JP2002090751A - 液晶表示装置およびその製造方法 - Google Patents
液晶表示装置およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製造コストを増大させることなく表示品質を向
上する。 【解決手段】液晶表示装置は電極基板Ｇ１，Ｇ２間に誘
電率異方性が負の液晶が挟持され、電極基板Ｇ２には、
各画素を複数のドメインに分割するべく液晶のチルト方
向を制御する絶縁性構造体２１と、電極基板Ｇ１，Ｇ２
のギャップを保持する柱状スペーサ２２とを含む。特
に、絶縁性構造体２１は電極基板Ｇ２に形成された凹部
に配置され、且つ柱状スペーサ２２と同材料からなる。
上する。 【解決手段】液晶表示装置は電極基板Ｇ１，Ｇ２間に誘
電率異方性が負の液晶が挟持され、電極基板Ｇ２には、
各画素を複数のドメインに分割するべく液晶のチルト方
向を制御する絶縁性構造体２１と、電極基板Ｇ１，Ｇ２
のギャップを保持する柱状スペーサ２２とを含む。特
に、絶縁性構造体２１は電極基板Ｇ２に形成された凹部
に配置され、且つ柱状スペーサ２２と同材料からなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一対の電極基板間
に液晶を挟持した液晶表示装置であって、特に各画素が
液晶分子のチルト方向の互いに異なる複数のドメインに
分割される液晶表示装置およびその製造方法に関する。
に液晶を挟持した液晶表示装置であって、特に各画素が
液晶分子のチルト方向の互いに異なる複数のドメインに
分割される液晶表示装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、軽量、薄型、低消費電
力という特性からＯＡ機器、情報端末、時計、テレビの
ような様々な分野で応用されている。特にアクティブマ
トリクス型液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(Thin Fi
lm Transistor）を用いて画素のスイッチングを行うこ
とにより優れた応答性を得ることができるため、多くの
画像情報を表示しなくてはならない携帯テレビあるいは
コンピュータの表示モニタとして利用されている。
力という特性からＯＡ機器、情報端末、時計、テレビの
ような様々な分野で応用されている。特にアクティブマ
トリクス型液晶表示装置は、薄膜トランジスタ(Thin Fi
lm Transistor）を用いて画素のスイッチングを行うこ
とにより優れた応答性を得ることができるため、多くの
画像情報を表示しなくてはならない携帯テレビあるいは
コンピュータの表示モニタとして利用されている。
【０００３】近年では、液晶表示装置の精細度および表
示速度の向上が情報量の増大に伴って要求され始めてい
る。精細度の向上はＴＦＴアレイ構造を微細化して画素
数を増大することにより行われる。この場合、画素数の
増大に伴って液晶分子の配列をより短い時間内に遷移さ
せるために、現在の２倍から数十倍という液晶分子の応
答速度を得られるような液晶表示モードが必要となる。
この液晶表示モードとしては、例えばネマチック液晶を
用いたＯＣＢ型、ＶＡＮ型、ＨＡＮ型、π配列型、スメ
チック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(Surface S
tabilized Ferroelectric Liquid Crystal)型、あるい
は反強誘電性液晶型が利用できる。
示速度の向上が情報量の増大に伴って要求され始めてい
る。精細度の向上はＴＦＴアレイ構造を微細化して画素
数を増大することにより行われる。この場合、画素数の
増大に伴って液晶分子の配列をより短い時間内に遷移さ
せるために、現在の２倍から数十倍という液晶分子の応
答速度を得られるような液晶表示モードが必要となる。
この液晶表示モードとしては、例えばネマチック液晶を
用いたＯＣＢ型、ＶＡＮ型、ＨＡＮ型、π配列型、スメ
チック液晶を用いた界面安定型強誘電性液晶(Surface S
tabilized Ferroelectric Liquid Crystal)型、あるい
は反強誘電性液晶型が利用できる。
【０００４】特にＶＡＮ型配向モードは、従来のツイス
トネマチック型(ＴＮ)型配向モードよりも速い応答速度
が得られることや、静電気破壊のような不良発生の原因
となる従来のラビング配向処理を垂直配向処理の採用に
より不要にできることから近年注目されている。さら
に、ＶＡＮ型配向モードは視野角の補償設計が容易であ
り、液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメイ
ンに画素を分割するマルチドメイン形式にすることによ
り広い視野角を得ることができる。
トネマチック型(ＴＮ)型配向モードよりも速い応答速度
が得られることや、静電気破壊のような不良発生の原因
となる従来のラビング配向処理を垂直配向処理の採用に
より不要にできることから近年注目されている。さら
に、ＶＡＮ型配向モードは視野角の補償設計が容易であ
り、液晶分子のチルト方向が互いに異なる複数のドメイ
ンに画素を分割するマルチドメイン形式にすることによ
り広い視野角を得ることができる。
【０００５】例えば特許登録２５６５６３９は液晶層に
電場を印加する電極の一部または周囲に電気的な欠落部
分としてスリットを設け、このスリット上またはその近
傍で生じる電場の揺らぎにより液晶材料の誘電率異方性
に対応させてチルト方向を一律に規定する技術を開示す
る。この文献では、複数のドメインが電場の揺らぎに多
方向成分を持たせることにより生成され、これにより広
い視野角を達成する。
電場を印加する電極の一部または周囲に電気的な欠落部
分としてスリットを設け、このスリット上またはその近
傍で生じる電場の揺らぎにより液晶材料の誘電率異方性
に対応させてチルト方向を一律に規定する技術を開示す
