(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１基板及び第２基板を用意する段階と、
前記第１基板上に薄膜トランジスターを形成する段階と、
前記薄膜トランジスターを含む前記第１基板の全面に、第１配向膜を形成する段階と、
前記第１配向膜にラビング工程、及び配向方向整列工程を行う段階と、
前記第１基板及び第２基板の間に液晶層を形成する段階とを含み,
前記配向方向整列工程は、前記ラビング工程によりラビング不良が生じるような形態において前記第１配向膜に形成された段差部を含む前記第１配向膜の全表面又は前記段差部のみに, 前記ラビング工程におけるラビングの方向と同一方向で行い, 前記配向方向整列工程は、前記第１配向膜に偏光された光を照射し,前記偏光方向は、前記ラビング方向に対して垂直方向であることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項２】
前記ラビング工程以前に前記配向方向整列工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１配向膜の全表面のプレチルト角は、前記配向方向整列工程によって実質的に同一であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１配向膜は、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルシンナメート、ポリアゾベンゼン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンフタルアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレートのうち何れかからなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項５】
前記第２基板に第２配向膜を形成する段階と、
前記第２配向膜にラビング工程、及び配向方向整列工程を行う段階と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１配向膜と、第２配向膜の配向方向は、前記配向方向整列工程によって実質的に同一であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項７】
前記第１配向膜と第２配向膜のプレチルト角は、前記配向方向整列工程によって実質的に同一であることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項８】
前記薄膜トランジスター形成段階は、
前記第１基板上にゲート電極、ゲート配線、及び複数個の共通電極を形成する段階と、
前記第１基板にゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
前記第１基板上にデータ配線、及びソース／ドレイン電極を形成する段階と、
前記第１基板に保護膜を形成する段階と、
前記保護膜上に複数個の画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項９】
前記薄膜トランジスター形成段階は、
前記第１基板上にゲート配線、ゲート電極、共通配線、及び複数個の共通電極を形成する段階と、
前記第１基板にゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
前記第１基板上にデータ配線、ソース／ドレイン電極、及び複数個の画素電極を形成する段階と、
前記第１基板に保護膜を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１０】
前記薄膜トランジスター形成段階は、
前記第１基板上にゲート電極、及びゲート配線を形成する段階と、
前記第１基板にゲート絶縁膜を形成する段階と、
前記ゲート絶縁膜上に半導体層を形成する段階と、
前記第１基板にデータ配線、及びソース／ドレイン電極を形成する段階と、
前記第１基板に保護膜を形成する段階と、
前記保護膜上に複数個の画素電極と、複数個の共通電極とを形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】
前記画素電極と共通電極は、透明な導電物質で形成されることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】
前記透明導電物質は、ＩＴＯとＩＺＯのうち何れか一つを備えることを特徴とする請求項11に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１３】
前記薄膜トランジスター形成段階は、
前記第１基板上にゲート配線、ゲート電極、共通配線、及び複数個の共通電極を形成する段階と、
前記第１基板にゲート絶縁膜、半導体層、及び金属層を順次に形成する段階と、
ハーフトーンマスクを用いて、前記金属層及び半導体層を選択的に除去して、データ配線及びソース／ドレイン電極を形成する段階と、
前記第１基板に保護膜及びフォトレジストを順次に形成する段階と、
前記フォトレジストを露光及び現像して、前記ドレイン電極の上側の一部と、画素領域の保護膜を選択的に除去する段階と、
前記第１基板に導電層を形成し、リフトオフによって前記フォトレジストを除去して、複数個の画素電極を形成する段階と、
を含むことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１４】
前記導電層は、透明導電層、又は金属層を用いることを特徴とする請求項13に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１５】
第１、第２基板を用意する段階と、
前記第１基板に薄膜トランジスターを形成する段階と、
前記第１基板に第１配向膜を形成する段階と、
均一な配向方向を提供するために、前記第１配向膜にラビング工程、及び配向方向整列工程を行う段階と、
前記第２基板に第２配向膜を形成する段階と、
前記第２配向膜にラビング工程、及び配向方向整列工程を行う段階と、
前記第１、第２基板の間に液晶層を形成する段階とを含み,
前記配向方向整列工程は、前記ラビング工程によりラビング不良が生じるような形態において前記第１及び第２配向膜に形成された段差部を含む前記第１ 及び第２配向膜の全表面又は前記段差部のみに, 前記ラビング工程におけるラビングの方向と同一方向で行い, 前記配向方向整列工程は、前記第１及び第２配向膜に偏光された光を照射し, 前記偏光方向は、前記ラビング方向に対して垂直方向であることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１６】
前記第１配向膜の全表面のプレチルト角は、前記配向方向整列工程によって実質的に同一であることを特徴とする請求項15に記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１７】
前記第１、第２配向膜は、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルシンナメート、ポリアゾベンゼン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンフタルアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレートのうち何れかからなることを特徴とする請求項15に記載の液晶表示素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示素子に関し、特に、ラビング不良を防止して画像品質を向上させるための液晶表示素子の製造方向に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、注目を浴びている平板表示素子のうち一つの液晶表示素子は、液体の流動性と結晶の光学的性質とを兼備する液晶に電界を加え、光学的異方性を変化させる素子で、従来の陰極線管に比べて消費電力が低くかつ体積が小さく、大型化及び高精細が可能で、広く使用されている。
【０００３】
前記液晶表示素子は、液晶の性質とタイプによって様々なモードがある。
具体的に、液晶方向子が９０°ツイストするように配列した後、電圧を加えて液晶方向子を制御するツイストネマティック型（TNモード）と、一つの画素を複数のドメインに分け、それぞれのドメインの主視野角の方向が異なるようにして広視野角を実現するマルチドメイン方式(配向分割型)と、補償フィルムを基板の外周面に取り付け、光の進行方向による光の位相変化を補償するＯＣＢモード(曲がり配列型)と、一つの基板上に二つの電極を形成して、液晶の方向子が横電界で構成される横電界方式と、ネガティブ型液晶と垂直配向膜を用いて、液晶分子の長軸が配向膜の平面に垂直に配列されるようにするＶＡモードなど、多様である。
【０００４】
