JP2008096469A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置において、配向処理を良好に行うことである。
【解決手段】ＦＦＳ方式液晶表示装置では、上部電極層である透明電極にスリットが設けられるので、配向処理の際、段差部分でラビング処理の影となり、表示品質の低下となることがある。表示品質良好のデータを結ぶと、傾斜角θ₁の逆数１／θ₁と、透明電極の膜厚ｔとの関係は、２次曲線でよく近似できる。透明電極の膜厚ｔが厚いときはテーパ長ｘが長くなるので、ラビングの影になりやすい領域が十分にラビングできるように、傾斜角θ₁を小さくし、配向膜層６４の段差の傾斜角θ₂を小さくすることで良好な表示品質を得ることができる。一方で、透明電極の膜厚ｔが薄いときは、テーパ長ｘが小さくなるので、配向膜層６４の段差の傾斜角θ₂をある程度大きくしても表示品質にあまり影響しない。
【選択図】図８

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に、同一基板上に絶縁層を介して形成された共通電極層と画素電極層との間に電圧を印加し、配向膜を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置に関する。

液晶表示装置の表示方式としては従来ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）方式が広く用いられてきているが、この方式は表示原理上、視野角に制限がある。これを解決する方法として、同一基板上に画素電極と共通電極とを形成し、この画素電極と共通電極との間に電圧を印加し、基板にほぼ平行な電界を発生させ、液晶分子を基板面に主として平行な面内で駆動する横電界方式が知られている。

横電界方式には、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式と、ＦＦＳ（（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈ）方式が知られている。ＩＰＳ方式では、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の共通電極とを組み合わせて配置される。ＦＦＳ方式では、絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットが形成される。

液晶を配向するための配向膜層は、ＩＰＳ方式においては櫛歯形状の画素電極と櫛歯形状の共通電極とが形成される電極層の上に配置され、ＦＦＳ方式ではスリットが形成される上部電極層の上に配置される。いずれの場合でも、凹凸を有する電極層の上に配向膜層が配置されるので、配向膜層も下地層の凹凸の影響を受けて凹凸となる。配向処理は、この配向膜層の凹凸表面をラビングして行われるので、ラビング方向によっては、凹凸の影の部分についての配向処理が不十分となることが生じる。

例えば特許文献１には、横電界方式の液晶表示装置において、櫛歯電極を多数配設するため微細な段差構造が形成され、配向処理に困難が伴うことを指摘している。ここでは、いくつかの段差、テーパ傾斜角度の異なる液晶表示装置を作成し、段差近傍のラビングによる液晶配向の均一性をコントラスト比として評価している。そして、段差の大きさを０．１μｍから０．５μｍまで変化しても、段差端部のテーパ傾斜角度が１０度以下、アスペクト（縦／横）比にして０．１７６以下で、良好なコントラスト比の向上が図れ、特に、テーパ傾斜角度が８．５度以下、アスペクト比にして０．１４以下にすると、さらに良好なコントラスト比となることを開示している。

特許文献２には、ＩＰＳ方式の液晶表示パネルにおいて、画素電極と共通電極が櫛歯状に配置されているので、ラビング処理によって液晶を配向させる場合、この電極等の段差近傍の領域が擦られにくく、この領域の一軸配向性が不完全となることを指摘している。ここでは、段差平坦化能力の高い膜で下層配向膜を形成し、その上に固定パターンを表示したときに焼き付き現象が発生しにくい膜で形成し、２層構造の配向膜とすることが開示されている。

特開２０００−１３１７００号公報 特開２０００−４７２１２号公報

液晶表示装置において、例えば、ＦＦＳ方式においては電極のスリット端近傍の段差部、ＩＰＳ方式においては櫛歯電極端近傍の段差部では、ラビングによる配向処理が困難であり、コントラスト低下、焼き付き等の表示品位の低下を生じる問題があった。さらに、画素が細密化すると共に、例えばＦＦＳ方式においては電極のスリットの開口が小さくなり、ＩＰＳ方式においても櫛歯電極の間隔が狭くなり、段差部の表示品位に与える影響も大きくなってきている。ここで、上記特許文献１の開示は、段差がある程度の大きさの場合についてである。特許文献２の方法は、配向膜を２層構造とすることを開示しているが工程が複雑である。

