(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配置された薄膜トランジスタおよび画素電極を備えた第１の基板と、
前記画素電極に対向する対向電極を備えた第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、を備えた垂直配向型の液晶表示装置であって、
前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方に、垂直配向膜と、電圧印加時における液晶分子の配向方向を制御するドメイン規制手段が設けられており、
前記ドメイン規制手段が、前記画素電極の上に形成された第１絶縁材料層と、前記第１絶縁材料層の上に形成された導電材料層と、前記導電材料層の上に形成された第２絶縁材料層とを含み、
前記垂直配向膜が前記第２絶縁材料層の上に形成されている液晶表示装置。
【請求項２】
前記ドメイン規制手段が前記画素電極の面に対して斜めに傾斜した面を有する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２絶縁材料層が、前記第１絶縁材料層と前記導電材料層とを取り囲むように形成されている、請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第１絶縁材料層が前記第２絶縁材料層の材料より融点又は軟化点の高い有機材料からなり、
前記第２絶縁材料層が感光性の有機材料からなり、
前記導電材料層が単一種の金属又は複数種の金属の合金からなるか、あるいは複数の金属又は合金からなる多層構造を有する、請求項１から３のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１の基板にドレインバスラインおよびゲートバスラインが形成されており、前記ドメイン規制手段が、ドレインバスライン又はゲートバスラインの断線部のリペア用電極として用いられている、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記ドメイン規制手段が前記薄膜トランジスタがマトリクス状に形成された領域の周辺部に延長されており、前記薄膜トランジスタの引き出し電極と交差する共通ラインを形成しており、前記共通ラインが前記リペア用電極として用いられている、請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記導電材料層が蓄積容量電極として機能する、請求項１から６のいずれかに記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記導電材料層にバイアス電圧が印加される、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項９】
前記第２の基板がストライプ状の透明電極を備えている、請求項７に記載の液晶表示装置。
【請求項１０】
ゲート電極、ゲート絶縁膜、動作半導体膜及びソース・ドレイン電極から主としてなる薄膜トランジスタ、該ゲート電極同士を接続するゲートバスライン、該ドレイン電極同士を接続するドレインバスライン、そして該薄膜トランジスタのソース電極に接続されて画素電極となる透明導電膜をマトリクス化してなる薄膜トランジスタマトリクスを形成した薄膜トランジスタ基板と、この基板の画素電極に対向する対向電極を備えたもう一つの基板とを含む液晶表示装置であり、これらの基板のうちの少なくとも一方のものに、垂直配向液晶分子の配向方向を制御するドメイン規制手段が設けられていて、該ドメイン規制手段を構成する構造物が絶縁材料に囲まれた導電材料を含んでいる液晶表示装置を製造する方法であって、ドメイン規制手段を構成する構造物を、基板上に第一の絶縁膜、導電材料膜、及び第二の絶縁膜を順次形成し、次いで第二の絶縁膜をパターニングし、それによりパターン化した第二の絶縁膜をマスクに、導電材料膜を等方的にパターニングし、続いて第一の絶縁膜を異方的にパターニングして、得られた積層構造体の最上層の第二の絶縁膜の材料を加熱して流動化させることで形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第一の絶縁材料が前記第二の絶縁材料より融点又は軟化点の高い有機材料であり、前記第二の絶縁材料が感光性の有機材料であり、そして前記導電材料が単一種の金属又は複数種の金属の合金であり、あるいはこれらの金属又は合金からなる多層構造の材料である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第一及び第二の絶縁材料の一方又は両方が着色した有機材料である、請求項１０又は１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。