このような液晶表示素子は、通常、カラーフィルター層が形成されたカラーフィルター基板と、薄膜トランジスターと画素電極が形成された薄膜トランジスター基板と、前記両基板の間に形成された液晶層とで構成されるが、これを光学素子として活用するためには、液晶層の液晶分子を特定の方向に配向しなければならない。したがって、液晶分子を特定の方向に配向するために、配向膜と呼ばれる有機高分子膜を基板上に人為的に形成し、ラビング処理することで異方性を付与する。
【０００５】
前記液晶表示素子は、バックライトを光源に用いる透過型液晶表示素子と、バックライトを光源に用いず、外部の自然光を用いる反射型液晶表示素子と、前記バックライト使用による電力消耗の大きい透過型液晶表示素子の短所や、外部の自然光が暗い時に使用できない反射型液晶表示素子の短所を克服するための半透過型液晶表示素子とに区分され得る。
【０００６】
前記半透過型液晶表示素子は、単位ピクセルの内部に反射部と、透過部とを同時に有するので、必要に応じて反射型及び透過型の両用が可能である。
したがって、液晶表示素子によって画素電極は透過電極、又は反射電極で形成されるが、透過型液晶表示素子と、半透過型液晶表示素子の透過部には透過電極が形成され、反射型液晶表示素子と、半透過型液晶表示素子の反射部には反射電極が形成される。
【０００７】
ここで、透過型及び半透過型液晶表示素子の透過電極は、下部基板を介して入射するバックライトによる光を液晶層に入射させ、輝度を明るくし、反射型及び半透過型液晶表示素子の反射電極は、外部の自然光が明るい時に上部基板を介して入射する外部光を反射させ、輝度を明るくする。
【０００８】
関連技術の横電界方式の液晶表示素子を説明すると次の通りである。
【０００９】
図１は、一般的な横電界方式の液晶表示素子の平面図で、図２は、横電界方式の液晶表示素子の電圧分布図である。図３ａ及び図３ｂは、電圧無印加／印加時における横電界方式の液晶表示素子の平面図である。
【００１０】
関連技術の横電界方式の液晶表示素子は、図１に示すように、基板上に交互に配置され、画素領域を定義するゲート配線１２及びデータ配線１５と、前記ゲート配線１２と平行するように画素内に配置された共通配線２４ａと、前記ゲート配線１２とデータ配線１５との交差部位に配置された薄膜トランジスターＴＦＴと、前記共通配線２４ａから分岐し、前記データ配線１５に平行するように前記画素領域に形成された共通電極２４と、前記薄膜トランジスターＴＦＴのドレイン電極に連結され、前記共通電極２４の間で前記共通電極２４と平行するように配置された画素電極１７と、前記画素電極１７から延長され、ゲート配線１２の上部に形成されたストレージ電極２５とを備えて構成されている。
【００１１】
このように構成された横電界方式の液晶表示素子は、共通電極２４に５Ｖをかけ、画素電極１７に０Ｖをかけると、図２に示すように、電極のすぐ上部では、等電位面が電極に平行して分布し、両電極間の領域では、むしろ等電位面が垂直に近く分布する。
【００１２】
したがって、電界の方向は等電位面に垂直になるので、共通電極２４と画素電極１７の間では垂直電界よりは水平電界が、各電極上では水平電界よりは垂直電界が、そして、電極の角部では水平及び垂直電界が複合的に形成される。
【００１３】
横電界方式の液晶表示素子は、このような電界を用いて液晶分子の配列を調節する。
一例として、図３ａに示すように、何れかの偏光板の透過軸と同一の方向に初期配向された液晶分子３１に充分な電圧をかけると、図３ｂに示すように、液晶分子３１の長軸が電界に並んで配列される。
【００１４】
具体的に、上、下部基板の外周面に取り付けられた第１、第２偏光板は、その透過軸が互いに直交するように配置され、下部基板上に形成された配向膜のラビング方向は、何れかの偏光板の透過軸と並ぶようにすることで、ノーマリブラックモードになるようにする。
【００１５】
即ち、素子に電圧を印加しないと、液晶分子３１が図３ａに示すように配列され、ブラック状態を表し、素子に電圧を印加すると、図３ｂに示すように液晶分子３１が電界に並んで配列されファイト状態を表す。
【００１６】
図３ａ及び図３ｂで符号２４は共通電極で、１７は画素電極である。したがって、視野角の側面では、前記ＴＮモードの液晶表示素子より前記横電界液晶表示素子が更に優れた特性を有する。
【００１７】
かかる構成を有する液晶表示素子の製造方法を以下に説明する。
即ち、ＴＮモード、半透過型、及び横電界方式の液晶表示素子の製造方法は大同小異である。したがって、横電界方式の液晶表示素子の製造方法を代表的に説明すると次の通りである。
【００１８】
図４ａ乃至図４ｄは、関連技術に係る横電界方式の液晶表示素子の製造方法を示す工程断面図である。
図４ａに示すように、下部基板１１上にスパッタリング方法で低抵抗金属を蒸着した後パターンニングして、ゲート配線（図示せず）及びゲート電極１２ａを形成する。この際、前記ゲート配線と平行する共通配線（図示せず）と、前記共通配線から分岐した複数個の共通電極２４とを前記ゲート配線と同時に形成する。
【００１９】
前記ゲート配線を含む全面にシリコン窒化膜（ＳｉＮｘ）を積層して、ゲート絶縁膜１３を形成し、全面に非晶質シリコン層を蒸着し、選択的に除去して前記ゲート電極１２ａの上部のゲート絶縁膜１３に半導体層１４を形成する。
【００２０】
図４ｂに示すように、前記ゲート絶縁膜１３の上部にスパッタリング方法で低抵抗金属を蒸着した後パターンニングして、データ配線（図示せず）、及びソース／ドレイン電極１５ａ、１５ｂを形成する。次いで、前記データ配線１５と平行しながら前記ドレイン電極１５ｂに連結される複数個の画素電極１７を形成する。前記画素電極１７は、前記共通電極２４の間に前記共通電極と交互に形成される。
【００２１】
ここで、前記画素電極１７は、金属物質を材料とするデータ配線と同時に形成しても良く、透明導電膜のＩＴＯを使用して別途に形成しても良い。そして、前記画素電極１７と共通電極２４は、直線状、又はジグザグ状に形成する。
【００２２】
図４ｃに示すように、前記データ配線１５を含む全面にシリコン窒化膜、又は有機絶縁膜のＢＣＢを塗布、または蒸着して保護膜１６を形成し、前記保護膜１６上に第１配向膜５０を形成した後、前記第１配向膜５０をラビング処理する。
【００２３】
そして、図４ｄに示すように、光漏れを防止するために、Ｃｒ、ＣｒＯｘなどのような反射率の高い金属を用いて形成されたブラックマトリックス２２と、前記ブラックマトリックス２２の間に電着法、顔料分散法、塗布法などを用いてカラー実現のために形成されたＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルター層２３と、ラビング処理された第２配向膜６０が順次に積層された上部基板２１とを用意する。そして、前記上部基板２１又は下部基板１１にシール材（図示せず）を形成し、前記両基板のうち何れか一方にスペーサー（図示せず）を散布した後、両基板を対向して張り合わせる。
【００２４】
最後に、対向して貼り合せられた上、下部基板２１、１１の間に液晶３０を注入した後、上、下部基板２１、１１の外周面に第１、第２偏光板８１、８２をそれぞれ取り付け、横電界方式の液晶表示素子を完成する。この際、第１、第２偏光板８１、８２は、各偏光軸の透過軸が垂直になるようにし、何れかの透過軸が電界の方向と同一になるように取り付ける。
【００２５】
ここで、前記ラビング処理方法を具体的に説明すると次の通りである。
【００２６】
図５は、関連技術に係るラビング工程を説明するための断面図である。
前記ラビング処理は、液晶分子を特定の方向に配向させるために、配向膜と呼ばれる有機高分子膜を基板上に形成し、異方性を付与する過程をいう。
【００２７】
即ち、基板の上面にポリアミック酸、可溶性ポリイミドなどを塗布し、６０℃〜８０℃程度の温度と、８０℃〜２００℃程度の温度で順次に硬化してポリイミド化した後、図5に示すように、ラビングロール７０を用いたラビング工程でポリイミド膜の表面にラビング処理する。
【００２８】
ここで、ラビング工程は、レーヨン、ナイロンのようなラビング布７１で巻かれた円筒状のラビングロール７０を回転させ、前記ポリイミド膜の表面に物理的な摩擦を加えて擦る方式で進められる。
しかし、ラビング布が取り付けられる部位の継ぎ目の隙間による垂直帯、又は水平帯の不良が発生し、布付着状態によって布の先端部がぴったり付かない不良が発生するなど、不良発生の可能性が高い。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
しかしながら、上記のように形成された従来の横電界方式の液晶表示素子には次のような問題点がある。
【００３０】
図６は、関連技術に係る液晶表示素子で、段差部のある表面での光漏れを示す写真図で、図７は、関連技術に係る液晶表示素子で、段差部のない表面での光漏れを示す写真図である。
【００３１】
図６に示すように、各モードの薄膜トランジスターアレイ基板の表面は段差が発生する。
即ち、ＴＮモードの液晶表示素子では、薄膜トランジスター領域、及びゲート配線とデータ配線とが交差する部分が画素領域より相対的に高い。そして、半透過型液晶表示素子では、画素領域で反射部と透過部との間に段差が発生する。
【００３２】
また、横電界方式の液晶表示素子では、共通電極２４と画素電極１７のパターンによって２５００Å程度の段差が発生するが、配向膜５０のラビング工程時、前記段差が発生する部分で相対的に低い部分にラビング布７１が触れず、ラビング不良が発生する。
