JP3303337B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スイッチング素子、特
にMIM素子に好適に適用できる構造の改良に関するも
ので、特にラビングにより引きずられたゴミからスイッ
チング素子が破壊されるのを防ぎ、液晶ディスプレイの
生産歩留まりを向上させるものである。
【0002】
【従来の技術】まず、MIM素子の定義をしておく。こ
れは、アクティブマトリクス液晶ディスプレイ駆動用の
画素毎に形成されるアクティブ素子に分類される。Me
talーInsulatorーMetalの構成で、電
気特性の非線形性は双方向ダイオードに良く似た特性を
示すものである。
【0003】ここで、以下の説明から、MIM素子の下
電極側ヒゲ状突起パターンのことをヒゲラインと記述す
る(但し、課題を解決するための手段を除く)。
【0004】従来のMIMの基本プロセスは以下の構成
となる。
【0005】(1)まずTa金属を成膜して信号ライン
電極とMIM素子の下電極側ヒゲラインを一体にパター
ン形成する。
【0006】(2)次にTa金属パターンを陽極酸化し
て絶縁膜を形成する。
【0007】(3)次にCr極薄膜とITO薄膜の2層
膜を成膜し、MIM素子の反対側電極と画素透明電極を
一体としたパターンを形成する。
【0008】従来のMIM素子構造平面図を図3に示
す。ここで、信号ライン電極1に対してMIM素子下電
極側ヒゲラインが10に示すごとく垂直に引き出されて
いる。また、Cr極薄膜とITO薄膜の2層膜パターン
4が反対側電極と画素透明電極の両方の役目を果たして
いる。MIM素子部分は3の領域である。
【0009】図4が本発明のMIM素子構造断面図であ
り、11が下電極、12が下電極の陽極酸化により形成
された絶縁膜、13は反対側電極部、14はガラス基板
である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】液晶パネルの表示特性
のうち視野角の上下方向及び左右方向のバランスをとる
必要性があり、TN型液晶の場合、一般的にラビング方
向が図3の矢印5で示すごとく斜め約45度となる。
【0011】この場合に、従来のMIM素子構造断面図
図4に示すように、ラビングにより引きずられたゴミ8
が矢印9の方向に移動し、MIM素子の側面部であるテ
ーパー領域7に度当たりする。これにより、テーパー領
域を破損させ、画素欠陥を発生させて生産歩留まり低下
を引き起こすことになる。
【0012】本発明の目的は、ラビングにより引きずら
れたゴミにより破壊されにくいMIM素子構造を提供し
て、画素欠陥を現象させ、MIM液晶ディスプレイの生
産歩留まりを向上させることにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、以下の2項目の内容を特徴とする。
【0014】信号電極、前記信号電極に接続するスイッ
チング素子及び前記スイッチング素子に接続する画素電
極を基板上に具備する液晶表示装置において、前記信号
電極からは前記スイッチング素子に接続される突起パタ
ーンが延びており、前記画素電極と前記突起パターンの
先端との間には金属薄膜パターンが設けられており、前
記金属薄膜パターンは、前記スイッチング素子より前記
ラビング方向の上流に位置し、且つ前記ラビング方向に
対して前記スイッチング素子よりも幅広に形成されてな
ることを特徴とする。
【0015】上記構成において、前記突起パターンは所
定方向に延びており、前記所定方向と前記基板のラビン
グ方向とのなす角度が10度以内であると好ましく、ま
た、前記金属薄膜パターンは、前記スイッチング素子を
囲むように形成されてなると好ましく、更には、前記突
起パターンにより形成される段差と、前記金属薄膜パタ
ーンにより形成される段差とがほぼ同等であると好まし
い。
【0016】
【作用】現状のスイッチング素子構造では、スイッチン
グ素子の下電極側ヒゲラインの膜厚は陽極酸化された絶
縁膜も含めて4000Å程度ある。このヒゲラインの段
差が大きいために、ラビングで引きずられたゴミがヒゲ
ラインの側面のテーパー部に度当たりした時の、ヒゲラ
インのダメージは大きい。ダメージを受ける位置がちょ
うどMIM素子部であったならば、MIM素子が破壊さ
れることになる。
【0017】本発明ではヒゲラインと同等の段差の孤立
パターンを、スイッチング素子をコの字状に囲む形状配
置とするかまたはスイッチング素子の近傍でスイッチン
グ素子からラビング方向に沿った場所に配置することに
より、該孤立パターンがスイッチング素子に向かって移
動しているゴミをせき止める防波堤の役目を果たす。
【0018】また、スイッチング素子の下電極側ヒゲラ
インをラビング方向に10度以内の角度に配置すること
により、下電極側ヒゲラインの伸びている方向をラビン
グで引きずられたゴミの移動方向とほぼ同じにする。故
にヒゲラインの側面のテーパー部をゴミが横切ることは
ないため、スイッチング素子を破壊する確率が格段に小
さくなる。
【0019】以上から、スイッチング素子まで引きずら
れてくるゴミを低減させる作用と、ゴミがスイッチング
素子まで移動してきても、ゴミで引っかかれてダメージ
を受け易い側面のテーパー部を横切ることがないため、
スイッチング素子が破壊されにくくなる。以上のこと
が、回転ラビング方式の場合及びコスリラビングの場合
の両方にあてはまる。
【0020】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図1の本発明のM
IM素子構造平面図と図2の本発明のMIM素子構造斜
視図に従って説明する。
【0021】図1において、MIM素子側ガラス基板の
パネル組立工程時におけるPIなどの配向膜のラビング
をする方向は、以下に述べる理由により一般的に液晶パ
ネル表示画面の斜め約45度となる。
【0022】理由・・・・・TN型液晶ディスプレイの
場合には、表示特性で重要な項目である視野角が上下基
板の配向方向と密接に関係している。上下方向の視野角
のバランス及び左右方向のバランスを良くするためのM
