(57)【要約】  画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置を提供する。 液晶表示装置１は、互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの対向面の間に配置された液晶層８と、第一の透明基板５ａの第二の透明基板５ｂとの対向面上に縞状に形成された第一の帯状透明電極３ａと、第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上に、第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２と、樹脂膜２２の窪み部２２ａに形成された逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂとを含む構成とする。
2010134386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板と、前記第一および第二の透明基板の対向面の間に配置された液晶層と、前記第一の透明基板の前記第二の透明基板との対向面上に縞状に形成された第一の帯状透明電極と、前記第二の透明基板の前記第一の透明基板との対向面上に、前記第一の帯状透明電極と直交する方向に縞状のブラックマスクを形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、前記ブラックマスクの間に対応する膜表面に逆台形の窪み部を有する透明性の樹脂膜と、前記樹脂膜の窪み部に形成された逆台形の第二の帯状透明電極とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶表示装置における第二の帯状透明電極の製造方法であって、前記第二の透明基板の前記第一の透明基板との対向面上に、前記第一の帯状透明電極と直交する方向に縞状のブラックマスクを形成した後、透明性の樹脂をオーバーコートすることにより、前記ブラックマスクの間に対応する表面に逆台形の窪み部を有する透明性の樹脂膜を形成し、その樹脂膜の窪み部に第二の帯状透明電極を形成し、逆台形の第二の帯状透明電極を得ることを特徴とする透明電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置および透明電極の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図２は、単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置の一例を示す垂直配向型液晶表示装置の断面図である。この垂直配向型液晶表示装置１は、液晶パネル２を含み、その液晶パネル２を用いて画像を表示する。【０００３】
液晶パネル２は、片側の板面にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等からなる第一の帯状透明電極３ａが形成され、その第一の帯状透明電極３ａ上に第一の配向膜４ａが形成され、その第一の配向膜４ａに対してラビング処理を施したガラス板等からなる第一の透明基板５ａと、同じく片側の板面にＩＴＯ等からなる第二の帯状透明電極３ｂが形成され、その第二の帯状透明電極３ｂ上に第二の配向膜４ｂが形成され、その第二の配向膜４ｂに対してラビング処理を施したガラス板等からなる第二の透明基板５ｂとが、例えばポリマー球６等をスペーサ材として、第一の配向膜４ａと第二の配向膜４ｂとが互いに対向するような向きに貼り合わされ、枠状のシール７により周辺が封じられて、パネル本体２ａが形成されている。この液晶パネル２の場合、下側の第一の透明基板５ａがバックライト（光源）側のリア基板５ａとされ、上側の第二の透明基板５ｂが表示面側のフロント基板５ｂとされており、透過型になっている。【０００４】
また、第一の透明基板５ａと第二の透明基板５ｂの間の空隙（セルギャップ）には、真空注入法や滴下法等により液晶が封入されて液晶層８が形成されている。この液晶パネル２の場合、液晶として負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ネガ型液晶）が用いられており、垂直配向型になっている。【０００５】
さらに、第一の透明基板５ａの液晶層８に接する側とは反対側の板面には第一の偏光板９ａが貼り付けられ、第二の透明基板５ｂの液晶層８に接する側とは反対側の板面には第二の偏光板９ｂが貼り付けられて、液晶パネル２が完成されている。【０００６】
図３は、垂直配向型液晶表示装置の単純マトリックス駆動の電極構造を示す図である。第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂのうち、例えば下側の第一の帯状透明電極３ａは、複数が横方向（水平方向）に平行して形成され、全体として横縞状パターンに形成されて、走査側駆動回路１０に接続される走査電極とされ、上側の第二の帯状透明電極３ｂは、複数が縦方向（垂直方向）に平行して形成され、全体として縦縞状パターンに形成されて、信号側駆動回路１１に接続される信号電極とされ、これら第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂによって単純マトリックス型の電極構造を構成している。液晶パネル２は、このような横方向および縦方向にそれぞれ平行して形成された第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの交点を１画素としている。言い換えると、液晶パネル２は、画素を格子状に配列し、その格子状に配列された画素に対して横方向および縦方向の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ａを配し、このうちの必要な横方向および縦方向の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ａを選択して電圧を印加する。これにより、選択された横方向および縦方向の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの交点にある画素の液晶層８（液晶セル）の液晶を駆動するものである。すなわち、液晶パネル２は、単純マトリックス型の電極構造を有して単純マトリックス駆動（デューティ駆動）を行うものである。ただし、表示画素数が多い場合、駆動は時分割のマルチプレックス駆動となる。【０００７】