本発明の目的は、配向処理を良好に行うことができる液晶表示装置を提供することである。

本発明に係る液晶表示装置は、同一基板上に形成された画素電極と共通電極の間に電圧を印加し、配向膜層を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、前記配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、前記配向膜層の下層膜である電極層のパターンに対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、前記電極層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚と、断面において２０°以上６０°以下の傾斜角を有することを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置は、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、配向膜層を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、前記配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、前記スリットの長辺に対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、前記上部電極層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚と、前記絶縁層に対し２０°以上６０°以下の傾斜角を有することを特徴とする。

また、本発明に係る液晶表示装置は、同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、配向膜層を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、前記配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、前記スリットの長辺に対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、前記上部電極層は、膜厚ｔ（ｎｍ）が５０ｎｍ以上１００ｎｍの条件の下で、前記絶縁層に対する傾斜角θ（°）が、θ≦（−５．７１×１０^-6ｔ²＋１．４８×１０^-3ｔ−４．０６×１０^-2）^-1であることを特徴とする。

上記構成により、配向膜層が５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚で、ラビング処理が電極層のパターンに対し０°以上１０°以下の角度で行われ、電極層が５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚の条件で、電極層は断面において２０°以上６０°以下の傾斜角を有する。この条件において、実験によって、表示品質が良好であることが確かめられた。したがって、この傾斜角の範囲を守ることで、配向処理を良好に行うことができる。

以下に、図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、ＦＦＳ方式の液晶表示装置で、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）、シアン（Ｃ）の４色で構成される表示を行うものについて説明するが、もちろん、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色構成であってもよく、端的に白黒表示を行うものであってもよい。また、横電界方式としてＩＰＳ方式を用いる液晶表示装置であってもよい。その場合には、配向膜層のすぐ下の下層膜であって、その凹凸が配向膜層に影響を与える電極層の傾斜角について、以下の実施の形態の結果を適用することができる。また、以下では、ＦＦＳ方式の構成として、下部電極層を画素電極層とし、上部電極層を共通電極層として説明するが、これを逆の構成、すなわち、下部電極層を共通電極層、上部電極層を画素電極層としてもよい。また、以下のＦＦＳ方式では、共通電極層を各画素ごとに分けて配置しているが、これを各画素ごとに分けない構成としてもよい。

図１から図４は、ＦＦＳ方式の液晶表示装置３０において、Ｒ、Ｇ，Ｂ，Ｃの４色構成で表示を行う場合の表示領域の４画素分についての平面構成を示す図で、図５は、その断面図である。ここでは、図１に画素電極形成の直前の平面構成が示され、以下、図１にさらに画素電極を形成したものを図２に、図２にさらに共通電極を形成したものを図３に示してある。ここでは、画素電極５２が太い一点鎖線で図示され、共通電極６０が太い実線で図示されている。この上に配向膜層が形成されて、アレイ基板が完成するが、図４には、アレイ基板に対向する対向基板に設けられるブラックマトリクスの配置が、図３に重ねて示されている。図５は、図３に示すＡ−Ａ線に沿って、厚さ方向を誇張して示す断面図である。

最初に、図１から図３を用いて、液晶表示装置３０の平面構成を説明し、次に図４の断面図を用いてその構造を説明する。

図１に示されるように、液晶表示装置３０において、複数のドレイン配線４６は、それぞれが直線状に延在し（図１の例では縦方向に延在）、その延在方向に交差する方向（ここでは直交する方向であり、図１の例では横方向）に複数のゲート配線４０がそれぞれ配列される。複数のドレイン配線４６と、複数のゲート配線４０とによって区画される個々の領域が、画素配置領域４６Ｂであり、図１では、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃの４色構成に対応して４つの画素配置領域４６Ｂが示される。なお、カラー表現単位ごとに１ピクセルと数える場合は、ここで言う画素配置領域４６Ｂは、サブピクセルに当ることになる。また、共通電極配線５４も、ドレイン配線４６の延在する方向に交差する方向（図１の例では横方向）に配置される。その配置は、各画素配置領域４６Ｂを挟んで、ゲート配線４０と反対側に置かれる。