より詳しく言えば、本発明は、薄膜トランジスタマトリクスにより駆動され、視覚特性を改善できる液晶表示装置とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
陰極線管（ＣＲＴ）の画像品質に匹敵するフラットパネルディスプレイの中で、現在もっとも広く使用されているのが液晶表示装置（ＬＣＤ）である。特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）方式のＬＣＤ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、パーソナルコンピュータ、ワープロ、ＯＡ機器などの民生用機器や携帯テレビジョン等の家電機器への応用により、市場の一層の拡大が期待されている。これに伴って、画像品質の一層の向上が要望されている。
【０００３】
現在、ＴＦＴ−ＬＣＤで最も広く使用されている方式はノーマリホワイトモードのＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）型ＴＦＴ−ＬＣＤである。ＴＮ型ＴＦＴ−ＬＣＤの製造技術は近年において格段の進歩を遂げ、正面でのコントラストや色再現性などはＣＲＴを凌駕するまでに至っている。しかし、ＴＮ−ＬＣＤには視野角が狭いという大きな欠点があり、そのために用途が限定されるという問題があった。
【０００４】
このような問題を解決するため、特公昭５３−４８４５２号公報、特公平１−１２０５２８号公報などにはＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｉｎ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）型と呼ばれる方式のＬＣＤが提案されている。ＩＰＳ方式では、液晶分子を立ち上がらせず、横方向にスイッチングする点に特徴がある。ＴＮ方式のように、液晶分子を立たせると視角方向によって複屈折性が異なり不具合が生じる。横方向にスイッチングを行えば方向によって複屈折性はあまり変化しないため、非常に良好な視角特性が得られる。しかし、ＩＰＳ方式には別の問題点があり、その一つが応答速度が非常に遅いという点であって、現状では動きの速い動画を表示すると、画像が流れるなどの不具合が発生する。このように、ＴＮ方式の視角特性の問題を解決するものとして提案されているＩＰＳ方式は、視角特性以外の特性の点で十分でないという問題があった。
【０００５】
そこで、垂直配向膜を使用し、ＴＮ方式のような旋光モードではなく複屈折モードとで動作する、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）方式（ＶＡモード液晶）が提案されている。ＶＡ方式は、負の誘電率異方性を有するネガ型液晶材料と垂直方向の配向膜を組み合わせた方式であって、電圧無印加時には液晶分子は垂直方向に配向し、黒表示になり、その一方、所定の電圧を印加すると液晶分子は水平方向に配向し、白表示になる。ＶＡ方式は、ＴＮ方式に比べて表示のコントラストが高く、黒レベル応答速度も速い。ＶＡ方式は、以上のような理由で新しい液晶表示装置の方式として注目されている。しかし、ＶＡ方式で中間調表示を行う場合には、表示状態の視角依存が生じるというＴＮ方式と同様の問題があり、視角特性という面ではＩＰＳ方式よりも劣る場合もあった。
【０００６】
ＴＮ方式においては、画素内における液晶分子の配向方向を異なる複数の方向とすることにより、液晶表示装置（ＬＣＤ）の視角特性が改善されることが知られている。一般にＴＮ方式では、基板面に接する液晶分子の配向方向（プレチルト角）は配向膜に施すラビング処理の方向で規制される。ラビング処理は、レーヨンなどの布により配向膜の表面を一方向に擦る処理であり、液晶分子はすり跡の方向に沿って配向する。従って、画素内でラビング処理の方向を異ならせれば視角特性を改善できる。ラビング処理は広く使用されるが、上記のように配向膜の表面を擦って傷を付ける処理であり、ゴミが発生しやすいという問題がある。また、ＴＮ方式では、液晶分子のプレチルト角を規制する別の方法として、電極上に凹凸パターンを設けることが知られている。電極の近くの液晶分子は、凹凸パターンの表面に沿って配向する。
