(57)【要約】【課題】液晶分子の配向規制手段として絵素電極に開口形成された開口部における配向膜ハジキを防止することができる液晶表示装置を提供すること。【解決手段】走査配線１１と信号配線１２との交差部近傍にスイッチング素子１３が設けられ、スイッチング素子１３に接続された絵素電極１７を有する第１の基板１０と、この第１の基板１０に対向配置され、共通電極３３を有する第２の基板３０とを有し、これら基板間に液晶４０が封入されてなる液晶表示装置において、絵素電極１７は層間絶縁膜１６を介して設けられ、絵素電極１７における液晶側の面には配向膜２１が設けられ、更に絵素電極１７には複数の開口部１８が形成されると共に、この開口部１８内には浮島状の配向膜ハジキ防止部１９が、絵素電極１７を構成する材料と同じ材料で形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に接続された絵素電極を有する第１の基板と、この第１の基板に対向配置され、共通電極を有する第２の基板とを有し、これら基板間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、前記絵素電極は層間絶縁膜を介して設けられ、前記絵素電極における前記液晶側の面には配向膜が設けられ、更に前記絵素電極には複数の開口部が形成されると共に、この開口部内には浮島状の配向膜ハジキ防止部が、前記絵素電極を構成する材料と同じ材料で形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記配向膜ハジキ防止部は、前記開口部内に複数設けられてい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】
前記複数の開口部は、スリット形状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示品位に優れた垂直配向モードの液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コンピュータやテレビなどの家電製品の表示部として、液晶表示装置が広く用いられている。液晶表示装置には、２枚のガラス基板をシール材によって重ねて貼り合わせた後、シール材で区画された領域内に液晶が封入された液晶パネルが使われている。
【０００３】
このような液晶表示装置としては、負の誘電率異方性を有する液晶層を、一対の相互に対向するガラス基板間に配置して液晶分子を垂直に配向させるとともに、液晶層に電圧を印加した時に、液晶分子のガラス基板に対する傾斜方向を複数の方向に規制する垂直配向モードの液晶表示装置が実用化されている。
【０００４】
この垂直配向モードの液晶表示装置では、非駆動状態である電圧を印加しない状態において、液晶分子が一対の相互に対向するガラス基板面に対して垂直に配向するため、光は、その偏光面をほとんど変化することなく液晶層内を通過する。このため、垂直配向モードの液晶表示装置では、ガラス基板の上下に偏光板をクロスニコルに配置することにより、電圧を印加しない状態においてほぼ完全な黒色表示が可能になり、高コントラストな画像が得られる。
【０００５】
このような垂直配向モードの液晶表示装置においても、従来のＴＮモードの液晶表示装置と同様の視野角依存性の問題があるが、これを解決する方法が提案されている。表示における視野角特性を良くするためには、垂直方向に配向される液晶分子を、１絵素内において、垂直方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜する複数の領域を作ることが有効であることから、このような領域を作るために、配向膜に凸形状部を設けたり、絵素電極に開口部を設けたりすることが行われている。
【０００６】
図５は、垂直配向モードの液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図６は、図５のＢ−Ｂ線における断面図である。先ず、図６に示すように、この液晶表示装置の液晶パネル１００には、一対の相互に対向するガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルター基板）３０の間に、垂直方向に配向された液晶分子を有する液晶層４０が形成されている。下側のガラス基板１０上には、開口部１８を有する絵素電極１７がマトリクス状に形成され、上側のガラス基板３０の下には共通電極３３が形成されている。
【０００７】
図５に示すように、各絵素電極１７の周囲には、相互に平行となった各一対のゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが相互に直交するように形成されている。ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とは、その交差部において、ソースバスライン１２が上側、ゲートバスライン１１が下側になるように交差しており、交差部においてゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが電気的に絶縁されている。絵素電極１７のゲートバスライン１１とソースバスライン１２との交差部の一カ所には、ゲートバスライン１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１３が形成されている。
【０００８】