ここでは、各ドレイン配線４６の配列ピッチは複数のドレイン配線４６全体において同じ場合を例示する。また、各ドレイン配線４６の幅（ドレイン配線４６の配列方向における寸法）も同じとする。また、図面ではドレイン配線４６が直線状の場合を図示しているが、例えば局所的に蛇行部を有し全体として上記延在方向に延在していてもよい。また、画素配列としては、ストライプ配列、デルタ配列、モザイク配列等を形成してもよい。

ドレイン配線４６とゲート配線４０と共通電極配線５４とで区画される画素配置領域４６Ｂに画素ＴＦＴ７０がそれぞれ配置される。図１の例では、各画素ＴＦＴ７０について、半導体層３６は略Ｕ字型に延在しており（図面では略Ｕ字型が上下反転して示されている）、その略Ｕ字型の２本の腕部を横切ってゲート配線４０がドレイン配線４６の配列方向に延在している。この構成では、画素ＴＦＴ７０のソース電極４８は、ドレイン配線４６に接続されるドレイン電極とともにゲート配線４０に対して同じ側に位置している。これにより、画素ＴＦＴ７０では、ゲート配線４０がソースとドレインとの間で半導体層３６に２回交差する構成、換言すれば半導体層３６のソースとドレインとの間にゲート電極が２個設けられた構成を有している。

このように、画素ＴＦＴ７０のドレインは直近のドレイン配線４６に接続され、ソースは、図２で示されるように、ソース電極４８を介して画素電極５２に接続される。また、共通電極配線５４には、共通電極中継用電極５６が設けられ、これを介し、図３で示されるように、共通電極６０に接続される。

図２は、画素電極５２の様子を示す図である。画素電極５２は各画素ごとに設けられ、その画素の画素ＴＦＴ７０のソースに接続される平板状の電極である。

図３は、共通電極６０の様子を示す図である。図３の例では、共通電極６０は各画素ごとに設けられるが、場合によっては、画素にまたがって配置されてもよい。共通電極６０は、透明電極膜層に、開口部であるスリット６１が設けられたものである。このスリット６１は、画素電極５２と共通電極との間に電圧を印加したときに、電気力線を通し、基板面に主として平行な横電界を発生させる機能を有する。

共通電極６０の上には、配向膜が配置され、配向処理としてラビング処理が行われる、ラビング方向は、例えば、図３において、ゲート配線４０に平行な方向に行うことができる。共通電極６０のスリット６１は、その長辺の延びる方向が、このラビング方向に対し僅かに傾いて形成される。例えば、角度で５°程度、ラビング方向に対し傾くように形成することができる。共通電極６０の上に配向膜を形成し、ラビング処理を行うことで、アレイ基板が出来上がる。

なお、図４で示されるブラックマトリクス６２は、例えばクロムと酸化クロムとの積層膜で構成され、対向基板に設けられている。ブラックマトリクス６２は、図２で説明した画素電極５２について、隣接する画素電極５２間に設けられ、図１で説明した各画素配置領域４６Ｂに対応して、開口部Ｐを有して設けられている。開口部Ｐは、スリット６１のエッジ部、つまり短辺を一部重なるように形成される。つまり、ブラックマトリクス６２は、図１で説明した各ドレイン配線４６の幅より広く、それに重ねて、かつ沿って設けられている（なお、図４では各ドレイン配線が隠れて図示されていない）。ここで、開口部Ｐは画素の輪郭を規定している。なお、ドレイン配線４６、ゲート配線４０、ソース電極４８、共通電極配線５４、共通電極中継用電極５６は、ブラックマトリクスと同等に遮光性があり、ブラックマトリクスとともに画素の開口部を規定することもできる。

