JPH11174462A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH11174462A JPH11174462A JP33620897A JP33620897A JPH11174462A JP H11174462 A JPH11174462 A JP H11174462A JP 33620897 A JP33620897 A JP 33620897A JP 33620897 A JP33620897 A JP 33620897A JP H11174462 A JPH11174462 A JP H11174462A
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- insulating film
- crystal display
- electrode wiring
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Abstract
電界駆動方式の液晶表示素子の画像品質を向上すること
を課題とする。 【解決手段】 マトリックス状に配置された複数の電極
配線の交差点に柱状の絶縁膜11が設けられ、液晶分子
の配列方向を制御する配向膜層が設けられた第一のガラ
ス基板1と、表面に液晶分子の配列方向を制御する配向
膜層が形成された第二のガラス基板9とを、前記柱状の
絶縁膜11によって間隙を保持して貼り合せ、内部に液
晶層8を配置し、前記複数の電極配線の画素電極配線6
と共通電極配線3間に前記第一のガラス基板1の主平面
にほぼ平行な電界を発生させることによって光学特性を
制御するようにした液晶表示素子において、マトリック
ス状に配置された複数の電極配線の各交差点に設けられ
る柱状の絶縁膜11の断面形状がラビング方向(矢印方
向)に平行な側面11aを有して形成される。
Description
どの平面ディスプレイとして用いることのできる液晶表
示素子のアクティブマトリックスアレイ基板に関するも
のである。
カメラのビューファインダーやポケットTVさらには高
精細投写型TV、パソコン、ワープロなどの情報表示端
末など種々の分野で応用されている。
スタ(TFT)を用いたアクティブマトリックス型方式
のTN(Twisted Nematic)液晶表示装置は大容量の表
示を行っても高いコントラストが保たれるという大きな
特徴をもち、ラップトップパソコンやノートパソコン、
さらには、エンジニアリングワークステーション用の大
型・大容量フルカラーディスプレイとして開発が盛んで
ある。
晶表示素子において、広く用いられている液晶表示モー
ドに、TN(ツイステッド・ネマティック)方式があ
る。このTN方式は液晶層を狭持する電極基板間で液晶
分子が90゜捻れた構造をとるパネルを、2枚の偏光板
により挟んだものである。
交し、一方の偏光板はその偏光軸が一方の基板に接して
いる液晶分子の長軸方向と平行か垂直になるように配置
され、電圧無印加の場合は白表示であるが、2枚の基板
間すなわち液晶パネルに対して垂直方向に電圧を印加し
ていくと、徐々に光透過率が低下して黒表示となる。
パネルに電圧を印加すると液晶分子は捻れ構造をほどき
ながら電界の向きに配列しようとし、このために分子の
配列状態が変化し、偏光状態が変わり、光の透過率が変
調されるからである。
に入射してくる光の入射方向によっては透過光の偏光状
態が変化するので、入射方向に対応して光の透過率は異
なってくる特性を有する。すなわち液晶パネルは視角依
存性を有する。
層における液晶分子の長軸方向)に対し視点を斜めに傾
けると輝度の逆転現象を引き起こし画質の変化原因とな
るため、液晶パネルの画質上重要な課題となっている。
種の方式が提案され、開発されてきている。中でも近年
特に注目されている方式として、TN型液晶表示方式の
ように基板垂直方向に電界を印加するのではなく、液晶
に印加する方向をガラス基板に対してほぼ平行な方向と
し、液晶分子の配列の方向をガラス基板に対して平行な
平面上で制御するIPS(イン・プレーン・スイッチン
グ)方式があり、例えば特公昭63−21907や特開
平6−160878により提案されている。
の基本的な断面構成図を示す。図5において、1は第一
のガラス基板、2は走査電極配線を示している。3は走
査電極配線2の形成と同時に走査電極配線2と同一層に
形成された共通電極配線、4は絶縁層でSiNxまたは
SiNxを含む積層構造が一般的によく用いられてい
る。
同時に形成された画素電極配線である。7はスイッチン
グ素子部であり、半導体層としてa−Siが主に用いら
れている。8は液晶層、9は対向する第二のガラス基板
で、図の輻輳をさけるためその一部を示している。
通電極配線3に印可される電圧と、スイッチング素子7
を介して信号電極配線5から画素電極配線6に供給され
た画素電圧との間で基板1にほぼ平行に発生する電界に
よって制御される。
晶分子の平面内での動きによる複屈折率の変化によって
直線偏光を制御するモードであり、従来のTN方式に比
較して、液晶パネルのギャップに対する光学特性の変化
の依存性が大きく、約0.1μm以下の精度でギャップ
