JP2000347171A

JP2000347171A - 液晶表示素子及びその製造方法

Info

Publication number: JP2000347171A
Application number: JP11159605A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Inoue; 一生井上; Hirofumi Yamakita; 裕文山北; Masanori Kimura; 雅典木村; Katsuhiko Kumakawa; 克彦熊川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-07
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2000-12-15

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は液晶表示装置や光シャッター等に利
用される液晶パネル及びその製造方法に関するもので、
明るく、応答の速い液晶パネルを得ることを目的とす
る。【課題解決手段】少なくとも一対の基板間に液晶を挟持
しており、前記基板の少なくとも一方の基板に画素電極
体及び対向電極体が形成されており、前記画素電極体及
び対向電極体の間に電圧を印加して液晶分子の配列を変
化させる液晶パネルにおいて、前記画素電極体あるいは
対向電極体が形成される基板に凹凸が形成されており、
前記凹凸の凸部分あるいは凸部分の側面に前記画素およ
び前記対向電極体を形成し、前記画素電極体および前記
対向電極体のうち少なくとも一つ以上を透明な電極で形
成することにより、明るく、応答速度の速い液晶パネル
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置や光
シャッター等に利用される液晶表示素子及びその製造方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子に用いられる液晶パネルは
薄型化、軽量化、低電圧駆動可能等の長所により腕時
計、電子卓上計算機、パーソナルコンピューター、パー
ソナルワードプロセッサー等に利用されている。従来、
主として用いられているＴＮ（Twisted Nematic ）型液
晶パネルは上下基板に電極を形成し、基板に垂直な縦方
向電界により液晶をスイッチングさせる方式である。

【０００３】これに対して、液晶パネルの視野角を広げ
る方式として、同一基板上に画素電極体及び対向電極体
を形成し、横方向の電界を印加することにより液晶分子
を動作させる横電界方式が提案されている。この方式は
ＩＰＳ（In-Plane-Swiching）方式あるいは櫛形電極方
式とも呼ばれている（液晶ディスプレイ技術：産業図書
p42 参照）。

【０００４】図１９及び図２０に従来のＩＰＳ方式の液
晶パネルの構成図を示す。ここでは対向電極部分６…
（あるいは画素電極部分８…）に平行に液晶分子を初期
配向させておき、対向電極部分６…と画素電極部分８…
に電圧を印加した場合に液晶分子が対向電極部分６…
（あるいは画素電極部分８…）に垂直に配向する場合を
考えている。尚、下記発明の実施の形態と同一の機能を
有する部材には、同一の符号を付している。

【０００５】しかし、従来の横電界方式では、対向電極
部分６…及び画素電極部分８…が平板で断面四角形状で
あるため、対向電極部分６…及び画素電極部分８…上の
液晶分子は横方向の電界があまりかからない。このた
め、図２１に示すように、電圧を印加しても液晶１２…
が十分に動作しないという問題があった。尚、従来の横
電界方式の対向電極部分６…及び画素電極部分８…はＡ
ｌ等の金属で形成されているために両電極部分６…・８
…上は光が透過しない。言い換えれば両電極部分６…・
８…上の液晶分子が動作しなくても電極上は光が透過せ
ず、見えないためにあまり問題視していなかった。

【０００６】このようなことを考慮して、反射型液晶パ
ネルにおいて電極上での反射を抑制するために、両電極
部分を透明導電体で形成する方法（特開平９−６１８４
２号公報参照）も提案されているが、前述したように両
電極部分上の液晶分子には十分な横電界がかからないの
で、液晶分子は横方向に動作せず、両電極部分を透明に
しただけでは効果はない。

【０００７】また、画素電極部分及び対向電極部分の断
面を曲断面形状にする方法も考案されている（特開平９
−１７１１９４号公報参照）。この提案は電界を連続的
にかけることにより、液晶の立ち上がり特性をよくする
ことを目的とするものである。なぜなら、両電極部分を
曲断面にするだけでは縦方向の電界が強く、横方向に十
分な電界がかからないので、両電極部分上の液晶分子の
動作改善を図ることができず、しかも、当該提案は両電
極部分を透明にするものではないので、開口率の向上を
図ることもできないからである。加えて、当該提案の如
く両電極部分そのものを曲断面にすることは製造上困難
であるといった問題もある。