【０００７】
ＶＡ方式においても、液晶分子の配向方向を画素内で複数の異なる方向に分割することにより、視角特性が改善されることが知られている。特開平６−３０１０３６号公報は、対向電極の画素電極の中央に向き合う部分に開口部を設けることにより、画素電極中央部に電界が傾斜した部分を生じさせ、液晶分子の配向方向を２方向又は４方向に分割するＶＡ方式の液晶表示装置を開示している。しかし、特開平６−３０１０３６号公報に開示された液晶表示装置では、応答速度が遅いという問題があり、特に電圧を印加していない状態から印加した状態に変化する時の応答速度が遅いということが分かった。
【０００８】
また、特開平７−１９９１９３号公報は、画素電極上に方向の異なる傾斜面を設けることにより液晶の配向方向を画素内で複数の領域に分割するＶＡ方式の液晶表示装置を開示している。しかし、開示された構成では、傾斜面が画素電極全体に設けられていることから、電圧を印加しない時には配向面に接触する液晶は全て傾斜面に沿って配向されるため、完全な黒表示を得ることができず、コントラストが低下するという問題が生じた。また、傾斜面が画素電極全体に設けられているため、傾斜面が緩く、液晶の配向方向を規定するには十分とはいえないことが分かった。傾斜面を急峻にするには構造物を厚くする必要があるが、誘電体の構造物を厚くすると装置の動作中に構造物に電荷が蓄積され、蓄積された電荷のために電極間に電圧を印加しても液晶分子の方向が変化しないという、いわゆる焼き付きと言われる現象が生じることが分かった。
【０００９】
このように、液晶分子の配向方向を画素電極内で複数の異なる方向に分割するという、いわゆるマルチドメインＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ  Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ（ＭＶＡ））方式の液晶表示装置において、視角特性の改善を目的とする画素電極内での配向分割を実現する場合の各種の問題を解決し、簡素な製造工程で視角特性を改善したものとして、特願平１０−１８５８３６号明細書に記載された液晶表示装置がある。より一般的に言えば、この新しい液晶表示装置は、通常のようにＴＦＴと画素電極を集積・マトリクス化して形成した基板を含む液晶表示装置であり、この基板上（あるいは画素電極に対向する対向電極を備えたもう一方の基板上）に、垂直配向液晶分子の配向方向を制御するドメイン規制手段が設けられているものである。
【００１０】
より具体的に言えば、特願平１０−１８５８３６号明細書に記載の新しい液晶表示装置は、従来の垂直配向膜を使用し、液晶材料としてネガ型液晶を封入したＶＡ方式のものであり、電圧を印加した時に、液晶が斜めに配向される配向方向が、１画素内において複数の方向になるように規制するドメイン規制手段を設けている。ドメイン規制手段は液晶表示装置の２枚のガラス基板の少なくとも一方に設けられる。また、ドメイン規制手段のうちの少なくとも一つは、斜面を有するものであり、断面がほぼ長方形の構造物の基板に対してほぼ垂直に立ち上がる面も、ここで言う斜面に含まれる。この液晶表示装置は、従来の液晶表示方式には必須であった配向膜のラビング処理が不要であり、そのため、大幅に単純化した簡素な製造工程で視角特性の改善を可能にするものである。この液晶表示装置のドメイン規制手段を構成する構造物の材料としては、ポリイミド、アクリル、ノボラック等の透明又は半透明の樹脂、あるいは、薄膜トランジスタの製作で使われるシリコン窒化物（ＳｉＮ）やシリコン酸化物（ＳｉＯ2 ）等の絶縁材料が用いられてきた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このＭＶＡ方式の液晶表示装置においては、ドメイン規制手段の構造物の境界上、詳細には、例えば三角形状の断面で製作される、構造物の山の頂点付近で、液晶の配向方向が異なるため、液晶の配向に乱れが生じ、その部分での光の漏れや黒色化といった表示の不都合が生じ、実効的な開口率を減少させる問題のあることが分かった。