る。この文献では、複数のドメインが電場の揺らぎに多
方向成分を持たせることにより生成され、これにより広
い視野角を達成する。
【０００６】現在では、電極または電極周辺に形成され
る凸状または凹状絶縁性構造体により誘起される液晶分
子の初期傾斜（プレチルト）と絶縁性構造体の誘電性に
対応する電場の揺らぎとにより複数のドメインを生成し
て視野角を広げる技術も提案されている。
る凸状または凹状絶縁性構造体により誘起される液晶分
子の初期傾斜（プレチルト）と絶縁性構造体の誘電性に
対応する電場の揺らぎとにより複数のドメインを生成し
て視野角を広げる技術も提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶層の厚
さが一対の電極基板の間隙（セルギャップ）を一定に保
つために一方の電極基板から突出して他方の電極基板を
支持する複数の柱状スペーサにより規定される場合、セ
ルギャップがこの柱状スペーサとドメイン分割用の絶縁
性構造体との重畳によって不均一になりやすい。これを
防止するために、柱状スペーサをドメイン分割用の絶縁
性構造体に重畳しないように独立したプロセスで形成す
ることも可能であるが、これは製造プロセスを複雑化し
製造コストを増大させてしまう結果となる。
さが一対の電極基板の間隙（セルギャップ）を一定に保
つために一方の電極基板から突出して他方の電極基板を
支持する複数の柱状スペーサにより規定される場合、セ
ルギャップがこの柱状スペーサとドメイン分割用の絶縁
性構造体との重畳によって不均一になりやすい。これを
防止するために、柱状スペーサをドメイン分割用の絶縁
性構造体に重畳しないように独立したプロセスで形成す
ることも可能であるが、これは製造プロセスを複雑化し
製造コストを増大させてしまう結果となる。
【０００８】本発明の目的は、製造コストを増大させる
ことなく表示品質を向上できる液晶表示装置およびその
製造方法を提供することにある。
ことなく表示品質を向上できる液晶表示装置およびその
製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、一対の
基板間に誘電率異方性が負の液晶が挟持され、一対の基
板の一方には、各画素を複数のドメインに分割するべく
液晶のチルト方向を制御する絶縁性構造体と、一対の基
板のギャップを保持するスペーサとを含み、絶縁性構造
体は一方の基板に形成された凹部に配置され、且つスペ
ーサと同材料からなる液晶表示装置が提供される。
基板間に誘電率異方性が負の液晶が挟持され、一対の基
板の一方には、各画素を複数のドメインに分割するべく
液晶のチルト方向を制御する絶縁性構造体と、一対の基
板のギャップを保持するスペーサとを含み、絶縁性構造
体は一方の基板に形成された凹部に配置され、且つスペ
ーサと同材料からなる液晶表示装置が提供される。
【００１０】さらに本発明によれば、一対の基板間に誘
電率異方性が負の液晶が挟持され、一対の基板の一方に
は、各画素を複数のドメインに分割するべく液晶のチル
ト方向を制御する絶縁性構造体と、一対の基板のギャッ
プを保持するスペーサとを含む液晶表示装置の製造方法
において、一方の基板に凹部を有する下地層を形成する
工程と、下地層上に絶縁材料を成膜する工程と、絶縁材
料のパターニングにより絶縁性構造体を凹部に配置して
絶縁性構造体とスペーサとを同時に形成する工程とを含
む液晶表示装置の製造方法が提供される。
電率異方性が負の液晶が挟持され、一対の基板の一方に
は、各画素を複数のドメインに分割するべく液晶のチル
ト方向を制御する絶縁性構造体と、一対の基板のギャッ
プを保持するスペーサとを含む液晶表示装置の製造方法
において、一方の基板に凹部を有する下地層を形成する
工程と、下地層上に絶縁材料を成膜する工程と、絶縁材
料のパターニングにより絶縁性構造体を凹部に配置して
絶縁性構造体とスペーサとを同時に形成する工程とを含
む液晶表示装置の製造方法が提供される。
【００１１】この液晶表示装置およびその製造方法で
は、絶縁性構造体は一方の基板に形成された凹部に配置
される。この場合、絶縁性構造体の位置とスペーサの位
置が重なる場合でも、下地の高低差を利用して柱状スペ
ーサのようなスペーサを絶縁性構造体と同一の製造プロ
セスで形成できるため、製造コストの増大させずに表示
品質を向上できる。また、凹部が画素の周囲にある場合
には、絶縁性構造体が光漏れを防ぐために遮光性であっ
ても画素のコントラスト低下を緩和できる。さらにこの
場合、絶縁性構造体が画素領域に大きく入り込むことが
避けられるので、第１電極基板の電極との重なり面積を
十分に低減でき、蓄積電荷に起因する焼付現象も低減で
きる。
は、絶縁性構造体は一方の基板に形成された凹部に配置
される。この場合、絶縁性構造体の位置とスペーサの位
置が重なる場合でも、下地の高低差を利用して柱状スペ
ーサのようなスペーサを絶縁性構造体と同一の製造プロ
セスで形成できるため、製造コストの増大させずに表示
品質を向上できる。また、凹部が画素の周囲にある場合
には、絶縁性構造体が光漏れを防ぐために遮光性であっ
ても画素のコントラスト低下を緩和できる。さらにこの
場合、絶縁性構造体が画素領域に大きく入り込むことが
避けられるので、第１電極基板の電極との重なり面積を
十分に低減でき、蓄積電荷に起因する焼付現象も低減で
きる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態に係
るアクティブマトリクス型液晶表示装置について図１お
よび図２を参照して説明する。
るアクティブマトリクス型液晶表示装置について図１お
よび図２を参照して説明する。
【００１３】図１は液晶表示装置の断面構造を示し、図
２はこの液晶表示装置の平面構造を示す。液晶表示装置
はマルチドメイン形式のＶＡＮ型配向モードで動作する
もので、電極基板Ｇ１およびＧ２、およびこれら電極基
板Ｇ１およびＧ２間に挟持される液晶層ＬＱを備える。