次に、図５の断面図を用いて、ＦＦＳ方式の液晶表示装置におけるアレイ基板３２の構造を説明する。図５は、上記のように、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図で、１つの画素についての各要素が示されている。

アレイ基板３２は、透光性基板３４と、半導体層３６と、ゲート絶縁膜３８と、ゲート配線４０と、層間絶縁膜４４と、ドレイン配線４６と、ソース電極４８と、平坦化膜５０と、画素電極５２と、共通電極配線５４と、共通電極用中継用電極５６と、ＦＦＳ絶縁膜５８と、共通電極６０とを含んで構成される。

透光性基板３４は、例えばガラスによって構成される。半導体層３６は例えばポリシリコンによって構成され、透光性基板３４上に配置されている。ゲート絶縁膜３８は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、半導体層３６を覆って透光性基板３４上に配置されている。ゲート配線４０は、例えばＭｏ、Ａｌ等の金属で構成され、半導体層３６に対向してゲート絶縁膜３８上に配置され、ゲート絶縁膜３８および半導体層３６とともに画素ＴＦＴ７０を構成している。なお、ゲート配線４０は走査線とも呼ばれる。

層間絶縁膜４４は、例えば酸化シリコン、窒化シリコン等で構成され、ゲート配線４０を覆ってゲート絶縁膜３８上に配置されている。層間絶縁膜４４およびゲート絶縁膜３８を貫いてコンタクトホールが設けられており、当該コンタクトホールは半導体層３６のうちで画素ＴＦＴ７０のソースおよびドレインにあたる位置に設けられている。ドレイン配線４６は、例えばＭｏ、Ａｌ、Ｔｉ等の金属で構成され、層間絶縁膜４４上に配置されているとともに一方の上記コンタクトホールを介して半導体層３６に接続している。なお、ドレイン配線は信号線とも呼ばれる。ソース電極４８は、例えばドレイン配線４６と同じ材料で構成され、層間絶縁膜４４上に配置されているとともに他方の上記コンタクトホールを介して半導体層３６に接続している。

ここでは、半導体層３６において、ドレイン配線４６が接続する部分を画素ＴＦＴ７０のドレインとし、ソース電極４８を介して画素電極５２が接続する部分を画素ＴＦＴ７０のソースとするが、ドレインとソースとを上記とは逆に呼ぶことも可能である。

平坦化膜５０は、例えばアクリル等の絶縁性透明樹脂等で構成され、ドレイン配線４６およびソース電極４８を覆って層間絶縁膜４４上に配置されている。平坦化膜５０を貫いてソース電極４８上にコンタクトホールが設けられている。

画素電極５２は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の透明導電材料で構成され、平坦化膜５０上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介してソース電極４８に接触している。

共通電極配線５４は、例えばゲート配線４０と同じ導電材料で構成され、ゲート絶縁膜３８上に配置され層間絶縁膜４４に覆われている。層間絶縁膜４４には共通電極配線５４へ至るコンタクトホールが設けられている。共通電極用中継用電極５６は、例えばドレイン配線４６と同じ材料で構成され、層間絶縁膜４４上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介して共通電極配線５４に接触している。

ＦＦＳ絶縁膜５８は、例えば低温で形成された窒素シリコンで構成され、画素電極５２を覆って平坦化膜５０上に配置されている。平坦化膜５０には共通電極用中継用電極５６へ至るコンタクトホールが設けられており、当該コンタクトホールの側壁上にもＦＦＳ絶縁膜５８が設けられている。

共通電極６０は、例えばＩＴＯ等の透明導電材料で構成され、ＦＦＳ絶縁膜５８上に配置されているとともに上記コンタクトホールを介して共通電極用中継用電極５６に接触している。共通電極６０は、ＦＦＳ絶縁膜５８を介して画素電極５２に対向して設けられ、画素電極５２に対向する部分に複数のスリット６１を有している。