【００１２】
そこで、本発明は、上述の新しいタイプのＭＶＡ方式の液晶表示装置における視角特性を更に改善して、コントラスト、動作速度などは従来と同様に良好なままで、視角特性もＩＰＳ方式と同程度かそれ以上に良好なＶＡ方式の液晶表示装置を実現することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）および画素電極を備えた第１の基板と、前記画素電極に対向する対向電極を備えた第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された負の誘電率異方性を有する液晶と、を備えた垂直配向型の液晶表示装置であって、前記第１の基板および前記第２の基板の少なくとも一方に、垂直配向膜と、電圧印加時における液晶分子の配向方向を制御するドメイン規制手段が設けられており、前記ドメイン規制手段が、前記画素電極の上に形成された第１絶縁材料層と、前記第１絶縁材料層の上に形成された導電材料層と、前記導電材料層の上に形成された第２絶縁材料層とを含み、前記垂直配向膜が前記第２絶縁材料層の上に形成されていることを特徴とする。
【００１４】
ある実施形態では、前記ドメイン規制手段が前記画素電極の面に対して斜めに傾斜した面を有する。
ある実施形態では、前記第２絶縁材料層が、前記第１絶縁材料層と前記導電材料層とを取り囲むように形成されている。
ある実施形態では、前記第１絶縁材料層が前記第２絶縁材料層の材料より融点又は軟化点の高い有機材料からなり、前記第２絶縁材料層が感光性の有機材料からなり、前記導電材料層が単一種の金属又は複数種の金属の合金からなるか、あるいは複数の金属又は合金からなる多層構造を有する。
ある実施形態では、前記第１の基板にドレインバスラインおよびゲートバスラインが形成されており、前記ドメイン規制手段が、ドレインバスライン又はゲートバスラインの断線部のリペア用電極として用いられている。
ある実施形態では、前記ドメイン規制手段が前記薄膜トランジスタがマトリクス状に形成された領域の周辺部に延長されており、前記薄膜トランジスタの引き出し電極と交差する共通ラインを形成しており、前記共通ラインが前記リペア用電極として用いられている。
ある実施形態では、前記導電材料層が蓄積容量電極として機能する。
ある実施形態では、前記導電材料層にバイアス電圧が印加される。
ある実施形態では、前記第２の基板がストライプ状の透明電極を備えている。
【００１５】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、上記のドメイン規制手段を構成する構造物を、この構造物を形成しようとする基板上に第一の絶縁膜、導電材料膜、及び第二の絶縁膜を順次形成し、次いで第二の絶縁膜をパターニングし、それによりパターン化した第二の絶縁膜をマスクに、導電材料膜を等方的にパターニングし、続いて第一の絶縁膜を異方的にパターニングして、得られた積層構造体の最上層の第二の絶縁膜の材料を加熱して流動化させることで形成することを特徴とする。第二の絶縁膜のパターニングは、例えば、その上に形成した所定パターンのレジスト層をマスクとして行うことができる。あるいは、第二の絶縁膜材料を感光性材料とすることで、この第二の絶縁膜をフォトリソグラフィー法により直接パターニングしてもよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の液晶表示装置の全体構成を例示する図である。この図の液晶表示装置１０においては、一方のガラス基板１６に対向（コモン）電極１２が形成されており、他方のガラス基板１７には平行に形成された複数本のゲートバスライン（スキャンバスライン）３１、ゲートバスライン３１に垂直な方向に平行に形成された複数本のドレインバスライン（データバスライン）３２、ゲートバスライン３１とドレインバスライン３２の交点に対応してマトリクス状に設けられたＴＦＴ３３、及び画素（セル）電極１３が設けられており、各基板の互いに向かい合う表面（組み立てたときに液晶に面する側の表面）は垂直配向処理が施されており、２枚の基板の間にはネガ型の液晶が封止されている。一方のガラス基板１６は、カラーフィルタが形成される場合が多く、その場合カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）と呼ばれ、他方のガラス基板１７はＴＦＴ基板と呼ばれる。