図６に示すように、絵素電極１７が設けられたガラス基板１０には、この絵素電極１７を覆うように下側配向膜２１が形成されている。また、共通電極３３がほぼ全面にわたって設けられたガラス基板３０には、この共通電極３３を覆うように上側配向膜３５が形成されている。これら配向膜２１，３５には、絹布等を用いて表面を所定の方向に擦るラビング処理が施される場合がある。ラビング処理を施すと、垂直配向に対して若干のティルト角を形成して液晶分子を配向させることができる。
【０００９】
図５に示すように、斜め方向に延びるスリット形状の開口部１８が、絵素電極１７に形成され、同じく斜め方向に延びるリブ状の凸形状部３４が、開口部１８の列間中央位置になるように共通電極３３の下側に形成されている。これらの液晶分子配向規制手段により、１絵素内において、液晶分子が垂直方向に対してそれぞれ異なる方向に傾斜する複数の領域が作られ、表示における視野角特性の向上が図られている。
【００１０】
このような配向規制手段である開口部１８を有する絵素電極１７は、通常、層間絶縁膜１６を介して設けられており、その絵素電極１７の上に下側配向膜２１が設けられている。一般的に、層間絶縁膜１６には感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料、絵素電極１７にはＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）材料、そして下側配向膜２１にはポリイミド材料が用いられる。
【００１１】
【特許文献１】特開２０００−４７２１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、一般的には、絵素電極１７上への下側配向膜２１のコーティングは、予め絵素電極１７上に界面活性剤２０を塗布してから行っている。これは、下側配向膜２１のコーティングに際し、ハジキや厚みむらが発生するのを抑えるためである。この界面活性剤２０は親水性のため、無機材料であるＩＴＯ材料には容易に接触し、化学的に強固に結合する。
【００１３】
しかしながら、図７（ｂ）に示されるように、絵素電極１７に開口形成されている開口部１８内において、下地となる層間絶縁膜１６が露出している部分では、その層間絶縁膜１６が有機材料の感光性アクリル樹脂であるため、界面活性剤２０が接触し難く、結合が弱いため、界面活性剤２０が十分に塗布されない。その結果、図７（ｃ）に示すように開口部１８近傍では、配向膜２１がはじかれてしまい、この部分における液晶分子の配向不良が生じてしまうという問題があった。更に、最悪の場合には、開口部１８近傍での配向膜２１ハジキがトリガーになって、１絵素単位で配向膜がはじかれ、１絵素単位での配向不良が生じてしまうという問題が発生していた。
【００１４】
そこで、本発明が解決する課題は、液晶分子の配向規制手段として絵素電極に開口形成された開口部における配向膜ハジキを防止することができる液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するため、本発明に係る液晶表示装置は、走査配線と信号配線との交差部近傍にスイッチング素子が設けられ、該スイッチング素子に接続された絵素電極を有する第１の基板と、この第１の基板に対向配置され、共通電極を有する第２の基板とを有し、これら基板間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、前記絵素電極は層間絶縁膜を介して設けられ、前記絵素電極における前記液晶側の面には配向膜が設けられ、更に前記絵素電極には複数の開口部が形成されると共に、この開口部内には浮島状の配向膜ハジキ防止部が、前記絵素電極を構成する材料と同じ材料で形成されていることを要旨とするものである。尚、本発明の構成要件である「浮島状」とは、開口部内において周囲の絵素電極から切り離されて配置された状態をいう。
【００１６】
この場合、前記配向膜ハジキ防止部は、前記開口部内に複数設けられていると良い。また、前記複数の開口部はスリット形状であると良い。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成を有する液晶表示装置によれば、層間絶縁膜を介して設けられた絵素電極における液晶側の面に配向膜が設けられ、更に前記絵素電極には複数の開口部が形成されると共に、この開口部内には浮島状の配向膜ハジキ防止部が、絵素電極を構成する材料と同じ材料で形成されていることにより、開口部内において、前述した界面活性剤との結合力が弱い層間絶縁膜の露出面積を、配向膜ハジキ防止部が縮小した上に、界面活性剤との結合力が強い絵素電極と同じ材料の面積が拡大されることで、配向膜がはじかれるのが防止される。また、絵素電極と同じ材料にしたことで、配向膜ハジキ防止部の形成を、絵素電極を形成する工程に含むことができ、工程数の増加が防止される。
【００１８】
この場合、前記配向膜ハジキ防止部は、前記開口部内に複数設けられている構成にすれば、開口部内のほぼ全面に配向膜ハジキ防止部を形成しなくても、配向膜ハジキが十分防止される上に、配向膜ハジキ防止部に用いられる材料の削減にもなる。また、前記複数の開口部はスリット形状であるという構成にすれば、広く利用されているスリット形状の開口部を有する絵素電極に適用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る液晶表示装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態である液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図、図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。図３は絵素電極の開口部位置への配向膜の形成の手順を示した図である。