共通電極６０の上には、図示されていないが、配向膜層が配置される。配向膜層は、液晶分子を初期配向させる機能を有する膜で、例えばポリイミド等の有機膜に、ラビング処理を施して用いられる。

このように、同一基板である透光性基板３４上に、絶縁層であるＦＦＳ絶縁膜５８を介して上部電極層である共通電極６０と下部電極層である画素電極５２とを形成し、上部電極層である共通電極６０にスリット６１を形成して、下部電極層である画素電極５２との間に電圧を印加し、基板面に主として平行な横電界を発生させて配向膜層を介して液晶分子を駆動することができる。

上記のように、ＦＦＳ方式の液晶表示装置のアレイ基板においては、スリットが形成されて断面が凹凸形状となる上部電極層の上に配向膜層が配置されるので、ラビングによる配向処理に問題が生じることがある。その様子を図６、図７を用いて説明する。

図６は、図５におけるＢ部分を抜き出して示す平面図である。上部電極層である共通電極６０には、開口部であるスリット６１が形成され、そのスリット６１の部分も含んで共通電極６０の上の全面に配向膜層６４が配置される。ここで、配向膜層６４に配向処理としてラビング処理が行われる。ラビング処理は、例えば布等のラビング材を用いて配向膜層６４を一方向に擦ることで行うことができる。図６には、ラビング方向が矢印で示されている。一般的にラビング方向は、液晶分子に初期配向を持たせるために、スリット６１の長辺方向に対し少し傾ける。例えば、図６の例では、ラビング方向を画素の平面配置の軸に平行、つまり、図１で説明したゲート配線に平行な方向とすることが便利なので、図３で説明したように、スリット６１が予めゲート配線の方向に対し僅かに傾いて形成されている。

したがって、ラビング処理に用いるラビング材が図６に矢印で示すラビング方向に沿って配向膜層６４を擦ると、スリット６１の長辺に沿った斜面のうち、ラビング材に向かい合う斜面は、目的どおり擦られ、配向処理が行われるが、図６において斜線を付してその領域を示すもう一方の斜面は、ラビング材の擦りに対し影となる位置になるので、十分に擦られず、配向処理が不十分となることがある。

図７は、図６のＣ−Ｄ線に沿った断面図である。図７で斜線を付して示した領域が、ここでは、ａとして示されている。ａ以外のｂとして示されている部分は、配向処理が十分に行われる領域である。このように、スリット６１を両側に有する共通電極６０は、その両斜面のうち、図７のａとして示される片側の斜面が、ラビング処理の際の影となるために配向処理が十分に行われない恐れがある。配向処理が不十分である領域が存在すると、そこをきっかけに表示品位の低下が生じる可能性がある。そこで、スリット６１の傾斜面の長さの基板への投影長さであるテーパ長を短くすることで、配向処理の影の領域ａを少なくすれば、表示品質の低下を抑制できるものと考えられる。

なお、ここでは、スリット６１の長辺についての斜面について説明したが、スリット６１の短辺、すなわちスリット６１のエッジ部についても同様である。ただし、図４で説明したように、スリット６１のエッジ部は、通常、対向基板のブラックマトリックスによって隠されるので、配向処理がやや不十分なことがあってもあまり大きな問題とはならない。

そこで、このスリットの斜面について、ＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）を用いて観察したところ、次のような知見を得た。図８は、スリット６１の近傍における画素電極５２、ＦＦＳ絶縁膜５８、共通電極６０、配向膜層６４の断面構造のモデルである。ここで、共通電極６０の厚さをｔ、その断面におけるスリット６１を形成する斜面の傾斜角をθ₁、この斜面の基板への投影長さであるテーパ長をｘ、共通電極６０の傾斜角θ₁に対応する配向膜層６４の傾斜角をθ₂、配向膜層６４の厚さのうち、共通電極６０の真上の厚さをＥ、ＦＦＳ絶縁膜５８の真上の厚さをＦとして示した。したがって、スリット６１における配向膜層６４の段差は、ｔ−Ｄとして示される。