を制御する必要がある。
として広く実用化されている方式は、小球状のスペーサ
をガラス基板上に分散し、対向するガラス基板と貼り合
せる方法である。
や分散密度、圧力などによって決定されるが、ギャップ
精度を高めるためには、スペーサの分散密度を高くして
いくことが必要となる。
増加していくと、スペーサ周辺の液晶分子の配向乱れに
よって生じる微少な光り抜けが無視できなくなり、画
質、特にコントラストの低下を引き起こす原因となる。
として、例えば、図6に示すように、一方のガラス基板
1上に形成された各種配線PX、PYの各交差部分P…
Pに絶縁性の樹脂ブロックを柱状に形成しこれをスペー
サ10とすることによって画素内にスペーサのないパネ
ルを実現しようとする方法が提案されている(例えば特
開平3−89320号公報)。
られるスペーサ10の高さが一般的な液晶パネルのギャ
ップである約4〜5μmとされ、かつその断面形状はそ
の製法の特質上電極配線PX、PYに整列した、図示の
ような正方形又は長方形とならざるを得ないため、液晶
分子の配向方向を制御するためのラビングプロセス時、
スペーサ10の突起の影響による液晶の配向方位のズ
レ、それによって発生する表示上のムラなどが問題とな
る。
板に対し偏角θとする場合があり、このような条件でラ
ビングを行なうと、ラビング布の毛羽立ち繊維がスペー
サ10の角10Aで振り分けられ、縦横幅a、bに対し
asinθ+b/cosθ=β(>b)の幅に分断されるの
で、矢印で示すように配向方向に乱れが生じ、しかも幅
bより広い幅βに乱れが及ぶので、前述した微少な光り
抜けが有効に防止できなくなる問題があった。
によって光学特性を制御しているので、配向方位の微少
なズレに対する光学特性変動の依存性が大きく、表示上
の影響を受けやすいという問題がある。
方式のギャップ形成、及び配向に対する上記した課題を
改善できる、液晶パネルの新しい構成を提供することに
ある。
め、請求項1の液晶表示素子は、マトリックス状に配置
された複数の電極配線の交差点に柱状の絶縁膜が設けら
れ、液晶分子の配列方向を制御する配向膜層が設けられ
た第一のガラス基板と、表面に液晶分子の配列方向を制
御する配向膜層が形成された第二のガラス基板とを、前
記柱状の絶縁膜によって間隙を保持して貼り合せ、内部
に液晶層を配置し、前記複数の電極配線のうち画素電極
と共通電極配線間に前記第一のガラス基板の主平面にほ
ぼ平行な電界を発生させることによって光学特性を制御
するようにした液晶表示素子において、マトリックス状
に配置された複数の電極配線の各交差点に設けられる柱
状の絶縁膜の断面形状がラビング方向に平行な側面を有
して形成されたことを特徴とするものである。
の絶縁膜の側面に沿ってラビング方向に平行に移動する
ため、ラビングの乱れが非常に少なくなり、スペーサに
よって画素内に生じていたスペーサ周辺の液晶の配向乱
れによる微少な光抜けを解消することができ、コントラ
スト度の高い、表示均一性の優れた画質を実現すること
ができる。
の液晶表示素子において、柱状の絶縁膜の平面形状が、
第一のガラス基板の液晶層の配向方向に一致した辺を有
する四角形であることを特徴とするものである。
維は、絶縁膜によって振り分けられることなくそのまま
絶縁膜上を乗り越えていってしまうので、柱状絶縁層に
よるラビング布の毛足の乱れとそれによって生じる配向
方位のズレをさらに大幅に改善することができる。
ける絶縁膜が、複数の小円筒状の突起物が等間隔で、ラ
ビング方向に対してほぼ直角に一列に配列した形状であ
ることを特徴とするものである。
櫛で髪をすくような相対関係となって移行するので、ラ
ビングの乱れは非常に少なくできる。請求項4の液晶表
示素子は、請求項1、2又は3に記載の柱状の絶縁膜
が、感光性のアクリル系樹脂より形成されていることを
特徴とするものである。
形出来るので、ラビング方向に規制さりた形状の柱状絶
縁膜が容易に割正確に成形できる。
子の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳
細に説明する。 (実施形態1)図1、図2は、本発明に関わる第一の実
施形態の液晶表示素子の薄膜トランジスタアレイ基板の
平面構成の概略図、およびその断面構成の概略図を示し
たものである。
上に形成された走査電極配線、共通電極配線を示してお
り、本実施例では、上記両電極配線2、3は、同一の平
面状に、アルミニウムを主成分とする金属薄膜を成膜
し、図に示す形状をフォトリソグラフィー法によって形
成した。
材料が望ましいが、特にアルミニウム系金属に限定する
必要はなく、また単層膜、多層膜を用いても良い。次
に、絶縁膜4として、上記アルミニウム膜の陽極酸化層
と窒化シリコン(SiNx)、半導体層としてのアモル
ファスシリコンを積層したのち、前記第一の共通電極配
線3上の陽極酸化層と窒化シリコンの層の一部分を取り
除き、その後スパッタリング法によって堆積させたアル
ミニウム/チタン(Al/Ti)の2層を堆積した後、
ドライエッチングによって信号電極配線5および画素電
極配線6をパターン形成した。
スタを示している。本実施例では、画素電極配線6の線