図４は、垂直配向型液晶表示装置の偏光板の配置構造を示す図である。第一および第二の偏光板９ａおよび９ｂのうち、第一の偏光板９ａは、矢印９ａ'で示した方向の吸収軸を有し、第二の偏光板９ｂは、矢印９ｂ'で示した方向に吸収軸を有している。すなわち、第一の偏光板９ａおよび第二の偏光板９ｂは、それぞれの吸収軸９ａ'および９ｂ'が直交するように配置（クロスニコル配置）されており、液晶パネル２の表示モードは、ノーマリブラックになっている。【０００８】
図５は、垂直配向型液晶表示装置の駆動を説明するための図であり、（ａ）は非駆動状態の図、（ｂ）は駆動状態の図である。液晶パネル２は、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に電圧が印加されていない非駆動状態では、図５（ａ）に示すように、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂに挟まれた液晶層８（液晶セル）中の液晶分子８ａは、第一および第二の配向膜４ａおよび４ｂの作用により、分子長軸方向が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに垂直な光軸に略揃って配向されるが、配向方向を制御するため等により僅かに傾き（プレチルト）を設けて配向され、ここを通過する光の偏光状態はほとんど変化しなくなる。このため、液晶パネル２のバックライト側の第一の偏光板９ａを透過した光（直線偏光）がほとんどそのまま液晶パネル２の表示面側の第二の偏光板９ｂに入射されてそこでほとんどが遮断又は吸収され、暗い表示（黒表示）となる。【０００９】
これに対して、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に電圧が印加されている駆動状態では、図５（ｂ）に示すように、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂに挟まれた液晶層８中の液晶分子８ａは、その負の誘電率異方性によって電界に対して略直交する方向、すなわち、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに対して略平行に配向し、ここを通過する光の偏光状態を変化させる。このため、液晶パネル２のバックライト側の第一の偏光板９ａを透過した光は、偏光状態を変えて液晶層８を出射するため、液晶パネル２の表示面側の第二の偏光板９ｂの吸収軸９ａ'と直交する透過軸の偏光成分が多くなり、明るい表示（白表示）となる。【００１０】
ここで、液晶に直流は有害であり、液晶に直流を印加し続けると液晶物質は劣化する。また、用いられている負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ネガ型液晶）は所定電圧以下の比較的低い電圧でも配向の乱れを生ずるので、隣接する画素に対する信号漏れ電流等により画素が駆動され（クロストークと呼ばれる）、コントラストが悪化する。このことから、垂直配向型液晶表示装置１の駆動においては、直流成分を除くために、印加信号を一定の周期ごとに反転させている。また、クロストークを防止するために、非選択の画素に対しても液晶が駆動される臨界電圧（閾値）以下の所定のオフ電圧が印加されている。【００１１】
このように垂直配向型液晶表示装置１は、互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと、第一の透明基板５ａの第二の透明基板５ｂとの対向面上に平行に配置された第一の帯状透明電極３ａおよび第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上に第一の帯状透明電極３ａとは直交する方向で平行に配置された第二の帯状透明電極３ｂと、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの前記対向面の間に配置されるとともに、負の誘電率異方性を有し、液晶分子８ａの配向が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに対して略垂直の液晶からなり、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に所定の閾値電圧以上の電圧を印加すると、液晶分子８ａの配向が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに対して略平行になる液晶層８と、第一の透明基板５ａの第二の透明基板５ｂの対向面とは反対側の面上に配置された所定方向に吸収軸９ａ'を有する第一の偏光板９ａおよび第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面とは反対側の面上に配置され、第一の偏光板９ａの吸収軸９ａ'と直交する方向の吸収軸９ｂ'を有する第二の偏光板９ｂとを含み、単純マトリックス駆動（デューティ駆動）を行うものである。【００１２】
図６は垂直配向型液晶表示装置の配向膜、スペーサ材、シール、液晶層、偏光板等の構造は省略した概略断面図であって、（ａ）は従来の第一および第二の帯状透明電極の形状を示す図、（ｂ）は（ａ）の従来の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す図である。一般的に、このような垂直配向型液晶表示装置１に使用される第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂは、図６（ａ）に示すように、点線で囲った電極端部が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの対向面に対してテーパー形状になっており、電極全体では第一および第二の帯状透明基板５ａおよび５ｂの対向面を底辺とする台形になっている。【００１３】