ここで、配向膜層６４の厚さは、厚すぎると表示むらが生じ、薄すぎると配向規制力が失われる。スリット６１における長辺の間の間隔である開口幅を数μｍとするときは、配向膜層の厚さは、５０ｎｍから１００ｎｍが適当である。これに応じ、共通電極６０の厚さｔも、それより厚めでもよいが、あまり差の大きくない方が好ましく、１００ｎｍ程度がよい。したがって、ＳＥＭ観察は、そのような膜厚の範囲で、共通電極６０の斜面の傾斜角θ₁を種々に形成した試料について行った。

その結果、配向膜層６４の厚さは、共通電極６０の真上の厚さＥよりもＦＦＳ絶縁膜５８の真上の厚さＦの方が厚く、結果として、配向膜層６４の傾斜角θ₂は、共通電極６０の傾斜角θ₁よりも小さくなっていることが分かった。そして、配向膜層６４の段差ｔ−Ｄは、共通電極６０の傾斜角θ₁に依存せず、共通電極６０の厚さｔの約２５％であることが分かった。すなわち、ＳＥＭ観察によれば、共通電極６０の様々な厚さｔ、様々な傾斜角θ₁の試料について、スリット６１における配向膜層６４の段差ｔ−Ｄは、０．７５ｔとなることが分かった。

この知見を用いると、図８から、テーパ長ｘは、ｔ／ｔａｎθ₁であるので、配向膜層６４の傾斜角θ₂について、ｔａｎθ₂＝ｔａｎ［（ｔ−Ｄ）／ｘ］＝ｔａｎ（０．７５θ₁）となる。図９に、この計算にもとづいて傾斜角θ₁と傾斜角θ₂の関係を求めた結果を示す。このことから、共通電極６０の傾斜角θ₁を小さくすれば、配向膜層６４の段差における傾斜角θ₂が緩和されることが分かる。

図１０は、共通電極６０の傾斜角θ₁をパラメータとして、透明電極である共通電極６０の膜厚ｔと、上記で求めたテーパ長ｘの関係を示す図である。図１０から分かるように、傾斜角θ₁が小さいほどテーパ長ｘが長くなり、透明電極の膜厚ｔが厚いほどテーパ長ｘが長くなることが分かる。

次に、透明電極の厚さｔと、その傾斜角θ₁を変えた液晶表示装置を実際に作成し、その表示品位の評価を行った。その結果を図１１に示す。図１１の横軸、縦軸、各曲線のパラメータは、図１０と同じ内容である。図１１において、白丸は表示品質が良好であった液晶表示装置の条件を、黒丸は表示品質の低下が見られた液晶表示装置の条件をそれぞれ示す。表示品質の低下には、焼き付きを示すチェッカフラグの残像等を含む。この結果から、表示品質の観点から見た、透明電極の膜厚ｔとその傾斜角θ₁の最適組み合わせは、図１１で、最適領域として枠で囲んだ範囲にあるものと考えられる。

これを詳しく説明すると、透明電極の膜厚ｔが厚いときはテーパ長ｘが長くなるので、ラビングの影になりやすい領域が十分にラビングできるように、傾斜角θ₁を小さくし、配向膜層６４の段差の傾斜角θ₂を小さくすることで良好な表示品質を得ることができる。一方で、透明電極の膜厚ｔが薄いときは、テーパ長ｘが小さくなるので、配向膜層６４の段差の傾斜角θ₂をある程度大きくしても表示品質にあまり影響しない。このように、良好な表示品質をえるには、透明電極の厚さｔに応じて傾斜角θ₁を設定すればよい。

図１１の表示品質良好となった条件を、透明電極の膜厚ｔとその傾斜角θ₁の関係として示したのが図１２である。ここでは、横軸に透明電極の膜厚ｔをとり、縦軸に傾斜角θ₁と、その逆数である１／θ₁をとった。図１２に示されるように、傾斜角の逆数１／θ₁と、透明電極の膜厚ｔとの関係は、２次曲線でよく近似できる。その関係式は、傾斜角θ₁を角度の度（°）とし、透明電極の膜厚ｔをｎｍとして、１／θ₁＝（−５．７１×１０^-6ｔ²＋１．４８×１０^-3ｔ−４．０６×１０^-2）として求められる。