【００３３】
また、３マスクを用いた横電界方式の液晶表示素子においても、画素電極と薄膜トランジスターのドレイン電極とがコンタクトする部分で約８０００Å程度の段差が発生するが、配向膜のラビング工程時、前記段差が発生した部分で相対的に低い部分にラビング布が触れず、ラビング不良が発生する。
【００３４】
このように、配向パターンが形成されていない部分では液晶の配列が制御され得ないので、図６に示すように、初期ブラック状態の実現時に光漏れが現れ、これによってコントラスト比が低下して、画像品質が落ちる。
【００３５】
一方、段差部のない表面でもラビング工程による不良によって光漏れが発生するが、これは、ラビング布の不均一性によって配向パターンが不均一となるからである（図７参照）。
【００３６】
本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目的は、配向工程をラビング工程とイオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射などを並行して行うことで、ラビング不良による光漏れを防止し、かつコントラスト比を向上させることのできる液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３７】
上記目的を達成するための本発明に係る液晶表示素子の製造方法は、第１基板及び第２基板を用意する段階と、前記第１基板上に薄膜トランジスターを形成する段階と、前記薄膜トランジスターを含む前記第１基板に第１配向膜を形成する段階と、均一な配向方向を提供するために、前記第１配向膜にラビング工程、及び配向方向整列工程を進める段階と、前記第１基板及び第２基板の間に液晶層を形成する段階とを含むことを特徴とする。  
【発明の効果】
【００３８】
本発明の液晶表示素子の製造方法には次のような効果がある。
【００３９】
第一に、本発明に係る液晶表示素子は、ラビング工程に配向方向整列工程を追加することで、ラビング布の不均一によるラビング不良を解消して、全基板にかけて均一な配向方向を形成できる。
【００４０】
第二に、均一な配向方向によって液晶を均一に制御できるので、ラビング不良による光漏れを防止できる。
【００４１】
第三に、本発明に係る液晶表示素子は、イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射などによって段差部に均一な配向方向を形成できるので、ラビング工程時にラビングロールが段差部に触れずに生じるラビング不良を解消できる。
【００４２】
第四に、配向膜の段差部に配向方向整列工程を行い、液晶分子を制御できるので、既存の段差部に相応する部分で発生していた光漏れを防止できる。
【００４３】
第五に、このように光漏れを防止することで、ブラックレベルを低め、液晶表示素子のコントラスト比を確保して、表示品質を向上させ得る。
【００４４】
第六に、カラムスペーサー形成部分には段差が発生し、その段差部分でラビング工程のみ進行時に配向不良が発生し、さらに、前記配向不良が発生した部分をブラックマトリックス層でカバーしない場合、この部分で光漏れ現象が発生する。しかし、本発明では、前記カラースペーサー形成部分で段差が発生しても、ラビング工程と配向方向整列工程とを並行させるので、配向不良が発生せず、さらに、ブラックマトリックス層で前記段差部分をカバーせずとも光漏れ現象が発生しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明に係る液晶表示素子の製造方法の好適な実施の形態について、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００４６】
図８は、本発明の第１実施形態に係る横電界方式の液晶表示装置の平面図で、図９ａ乃至図９ｅは、本発明の第１実施形態に係る図８のＩ−Ｉ’線上の横電界方式の液晶表示素子の製造方法を示す工程断面図で、図１０は、本発明の実施形態に係るイオンビーム照射装置の断面構造図で、図１１は、本発明の実施形態に係る光照射装置の構成図である。
【００４７】
本発明の第１実施形態に係る横電界方式の液晶表示装置は、図８に示すように、基板上に交互に配置され、画素領域を定義するゲート配線１１２及びデータ配線１１５と、前記ゲート配線１１２と平行するよう画素内に配置された共通配線１２４ａと、ゲート電極１１２ａ、半導体層１１４、及びソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを備え、前記ゲート配線１１２とデータ配線１１５との交差部位に配置された薄膜トランジスターＴＦＴと、前記共通配線１２４ａで分岐し、前記データ配線１１５に平行する前記画素領域に形成された共通電極１２４と、前記薄膜トランジスターＴＦＴのドレイン電極１１５ｂに連結され、前記共通電極１２４の間で前記共通電極１２４と平行するよう配置された画素電極１１７と、前記画素電極１１７から延長され、前記共通配線１２４ａの上部に形成されたストレージ電極１２５とを備えて構成されている。
【００４８】
このような本発明の第１実施形態に係る横電界方式の液晶表示素子の製造方法を以下に説明する。
【００４９】
図９ａに示すように、下部基板１１１上に信号遅延の防止のために低い比抵抗を有する低抵抗金属を蒸着した後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、ゲート配線（図８の１１２参照）、及び前記ゲート配線から分岐する薄膜トランジスターのゲート電極１１２ａを形成する。
【００５０】
前記低抵抗金属としては、銅(Ｃｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、アルミニウム-ネオジム(ＡｌＮｄ)、モリブデン(Ｍｏ)、クロム(Ｃｒ)、チタニウム(Ｔｉ)、タンタリウム(Ｔａ)、モリブデン−タングステン(ＭｏＷ)などを用いる。
【００５１】
前記ゲート配線及びゲート電極１１２ａの形成時に、前記ゲート配線と平行する共通配線(図８の１２４ａ参照)、及び前記共通配線から分岐する複数個の共通電極１２４を同時に形成する。
【００５２】
次いで、前記ゲート配線１１２を含む全面にシリコン窒化物(ＳｉＮｘ)、又はシリコン酸化物(ＳｉＯｘ)などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)方法で蒸着して、ゲート絶縁膜１１３を形成する。
【００５３】
そして、前記ゲート絶縁膜１１３上に非晶質シリコンなどの物質を蒸着し、選択的に除去して、前記ゲート電極１１２ａの上部のゲート絶縁膜１１３上に島状に半導体層１１４を形成する。この際、前記非晶質シリコンに不純物イオンが注入されたオミックコンタクト層を更に形成してパターンニングすることができる。
【００５４】
図９ｂに示すように、前記ゲート絶縁膜１１３の上部の全面にＣｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属を蒸着した後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、前記ゲート配線と垂直方向に交差して画素領域を定義するデータ配線１１５を形成し、前記データ配線１１５と同時に前記半導体層１１４の両端にそれぞれ配置されるソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを形成する。
【００５５】
そして、前記データ配線を含む下部基板１１１の全面にシリコン窒化膜、又は有機絶縁膜のＢＣＢを塗布、または蒸着して保護膜１１６を形成し、前記ドレイン電極１１５ｂにコンタクトホールを形成する。全面に透明導電膜(ＩＴＯ又はＩＺＯ)を蒸着しパターンニングして、前記ドレイン電極１１５ｂに連結され、かつ前記データ配線１１５と平行しながら前記共通電極１２４の間に位置する複数個の画素電極を共通電極１２４と交互に形成する。
【００５６】
ここで、前記画素電極１１７を金属物質で形成する場合、図示してはいないが、前記保護膜形成前に前記データ配線と同一の物質で前記データ配線と同時に形成することもできる。
【００５７】
図９ｃに示すように、前記画素電極１１７を含む全面に耐熱性、液晶との親和性に優れたポリイミド樹脂を基板上に形成し、乾燥、イミド化させて第１配向膜１５０を形成した後、イオンビーム装置１９０を用いて前記第１配向膜１５０にイオンビームを照射して配向処理する。
【００５８】
前記イオンビーム照射はラビング方向と同一の方向に行うことが重要である。
前記第１配向膜１５０にイオンビームを照射した後、図９ｄに示すように、レイオン、ナイロンのようなラビング布１７１が取り付けられた円筒状のラビングロール１７０を前記第１配向膜１５０に擦り、第１偏光方向を有するよう配向方向を形成する。
【００５９】