幅は5μmとした。また、画素電極配線6には、走査電
極配線2との間で付加容量10(図2)を形成した。付
加容量10は、それに対応する走電極査配線の1ライン
前との間で形成したが、1ライン後の走査電極配線、あ
るいは共通電極配線3との間で形成してもよく、特に限
定をするものではない。
コンを堆積し、前記付加容量10上に2つの柱状の絶縁
膜11を図に示すように四角形状に、かつ四角形の2辺
11aの方向が点線矢印で示すように液晶パネルのラビ
ング方向と一致するように形成した。
ル系樹脂を、パネルギャップに対応した所定の膜厚にな
るように塗布した後、フォトリソグラフィー法及び、エ
ッチングによって本発明の形状に加工して形成した。
m)とした。次に、本発明の構成の薄膜トランジスタア
レイ基板を、図3に示すように前記画素電極配線6及び
共通電極配線3の長手方向に対してθ=10°の角度で
ラビングし、光斜光層(ブラックマトリックス)、赤、
緑、青のカラーフィルタを形成してなる第2のガラス基
板9を同様に配向処理し貼り合せた後、液晶8を注入し
てパネルを作成した。
定した結果、3.2(μm)±0.05(μm)であ
り、極めて均一性のよいパネルを実現することができ
た。これは、図3に矢印で示すように、ラビング布の毛
羽立ち繊維は、柱状の絶縁膜11に対して真正面から接
近し通過するため、毛羽立ち繊維は柱状の絶縁膜11の
正面側11bにそのまま乗り越えて行き、側面11aの
繊維は正面側繊維から側圧を受けることなくラビング方
向の姿勢を保ったまま通過するためである。
なっていた、柱状の絶縁層近傍での配向方位乱れによる
表示ムラ、コントラストの低下も発生せず、本実施例の
柱状形状とすることによって、パネル全面にわたって、
コントラスト比>300:1という優れたコントラスト
比を実現できた。 (実施形態2)次に、本発明に関わる第二の実施形態の
液晶表示素子を詳細に説明する。
液晶表示素子の薄膜トランジスタアレイ基板の平面構成
の概略図を示したものである。走査電極配線、信号電極
配線、共通電極配線、画素電極、薄膜トランジスタ部は
実施の形態1と同じである。
すように、付加容量10上に、複数の小円柱上の突起1
1A…11Aを一列に等間隔で配置した。形成方法は、
実施例1と同様で、感光性のアクリル系樹脂を、パネル
ギャップに対応した所定の膜厚になるように塗布した
後、フォトリソグラフィー法及び、エッチングによって
本発明の形状に加工した。
て、ギャップの面内分布を測定した結果、実施例1と同
様、バラツキとして±0.05(μm)未満であり、均
一性の良いパネルが実現できた。また、コントラスト比
も、パネル全面にわたって>300:1を確認できた。
し、柱状の絶縁膜のラビング方向に対する投影面積が極
めて細く、丁度髪の毛に対する櫛の歯のような関係とな
ってラビング布の乱れがむしろ抑えられる関係となるた
めである。
子は、広視野特性を実現できる横電界表示方式におい
て、従来の構成において課題であるギャップ均一性およ
び配向性の確保を同時に実現できる。これにより、広視
野で表示均一性に優れた、高品質の液晶表示素子を実現
することができる。
ランジスタ基板の構成を示す平面図である。
ランジスタ基板の構成を示す断面図である。
ランジスタ基板の構成を示す平面図である。
構成の概念を示す斜視図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】マトリックス状に配置された複数の電極配
線の交差点に柱状の絶縁膜が設けられ、液晶分子の配列
方向を制御する配向膜層が設けられた第一のガラス基板
と、表面に液晶分子の配列方向を制御する配向膜層が形
成された第二のガラス基板とを、前記柱状の絶縁膜によ
って間隙を保持して貼り合せ、内部に液晶層を配置し、
前記複数の電極配線の画素電極と共通電極配線間に前記
第一のガラス基板の主平面にほぼ平行な電界を発生させ
ることによって光学特性を制御するようにした液晶表示
素子において、マトリックス状に配置された複数の電極
配線の各交差点に設けられる柱状の絶縁膜の断面形状が
ラビング方向に平行な側面を有して形成されたことを特
徴とする液晶表示素子。 - 【請求項2】柱状の絶縁膜の平面形状が、第一のガラス
基板の液晶層の配向方向に一致した辺を有する四角形で
あることを特徴とする請求項1項に記載の液晶表示素
子。 - 【請求項3】絶縁膜が、複数の小円筒状の突起物が等間
隔で、ラビング方向に対してほぼ直角に一列に配列した
形状であることを特徴とする請求項1又は2に記載の液
晶表示素子。 - 【請求項4】柱状の絶縁膜が、感光性のアクリル系樹脂
より形成されていることを特徴とする請求項1、2又は
3に記載の液晶表示素子。
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1997
- 1997-12-08 JP JP33620897A patent/JP3522095B2/ja not_active Expired - Lifetime
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