【００１７】
図２に示すように、ＣＦ基板１６の液晶１４に面する側の表面には、ブラックマトリクス層３４、カラーフィルタ３９、対向電極をなすＩＴＯ膜１２、及び等ピッチで平行な突起様の構造物（ドメイン規制手段）２０Ａが形成される。なお、この上に更に垂直配向膜が形成されるが、ここでは省略してある。ＴＦＴ基板１７の液晶１４に面する側の表面（ＴＦＴ３３が作られた面）には、ゲートバスラインをなすゲート電極３１、ＣＳ電極３５、絶縁膜４０、４３、ドレインバスラインをなす電極（図示せず）、画素電極をなすＩＴＯ膜１３、及び等ピッチで平行な突起様の構造物（ドメイン規制手段）２０Ｂが形成される。なお、ＴＦＴ基板でも更に垂直配向膜が形成されるが、ここでは省略してある。参照番号４１と４２は、それぞれＴＦＴのソースとドレインを示している。ドメイン規制手段としての突起様構造物２０Ａと２０Ｂは、図２ではＣＦ基板側とＴＦＴ基板の両方に設けられているが、どちらか一方の基板のみに設けるようにしても差し支えない。
【００１８】
図３（ａ）に示すように、突起パターン２０Ａと２０Ｂは、それぞれ１方向に延びる等ピッチで配置された平行なパターンであり、互いに半ピッチずれて配置されている。従って、図３（ｂ）に示すような構造が実現され、一つの画素電極１３に対応する領域において、突起パターン２０Ａと２０Ｂとの間の領域を一つの配向領域とする複数の異なる配向領域が画定される。図３（ａ）と（ｂ）において、液晶分子１４は電圧を印加しない状態における配向の方向（垂直方向）を示している。
【００１９】
図４に、液晶分子の配向制御用に用いられるドメイン規制手段を構成する構造物２０Ｂを設けたＴＦＴ基板の上面図を示す。構造物２０Ｂは、画素電極１３とＴＦＴ３３の上を通過して、ジグザグ状に形成されている。構造物２０Ｂは、断面が例えば三角形、台形といったような、画素面に対して斜めの辺を持つような形状で形成される。この図に示した構造物２０Ｂのジグザグに屈曲した形状は一例としてのものであり、構造物２０Ｂは一つの画素電極の領域内に複数の異なる配向領域を画定するのに有効な任意の形状で形成できる。これは、図２に示したようにドメイン規制手段としての構造物２０ＡをＣＦ基板１６側に設けた場合にも言えることである。
【００２０】
画素電極１３上に形成される、すなわちＴＦＴ基板上に形成される、構造物２０Ｂの構成を図５に示す。この構造物２０Ｂは、画素電極１３上の絶縁材料膜１０１の上に位置する導電材料膜１０２を含み、この導電材料膜１０２は別の絶縁材料１０３で封止されている。
【００２１】
本発明におけるこの構造物は、次のようにして形成することができる。
まず、図６（ａ）に示したように、画素電極１３の上に第一の絶縁材料の膜１０１、導電材料の膜１０２、そして第二の絶縁材料の膜１０３を順次成膜してから、第二の絶縁材料膜１０３をパターニングする。次に、このパターニングした第二の絶縁材料膜１０３をマスクに、下層の導電材料膜１０２を等方性エッチングして、図６（ｂ）に示したように、マスクの第二の絶縁材料膜１０３のパターン幅より狭い幅にパターニングする。続いて、やはり第二の絶縁材料膜１０３をマスクに、第一の絶縁材料膜を異方性エッチングして、図６（ｃ）に示したように、マスクの第二の絶縁材料膜１０３のパターン幅と同等の幅にパターニングする。場合によっては、第一の絶縁材料膜１０１のパターニングは等方性エッチングにより行って、そのパターン幅を第二の絶縁材料膜１０３のパターン幅より狭くしても差し支えない。最後に、加熱して第二の絶縁材料を流動化し、図６（ｄ）に示したように下層の導電材料膜１０２を封止し、画素電極１３の上面に対して斜面を有する断面形状の構造物を完成する。
【００２２】