前記第１配向膜１５０は、ラビング工程によって物理的、化学的にその性質が変わり、配向方向を形成する。この際、配向方向整列工程（イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射）によって、全基板に対する配向方向が均一になるので、前記ラビング布が基板の段差によって触れなくともラビング不良が発生するおそれがない。
【００６０】
参考までに、イオンビーム５８０は、図１０に示すように、イオンビーム装置のプラズマ放電領域５５１で中性ガスの電子衝突によって発生し、放出領域５７１を介して加速化され、ビームプラズマ領域５９１を介して基板１１１まで伝送される。
【００６１】
具体的に、イオンビーム５８０は、プラズマ放電領域５５１で中性ガス電子の衝突によって発生し、前記電子は陽極５５３の熱くなったフィラメントによって放出され、陽極５５３と、陰極５５４との電圧差によって加速化される。
【００６２】
このように、放電されたプラズマは、チャンバー５５０と、プラズマグリッドの内部に存在し、放出領域５７１及びビームプラズマ領域５９１を介して外部に放出され、結局、グラウンディッドターゲット、つまり、配向膜１５０が塗布された基板１１１に至る。
この際、イオンビーム５８０の照射方向に対して基板１１１を様々な角度に配置して配向方向を制御し、イオンビームの照射角度、照射時間、及び照射されるビームのエネルギー程度を調節して、プリチルト角を制御する。
【００６３】
通常、イオンビーム時にアルゴンイオンが使用される。一方、イオンビーム照射の代わりに光照射を行うこともできる。
前記配向膜として、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルシンナメート、ポリアゾベンゼン、ポリエチレンイミン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリフェニレンフタルアミド、ポリエステル、ポリウレタン、ポリメチルメタクリレートなどを使用する。
【００６４】
ここで、前記光は、部分偏光、線偏光、又は非偏光された光を使用できる。
【００６５】
前記光の波長は、２００ｎｍ〜４５０ｎｍ範囲の光を使用し、光照射エネルギーは０．０１Ｊ〜１０Ｊ程度にし、前記第１配向膜１５０の損傷を最小化するために、０．１Ｊ〜５Ｊが好ましい。そして、前記光の照射方法としては、前記基板に対して傾斜照射、又は垂直照射などの方法が用いられる。
【００６６】
このように光を照射する装備について簡単に説明すると次の通りである。
【００６７】
図１１に示すように、紫外線を一方向に照射するランプ２１０、及びランプハウジング２０２と、前記ランプ２０１から発光した光を反射させる第１平面鏡２０３と、前記第１平面鏡２０３からの反射光を集光させる凸レンズ２０４と、前記凸レンズ２０４から集光した光を、部分偏光、又は線偏光に偏光させる偏光システム２０５と、前記偏光した光の焦点を多重化させる多焦点レンズ２０６と、前記多焦点レンズ２０６から出力された光を反射させる第２平面鏡２０７と、前記第２平面鏡２０７に設置され、光の明るさを検出するＵＶ照度系２１１と、前記配向膜に照射する曲面鏡２０８と、及び第３平面鏡２０９とを備えて構成されている。ここで、前記偏光システム２０６は、場合によって使用を省略することもある。即ち、ＵＶ照射時に非偏光された光を照射できる。
【００６８】
ここで、前記偏光システム２０５は、部分偏光を使用する場合、石英基板を形成したもので、前記石英基板の積層数によって偏光度を調節できるし、大面積基板への照射が容易となる。また、前記偏光システム２０５は、非偏光の場合には不必要であり、線偏光の場合、線偏光子を使用できる。前記光照射時には、光を平行光に形成することが好ましい。
また、偏光された光を照射する場合、配向方向整列工程の方向と同一の方向に光を偏光させることが重要である。この際、前記配向方向整列工程は、前記配向方向に垂直な方向に偏光した光を使用できる。
【００６９】
次いで、図９ｅに示すように、上部基板１２１上に液晶を制御できない部分、つまり、ゲート配線、データ配線、薄膜トランジスター部分での光漏れを防止するために、クロム(Ｃｒ)、クロム酸化物(ＣｒＯｘ)などのような高反射率の金属、又はブラックレジンを用いてブラックマトリックス１２１を形成する。
【００７０】
その後、前記ブラックマトリックス１２１の間に電着法、顔料分散法、塗布法などを用いて、カラー実現のためのＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルター層１２２を形成し、図示してはいないが、前記カラーフィルター層１２２を保護するために、カラーフィルター層１２２を含む全面にオーバーコート層を形成することもできる。
【００７１】
次に、前記オーバーコート層の上部に液晶との親和性に優れ、感光特性を有するポリイミド物質を形成して第２配向膜１６０を形成し、前記第１配向膜１５０と互いに垂直な方向の第２偏光方向に配向方向を形成し、配向処理は、前記第１配向膜１５０でのように、ラビング工程と、配向方向整列工程（イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射）とを並行させる。
【００７２】
次いで、前記上部基板１２１、又は下部基板１１１にカラムスペーサー１２９を形成した後、前記上部基板１２１、又は下部基板１１１の表示領域に液晶を滴下し、前記上部基板１２１、又は下部基板１１１の周縁に液晶注入口パターンなしにシール剤を形成して、真空状態で前記上、下部基板１２１、１１１を張り合わせる。
【００７３】
勿論、前記上部基板１２１、又は下部基板１１１の周縁に液晶注入口パターンを有するようにシール剤を形成し、スペーサーを散布した後、前記スペーサーを間に置いて上、下部基板を対向させて張り合わせた後、真空状態の上、下部基板１２１、１１１の間に液晶１３０を注入することもできる。
即ち、液晶注入方式、又は液晶滴下方式で液晶層を形成する。
【００７４】
最後に、前記上、下部基板１２１、１１１の外周面に第１、第２偏光板１８１、１８２をそれぞれ取り付け、横電界方式の液晶表示素子を完成する。この際、前記第１、第２偏光板１８１、１８２は、各偏光軸の透過軸が垂直となるようにし、何れかの透過軸が電界の方向と同一になるように取り付ける。
【００７５】
このような液晶表示素子は、電圧が印加されていないオフ状態では、上部基板、又は下部基板に取り付けられている第１又は第２偏光板の偏光軸が液晶分子の長軸と垂直に配置されるので、ノーマリブラックモードを表示する。
【００７６】
それに対し、電圧が印加されるオン状態では、液晶分子の長軸がツイストされ、下部基板に取り付けられた第１偏光軸に入射した光が上部基板の第２偏光軸に透過され、ノーマリホワイトモードを表示する。この際、液晶の種類と偏光軸の方向が異なるようにして、ノーマリホワイトモードに変えられることは勿論である。
【００７７】
前記本発明の第１実施形態の液晶表示装置の製造方法において、前記ラビング工程を先に行った後、前記配向整列工程（イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射）を行うことが更に効果的である。
【００７８】
図１２ａ乃至図１２ｃは、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の工程断面図である。
即ち、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の製造方法は、図９ａ乃至図９ｂに示すように、ゲート電極１１２ａ、共通電極１２４、データ配線及びソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂと、画素電極１１７とを形成する。
そして、図１２ａに示すように、基板の全面に耐熱性、液晶との親和性に優れたポリイミド樹脂を印刷、乾燥、イミド化させて第１配向膜１５０を形成する。レーヨン、ナイロンのようなラビング布１７１が取り付けられた円筒状のラビングロール１７０を前記第１配向膜１５０擦り、第１偏光方向を有するようにラビング処理する。この際、前記段差の発生部分には前記ラビング処理時に前記ラビング布１７１が接触せず、配向が行われないことがある。
【００７９】
したがって、図１２ｂに示すように、イオンビーム装置１９０を用いて、前記ラビング処理された第１配向膜１５０にイオンビームを照射して配向処理する。この際、前記第１配向膜１５０の全面に対してイオンビームを照射しても良く、共通電極、又は画素電極などのパターンによる段差部を除いた部分をマスキングした後、イオンビームを照射する。
【００８０】
この際、前記イオンビーム照射の代わりに、図１２ｃに示すように、光照射装置２００を使用して前記ラビング処理された第１配向膜１５０に光を照射して配向処理する。この際、前記第１配向膜１５０の全面に対して光を照射しても良く、共通電極、又は画素電極などのパターンによる段差部を除いた部分をマスキングした後に光を照射する。
【００８１】
前記イオンビーム照射及び光照射の条件は、本発明の第１実施形態で説明した通りである。その後、図９ｅで説明したように、上部基板１２１の第２配向膜１６０を形成し、前記第１配向膜１５０と互いに垂直な方向の第２偏光方向に配向パターンを形成し、配向処理は、前記第１配向膜１５０でのようにラビング工程した後、配向方向整列工程（イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射）を行って両基板を貼り合せ、液晶層を形成する。