液晶層ＬＱは誘電率異方性が負であるネマチック液晶を
含む液晶材料および電極基板Ｇ１およびＧ２間において
液晶材料を取り囲む周辺シール材により構成される。電
極基板Ｇ１およびＧ２はこの周辺シール材によって貼り
合わされることにより液晶層ＬＱと一体化する。
２はこの液晶表示装置の平面構造を示す。液晶表示装置
はマルチドメイン形式のＶＡＮ型配向モードで動作する
もので、電極基板Ｇ１およびＧ２、およびこれら電極基
板Ｇ１およびＧ２間に挟持される液晶層ＬＱを備える。
液晶層ＬＱは誘電率異方性が負であるネマチック液晶を
含む液晶材料および電極基板Ｇ１およびＧ２間において
液晶材料を取り囲む周辺シール材により構成される。電
極基板Ｇ１およびＧ２はこの周辺シール材によって貼り
合わされることにより液晶層ＬＱと一体化する。
【００１４】電極基板Ｇ１はガラス板等の光透過性絶縁
基板１、マトリクス状に配置され各々画素を構成する液
晶分子の配列を制御する電場を液晶層ＬＱに印加する複
数の画素電極２、これら画素電極２の行に沿って配置さ
れる複数の走査線３、これら画素電極２の列に沿って配
置される複数の信号線４、各々対応走査線３および対応
信号線４の交差位置近傍にスイッチング素子として配置
される複数の画素用薄膜トランジスタ５、および複数の
画素電極２を覆って形成され電圧無印加状態で液晶層Ｌ
Ｑの液晶分子を電極基板Ｇ１平面に対して略垂直に配向
する垂直配向膜６を含む。各画素用薄膜トランジスタ５
は絶縁基板１上で対応走査線３に接続されるゲート電極
５Ａ、およびこのゲート電極５Ａを覆うゲート絶縁膜１
Ａ上に形成されるアモルファスシリコンあるいはポリシ
リコンの半導体層５Ｂを有する。半導体層５Ｂはゲート
電極５Ａの両側に配置されるソース領域およびドレイン
領域を持つ。ソース領域は対応画素電極２に接続され、
ドレイン領域は対応信号線４に接続される。複数の走査
線３、複数の信号線４、および複数の薄膜トランジスタ
５は絶縁層７により覆われる。複数の画素電極２はこの
絶縁層７上に形成され、絶縁層７に形成されるコンタク
トホール７Ａを介して対応薄膜トランジスタ５の半導体
層５Ｂのソース領域に接続される。電極基板Ｇ１はさら
に各画素電極２に形成されるスリット２０を含む。この
スリット２０は液晶層ＬＱに印加される電場において画
素を複数のドメインに分割してこれらドメイン相互間で
液晶分子のチルト方向を異ならせるチルト制御部を構成
する。
基板１、マトリクス状に配置され各々画素を構成する液
晶分子の配列を制御する電場を液晶層ＬＱに印加する複
数の画素電極２、これら画素電極２の行に沿って配置さ
れる複数の走査線３、これら画素電極２の列に沿って配
置される複数の信号線４、各々対応走査線３および対応
信号線４の交差位置近傍にスイッチング素子として配置
される複数の画素用薄膜トランジスタ５、および複数の
画素電極２を覆って形成され電圧無印加状態で液晶層Ｌ
Ｑの液晶分子を電極基板Ｇ１平面に対して略垂直に配向
する垂直配向膜６を含む。各画素用薄膜トランジスタ５
は絶縁基板１上で対応走査線３に接続されるゲート電極
５Ａ、およびこのゲート電極５Ａを覆うゲート絶縁膜１
Ａ上に形成されるアモルファスシリコンあるいはポリシ
リコンの半導体層５Ｂを有する。半導体層５Ｂはゲート
電極５Ａの両側に配置されるソース領域およびドレイン
領域を持つ。ソース領域は対応画素電極２に接続され、
ドレイン領域は対応信号線４に接続される。複数の走査
線３、複数の信号線４、および複数の薄膜トランジスタ
５は絶縁層７により覆われる。複数の画素電極２はこの
絶縁層７上に形成され、絶縁層７に形成されるコンタク
トホール７Ａを介して対応薄膜トランジスタ５の半導体
層５Ｂのソース領域に接続される。電極基板Ｇ１はさら
に各画素電極２に形成されるスリット２０を含む。この
スリット２０は液晶層ＬＱに印加される電場において画
素を複数のドメインに分割してこれらドメイン相互間で
液晶分子のチルト方向を異ならせるチルト制御部を構成
する。
【００１５】電極基板Ｇ２は、ガラス板等の光透過性絶
縁基板１０、この絶縁基板１０上に形成されるカラーフ
ィルタ１１、複数の画素電極２に対向するようカラーフ
ィルタ１１上に形成される対向電極１２、この対向電極
１２を覆って形成され電圧無印加状態で液晶層ＬＱの液
晶分子を電極基板Ｇ２平面に対して略垂直に配向する垂
直配向膜１３を含む。カラーフィルタ１１は赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｂ）という３色の着色層により構成され
る。これら着色層は複数の画素電極２にそれぞれ対向
し、これら画素電極２の間隙に対応して互いに離され
る。電極基板Ｇ２はさらにこれら着色層の間隙において
対向電極１２上に形成され配向膜１３により覆われる絶
縁性構造体２１および複数の柱状スペーサ２２を含む。
この絶縁性構造体２１は液晶層ＬＱに印加される電場に
おいて画素を複数のドメインに分割してこれらドメイン
相互間で液晶分子のチルト方向を異ならせるチルト制御
部を構成する。各柱状スペーサ２２は電極基板Ｇ１およ
びＧ２の間隙（セルギャップ）を一定に保つために電極
基板Ｇ２から突出して電極基板Ｇ１を支持する。
縁基板１０、この絶縁基板１０上に形成されるカラーフ
ィルタ１１、複数の画素電極２に対向するようカラーフ
ィルタ１１上に形成される対向電極１２、この対向電極
１２を覆って形成され電圧無印加状態で液晶層ＬＱの液
晶分子を電極基板Ｇ２平面に対して略垂直に配向する垂
直配向膜１３を含む。カラーフィルタ１１は赤（Ｒ），
緑（Ｇ），青（Ｂ）という３色の着色層により構成され
る。これら着色層は複数の画素電極２にそれぞれ対向
し、これら画素電極２の間隙に対応して互いに離され
る。電極基板Ｇ２はさらにこれら着色層の間隙において
対向電極１２上に形成され配向膜１３により覆われる絶
縁性構造体２１および複数の柱状スペーサ２２を含む。