【００２０】
この液晶表示装置の液晶パネル１には、図２に示すように、一対の相互に対向するガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルタ基板）３０の間に、垂直方向に配向された液晶分子を有する液晶層４０が形成されており、下側のガラス基板１０上には、絵素電極１７がマトリクス状に形成されている。
【００２１】
先ず、ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０について説明する。図１に示すように、各絵素電極１７の周囲には、相互に平行となった各一対のアルミニウム等からなるゲートバスライン１１とソースバスライン１２とが相互に垂直になるように形成されている。ゲートバスライン１１とソースバスライン１２とは、その交差部において、ソースバスライン１２が上側、ゲートバスライン１１が下側となるように交差しており、交差部においてゲートバスライン１１とソースバスライン１１とが電気的に絶縁されている。
【００２２】
絵素電極１７を取り囲む横方向に延びる一対のゲートバスライン１１の下側と、縦方向に延びる一対のソースバスライン１２の左側との交差部には、ゲートバスライン１１の一部であるゲート電極１１ａに接続されたスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）部１３が形成されている。
【００２３】
このゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは、同じ配線層（第１の配線層）に形成されている。つまり、ゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは同一の導電膜をパターニングすることにより形成されたものである。そして、ゲートバスライン１１及びゲート電極１１ａは、窒化シリコン等からなるゲート絶縁膜１４に覆われている（図２参照）。
【００２４】
ＴＦＴ１３位置のゲート絶縁膜１４の上には、アモルファスシリコン等からなる図示しない半導体層が、ゲート電極１１ａに重畳するように形成されている。そのゲート絶縁膜１４の上には、ＴＦＴ１３のソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂが形成されている。ソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂは、ゲート電極１１ａ上の半導体層の両側に相互に離隔して形成されている。ソース電極１３ａはソースバスライン１２に接続され、ドレイン電極１３ｂはコンタクトホール１５を介して絵素電極１７に接続されている。これらソースバスライン１２、ソース電極１３ａ及びドレイン電極１３ｂは、図２には示されないが、ゲート絶縁膜１４上の同じ配線層（第２の配線層）に形成されている。
【００２５】
そして、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３は、ゲート絶縁膜１４の上に形成された層間保護膜１６に覆われている。この層間絶縁膜１６は感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料からなり、ＴＦＴ１３や前述した第１及び第２の配線層（ゲートバスライン１１，ソースバスライン１２等）と絵素電極１７との間に配置されて、両導電体間を絶縁するものである（図２参照）。
【００２６】
層間絶縁膜１６の上には、各絵素領域毎に、絵素電極１７が形成されている。この絵素電極１７は例えばＩＴＯ（indium-tin oxide：インジウム酸化スズ）材料等の透明導電体により形成される。絵素電極１７は、層間絶縁膜１６に形成されたコンタクトホール１５を介してＴＦＴ１３のドレイン電極１３ｂに電気的に接続されている。
【００２７】
この絵素電極１７には、斜め方向に延びるスリット形状の開口部１８が開口形成されている。この開口部１８は前述したとおり視野角特性を向上させるためのものである。この実施の形態では、開口部１８が一つの絵素電極１７内で上下対称形となるように配置されている。尚、開口部１８の幅は約１０μｍとなっている。
【００２８】
そして、この開口部１８内には、浮島状に形成された配向膜ハジキ防止部１９が開口部１８の長手方向に複数並んで形成されている。これは、絵素電極１７の開口部１８内において下側配向膜２１が、前述した図７のように、はじかれるのを防止するためのものである。本実施の形態では、この配向膜ハジキ防止部１９も、絵素電極１７と同じＩＴＯ材料により形成されている。従って、この配向膜ハジキ防止部１９の形成を、絵素電極１７を形成する工程に含むことができ、工程数の増加が防止されている。
【００２９】
次に、ガラス基板（カラーフィルタ基板）３０について説明する。図２に示すように、ガラス基板３０の下にはブラックマトリクス３１が形成されている。このブラックマトリクス３１により、ガラス基板１０側のゲートバスライン１１、ソースバスライン１２及びＴＦＴ１３が形成された領域の外側の領域を遮光するようになっている。また、ガラス基板３０の下には、各絵素毎に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のうちのいずれか１色のカラーフィルタ３２が形成されている。この実施の形態では、水平方向に赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のカラーフィルタが順番に繰り返し並び、垂直方向には同色のカラーフィルタ並んでいる。