【００８２】
前記本発明の第１、第２実施形態で前記共通電極１２４と、画素電極１１７とをジグザグ状に有する横電界方式の液晶表示装置にも上述したようなラビング工程、及び配向方向整列工程を並行させ得る。
【００８３】
図１３ａは、本発明の第１、第２実施形態で他の形態の横電界方式の液晶表示装置を示す平面図で、図１３ｂは、本発明の第１、第２実施形態でまた他の形態の横電界方式の液晶表示装置を示す平面図である。
即ち、図１３ａに示すように、前記共通電極１２４と画素電極１１７はジグザグ状に形成され、前記共通電極１２４と画素電極１１７は、互いに平行するように形成された横電界方式の液晶表示装置でも、上述したようなラビング工程、及び配向方向整列工程を並行させることができる。
【００８４】
また、図１３ｂに示すように、前記データ配線１１５、共通電極１２４、及び画素電極１１７はジグザグ状に形成され、前記データ配線１１５、共通電極１２４、及び画素電極１１７は、互いに平行するように形成される横電界方式の液晶表示装置でも上述したようなラビング工程、及び配向方向整列工程を並行させることができる。
【００８５】
また、前記本発明の第１、第２実施形態の横電界方式の液晶表示装置は、共通電極１２４がゲート配線と同一層に同一物質で形成され、前記画素電極が前記ソース／ドレイン電極と同一物質で形成されることを説明したが、これに限定されず、開口率を向上させるために、前記画素電極が透明導電層(ＩＴＯ又はＩＺＯ)で形成され、前記共通電極が画素電極と同一層に同一物質（ＩＴＯ又はＩＺＯ）で形成される横電界方式の液晶表示装置でも上述したようなラビング工程、及び配向方向整列工程を並行させることができる。
【００８６】
図１４は、本発明に係る画素電極と共通電極とが透明導電層で形成された横電界方式の液晶表示装置の断面構造図である。
即ち、基板にゲート電極１１２ａを備えたゲート配線（図示せず）を形成し、前記ゲート電極１１２ａを含む基板の全面にゲート絶縁膜１１３を形成した後、前記ゲート電極１１２ａの上側のゲート絶縁膜１１３上に半導体層１１４を形成する。そして、前記ゲート配線と垂直な方向にデータラインを形成すると同時に、前記半導体層１１４ａの両側にソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを形成する。前記ドレイン電極１１５ｂにコンタクトホールを有するように前記ソース／ドレイン電極１１５ａ、１５ｂを含む基板の全面に保護膜１１６を形成し、前記保護膜１１６の上側の画素領域に透明導電層で共通電極１２４と画素電極１１７を形成する。この際、前記画素電極１１７と共通電極１２４は一定の間隔を有して互いに平行に形成される。
【００８７】
そして、全面に第１配向膜１５０を形成し、本発明の第１、又は第２実施形態と同様に、ラビング工程と配向方向整列工程とを並行させ、前記第１配向膜を配向処理する。
【００８８】
一方、３マスクを用いた横電界方式の液晶表示素子の製造方法においても、画素電極と、薄膜トランジスターのドレイン電極とのコンタクト部分で大きな段差を有するので、ラビング工程と配向方向整列工程（イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射）を並行させて配向不良を解決できる。
【００８９】
これを具体的に説明すると次の通りである。
【００９０】
図１５ａ乃至図１５ｉは、本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図として、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
図１５ａに示すように、下部基板１１１上に信号遅延の防止のために低い比抵抗を有する低抵抗金属を蒸着した後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、ゲート配線、及び前記ゲート配線から分岐する薄膜トランジスターのゲート電極１１２ａを形成する。
【００９１】
前記低抵抗金属としては、銅(Ｃｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、アルミニウム-ネオジム(ＡｌＮｄ)、モリブデン(Ｍｏ)、クロム(Ｃｒ)、チタニウム(Ｔｉ)、タンタリウム(Ｔａ)、モリブデン−タングステン(ＭｏＷ)などを用いる。
【００９２】
前記ゲート配線及びゲート電極１１２ａの形成時に、前記ゲート配線と平行する共通配線、及び前記共通配線から分岐する複数個の共通電極を同時に形成する。
【００９３】
次いで、前記ゲート電極１１２ａを含む全面にシリコン窒化物(ＳｉＮｘ)、又はシリコン酸化物(ＳｉＯｘ)などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ方法で蒸着して、ゲート絶縁膜１１３を形成する。
【００９４】
そして、前記ゲート絶縁膜１１３上に非晶質シリコン層１３５、及びＣｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属層１３６を蒸着した後、前記金属層１３６上にフォトレジスト１３７を形成する。この際、前記非晶質シリコン層１３５と、金属層１３６との間に不純物イオンが注入されたオミックコンタクト層を更に形成してパターンニングすることができる。
【００９５】
図１５ｂに示すように、ハーフトーンマスクを用いた露光及び現像工程で、前記フォトレジスト１３７をパターンニングする。即ち、薄膜トランジスターのチャンネル領域、及びソース／ドレイン電極とデータ配線形成領域にのみフォトレジスト１３７が残っており、残りの部分は除去され、前記薄膜トランジスターのチャンネル領域の厚さは相対的により薄くなるようにする。
【００９６】
図１５ｃに示すように、前記フォトレジスト１３７をマスクに用いて露出した前記金属層１３６、及び非晶質シリコン層１３５を選択的に除去して、前記ゲート配線と垂直方向に交差して画素領域を定義するデータ配線１１５、及び半導体層１１４を形成した後、前記フォトレジスト１３７をアッシングして、前記薄膜トランジスターのチャンネル領域に相応するフォトレジスト１３７を除去する。
【００９７】
そして、前記フォトレジスト１３７をマスクに用いて、前記薄膜トランジスターのチャンネル領域に当たる前記金属層１３６を選択的に除去して、前記半導体層１１４の両端にそれぞれ配置されるソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを形成する。
【００９８】
図１５ｄに示すように、前記データ配線１１５を含む全面にシリコン窒化膜、又は有機絶縁膜のＢＣＢを用いて保護膜１１６を形成し、前記保護膜１１６上にフォトレジスト１３８を形成する。
【００９９】
図１５ｅに示すように、前記フォトレジスト１３８を露光及び現像工程でパターンニングし、前記フォトレジスト１３８をマスクに用いて前記保護膜１１６を選択的に除去して、前記ドレイン電極１１５ｂにコンタクトホールを形成する。この際、画素領域の保護膜１１６が除去される。
【０１００】
図１５ｆに示すように、フォトレジスト１３８を含む基板の全面に透明導電層１３９を形成する。
【０１０１】
図１５ｇに示すように、リフトオフ方式で前記フォトレジスト１３８を除去すると同時に、前記フォトレジスト１３８の上側の透明導電層１３９も除去して、前記ドレイン電極１１５ｂに連結されるように、画素領域に画素電極１１７を形成する。この際、前記画素電極１１７は、前記データ配線１１５と平行しながら前記共通電極の間に位置し、前記共通電極と交互に複数個が形成される。
【０１０２】
ここで、前記透明導電層１３９の代わりに金属層を蒸着し、リフトオフ法で金属層を除去して画素電極１１７を形成することもできる。その上に耐熱性、液晶との親和性に優れたポリイミドレジンを基板上に印刷、乾燥、イミド化させて第１配向膜１５０を形成する。
【０１０３】
図１５ｈに示すように、レーヨン、ナイロンのようなラビング布１７１が取り付けられた円筒状のラビングロール１７０を前記第１配向膜１５０に擦り、前記第１配向膜１５０をラビング処理する。
【０１０４】
図１５ｉに示すように、イオンビーム装置１９０、又は光照射装置２００を用いて前記ラビング処理された第１配向膜１５０にイオンビームを照射して配向方向を整列するか、或いは光を照射して配向方向を整列する。この際、前記第１配向膜１５０の全面に対してイオンビーム、又は光を照射しても良く、前記薄膜トランジスターのドレイン電極と、画素電極とのコンタクト部分の段差部を除いた部分をマスキングした後、イオンビーム、又は光を照射できる。
前記イオンビーム又は光照射は、ラビング方向と同一の方向に行うことが重要である。
【０１０５】
一方、本発明の第１実施形態で説明したように、プラズマによる照射も可能である。
ここで、光照射を行う場合、前記第１配向膜１５０に本発明の第１実施形態で説明したような配向膜を形成し、部分偏光、線偏光、又は非偏光された光を前記本発明の第１実施形態で説明した条件で照射する。