このような台形の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂでは、これら第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に印加されたオフ電圧によって生ずる電界は、図６（ｂ）の実線の矢印で示すように、画素中の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの中央部（画素中央部）では、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと垂直な方向に略平行して揃うが、画素中の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの端部（画素周辺部）では、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに垂直な方向に略平行して揃わず斜め電界となり、この斜め電界によって非選択の画素中の液晶分子８ａの配向に乱れを生ずるので、図６（ｂ）の白抜きの矢印で示すように、非選択の画素周辺部で光漏れが生じてＯＦＦ透過率が高くなり、コントラストが低下する。【００１４】
これを解決するため、例えば特許文献１に記載されているように、第二の帯状透明基板の第一の透明基板との対向面で第二の透明電極がない部分にブッラクマスクを設け、このブラックマスクで第二の透明電極のテーパー形状の端部を覆い、非選択の画素周辺部の光漏れを防止してコントラストを向上させる技術が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開平５−２１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上記従来技術では、ブラックマスクで第二の透明電極のテーパー形状の端部を覆うため、その分画素の表示に寄与する面積が小さくなり、すなわち、画素の開口率が小さくなり、表示が暗くなるという問題を招く。【００１７】
本発明の目的は、画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置および透明電極の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するため本発明の液晶表示装置は、互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと、前記第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの対向面の間に配置された液晶層８と、前記第一の透明基板５ａの前記第二の透明基板５ｂとの対向面上に縞状に形成された第一の帯状透明電極３ａと、前記第二の透明基板５ｂの前記第一の透明基板５ａとの対向面上に、前記第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、前記ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２と、前記樹脂膜２２の窪み部２２ａに形成された逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂとを含むことを特徴とする。【００１９】
また、本発明の透明電極の製造方法は、上記本発明の液晶表示装置における第二の帯状透明電極３０ｂの製造方法であって、前記第二の透明基板５ｂの前記第一の透明基板５ａとの対向面上に、前記第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後、透明性の樹脂をオーバーコートすることにより、前記ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明な樹脂膜２２を形成し、その樹脂膜２２の窪み部２２ａに第二の帯状透明電極３０ｂを形成し、逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂを得ることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の液晶表示装置および透明電極の製造方法によれば、従来台形であった第二の帯状透明電極を逆台形化することにより、非選択の画素周辺部での斜め電界発生を抑制してこの斜め電界による非選択の画素中の液晶分子の配向に乱れを抑制することができ、しかも、第二の帯状透明電極の背面側の間にブッラククマスクを配置しながら第二の帯状透明電極の逆台形化を実現しており、結果として、画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを逆台形の第二の帯状透明電極とブラックマスクの両方でより確実に抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置および透明電極の製造方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置を示す概略断面図であって、（ａ）は第一および第二の帯状透明電極の形状を示す概略断面、（ｂ）は（ａ）の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す概略断面図である。
【図２】単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置の一例としての垂直配向型液晶表示装置の断面図である。
【図３】図２の垂直配向型液晶表示装置の単純マトリックス型の電極構造を示す図である。
【図４】図２の垂直配向型液晶表示装置の偏光板の配置構造を示す図である。
【図５】図２の垂直配向型液晶表示装置の駆動を説明するための図であって、（ａ）は非駆動状態の図、（ｂ）は駆動状態の図である。