【００３０】
このカラーフィルタ３２の下には、各絵素共通の共通電極３３が形成されている。この共通電極３３も、ＩＴＯ材料等の透明導電体により形成されている。共通電極３３の下には、凸形状部３４が形成されている。凸形状部３４は、図１に示すように、ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０側の絵素電極１７に設けられた開口部１８の列間の中央の位置になるように配置されている。この凸形状部３４は、液晶分子を垂直方向に対して所定の傾斜方向となるように配向させて視野角特性を向上させるためのものである。
【００３１】
そして、この共通電極３３の下側には上側配向膜３５が形成されている。この上側配向膜３５により共通電極３３、凸形状部３４の表面が覆われている。上側配向膜３５は、例えばポリイミド材料により形成されている。
【００３２】
このような構成のガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）１０とガラス基板（カラーフィルタ基板）３０との間には、負の誘電率異方性を有する液晶層４０が形成されている。両基板との間は例えば柱状のスペーサ（図示せず）が配置され、両基板の間隔（セルギャップ）が一定に維持される。また、ガラス基板１０の下側及びガラス基板３０の上側にはそれぞれ偏光板（図示せず）が配置されている。
【００３３】
次に本発明の特徴部分である絵素電極１７の開口部１８内に浮島状に形成された配向膜ハジキ防止部１９について説明する。図３に示すように、ＩＴＯ材料からなる絵素電極１７上にポリイミド材料からなる下側配向膜２１をコーティングする際には、予め絵素電極１７上に界面活性剤２０を塗布している（図３（ａ）→図３（ｂ））。これは、下側配向膜２１のコーティングに際しハジキや厚みむらが発生しにくくするためである。
【００３４】
この界面活性剤２０は親水性のため、無機材料であるＩＴＯ材料には容易に接触し、化学的に強固に結合することができるが、開口部１８内では下地の感光性アクリル樹脂（感光性有機膜）材料からなる層間絶縁膜１６が露出しているため、この部分では、従来技術で説明したようにＩＴＯ材料に比べて界面活性剤２０の結合力が弱くなる（図６（ｃ）参照）。
【００３５】
本発明では、開口部１８内に浮島状の配向膜ハジキ防止部１９を、絵素電極１７と同じＩＴＯ材料で形成しているので、開口部１８内において、この界面活性剤２０との結合力が弱い下地の層間絶縁膜１６の露出面積が縮小され、且つ、界面活性剤２０との結合力が強いＩＴＯ材料の面積が拡大されることになる。これにより、図３（ｃ）に示すように下側配向膜２１がはじかれるのを防止でき、厚みむらが発生しなくなり、この部分における液晶分子の配向不良が生じてしまうという問題がなくなる。更には、開口部１８での下側配向膜２１ハジキがトリガーになって配向膜ハジキが拡大し、１絵素単位にまで及んでしまうようなことも防止される。
【００３６】
尚、図３（ａ）に示す配向膜ハジキ防止部１９と開口部１８との隙間ｈは、絶縁性が十分確保される程度に設定されるのが好ましい。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施できることは勿論である。例えば、絵素電極の液晶分子配向規制手段としての開口部を斜めスリット形状として説明したが、種々なる形状の開口部に適用できることは言うまでもない。例えば、図４に示すように円形状に開口した開口部２２の場合でも、開口部２２内を４分割された配向膜ハジキ防止部２３が埋めるような構成で適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態である液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図２の絵素電極の開口部位置への配向膜の形成の手順を拡大して示した図である。
【図４】図１の変形例を示した図である。
【図５】従来用いられてきた液晶表示装置の１絵素の概略を拡大して示す平面図である。
【図６】図４のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図７】図５の絵素電極の開口部位置への配向膜の形成の手順を拡大して示した図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  液晶パネル
１０  ガラス基板（ＴＦＴアレイ基板）
１１  ゲートバスライン
１１ａ  ゲート電極
１２  ソースバスライン
１３  ＴＦＴ
１３ａ  ソース電極
１３ｂ  ドレイン電極
１４  ゲート絶縁膜
１５  コンタクトホール
１６  層間絶縁膜
１７  絵素電極
１８，２２  開口部
１９，２３  配向膜ハジキ防止部
２０  界面活性剤
２１  下側配向膜
３０  ガラス基板（カラーフィルター基板）
３１  ブラックマトリックス
３２  カラーフィルタ
３３  共通電極
３４  凸形状部
３５  上側配向膜
４０  液晶層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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