この絶縁性構造体２１は液晶層ＬＱに印加される電場に
おいて画素を複数のドメインに分割してこれらドメイン
相互間で液晶分子のチルト方向を異ならせるチルト制御
部を構成する。各柱状スペーサ２２は電極基板Ｇ１およ
びＧ２の間隙（セルギャップ）を一定に保つために電極
基板Ｇ２から突出して電極基板Ｇ１を支持する。
【００１６】ここで、上述の液晶表示装置の製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１７】電極基板Ｇ１の製造工程では、公知の製造
プロセスに従って成膜およびパターニングが絶縁基板１
上で繰り返され、上述の走査線３、信号線４、薄膜トラ
ンジスタ５、および絶縁層７が形成される。絶縁層７の
形成後、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜がスパッタ蒸着装置
により絶縁層７上に堆積される。このＩＴＯ膜は所定の
マスクパターンを用いてパターニングされ、これにより
各々幅５μｍのスリット２０を構成する欠落部分を持つ
複数の画素電極２を形成する。続いて、垂直配向膜６が
複数の画素電極２を覆うように例えばポリイミドのよう
な配向膜材料を７０ｎｍの厚さで塗布して１８０℃で焼
成することにより形成される。ここで、スリット２０は
画素電極２を行方向において二等分して得られる第１お
よび第２領域の境界に形成される。
プロセスに従って成膜およびパターニングが絶縁基板１
上で繰り返され、上述の走査線３、信号線４、薄膜トラ
ンジスタ５、および絶縁層７が形成される。絶縁層７の
形成後、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜がスパッタ蒸着装置
により絶縁層７上に堆積される。このＩＴＯ膜は所定の
マスクパターンを用いてパターニングされ、これにより
各々幅５μｍのスリット２０を構成する欠落部分を持つ
複数の画素電極２を形成する。続いて、垂直配向膜６が
複数の画素電極２を覆うように例えばポリイミドのよう
な配向膜材料を７０ｎｍの厚さで塗布して１８０℃で焼
成することにより形成される。ここで、スリット２０は
画素電極２を行方向において二等分して得られる第１お
よび第２領域の境界に形成される。
【００１８】電極基板Ｇ２の製造工程では、カラーフィ
ルタ１１が３μｍの厚さで絶縁基板１０上に形成され、
厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜がスパッタ蒸着装置によりカ
ラーフィルタ１１の着色層およびこれら着色層よってマ
スクされない絶縁基板１０上に堆積される。このＩＴＯ
膜は所定のマスクパターンを用いてパターニングされ、
これにより対向電極１２を形成する。この後、対向電極
１２は例えばアクリル系感光性樹脂にフタロシアニン系
色素を混合して得られる厚さ４．８μｍの黒色レジスト
材料で覆われる。この黒色レジスト材料は所定のマスク
パターンを用いたフォトエングレイビングプロセスでパ
ターニングされ、これにより絶縁性構造体２１および複
数の柱状スペーサ２２を形成する。絶縁性構造体２１は
カラーフィルタ１１の着色層相互の間隙に対応した対向
電極１２の凹部上に配置され、図２に示すように各画素
を取り囲むグリッド状の遮光層として用いられる。対向
電極１２の凹部は電極基板Ｇ１およびＧ２のセルギャッ
プ値ｄに対して０．５ｄ〜０．７ｄの深さを持つ。各柱
状スペーサ２２は、電極基板Ｇ１の薄膜トランジスタ５
に対向するカラーフィルタ１１の着色層部分に対応した
対向電極１２の凸部上に数画素に１個の割合で配置さ
れ、電極基板Ｇ１および電極基板Ｇ２のセルギャップを
一定値ｄに規定する。ここで、絶縁性構造体２１および
複数の柱状スペーサ２２は下地の高低差を利用して同時
に形成される。この形成後、垂直配向膜１３が対向電極
１２、絶縁性構造体２１および柱状スペーサ２２を覆う
ように例えばポリイミドのような配向膜材料を７０ｎｍ
の厚さで塗布して１８０℃で焼成することにより形成さ
れる。
ルタ１１が３μｍの厚さで絶縁基板１０上に形成され、
厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜がスパッタ蒸着装置によりカ
ラーフィルタ１１の着色層およびこれら着色層よってマ
スクされない絶縁基板１０上に堆積される。このＩＴＯ
膜は所定のマスクパターンを用いてパターニングされ、
これにより対向電極１２を形成する。この後、対向電極
１２は例えばアクリル系感光性樹脂にフタロシアニン系
色素を混合して得られる厚さ４．８μｍの黒色レジスト
材料で覆われる。この黒色レジスト材料は所定のマスク
パターンを用いたフォトエングレイビングプロセスでパ
ターニングされ、これにより絶縁性構造体２１および複
数の柱状スペーサ２２を形成する。絶縁性構造体２１は
カラーフィルタ１１の着色層相互の間隙に対応した対向
電極１２の凹部上に配置され、図２に示すように各画素
を取り囲むグリッド状の遮光層として用いられる。対向
電極１２の凹部は電極基板Ｇ１およびＧ２のセルギャッ
プ値ｄに対して０．５ｄ〜０．７ｄの深さを持つ。各柱
状スペーサ２２は、電極基板Ｇ１の薄膜トランジスタ５
に対向するカラーフィルタ１１の着色層部分に対応した
対向電極１２の凸部上に数画素に１個の割合で配置さ
れ、電極基板Ｇ１および電極基板Ｇ２のセルギャップを
一定値ｄに規定する。ここで、絶縁性構造体２１および
複数の柱状スペーサ２２は下地の高低差を利用して同時
に形成される。この形成後、垂直配向膜１３が対向電極
１２、絶縁性構造体２１および柱状スペーサ２２を覆う
ように例えばポリイミドのような配向膜材料を７０ｎｍ
の厚さで塗布して１８０℃で焼成することにより形成さ
れる。
【００１９】電極基板Ｇ１およびＧ２の貼り合せ工程で
は、例えば熱硬化型のアクリルまたはエポキシ系接着剤
が液晶注入口を残すように電極基板Ｇ１の外縁に沿って
配向膜６上に印刷される。この後、電極基板Ｇ１および