これらのことから、液晶表示装置の表示品質を良好にするための条件として、配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、上部電極層である共通電極のスリットの長辺に対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、上部電極層である共通電極は、膜厚ｔ（ｎｍ）が５０ｎｍ以上１００ｎｍの条件の下で、ＦＦＳ絶縁層に対する傾斜角θ（°）が、θ≦（−５．７１×１０^-6ｔ²＋１．４８×１０^-3ｔ−４．０６×１０^-2）^-1を守ればよいことが分かる。

より具体的には、配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、スリットの長辺に対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、上部電極層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚と、ＦＦＳ絶縁層に対し２０°以上６０°以下の傾斜角を有することが好ましい。

本発明に係る実施の形態のＦＦＳ方式液晶表示装置において、画素電極形成の直前の平面構成を示す図である。 図１に画素電極を形成した様子を示す図である。 図２に共通電極を形成した様子を示す図である。 図３にブラックマトリックスを配置した様子を示す図である。 本発明に係る実施の形態のＦＦＳ方式液晶表示装置の断面図である。 ラビングによる配向処理の様子を説明する模式図である。 ラビングによる配向処理の様子を説明する断面図である。 スリットの近傍における断面構造のモデル図である。 本発明の実施の形態において、傾斜角θ₁と傾斜角θ₂の関係を示す図である。 本発明の実施の形態において、共通電極の傾斜角θ₁をパラメータとして、透明電極である共通電極の膜厚ｔと、テーパ長ｘの関係を示す図である。 本発明の実施の形態において、透明電極の厚さｔと、その傾斜角θ₁を変えた液晶表示装置を作成し、その表示品位の評価を行った結果を示す図である。 本発明の実施の形態において、表示品質良好となった条件を、透明電極の膜厚ｔとその傾斜角θ₁、その逆数である１／θ₁の関係として示した図である。

符号の説明

３０ 液晶表示装置、３２ アレイ基板、３４ 透光性基板、３６ 半導体層、３８ ゲート絶縁膜、４０ ゲート配線、４２ 保持容量配線、４４ 層間絶縁膜、４６ ドレイン配線、４６Ｂ 画素配置領域、４８ ソース電極、５０ 平坦化膜、５２ 画素電極、５４ 共通電極配線、５６ 共通電極中継用電極、５８ ＦＦＳ絶縁膜、６０ 共通電極、６１ スリット、６２ ブラックマトリクス、６４ 配向膜層、７０ 画素ＴＦＴ。

Claims (3)

1. 同一基板上に形成された画素電極と共通電極の間に電圧を印加し、配向膜層を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、
   前記配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、前記配向膜層の下層膜である電極層のパターンに対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、
   前記電極層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚と、断面において２０°以上６０°以下の傾斜角を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、配向膜層を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、
   前記配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、前記スリットの長辺に対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、
   前記上部電極層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚と、前記絶縁層に対し２０°以上６０°以下の傾斜角を有することを特徴とする液晶表示装置。
3. 同一基板上に絶縁層を介して形成された上部電極層と下部電極層について、いずれか一方を共通電極層に割り当て、他方を画素電極層に割り当て、前記上部電極層にスリットを形成して前記下部電極層との間に電圧を印加し、配向膜層を介して液晶分子を駆動する液晶表示装置であって、
   前記配向膜層は、５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下の膜厚を有し、前記スリットの長辺に対し０°以上１０°以下の角度でラビング処理がなされ、
   前記上部電極層は、膜厚ｔ（ｎｍ）が５０ｎｍ以上１００ｎｍの条件の下で、前記絶縁層に対する傾斜角θ（°）が、θ≦（−５．７１×１０^-6ｔ²＋１．４８×１０^-3ｔ−４．０６×１０^-2）^-1であることを特徴とする液晶表示装置。

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