第一の絶縁材料は、第二の絶縁材料の加熱時に溶融あるいは流動化しないように、第一の絶縁材料より融点あるいは軟化点の高い材料とすべきである。一般には、ポリイミド等の耐熱性有機材料を使用することができ、あるいは、例えばシリコン窒化物やシリコン酸化物等の無機材料を使用することもできる。第二の絶縁材料には、第一の絶縁材料より融点又は軟化点が低い有機材料を用いるのが好ましい。構造物を垂直配向膜上に形成する構成とする場合には、第二の絶縁材料は完成した液晶表示装置において液晶と接触するので、その特性にとって影響を及ぼすような材料は避けるべきである。また、第二の絶縁材料を感光性材料とすれば、直接の露光でそのパターニングを行えるので有利である。とはいえ、第二の絶縁材料を非感光性とし、第二の絶縁材料膜上に別に形成したレジスト層を使ってそのパターニングをしても差し支えはない。第二の絶縁材料として好ましいのは、感光性ノボラック樹脂に代表されるレジスト材料類である。導電材料は、一般に金属材料から選択され、例えばクロム、アルミニウム、ニッケル、モリブデン、タングステン、チタン、銅等の単一種の金属、あるいはそれらの合金を使用することができ、また、これらの金属又は合金からなる多層構造の材料としてもよい。
【００２３】
本発明の構造物における導電材料膜は一般に不透明な金属等の材料で製作されるので、ドメイン規制手段としての構造物の付近での液晶の配向の乱れに起因する光の漏れや黒色化といった表示の不都合を回避することが可能になる。この効果を増強するため、場合によっては、導電材料以外の第一及び第二の絶縁材料の一方又は両方を、例えば黒色等に着色した材料としてもよい。
【００２４】
更に、本発明の構造物は導電材料を含むことから、下記で説明するように、これを利用してドレインバスラインあるいはゲートバスラインの断線のリペアを行うことができ、あるいは構造物を表示の安定のために設けられる蓄積容量電極として用いることが可能である。本発明の構造物を蓄積容量電極として利用する場合には、同じ目的で用意される図２及び図４に示したＣＳ電極３５は省くことができる。
【００２５】
第一及び第二の絶縁材料膜と導電材料膜の厚さ及びパターニング幅は、これらの材料により形成しようとする目的の構造物に応じて決めればよい。例えば、第一の絶縁膜の厚さは、その上に形成する導電材料膜を画素電極から電気的に絶縁するのに十分な厚さとすべきである。導電材料膜の厚さとパターニング幅は、後に説明するリペア線としての用途及び蓄積容量電極としての用途にとって十分なものとすべきである。第二の絶縁材料膜の厚さとパターニング幅は、導電材料膜を封止するのに十分であるとともに、所定のドメイン規制手段としての構造物を形成するのに十分な量の材料を提供するように選ぶべきである。また、第二の絶縁材料膜のパターニング幅については、下層の導電材料膜のパターニング幅を考慮することも重要である。
【００２６】
本発明の液晶表示装置は、ドメイン規制手段の構造物の製作を除いて、通常の液晶表示装置を製造する方法と同様の方法で製造することができる。
【００２７】
液晶表示装置は、一般に、ＴＦＴ基板製作工程（この工程は更に、基板の洗浄工程、ゲート電極形成工程、動作層形成工程、素子分離工程、保護膜形成工程、画素電極形成工程等に細分される）、ＣＦ基板製作工程（この工程は更にブラックマトリクス層、カラーフィルタ、対向電極等の形成工程を含む）、及び組み立て工程を含む方法で製造される。液晶表示装置の製造におけるこれらの各工程は周知であり、ここで詳しく説明するには及ばない。
【００２８】
本発明において重要なドメイン規制手段の構造物は、それをＴＦＴ基板に設ける場合には画素電極形成工程後に画素電極上に、ＣＦ基板側に設ける場合は対向電極形成後に対向電極上に、形成する。構造物の製造自体は、既に説明したように、第一の絶縁材料、導電材料及び第二の絶縁材料の連続膜の形成と、これに続くフォトリソグラフィ手法を利用した各膜のパターニング、そして最上層の第二の絶縁材料の加熱・流動化により行う。構造物の製造は、下記の例において詳しく説明する。
【００２９】
【実施例】
次に、実施例により本発明を更に説明するが、言うまでもなく、本発明はこれらの実施例にいささかなりとも限定されるものではない。
【００３０】
〔実施例１〕
通常の工程により、透明ガラス基板上にゲート電極を形成し、続いて動作層を形成し、素子分離処理を施し、保護膜を形成してから、画素電極を形成したＴＦＴ基板を用意した。このＴＦＴ基板におけるゲートバスライン及びドレインバスラインの幅は、それぞれ１０μｍ及び５μｍであった。続いて、図６（ａ）に例示したように、画素電極１３上に、０．４μｍ厚のポリイミド膜１０１、２００ｎｍ厚のＣｒ膜１０２を成膜し、そして２μｍ厚の感光性ノボラック樹脂膜を成膜してからこれを所定パターンで露光及び現像して、幅１５μｍのジグザグパターンの樹脂膜１０３を形成した。次いで、この樹脂膜１０３をマスクにし、硝酸第二セリウムアンモンを用いた等方性エッチングでＣｒ膜１０２をパターニングして、マスクの樹脂膜１０３の幅より狭い金属膜パターン１０２を形成した（図６（ｂ））。