Ｇ２が配向膜６および１３を内側にして重ねられ、接着
剤を周辺シール材として硬化するために加熱処理され
る。続いて、誘電率異方性が負の液晶材料が電極基板Ｇ
１およびＧ２間において周辺シール材により取り囲まれ
た液晶注入空間に液晶注入口から通常の方法で注入さ
れ、さらに液晶注入口が紫外線硬化樹脂で封止される。
この後、偏光フィルム１５および１６が偏光軸を互いに
直交させて液晶層ＬＱとは反対側となる電極基板Ｇ１お
よびＧ２の表面にそれぞれ貼付けられる。液晶表示装置
はこれにより完成する。
は、例えば熱硬化型のアクリルまたはエポキシ系接着剤
が液晶注入口を残すように電極基板Ｇ１の外縁に沿って
配向膜６上に印刷される。この後、電極基板Ｇ１および
Ｇ２が配向膜６および１３を内側にして重ねられ、接着
剤を周辺シール材として硬化するために加熱処理され
る。続いて、誘電率異方性が負の液晶材料が電極基板Ｇ
１およびＧ２間において周辺シール材により取り囲まれ
た液晶注入空間に液晶注入口から通常の方法で注入さ
れ、さらに液晶注入口が紫外線硬化樹脂で封止される。
この後、偏光フィルム１５および１６が偏光軸を互いに
直交させて液晶層ＬＱとは反対側となる電極基板Ｇ１お
よびＧ２の表面にそれぞれ貼付けられる。液晶表示装置
はこれにより完成する。
【００２０】第１実施形態の液晶表示装置では、薄膜ト
ランジスタ５を介して画素電極２の電位設定を行うこと
により画素電極２および対向電極１２間において液晶層
ＬＱに電場を印加すると、液晶分子の配列が各基板平面
に略垂直な状態から平行な状態に向かって変形する。こ
のとき、液晶分子のチルト方向はドメイン相互間で逆に
なる。これにより良好な視野角を得ることができる。
ランジスタ５を介して画素電極２の電位設定を行うこと
により画素電極２および対向電極１２間において液晶層
ＬＱに電場を印加すると、液晶分子の配列が各基板平面
に略垂直な状態から平行な状態に向かって変形する。こ
のとき、液晶分子のチルト方向はドメイン相互間で逆に
なる。これにより良好な視野角を得ることができる。
【００２１】絶縁性構造体２１は画素の周囲において電
極基板Ｇ２に形成される凹部上に遮光層として配置され
る。この場合、コントラストの低下を緩和できる。ま
た、絶縁性構造体２１が画素領域に大きく入り込むこと
が避けられるので、画素電極２との重なり面積を十分に
低減でき、蓄積電荷に起因する焼付現象を低減できる。
さらに柱状スペーサ２２が絶縁性構造体２１と同一プロ
セスで形成されるため、製造コストの増大を防止でき
る。
極基板Ｇ２に形成される凹部上に遮光層として配置され
る。この場合、コントラストの低下を緩和できる。ま
た、絶縁性構造体２１が画素領域に大きく入り込むこと
が避けられるので、画素電極２との重なり面積を十分に
低減でき、蓄積電荷に起因する焼付現象を低減できる。
さらに柱状スペーサ２２が絶縁性構造体２１と同一プロ
セスで形成されるため、製造コストの増大を防止でき
る。
【００２２】以下、本発明の第２実施形態に係るアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置について図３および図４
を参照して説明する。この液晶表示装置は図１に示す柱
状スペーサ２２が絶縁性構造体２１に重なって低抵抗レ
ジスト材料から一体的に形成されることを除いて第１実
施形態の液晶表示装置と同様に構成される。
ィブマトリクス型液晶表示装置について図３および図４
を参照して説明する。この液晶表示装置は図１に示す柱
状スペーサ２２が絶縁性構造体２１に重なって低抵抗レ
ジスト材料から一体的に形成されることを除いて第１実
施形態の液晶表示装置と同様に構成される。
【００２３】図３はこの液晶表示装置の断面構造を示
し、図４はこの液晶表示装置の平面構造を示す。第１実
施形態と同様の部分は図３および図４において同一参照
符号で表し、その説明を簡略化あるいは省略する。
し、図４はこの液晶表示装置の平面構造を示す。第１実
施形態と同様の部分は図３および図４において同一参照
符号で表し、その説明を簡略化あるいは省略する。
【００２４】そこで、この液晶表示装置の製造方法につ
いて説明する。ちなみに、電極基板Ｇ１の製造工程並び
に電極基板Ｇ１およびＧ２の貼り合せ工程は、第１実施
形態と同様である。
いて説明する。ちなみに、電極基板Ｇ１の製造工程並び
に電極基板Ｇ１およびＧ２の貼り合せ工程は、第１実施
形態と同様である。
【００２５】電極基板Ｇ２の製造工程では、カラーフィ
ルタ１１が３μｍの厚さで絶縁基板１０上に形成され、
厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜がスパッタ蒸着装置によりカ
ラーフィルタ１１の着色層およびこれら着色層よってマ
スクされない絶縁基板１０上に堆積される。このＩＴＯ
膜は所定のマスクパターンを用いてパターニングされ、
これにより対向電極１２を形成する。この後、対向電極
１２は例えばアクリル系感光性樹脂にカーボンブラック
０．０１ｗｔ％を混合して得られ３．９×１０ １２ Ω
・ｃｍの抵抗値ρを持つ厚さ４．８μｍの低抵抗レジス
ト材料で覆われる。この低抵抗レジスト材料としては、
一般的な有機レジスト材料や無機金属酸化物等を用いる
ことが出来るが、基本的には抵抗値ρが１０１１Ω・ｃ
ｍ＜ρ＜１０１４Ω・ｃｍの範囲で３０μｍ未満の加工
誤差となる材料を用いるのが好ましい。この抵抗値ρの
範囲はカーボンブラックの混合による低抵抗化を制限す
るために重要である。
ルタ１１が３μｍの厚さで絶縁基板１０上に形成され、
厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜がスパッタ蒸着装置によりカ
ラーフィルタ１１の着色層およびこれら着色層よってマ
スクされない絶縁基板１０上に堆積される。このＩＴＯ
膜は所定のマスクパターンを用いてパターニングされ、
これにより対向電極１２を形成する。この後、対向電極