【０１０６】
勿論、前記イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射後にラビング工程をしても関係なく、本発明の第３実施形態でもイオンビーム照射又は光照射の条件、及び方法は、前記本発明の第１実施形態で説明した通りである。
【０１０７】
このような本発明の第３実施形態に係る３マスク横電界方式の液晶表示素子は、ラビング不良による液晶配向方向の不均一による光漏れと、画素電極とドレイン電極とのコンタクト部分の段差部で光漏れが発生するおそれがないので、高コントラスト比を確保できる。
【０１０８】
一方、横電界方式の液晶表示素子の製造方法ばかりでなく、ＴＮモード、ＯＣＢモード、ＶＡモード、ＣＯＴモード(カラーフィルタ・オンアレー)及びＴＯＣモード(TFT・オン・カラーフィルタ)などのラビング工程を行う液晶表示素子で配向方向整列工程を追加して、ラビング不良を解消することができる。
そのうち、ＴＮモードの液晶表示素子、半透過型液晶表示素子、及びＶＡモード液晶表示素子の製造方法を説明すると次の通りである。
【０１０９】
図１６ａ乃至図１６ｄは、本発明の第４実施形態に係るＴＮモード液晶表示素子の工程断面図である。
図１６ａに示すように、基板１１１上に低い比抵抗を有する低抵抗金属を蒸着した後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、ゲート配線（図示せず）、及び前記ゲート配線から分岐した薄膜トランジスターのゲート電極１１２ａを形成する。
【０１１０】
前記低抵抗金属としては、銅(Ｃｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、アルミニウム-ネオジム(ＡｌＮｄ)、モリブデン(Ｍｏ)、クロム(Ｃｒ)、チタニウム(Ｔｉ)、タンタリウム(Ｔａ)、モリブデン−タングステン(ＭｏＷ)などを用いる。
【０１１１】
次いで、前記ゲート電極１１２ａを含む全面にシリコン窒化物(ＳｉＮｘ)、又はシリコン酸化物(ＳｉＯｘ)などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ方法で蒸着して、ゲート絶縁膜１１３を形成する。
【０１１２】
そして、前記ゲート絶縁膜１１３上に非晶質シリコンなどの物質を蒸着し、選択的に除去して、前記ゲート電極１１２ａの上部のゲート絶縁膜１１３上に島状に半導体層１１４を形成する。この際、前記非晶質シリコンに不純物イオンが注入されたオミックコンタクト層を更に形成してパターンニングすることができる。
【０１１３】
前記ゲート絶縁膜１１３の上部の全面にＣｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属を蒸着した後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、前記ゲート配線と垂直方向に交差して画素領域を定義するデータ配線１１５を形成し、前記データ配線１１５と同時に前記半導体層１１４の両端にそれぞれ配置されるソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを形成する。
そして、前記データ配線１１５を含む基板の全面に保護膜１１６を形成する。
【０１１４】
図１６ｂに示すように、前記ドレイン電極１１５ｂの部分の前記保護膜１１６を選択的に除去してコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールを介してドレイン電極１１５ｂに電気的に連結されるよう全面に透明導電膜を蒸着する。そして、前記透明導電膜を各画素領域のみに残るよう選択的に除去して、画素電極１１７を形成する。
【０１１５】
そして、前記画素電極１１７を含む基板の全面に耐熱性、液晶との親和性に優れたポリイミドレジンを印刷、乾燥、イミド化させて第１配向膜１５０を形成する。
【０１１６】
図１６ｃに示すように、レーヨン、ナイロンのようなラビング布１７１が取り付けられた円筒状のラビングロール１７０を前記第１配向膜１５０に擦り、第１偏光方向を有するようにラビング処理する。
【０１１７】
図１６ｄに示すように、イオンビーム装置１９０、又は光照射装置２００を用いて前記ラビング処理された第１配向膜１５０にイオンビーム、又は光を照射して配向方向を整列させる。
この際、前記第１配向膜１５０の全面に対してイオンビーム、又は光を照射しても良く、
ゲート配線とデータ配線との交差部分の段差部、又は薄膜トランジスターの段差部を除いた部分をマスキングした後、イオンビーム、又は光を照射して、ラビング配向時にラビング布が至らない段差部のみに限り配向方向を整列しても良い。前記イオンビーム、又は光照射はラビング方向と同一の方向に行うことが重要である。
【０１１８】
一方、本発明の第１実施形態で説明したように、プラズマによる照射も可能である。
ここで、前記イオンビーム照射の代わりに光照射を行う場合、前記第１配向膜１５０に本発明の第１実施形態で説明したような配向膜を塗布し、部分偏光、線偏光、又は非偏光された光を照射する。
【０１１９】
勿論、前記イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射後にラビング工程をしても関係なく、本発明の第４実施形態でもイオンビーム照射又は光照射の条件、及び方法は、前記本発明の第１実施形態で説明した通りである。
【０１２０】
以後の工程は前記本発明の第１実施形態と同様である。
【０１２１】
かかる本発明のＴＮモード液晶表示素子は、ラビング不良による液晶配列の不均一による光漏れと、ゲート配線及びデータ配線の交差部分、薄膜トランジスター部分の段差部で光漏れが発生するおそれがないので、高コントラスト比を確保できる。
【０１２２】
一方、図示してはいないが、前記第１基板上にカラーフィルター層を形成した後、前記ＴＮモード工程を進めたＴＯＣ構造と、前記保護膜上にカラーフィルター層を形成した後、画素電極を形成したＣＯＴ構造にも適用できる。前記ＴＯＣ構造と、ＣＯＴ構造で前記カラーフィルター層上にオーバーコート層を更に形成することもできる。
【０１２３】
図１７ａ乃至図１７ｅは、本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子の工程断面図である。
本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子は、上述したように、画素領域が反射部と透過部とに定義される。
【０１２４】
図１７ａに示すように、基板１１１上に低い比抵抗を有する低抵抗金属を蒸着させた後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、ゲート配線（図示せず）、及び前記ゲート配線から分岐した薄膜トランジスターのゲート電極１１２ａを形成する。
【０１２５】
前記低抵抗金属としては、銅(Ｃｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、アルミニウム・ネオジム(ＡｌＮｄ)、モリブデン(Ｍｏ)、クロム(Ｃｒ)、チタニウム(Ｔｉ)、タンタリウム(Ｔａ)、モリブデン−タングステン(ＭｏＷ)などを用いる。
【０１２６】
次いで、前記ゲート電極１１２ａを含む全面にシリコン窒化物(ＳｉＮｘ)、又はシリコン酸化物(ＳｉＯｘ)などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ方法で蒸着して、ゲート絶縁膜１１３を形成する。
【０１２７】
そして、前記ゲート絶縁膜１１３上に非晶質シリコンなどの物質を蒸着させ、選択的に除去して、前記ゲート電極１１２ａの上部のゲート絶縁膜１１３上に島状で半導体層１１４を形成する。この際、前記非晶質シリコンに不純物イオンが注入されたオミックコンタクト層を更に形成してパターンニングすることができる。
【０１２８】
前記ゲート絶縁膜１１３の上部の全面にＣｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属を蒸着させた後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、前記ゲート配線と垂直方向に交差して画素領域を定義するデータ配線１１５を形成し、前記データ配線１１５と同時に前記半導体層１１４の両端にそれぞれ配置されるソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを形成する。
そして、前記データ配線１１５を含む基板の全面に保護膜１１６を形成する。
【０１２９】
図１７ｂに示すように、前記ドレイン電極１１５ｂ部分の前記保護膜１１６を選択的に除去して、コンタクトホールを形成すると同時に、前記透過部の前記保護膜１１６を選択的に除去する。
【０１３０】
そして、前記コンタクトホールを介してドレイン電極１１５ｂに電気的に連結されるよう全面に反射特性に優れた金属層を蒸着させ、前記画素領域のうち反射部のみに残るようにパターンニングして、前記画素領域の反射部に反射電極１１７ａを形成し、全面に絶縁膜１１９を蒸着する。
