い範囲で作用する方向と、を一致させる、液晶表示装置。
  5.  前記第1領域は、下層側の配線の信号を上層側の画素電極へ伝達させるために前記基材上に積層された複数の絶縁膜をエッチングすることにより形成されるコンタクトホールに対応し、
     前記第2領域は、前記コンタクトホールの外側の領域であって前記第1領域とは前記複数の絶縁膜数や膜厚が異なる領域である、請求項4に記載の液晶表示装置。
  6.  前記第1領域は、ゲートバスラインの周縁に対応する領域及びソースバスラインの周縁に対応する領域のうち少なくともいずれか一方の領域であり、
     前記第2領域は、前記第1領域に隣り合うとともに前記第1領域よりも膜厚の小さい領域である、請求項4に記載の液晶表示装置。
  7.  前記基材の面法線方向から見た前記コンタクトホールの平面形状が四角形状であり、
     直交する各辺が、前記ゲートバスラインもしくは前記ソースバスラインのいずれか一方と平行である、請求項6に記載の液晶表示装置。
  8.  前記液晶層は水平配向モードである、請求項1から7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
  9.  前記液晶層は垂直配向モードである、請求項1から7のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
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