更に、ジグザグパターンの樹脂膜１０３を再びマスクにして、１Ｐａ程度以下の圧力の低圧プラズマアッシングを用いた異方性エッチングでポリイミド膜１０１をパターニング（図６（ｃ））してから、基板を２００℃に加熱して最上層のノボラック樹脂を流動化させて、図６（ｄ）に示したようにＣｒ膜１０２を閉じこめた構造物を形成した。その後、最終的に垂直配向膜を全面に形成した。図７に示したようにジグザグ状に形成した構造物１２３の底部の幅はおよそ１０μｍ、隣接構造物間のピッチ幅は１００μｍであった。こうして形成した構造物は、Ｃｒ膜１０２を含んでいるために不透明となるので、構造物付近での液晶の配向の乱れに起因する光の漏れや黒色化を遮蔽して見えなくすることができる。
【００３１】
更に、ここで形成した構造物は、ドレインバスラインに断線があった場合の修正（リペア）用に使用することもできる。図７に示したように、ＴＦＴ基板のドレインバスライン１３２が１２０で指示した箇所で断線していた場合、この断線箇所１２０をまたぐ構造物の一部分１２２を他の部分から分離するように、構造物１２３を１２４と１２５で指示した箇所でレーザーカットする。次に、この分離した構造物の一部分１２２を、断線したドレインバスライン１３２に１２８と１２９で指示した箇所でレーザー溶接して接続する。図８に、レーザーカット部１２４とレーザー溶接部１２８を示す。このようにして、ドレインバスラインの断線は容易に修正が可能となる。
【００３２】
〔実施例２〕
この例は、ＴＦＴマトリクスの外周部に設けた、実施例１で形成したのと同様な構成の構造物を利用して行う、ドレインバスラインの断線のリペアを説明するものである。
【００３３】
この場合は、図９に示したように、ドレインバスラインの引き出し部に、ドレインバスラインとの間に絶縁膜を挟んで形成した、実施例１で作成した構造物と同様の構成の構造物よりなるリペア線２０７を設け、このリペア線２０７と断線箇所１２０のあるドレインライン１３２とをその交点２０８でレーザー溶接により接続し、更にリペア線２０７を引き出し電極２０９にそれらの交点２１０で同様に接続する。ＴＦＴマトリクスの反対側の外周部にも同様のリペア線２０７’を設け、リペア線２０７’と断線箇所のあるドレインライン１３２とをそれらの交点２０８’でやはり同様にレーザー溶接により接続し、そしてそのリペア線２０７’を修正用タブにつながる引き出し電極２２０にそれらの交点２１５でレーザー接続する。その後、引き出し電極同士を外部配線により接続すれば、ドレインバスラインの断線の修正が可能となる。
【００３４】
〔実施例３〕
この例は、本発明の構造物を蓄積容量電極として用いるものである。
図１０に示したように、ＴＦＴマトリクス領域に相当する液晶表示装置の表示エリア内の本発明の構造物２０２の形成と同時に、構造物２０２につながり、表示エリアの外周部に位置する同じ構成の共通ライン２１１を形成し、この共通ライン２１１を蓄積容量引き出し電極２１３にそれとの交点２１５でレーザー接続する。
【００３５】
この構成では、ＴＦＴマトリクス内の構造物２０２のうちの、画素電極１３と重畳する部分が、蓄積容量電極として働く。すなわち、本発明の構造物は導電材料の層を含んでいるので、表示エリア内の構造物２０２が蓄積容量電極を兼ねることができ、通常のように特別な蓄積容量電極（図２及び４に示したＣＳ電極３５に相当するもの）をＴＦＴマトリクスに作り込んでおく必要がなく、液晶表示装置の開口率を大幅に増加させることができる。
【００３６】
また、この蓄積容量電極にバイアス電圧（オフセット電圧）を印可すると、液晶の傾きを構造物２０２の部分以外の領域のそれに近づける（すなわち垂直の向きに近づける）ことができ、コントラストを向上させることができる。実験では、ＣＳ電極を備えた現状の表示装置のコントラスト３００を、３５０以上に改善できることが分かった。
【００３７】
これまで説明した実施例１〜３ではドメイン規制手段である本発明の構造物を断線ドレインバスラインのリペア用か蓄積容量電極用のどちらかに利用する例を示したが、本発明の構造物は断線リペア用と蓄積容量電極用の両方を兼ねることも可能である。また、本発明の構造物は、ドレインバスラインのリペアのほかに、ゲートバスラインのリペアに利用することもできる。
【００３８】
〔実施例４〕