【０００８】更に、画素電極部分あるいは対向電極部分
の一方を逆Ｖ字状にして、入射光を電極表面の反射によ
り開口部に集中する方法も考案されている（特開平８−
２８６２１１号公報参照）が、光を開口部に集光する必
要があるので、電極を透明電極で形成することはでき
ず、逆に光反射率の高いＡｌやＣｕ等を用いるような構
成となっている。したがって、開口率の向上を図ること
はできず、しかも、光の入射方向もＶ字状の先の尖った
方向から入射させる必要があるので、実際上の問題も多
い。

【０００９】加えて、画素電極部分及び対向電極部分を
層間絶縁膜の上面及び傾斜面に形成する方法（特開平９
−２５８２６５号公報参照）も提案されているが、当該
提案では両電極部分が透明ではないことを明記してい
る。また、本提案においては、応答速度の改善について
は述べられていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来課題
を考慮してなされたものであって、電極上でも横方向の
電界が液晶に十分にかかることによって表示特性の向上
を図ると共に、開口率の向上によって明るい表示を得る
ことでき、しかも応答速度を向上させることができる液
晶表示素子及びこの液晶表示素子を容易に作製しうる液
晶表示素子の製造方法の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１記載の発明は、一対の基板と、これら基板
間に封止された液晶とを有すると共に、上記一対の基板
のうち一方の基板表面に横電界を発生させることによ
り、液晶分子の配列を変化させる液晶パネルを備えた液
晶表示素子において、上記横電界を発生させる基板上に
は、表面に複数の凹凸条部を備えた絶縁膜が形成され、
この凹凸条部における凸条部分の側面にのみ又は凸条部
分の側面及び頂部には、画素電極体の画素電極部分と対
向電極体の対向電極部分とが交互に形成されると共に、
これら画素電極部分及び対向電極部分のうち少なくとも
一方の電極部分は透明であることを特徴とする。

【００１２】上記構成の如く、凹凸条部における凸条部
分の側面にのみ又は凸条部分の側面及び頂部に画素電極
部分及び対向電極部分が形成されていれば、両電極部分
上にも電界がかかるので（即ち、横電界が十分にかかる
ので）、両電極部分上の液晶分子も動作し、表示特性が
向上する。また、両電極部分のうち少なくとも一方の電
極部分は透明であるので、電極部分により光が遮られる
のを抑制でき、これによって開口率が大幅に向上すると
共に、電極部分の間隔を狭くしても開口率が下がらない
ので、電極間隔を狭くすることができ、これによって液
晶の応答を速めることができる。

【００１３】尚、凹凸条部における凸条部分の側面及び
頂部に画素電極部分等が形成されているより、凸条部分
の側面にのみ画素電極部分等が形成されているのが望ま
しい。なぜなら、凹凸条部における凸条部分の頂部にも
画素電極部分等が形成されていれば、上方（縦方向）に
向けて電界がかかるのに対して、凸条部分の側面にのみ
画素電極部分等を形成すれば、画素電極部分と対向電極
部分との間でのみ電界がかかる（横方向にのみ電界がか
かる）という理由によるものである。

【００１４】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明において、上記絶縁膜がカラーフィルター層か
ら成ることを特徴とする。このような構造であれば、別
途カラーフィルターを形成することが不要となるので、
カラーフィルターの貼り合わせのマージンが不要とな
り、さらに開口率が大きくなる。

【００１５】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は２記載の発明において、上記絶縁膜が透明であること
を特徴とする。このような構造であれば、透過型の液晶
表示素子に対応することができ、しかも開口率の低下を
防止できる。

【００１６】また、請求項４記載の発明は、請求項１、
２又は３記載の発明において、上記絶縁膜の膜厚が１μ
ｍ以上であることを特徴とする。このように規制するの
は、絶縁膜が形成された基板表面には凹凸があるが、絶
縁膜の膜厚が１μｍ以上であれば、この凹凸分を十分に
吸収することができるので、絶縁膜の表面が滑らかにな
るという理由、及び絶縁膜の絶縁性を確実に発揮するに
は、絶縁膜の膜厚が１μｍ以上であることが望ましいと
いった理由による。