１２は例えばアクリル系感光性樹脂にカーボンブラック
０．０１ｗｔ％を混合して得られ３．９×１０ １２ Ω
・ｃｍの抵抗値ρを持つ厚さ４．８μｍの低抵抗レジス
ト材料で覆われる。この低抵抗レジスト材料としては、
一般的な有機レジスト材料や無機金属酸化物等を用いる
ことが出来るが、基本的には抵抗値ρが１０１１Ω・ｃ
ｍ＜ρ＜１０１４Ω・ｃｍの範囲で３０μｍ未満の加工
誤差となる材料を用いるのが好ましい。この抵抗値ρの
範囲はカーボンブラックの混合による低抵抗化を制限す
るために重要である。
【００２６】この低抵抗レジスト材料は所定のマスクパ
ターンを用いたフォトエングレイビングプロセスでパタ
ーニングされ、これにより絶縁性構造体２１および複数
の柱状スペーサ２２を同時に形成する。絶縁性構造体２
１はカラーフィルタ１１の着色層相互の間隙に対応した
対向電極１２の凹部上に配置され、図４に示すように各
画素を取り囲むグリッド状の遮光層として用いられる。
対向電極１２の凹部は電極基板Ｇ１およびＧ２のセルギ
ャップ値ｄに対して０．５ｄ〜０．７ｄの深さを持つ。
各柱状スペーサ２２は、電極基板Ｇ１の薄膜トランジス
タ５に対向するカラーフィルタ１１の着色層部分に対応
した対向電極１２の凸部上で絶縁性構造体２１に一部重
なるようして数画素に１個の割合で配置され、電極基板
Ｇ１および電極基板Ｇ２のセルギャップを一定値ｄに規
定する。ここで、絶縁性構造体２１および複数の柱状ス
ペーサ２２は下地の高低差を利用して同時かつ一体的に
形成される。この形成後、垂直配向膜１３が対向電極１
２、絶縁性構造体２１および柱状スペーサ２２を覆うよ
うに例えばポリイミドのような配向膜材料を７０ｎｍの
厚さで塗布して１８０℃で焼成することにより形成され
る。
ターンを用いたフォトエングレイビングプロセスでパタ
ーニングされ、これにより絶縁性構造体２１および複数
の柱状スペーサ２２を同時に形成する。絶縁性構造体２
１はカラーフィルタ１１の着色層相互の間隙に対応した
対向電極１２の凹部上に配置され、図４に示すように各
画素を取り囲むグリッド状の遮光層として用いられる。
対向電極１２の凹部は電極基板Ｇ１およびＧ２のセルギ
ャップ値ｄに対して０．５ｄ〜０．７ｄの深さを持つ。
各柱状スペーサ２２は、電極基板Ｇ１の薄膜トランジス
タ５に対向するカラーフィルタ１１の着色層部分に対応
した対向電極１２の凸部上で絶縁性構造体２１に一部重
なるようして数画素に１個の割合で配置され、電極基板
Ｇ１および電極基板Ｇ２のセルギャップを一定値ｄに規
定する。ここで、絶縁性構造体２１および複数の柱状ス
ペーサ２２は下地の高低差を利用して同時かつ一体的に
形成される。この形成後、垂直配向膜１３が対向電極１
２、絶縁性構造体２１および柱状スペーサ２２を覆うよ
うに例えばポリイミドのような配向膜材料を７０ｎｍの
厚さで塗布して１８０℃で焼成することにより形成され
る。
【００２７】第２実施形態の液晶表示装置では、縁性構
造体２１の位置と柱状スペーサ２２の位置との重なりを
許容して第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
造体２１の位置と柱状スペーサ２２の位置との重なりを
許容して第１実施形態と同様の効果を得ることができ
る。
【００２８】図５は比較例の液晶表示装置の断面構造を
示す。この液晶表示装置では、対向電極３１がカラーフ
ィルタ３２において互いに間隔を設けずに隣接する着色
層上に形成される。ドメイン分割用の絶縁性構造体３３
はアクリル系感光性樹脂にフタロシアニン系色素を混合
して得られる厚さ１．５μｍの黒色レジスト材料で対向
電極３１を覆いこの黒色レジスト材料を所定のマスクパ
ターンを用いてパターニングすることによりカラーフィ
ルタの着色層相互の境界に配置される。また、柱状スペ
ーサ３４は厚さ５．０μｍのアクリル系感光性樹脂で対
向電極３１を覆いこの感光性樹脂を所定のマスクパター
ンを用いてパターニングすることにより形成される。し
かしこの構成では、絶縁性構造体３１の一部が各画素電
極によって規定される画素領域に大きく入り込むことが
避けられないため、この画素の光透過率を低下させてし
まう。さらにドメイン分割用の絶縁性構造体および柱状
スペーサが成膜、露光、パターニングというプロセスを
それぞれ独立に必要とする。
示す。この液晶表示装置では、対向電極３１がカラーフ
ィルタ３２において互いに間隔を設けずに隣接する着色
層上に形成される。ドメイン分割用の絶縁性構造体３３
はアクリル系感光性樹脂にフタロシアニン系色素を混合
して得られる厚さ１．５μｍの黒色レジスト材料で対向
電極３１を覆いこの黒色レジスト材料を所定のマスクパ
ターンを用いてパターニングすることによりカラーフィ
ルタの着色層相互の境界に配置される。また、柱状スペ
ーサ３４は厚さ５．０μｍのアクリル系感光性樹脂で対
向電極３１を覆いこの感光性樹脂を所定のマスクパター
ンを用いてパターニングすることにより形成される。し
かしこの構成では、絶縁性構造体３１の一部が各画素電
極によって規定される画素領域に大きく入り込むことが
避けられないため、この画素の光透過率を低下させてし
まう。さらにドメイン分割用の絶縁性構造体および柱状
スペーサが成膜、露光、パターニングというプロセスを
それぞれ独立に必要とする。
【００２９】そこで、第１および第２実施形態に係る液
晶表示装置の光透過率および焼付現象のような表示ムラ
を図５に示す比較例の液晶表示装置のそれらと比較し
た。光透過率は画素の開口率を６０％として評価し、表
示ムラは黒背景で白ウインドウを８時間表示した後で得
られる残像の有無により評価した。この比較結果によれ
ば、比較例の液晶表示装置は４％の透過率を有し表示ム
ラを発生してしまう。これに対し、実施形態の液晶表示
装置は４．４４％の透過率を有し表示ムラを無くすこと
ができる。
晶表示装置の光透過率および焼付現象のような表示ムラ