IM素子側ガラス基板のラビング方向は、斜め約45度
近辺が最適となる。
【0023】ここで、この斜めのラビング方向5に対し
て斜め引き出しMIM素子下電極側ヒゲライン2を平行
になる向きとするのが、本発明の一番重要なところであ
る。このヒゲラインの金属材料にはTaを使用してい
る。さらに、ヒゲラインと同じTaでラビング防波堤孤
立パターン6を、MIM素子をコの字状に囲む形状配置
とする。このラビング防波堤用孤立パターン6について
は、図2の本発明のMIM素子構造斜視図のラビング防
波堤用パターン(その2)15で示されるようにMIM
素子の近傍でMIM素子からラビング方向に沿った場所
に配置する構成でもよい。
【0024】ヒゲライン2につながるTaの下電極パタ
ーンを陽極酸化して絶縁膜を形成し、その後Cr極薄膜
とITO薄膜の2層膜パターン4を成膜パターニングす
ることにより、MIM素子部ができあがる。2層膜パタ
ーン4とヒゲライン2のクロスするところがMIM素子
部3であり、交差角度を垂直となるように構成する。こ
こで、2層膜パターン4は、MIMプロセスの合理化の
ために、フォトパターニング工程を1回減らす目的で2
層膜にしているが、MIM素子近傍と画素電極のそれぞ
れの薄膜材料を変えて各々をフォトパターニングするM
IM構造も現在実用化されている。以上が、画素も含む
MIM素子の基本的な構成である。
【0025】図2が、MIM素子近傍を拡大し、本発明
のMIM構造を立体的に示したものである。ラビングで
引きずられたゴミ8は移動方向9の方向に移動する。ゴ
ミが最初に遭遇するのがラビング防波堤用孤立パターン
6であり、ほとんどのゴミはここで遮られて先へ進めな
い。すなわち、MIM素子まで到達できない。しかしな
がら、1部のしぶといゴミはラビング防波堤用孤立パタ
ーン6を乗り越えてMIM素子部3を含むヒゲライン2
に到達する。ここで、このしぶといゴミは最初にヒゲラ
イン2の先端にぶつかり、その直後にヒゲライン2に乗
り上げる。この段階でゴミの運動エネルギーの大部分が
消費され、ヒゲライン2の先端もかなりの損傷を受ける
ことになる。しかし、ヒゲライン先端はMIM素子とは
関係ない領域であり、MIM素子には影響ない。ここ
で、一番重要なことは、ゴミがぶつかれば損傷が著しい
部分であるMIM素子のテーパー領域7が、ゴミの移動
方向に対して真横を向いているため、ゴミがぶつかるこ
とがないということである。
【0026】
【発明の効果】以上述べたことを、効果という点で整理
すると以下となる。
【0027】液晶パネル組立におけるラビング工程は、
現在回転ラビングとこすりラビングの2方式に絞られる
が、いずれの場合も基板上にゴミが乗っている場合に
は、そのゴミをラビングで引きずり、スイッチング素子
部分にゴミをぶつけて素子破壊を引き起こす。本発明に
より、ラビング時にスイッチング素子にゴミが遭遇しに
くくなり、さらにゴミが遭遇してもスイッチング素子の
ウイークポイントであるテーパー領域からゴミがぶつか
ることがないため、スイッチング素子のラビングによる
破壊の確率が格段に減少するものである。別の言い方を
すれば、ラビング方向の流れに逆らわないようにヒゲラ
イン2をラビング方向に合わせるという考え方により、
ヒゲライン2の上のスイッチング素子は、ラビングによ
る破壊から救われるのである。さらに、金属薄膜による
孤立パターン(実施例では、Taのラビング防波堤用孤
立パターン6)を、スイッチング素子をコの字状に囲む
形状配置とすることにより、スイッチング素子の両サイ
ドのテーパー領域7のうちどちらか一方において、Cr
極薄膜とITO薄膜の2層膜パターン4が断線した場
合、この孤立パターンでつながる。よって、断線により
発生する表示上の画素欠陥の冗長としても使えるため、
その効果は大きい。 故に、以上からアクティブマトリ
クス液晶ディスプレイの生産歩留まりが格段にアップす
るものであるため、その効果は絶大である。
【0028】
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例のMIM素子構造平面図。
【図2】 実施例のMIM素子構造斜視図。
【図3】 従来のMIM素子構造平面図。
【図4】 従来のMIM素子構造断面図。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】信号電極、前記信号電極に接続するスイッ
    チング素子及び前記スイッチング素子に接続する画素電
    極を基板上に具備する液晶表示装置において、 前記信号電極からは前記スイッチング素子に接続される
    突起パターンが延びており、 前記画素電極と前記突起パターンの先端との間には金属
    薄膜パターンが設けられており、 前記金属薄膜パターンは、前記スイッチング素子より前
    記ラビング方向の上流に位置し、且つ前記ラビング方向
    に対して前記スイッチング素子よりも幅広に形成されて
    なることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の液晶表示装置において、 前記突起パターンは所定方向に延びており、前記所定方
    向と前記基板のラビング方向とのなす角度が10度以内
    であることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2に記載の液晶表示装
    置において、 前記金属薄膜パターンは、前記スイッチング素子を囲む
    ように形成されてなることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 【請求項4】請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の
    液晶表示装置において、 前記突起パターンにより形成される段差と、前記金属薄
    膜パターンにより形成される段差とがほぼ同等であるこ
    とを特徴とする液晶表示装置。
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