この例は、ＴＦＴマトリクスにおける一つの列のＴＦＴのゲートバスが、隣接する列の各ＴＦＴのドレインバスラインに接続された、いわゆるゲート接続方式のＴＦＴ液晶表示装置への、本発明の構造物の適用を例示するものである。
【００３９】
図１１に示したように、ゲート接続方式の場合には、一つの列に形成されたＴＦＴ３３Ａのゲートバスライン３０２が、隣接する列のＴＦＴ３３Ｂのドレインバスライン３０４と交差せずに、互いに接続されていて、ゲートバスラインに順次電圧を印加することでスキャンが行われる。通常ＴＦＴ−ＬＣＤは、ＣＦ基板側の対向電極（コモン電極）が表面パターンのない（いわゆるベタの）透明導電膜として製作されているが、この方式では、ＳＴＮ方式のようなストライプパターンを用い、各画素電極に信号を印加する。ゲート接続方式のＴＦＴマトリクスは、ドレインバスラインとゲートバスラインとが接続されているため、通常より少ないマスク数で作り上げることができ、そのため製造方法を簡略化することができるという利点がある。
【００４０】
このゲート接続方式のＴＦＴマトリクスにおいて、先に実施例３で説明したのと同様に構造物２０２とそれらが接続する共通ライン２１１を設けることで、画素電極１３への蓄積容量の付加が容易に実現できる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、通常のようにＴＦＴと画素電極を集積・マトリクス化して形成したＴＦＴ基板を含み、この基板の画素電極上（あるいはＴＦＴ基板に対向するＣＦ基板のコモン電極上）に、１画素内の垂直配向液晶分子の配向方向を複数の異なる方向に分割制御するドメイン規制手段の構造物が設けられている液晶表示装置において、その構造物が不透明材料を含むことにより、構造物近傍での液晶の配向の乱れに起因する光の漏れや黒色化の不都合を遮蔽して見えなくすることができる。
また、この構造物をＴＦＴマトリクス内の断線部のリペア線として用いることができるので、液晶表示装置の無欠陥化が可能となる。
更に、この構造物は蓄積容量電極として用いることができるので、従来のような専用の蓄積容量電極をなくすことができ、そのため液晶表示装置の開口率を大きくしてその光の利用効率を高くできる利点もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の液晶表示装置の斜視図である。
【図２】本発明の液晶表示装置を説明する図である。
【図３】本発明の構造物としての突起パターンを説明する図である。
【図４】ジグザグ形状のパターンに形成した本発明の構造物を説明する図である。
【図５】本発明の構造物の構成を説明する図である。
【図６】本発明の構造物の製造を説明する図である。
【図７】本発明の第一の態様を説明する図である。
【図８】第一の態様における構造物のレーザーカット部とレーザー溶接部を示す図である。
【図９】本発明の第二の態様を説明する図である。
【図１０】本発明の第三の態様を説明する図である。
【図１１】本発明の第四の態様を説明する図である。
【符号の説明】
１０…液晶表示装置
１２…対向電極
１３…画素電極
１６…ＣＦ基板
１７…ＴＦＴ基板
２０Ａ、２０Ｂ…構造物
３１…ゲートバスライン
３２…ドレインバスライン
３３、３３Ａ、３３Ｂ…ＴＦＴ
１０１…第一の絶縁材料膜
１０２…導電材料膜
１０３…第二の絶縁材料膜
１２０…断線箇所
１２３…構造物
１２４、１２５…レーザーカット部
１２８、１２９…レーザー溶接部
１３２…ドレインバスライン
２０２…構造物
２０７、２０７’…リペア線
２０９、２２０…引き出し電極
２１１…共通ライン
２１３…蓄積容量引き出し電極
３０２…ゲートバスライン
３０４…ドレインバスライン
【図１】
0004144953.tif 000002
【図２】
0004144953.tif 000003
【図３】
0004144953.tif 000004
【図４】
0004144953.tif 000005
【図５】
0004144953.tif 000006
【図６】
0004144953.tif 000007
【図７】
0004144953.tif 000008
【図８】
0004144953.tif 000009
【図９】
0004144953.tif 000010
【図１０】
0004144953.tif 000011
【図１１】
0004144953.tif 000012