を図５に示す比較例の液晶表示装置のそれらと比較し
た。光透過率は画素の開口率を６０％として評価し、表
示ムラは黒背景で白ウインドウを８時間表示した後で得
られる残像の有無により評価した。この比較結果によれ
ば、比較例の液晶表示装置は４％の透過率を有し表示ム
ラを発生してしまう。これに対し、実施形態の液晶表示
装置は４．４４％の透過率を有し表示ムラを無くすこと
ができる。
【００３０】尚、本発明は上述の実施形態に限定され
ず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能であ
る。
ず、その要旨を逸脱しない範囲で様々に変形可能であ
る。
【００３１】各実施形態の柱状スペーサ２２および絶縁
性構造体２１は電極基板Ｇ１およびＧ２のいずれの側に
形成されてもよい。また、柱状スペーサ２２は柱あるい
は角柱として形成でき、３μｍから５μｍの高さを持つ
ことが好ましい。さらに、ドメイン分割用の絶縁性構造
体２１はカラーフィルタ１１を部分的に薄くして得られ
る凹部、スイッチング素子５を覆う絶縁層に形成されス
イッチング素子５まで貫通するコンタクトホールにより
得られる凹部、２本の隣接配線の間隙として得られる凹
部、電極基板Ｇ１またはＧ２に予め形成される絶縁構造
体用の凹部を利用して形成可能である。ここで、スイッ
チング素子５を覆う絶縁層はカラーフィルタであっても
よい。
性構造体２１は電極基板Ｇ１およびＧ２のいずれの側に
形成されてもよい。また、柱状スペーサ２２は柱あるい
は角柱として形成でき、３μｍから５μｍの高さを持つ
ことが好ましい。さらに、ドメイン分割用の絶縁性構造
体２１はカラーフィルタ１１を部分的に薄くして得られ
る凹部、スイッチング素子５を覆う絶縁層に形成されス
イッチング素子５まで貫通するコンタクトホールにより
得られる凹部、２本の隣接配線の間隙として得られる凹
部、電極基板Ｇ１またはＧ２に予め形成される絶縁構造
体用の凹部を利用して形成可能である。ここで、スイッ
チング素子５を覆う絶縁層はカラーフィルタであっても
よい。
【００３２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、製造コス
トを増大させることなく表示品質を向上できる液晶表示
装置およびその製造方法を提供することができる。
トを増大させることなく表示品質を向上できる液晶表示
装置およびその製造方法を提供することができる。
【図１】本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の断
面構造を示す図である。
面構造を示す図である。
【図２】図１に示す液晶表示装置の平面構造を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の断
面構造を示す図である。
面構造を示す図である。
【図４】図３に示す液晶表示装置の平面構造を示す図で
ある。
ある。
【図５】比較例の液晶表示装置の断面構造を示す図であ
る。
る。
２…画素電極 １２…対向電極 ６，１３…垂直配向膜 ２０…スリット ２１…絶縁性構造体 ２２…柱状スペーサ ＬＱ…液晶層 Ｇ１，Ｇ２…電極基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３２０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３４９Ｃ ５Ｇ４３５ ３４９ ３４９Ｚ ３４９Ａ Ｇ０２Ｆ 1/136 ５００ (72)発明者 山口 剛史 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 (72)発明者 真鍋 敦行 埼玉県深谷市幡羅町一丁目９番地２号 株 式会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 2H089 LA09 MA04X MA05X NA14 NA15 NA17 NA55 QA05 QA14 TA12 TA15 2H090 HB08Y HC12 LA04 LA09 LA15 MA01 MA10 MB14 2H091 FA08X FA08Z FA35Y FB04 FC12 FC26 GA06 GA08 GA13 LA03 LA12 LA15 2H092 GA13 HA04 JA24 JB52 KA04 KA05 MA04 PA02 PA03 PA08 PA09 PA11 5C094 AA43 AA44 BA03 BA43 CA19 DA15 EA04 EA07 EC03 FB15 5G435 AA17 BB12 CC09 FF13 GG12 HH14
Claims (8)
- 【請求項１】 一対の基板間に誘電率異方性が負の液晶
が挟持され、前記一対の基板の一方には、各画素を複数
のドメインに分割するべく液晶のチルト方向を制御する
絶縁性構造体と、前記一対の基板のギャップを保持する
スペーサとを含み、前記絶縁性構造体は前記一方の基板
に形成された凹部に配置され、且つ前記スペーサと同材
料からなることを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記絶縁性構造体は遮光性を有すること
を特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記絶縁性構造体は１０１１Ω・ｃｍ＜
ρ＜１０１４Ω・ｃｍの抵抗値ρを有することを特徴と
する請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記絶縁性構造体は前記各画素の周囲に
形成され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５】 前記凹部は、前記一方の基板に形成され
たカラーフィルタにより形成され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６】 前記一方の基板には、スイッチング素子