【図６】図２の垂直配向型液晶表示装置の概略断面図であって、（ａ）は従来の第一および第二の帯状透明電極の形状を示す概略断面、（ｂ）は（ａ）の従来の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明にかかる単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置を示す概略断面図であって、（ａ）は第一および第二の帯状透明電極の形状を示す概略断面、（ｂ）は（ａ）の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す概略断面図である。なお、図１に示す表示装置は、第二の透明電極の構造およびその製造方法に特徴を有し、それ以外の構造は図４に示した垂直配向型液晶表示装置と同じであるので、同じ構造部分には同じ符号を付して詳しい説明は省略する。また、図１において配向膜４ａ，４ｂ、スペーサ材６、シール７、液晶層８、偏光板９ａ，９ｂ等の構造は図６と同様に省略した。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、本実施の形態による垂直配向型表示装置２０の第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上には、第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２を設け、その樹脂膜２２の窪み部２２ａに第二の帯状透明電極３０ｂを形成してある。この第二の帯状透明電極３０ｂの電極端部は、窪み部２２ａの端部形状（逆テーパ形状）に沿い、この結果、第二の帯状透明電極３０ｂは、従来の台形の第二の帯状透明電極３ｂとは異なり逆台形になる。また、この第二の帯状透明電極３０ｂは、複数が第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面（樹脂膜２２の膜表面）に第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に平行して形成されるので、全体として縞状パターンに形成される。
【００２４】
なお、第二の配向膜４ｂは、第二の帯状透明電極３０ｂによって窪み部２２ａが埋められて平坦化された樹脂膜２２の膜表面に形成される。
【００２５】
かかる逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂの製造方法の一例を説明すると、先ず、第一工程として、第二の透明基板５ｂの片側の板面上に第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成する。このブラックマスク２１は、例えば第二の透明基板５ｂの片側の板面全面に感光性のブラックマスク材料を所定の厚みで塗布し、その後フォトエッチングプロセスにより所定の形状（縞状パターン）に形成する。
【００２６】
次に、第二の工程として、第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上に透明性の樹脂（塗料）を所定の厚みでオーバーコートすることにより、ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２を形成する。ここで、窪み部２２ａを形成するためのブラックマスク２１と樹脂膜２２の厚みの比率は１：２〜１：５、窪み部２２ａの深さは０．１〜０．５μｍを目標とする。
【００２７】
最後に、第三の工程として、樹脂膜２２の膜表面にある窪み部２２ａに第二の帯状透明電極３０ｂを形成する。この第二の帯状透明電極３０ｂは、樹脂膜２２の膜表面全面に蒸着又はスパッタリングにより成膜し、その後フォトエッチングプロセスにより所定の形状（縞状パターン）に形成する。
【００２８】
これにより、前述したとおり、第二の帯状透明電極３０ｂの点線で囲った電極端部は、窪み部２２ａの端部形状（逆テーパ形状）に沿い、この結果、第二の帯状透明電極３０ｂは、従来の台形の第二の帯状透明電極３ｂとは異なり逆台形になる。また、この第二の帯状透明電極３０ｂは、複数が第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面（樹脂膜２２の膜表面）に第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に平行して形成されるので、全体として縞状パターンに形成される。
【００２９】
こうして、本実施の形態による垂直配向型表示装置２０では、従来台形であった第二の帯状電極３ａを逆台形化することにより、第二の帯状透明電極３０ｂの液晶層８側の表面が端から端まで第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと平行な平面内に配置され、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３０ｂの間に印加されたオフ電圧によって生ずる電界は、図１（ｂ）の実線の矢印で示すように、画素中の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの中央部（画素中央部）でも端部（画素周辺部）でも、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと垂直な方向に略平行して揃うようになる。
【００３０】
したがって、非選択の画素周辺部での斜め電界発生を抑制してこの斜め電界による非選択の画素中の液晶分子８ａの配向に乱れを抑制することができ、しかも、第二の帯状透明電極３０ｂをこの背面側の間にブッラククマスク２１を配置しながら逆台形化を実現しており、結果として、画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂとブラックマスク３１の両方でより確実に抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置および透明電極の製造方法を提供することが可能となる。
【００３１】
なお、本実施の形態による垂直配向型表示装置２０では、表示面側のフロント基板側にブラックマスク、樹脂膜、逆台形の第二の透明電極を形成したが、これらはバックライト側のリア基板に形成してもよく、また、表示面側のフロント基板とリア基板の両方に形成してもよい。本発明は本実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができるものである。
【符号の説明】
【００３２】
１  垂直配向型液晶表示装置
３ａ  第一の帯状透明電極
３０ｂ  第二の帯状透明電極
５ａ  第一の透明基板
５ｂ  第二の透明基板
８  液晶層
２１  ブラックマスク
２２  樹脂膜
２２ａ  窪み部
【図１】
2010134386.tif 000003
【図２】
2010134386.tif 000004
【図３】
2010134386.tif 000005
【図４】
2010134386.tif 000006
【図５】
2010134386.tif 000007
【図６】
2010134386.tif 000008
【国際調査報告】
2010134386.tif 000009
2010134386.tif 000010