【０１３１】
図１７ｃに示すように、前記絶縁膜１１９を選択的に除去して、前記反射電極１１７ａにコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールを介して前記反射電極１１７ａに電気的に連結されるよう前記絶縁膜１１９上に透明導電層を蒸着させた後、前記画素領域のうち透過部のみに残るよう前記透明導電層を選択的に除去して、透明電極１１７ｂを形成する。
【０１３２】
そして、前記透明電極１１７ｂを含む基板の全面に耐熱性、液晶との親和性に優れたポリイミドレジンを基板上に印刷、乾燥、イミド化させて第１配向膜１５０を形成する。
【０１３３】
図１７ｄに示すように、レーヨン、ナイロンのようなラビング布１７１が取り付けられた円筒状のラビングロール１７０を前記第１配向膜１５０に擦り、第１偏光方向を有するようにラビング処理する。
【０１３４】
図１７ｅに示すように、前記イオンビーム装置１９０、又は光照射装置２００を用いて前記ラビング処理された第１配向膜１５０に配向処理して配向方向を整列する。
この際、前記第１配向膜１５０の全面に対してイオンビーム、又は光を照射しても良く、前記反射部と透過部の間の段差部を除いた部分をマスキングした後、イオンビーム、又は光を照射して、ラビング配向時にラビング布が至らない段差部のみに限り配向方向を整列しても良い。但し、前記イオンビーム、又は光照射は、ラビング方向と同一の方向に行うことが重要である。
【０１３５】
一方、本発明の第１実施形態で説明したように、プラズマによる配向方向整列も可能である。
ここで、前記光照射を行う場合、前記第１配向膜１５０に本発明の第１実施形態で説明したような配向膜を蒸着し、部分偏光、線偏光、又は非偏光された光を照射する。
【０１３６】
勿論、前記イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射などの配向方向整列工程後にラビング工程をしても関係なく、本発明の第５実施形態でもイオンビーム照射又は光照射の条件、及び方法は、前記本発明の第１実施形態で説明した通りである。
【０１３７】
以後の工程は前記本発明の第１実施形態と同様である。
【０１３８】
かかる本発明の半透過型液晶表示素子は、ラビング不良による液晶配列の不均一による光漏れと、反射部と透過部の間の段差部で光漏れが発生するおそれがないので、高コントラスト比を確保できる。
【０１３９】
図１８ａ乃至図１８ｄは、本発明の第６実施形態に係るＶＡモード液晶表示素子の工程断面図である。
図１８ａに示すように、基板１１１上に低い比抵抗を有する低抵抗金属を蒸着させた後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、ゲート配線（図示せず）、及び前記ゲート配線から分岐した薄膜トランジスターのゲート電極１１２ａを形成する。
【０１４０】
前記低抵抗金属としては、銅(Ｃｕ)、アルミニウム(Ａｌ)、アルミニウム-ネオジム(ＡｌＮｄ)、モリブデン(Ｍｏ)、クロム(Ｃｒ)、チタニウム(Ｔｉ)、タンタリウム(Ｔａ)、モリブデン−タングステン(ＭｏＷ)などを用いる。
【０１４１】
次いで、前記ゲート電極１１２ａを含む全面にシリコン窒化物(ＳｉＮｘ)、又はシリコン酸化物(ＳｉＯｘ)などの無機絶縁物質をＰＥＣＶＤ方法で蒸着して、ゲート絶縁膜１１３を形成する。
【０１４２】
そして、前記ゲート絶縁膜１１３上に非晶質シリコンなどの物質を蒸着させ、選択的に除去して、前記ゲート電極１１２ａの上部のゲート絶縁膜１１３上に島状で半導体層１１４を形成する。この際、前記非晶質シリコンに不純物イオンが注入されたオミックコンタクト層を更に形成してパターンニングすることができる。
【０１４３】
前記ゲート絶縁膜１１３の上部の全面にＣｒ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、ＭｏＷ、Ａｌ合金などの金属を蒸着させた後、フォトリソグラフィー技術でパターンニングして、前記ゲート配線と垂直方向に交差して画素領域を定義するデータ配線１１５を形成し、前記データ配線１１５と同時に前記半導体層１１４の両端にそれぞれ配置されるソース／ドレイン電極１１５ａ、１１５ｂを形成する。
そして、前記データ配線１１５を含む基板の全面に保護膜１１６を形成する。
【０１４４】
図１８ｂに示すように、前記ドレイン電極１１５ｂ部分の前記保護膜１１６を選択的に除去してコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホールを介してドレイン電極１１５ｂに電気的に連結されるよう全面に透明導電膜を蒸着する。そして、前記透明導電膜を各画素領域のみに残るよう選択的に除去して、画素電極１１７を形成すると同時に、前記画素電極の所定の部分を除去してスリット１１８を形成する。
【０１４５】
また、前記保護膜と同一層の有機絶縁物質を用いて誘電体構造物を形成することができる。そして、前記基板と対向する基板上に誘電体構造物を形成するか、或いは対向する基板上の共通電極の所定の部分をパターンニングしてスリットを形成することもできる。
【０１４６】
そして、前記画素電極１１７を含む基板の全面に耐熱性、液晶との親和性に優れたポリイミドレジンを基板上に印刷、乾燥、イミド化させて第１配向膜１５０を形成する。
【０１４７】
図１８ｃに示すように、レーヨン、ナイロンのようなラビング布１７１が取り付けられた円筒状のラビングロール１７０を前記第１配向膜１５０に擦り、第１偏光方向を有するようにラビング処理する。
【０１４８】
図１８ｄに示すように、イオンビーム装置１９０、又は光照射装置２００を用いて前記ラビング処理された第１配向膜１５０にイオンビーム、又は光を照射して配向方向を整列する。
この際、前記第１配向膜１５０の全面に対してイオンビーム、又は光を照射しても良く、ゲート配線とデータ配線との交差部分の段差部、薄膜トランジスターの段差部、又はスリット１１８の段差部を除いた部分をマスキングした後、イオンビーム、又は光を照射して、ラビング配向時にラビング布が至らない段差部のみに限り配向方向を整列しても良い。前記イオンビーム照射、又は光照射は、ラビング方向と同一の方向に行うことが重要である。
【０１４９】
一方、本発明の第１実施形態で説明したように、プラズマによる照射も可能である。
ここで、前記イオンビーム照射の代わりに光照射を行う場合、前記第１配向膜１５０に本発明の第１実施形態で説明したような配向膜を塗布し、部分偏光、線偏光、又は非偏光された光を照射する。
【０１５０】
勿論、前記イオンビーム照射、光照射、又はプラズマ照射などの工程後にラビング工程をしても関係なく、本発明の第６実施形態でもイオンビーム照射又は光照射の条件、及び方法は、前記本発明の第１実施形態で説明した通りである。
【０１５１】
以後の工程は前記本発明の第１実施形態と同様であるが、前記共通電極の上側に突起を形成することができる。
【０１５２】
かかる本発明のＶＡモード液晶表示素子は、ラビング不良による液晶配列の不均一による光漏れと、ゲート配線及びデータ配線の交差部分、薄膜トランジスター部分の段差部、及びスリットで光漏れが発生するおそれがないので、高コントラスト比を確保できる。
【０１５３】
図１９は、本発明に係る液晶表示素子における光漏れを示す写真図で、配向方向整列工程を追加して形成された液晶表示素子では、図示のように、光漏れが殆ど発生しないことが分かる。
【０１５４】
一方、以上で説明した本発明は、上述した実施形態、及び添付の図面に限定されるわけではなく、本発明の技術的思想を外れない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能なことは本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者には自明なことであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】関連技術の横電界方式液晶表示素子の平面図である。
【図２】横電界方式液晶表示素子の電圧分布図である。
【図３ａ】電圧無印加／印加時における横電界方式液晶表示素子の平面図である。
【図３ｂ】電圧無印加／印加時における横電界方式液晶表示素子の平面図である。
【図４ａ】関連技術に係る横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図４ｂ】関連技術に係る横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図４ｃ】関連技術に係る横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図４ｄ】関連技術に係る横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図５】関連技術に係るラビング工程を説明するための断面図である。
【図６】関連技術に係る液晶表示素子で、段差部のある表面での光漏れを示す写真図である。