と、このスイッチング素子を覆う絶縁層が形成され、前
記凹部は前記絶縁層に形成されたスイッチング素子まで
貫通するコンタクトホールにより形成されることを特徴
とする請求項１に記載の液晶表示装置。 - 【請求項７】 前記絶縁層はカラーフィルタであること
を特徴とする請求項６に記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】 一対の基板間に誘電率異方性が負の液晶
が挟持され、前記一対の基板の一方には、各画素を複数
のドメインに分割するべく液晶のチルト方向を制御する
絶縁性構造体と、前記一対の基板のギャップを保持する
スペーサとを含む液晶表示装置の製造方法において、前
記一方の基板に凹部を有する下地層を形成する工程と、
前記下地層上に絶縁材料を成膜する工程と、前記絶縁材
料のパターニングにより前記絶縁性構造体を前記凹部に
配置して前記絶縁性構造体と前記スペーサとを同時に形
成する工程とを含むことを特徴とする液晶表示装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000285134A JP2002090751A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000285134A JP2002090751A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002090751A true JP2002090751A (ja) | 2002-03-27 |
Family
ID=18769251
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000285134A Pending JP2002090751A (ja) | 2000-09-20 | 2000-09-20 | 液晶表示装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002090751A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331954A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Au Optronics Corp | 液晶ディスプレイセル構造、及び、液晶ディスプレイの形成方法 |
| JP2007011272A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Lg Philips Lcd Co Ltd | 液晶表示パネル及びその製造方法 |
| JP2007094295A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Optrex Corp | 液晶表示素子 |
| WO2009087802A1 (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置 |
| US7719654B2 (en) | 2005-07-22 | 2010-05-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| KR101243801B1 (ko) * | 2006-06-29 | 2013-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 멀티도메인 액정표시소자 |
-
2000
- 2000-09-20 JP JP2000285134A patent/JP2002090751A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005331954A (ja) * | 2004-05-18 | 2005-12-02 | Au Optronics Corp | 液晶ディスプレイセル構造、及び、液晶ディスプレイの形成方法 |
| JP4491378B2 (ja) * | 2004-05-18 | 2010-06-30 | 友達光電股▲ふん▼有限公司 | 液晶ディスプレイセル構造、及び、液晶ディスプレイの形成方法 |
| JP2007011272A (ja) * | 2005-06-30 | 2007-01-18 | Lg Philips Lcd Co Ltd | 液晶表示パネル及びその製造方法 |
| US8081286B2 (en) | 2005-06-30 | 2011-12-20 | Lg Display Co., Ltd. | Liquid crystal display device having first column spacer corresponds to a TFT and a second column spacer corresponds to a storage capacitor |
| US7719654B2 (en) | 2005-07-22 | 2010-05-18 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display |
| JP2007094295A (ja) * | 2005-09-30 | 2007-04-12 | Optrex Corp | 液晶表示素子 |
| KR101243801B1 (ko) * | 2006-06-29 | 2013-03-18 | 엘지디스플레이 주식회사 | 멀티도메인 액정표시소자 |
| WO2009087802A1 (ja) * | 2008-01-09 | 2009-07-16 | Sharp Kabushiki Kaisha | カラーフィルタ基板、液晶表示パネル及び液晶表示装置 |
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