【図７】関連技術に係る液晶表示素子で、段差部のない表面での光漏れを示す写真図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係る横電界方式液晶表示装置の平面図である。
【図９ａ】本発明の第１実施形態に係る図８のＩ−Ｉ’線上の横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図９ｂ】本発明の第１実施形態に係る図８のＩ−Ｉ’線上の横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図９ｃ】本発明の第１実施形態に係る図８のＩ−Ｉ’線上の横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図９ｄ】本発明の第１実施形態に係る図８のＩ−Ｉ’線上の横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図９ｅ】本発明の第１実施形態に係る図８のＩ−Ｉ’線上の横電界方式液晶表示素子の工程断面図である。
【図１０】本発明に係るイオンビーム装置の断面構造図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る光照射装置の構成図である。
【図１２ａ】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の工程断面図である。
【図１２ｂ】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の工程断面図である。
【図１２ｃ】本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の工程断面図である。
【図１３ａ】本発明の第１、第２実施形態で他の形態の横電界方式の液晶表示装置の平面図である。
【図１３ｂ】本発明の第１、第２実施形態でまた他の形態の横電界方式の液晶表示装置の平面図である。
【図１４】本発明の他の実施形態に係る横電界方式の液晶表示装置の断面構造図である。
【図１５ａ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｂ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｃ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｄ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｅ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｆ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｇ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｈ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１５ｉ】本発明の第３実施形態に係る液晶表示素子の工程断面図で、図８のII−II’線上の３マスクを用いた液晶表示素子の工程断面図である。
【図１６ａ】本発明の第４実施形態に係るＴＮモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１６ｂ】本発明の第４実施形態に係るＴＮモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１６ｃ】本発明の第４実施形態に係るＴＮモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１６ｄ】本発明の第４実施形態に係るＴＮモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１７ａ】本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子の工程断面図である。
【図１７ｂ】本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子の工程断面図である。
【図１７ｃ】本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子の工程断面図である。
【図１７ｄ】本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子の工程断面図である。
【図１７ｅ】本発明の第５実施形態に係る半透過型液晶表示素子の工程断面図である。
【図１８ａ】本発明の第６実施形態に係るＶＡモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１８ｂ】本発明の第６実施形態に係るＶＡモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１８ｃ】本発明の第６実施形態に係るＶＡモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１８ｄ】本発明の第６実施形態に係るＶＡモード液晶表示素子の工程断面図である。
【図１９】本発明に係る液晶表示素子における光漏れを示す写真図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１１１  下部基板
１１２  ゲート配線
１１２ａ  ゲート電極
１１３  ゲート絶縁膜
１１４  半導体層
１１５  データ配線
１１５ａ、１１５ｂ  ソース／ドレイン電極
１１６  保護膜
１１７  画素電極
１１８  スリット
１２１  上部基板
１２２  ブラックマトリックス
１２３  カラーフィルター層
１２４  共通電極
１３０  液晶層
１３５  非晶質シリコン層
１３６  金属層
１３７、１３８  フォトレジスト
１３９  透明導電層
１５０、１６０  第１、第２配向膜
１７０  ラビング器具
１７１  ラビング布
１８１  偏光板
１９０  イオンビーム装置
１２９  カラムスペーサー
【図１】
0004625288.tif 000002
【図２】
0004625288.tif 000003
【図３ａ】
0004625288.tif 000004
【図３ｂ】
0004625288.tif 000005
【図４ａ】
0004625288.tif 000006
【図４ｂ】
0004625288.tif 000007
【図４ｃ】
0004625288.tif 000008
【図４ｄ】
0004625288.tif 000009
【図５】
0004625288.tif 000010
【図８】
0004625288.tif 000011
【図９ａ】
0004625288.tif 000012
【図９ｂ】
0004625288.tif 000013
【図９ｃ】
0004625288.tif 000014
【図９ｄ】
0004625288.tif 000015
【図９ｅ】
0004625288.tif 000016
【図１０】
0004625288.tif 000017
【図１１】
0004625288.tif 000018
【図１２ａ】
0004625288.tif 000019
【図１２ｂ】
0004625288.tif 000020
【図１２ｃ】
0004625288.tif 000021
【図１３ａ】
0004625288.tif 000022
【図１３ｂ】
0004625288.tif 000023
【図１４】
0004625288.tif 000024
【図１５ａ】
0004625288.tif 000025
【図１５ｂ】
0004625288.tif 000026
【図１５ｃ】
0004625288.tif 000027
【図１５ｄ】
0004625288.tif 000028
【図１５ｅ】
0004625288.tif 000029
【図１５ｆ】
0004625288.tif 000030
【図１５ｇ】
0004625288.tif 000031
【図１５ｈ】
0004625288.tif 000032
【図１５ｉ】
0004625288.tif 000033
【図１６ａ】
0004625288.tif 000034
【図１６ｂ】
0004625288.tif 000035
【図１６ｃ】
0004625288.tif 000036
【図１６ｄ】
0004625288.tif 000037
【図１７ａ】
0004625288.tif 000038
【図１７ｂ】
0004625288.tif 000039
【図１７ｃ】
0004625288.tif 000040
【図１７ｄ】
0004625288.tif 000041
【図１７ｅ】
0004625288.tif 000042
【図１８ａ】
0004625288.tif 000043
【図１８ｂ】
0004625288.tif 000044
【図１８ｃ】
0004625288.tif 000045
【図１８ｄ】
0004625288.tif 000046
【図６】
0004625288.tif 000047
【図７】
0004625288.tif 000048
【図１９】
0004625288.tif 000049