【００１７】また、請求項５記載の発明は、請求項１、
２、３又は４記載の発明において、上記凹凸条部の凸条
部分における側面にのみ画素電極部分と対向電極部分と
が交互に形成された場合に、凸条部分の頂部におけるこ
れら電極部分間の間隔が６μｍ以下に規制されることを
特徴とする。このように規制するのは、電極部分間の間
隔が６μｍを超えると、両電極部分が短か過ぎて、両電
極部分間に十分な電界がかからないという理由による。

【００１８】また、請求項６記載の発明は、請求項１、
２、３、４又は５記載の発明において、上記凸条部分に
おける縦横比が２．５以下、好ましくは１．５以下に規
制されることを特徴とする。このように規制するのは、
縦横比が２．５を超えると、両電極部分の対向面積が小
さくなって、両電極部分間に余り横電界がかからなくな
るという理由による。

【００１９】また、請求項７記載の発明は、請求項１、
２、３、４、５又は６記載の発明において、上記凹凸条
部の斜面の長さに対する画素電極部分或いは対向電極部
分の長さの比が０．５以下に規制されることを特徴とす
る。このように規制するのは、凹凸条部の斜面の長さに
対する画素電極部分或いは対向電極部分の長さの比が
０．５を超えると、横電界状態が乱れることがあるとい
う理由による。

【００２０】また、請求項８記載の発明は、請求項１、
２、３、４、５、６又は７記載の発明において、上記両
基板のうちアレイ基板側から光を入射することを特徴と
する。また、請求項９記載の発明は、請求項１、２、
３、４、５、６、７又は８記載の発明において、上記液
晶パネルを複数層備えることを特徴とする。

【００２１】また、上記の目的を達成するために請求項
１０記載の発明は、一対の基板のうち一方の基板に、走
査信号線と映像信号線と半導体層とを形成する第１の工
程と、上記走査信号線、映像信号線、及び半導体層の上
に、表面に複数の凹凸条部を備えた絶縁層を形成する第
２の工程と、上記凹凸条部の凸条部分における側面にの
み又は凸条部分における側面及び頂部に、少なくとも一
方が透明である画素電極体の画素電極部分及び対向電極
体の対向電極部分を形成する第３の工程とを有すること
を特徴とする。

【００２２】上記方法であれば、両電極部分そのものを
曲断面にするのではなく、両電極部分の土台である絶縁
膜の表面に凹凸条部（曲断面）を形成するものであるた
め、請求項１記載の作用効果を有する液晶表示素子を容
易に作製することができる。

【００２３】また、請求項１１記載の発明は、請求項１
０記載の発明において、上記第２の工程において、感光
性樹脂を塗布した後に、表面に凹凸を有する金型で上記
感光性樹脂をプレスしながら露光することにより絶縁膜
を形成することを特徴とする。上記方法であれば、表面
に凹凸条部を備えた絶縁膜を容易に作製することができ
る。尚、絶縁膜の樹脂としては上記光硬化型樹脂に限定
するものではなく、熱硬化型樹脂等を用いることも可能
である。

【００２４】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
０又は１１記載の発明において、上記絶縁膜をカラーフ
ィルター層で構成することを特徴とする。上記方法であ
れば、請求項２記載の液晶表示素子を容易に作製するこ
とができる。

【００２５】また、請求項１３記載の発明は、請求項１
０、１１又は１２記載の発明において、上記絶縁膜を透
明なもので形成することを特徴とする。上記方法であれ
ば、請求項３記載の液晶表示素子を容易に作製すること
ができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】（実施の形態１）本発明の実施の
形態１を、図１〜図７に基づいて、以下に説明する。図
１は本実施の形態１における液晶パネルの構造を模式的
に示す上面図、図２は図１のＡ−Ａ線断面図、図３は本
実施の形態１における液晶パネルの動作状態を模式的に
示す断面図、図４は凹凸条部の拡大説明図、図５は横電
界の割合と縦横比との関係を示すグラフ、図６は本実施
の形態１における他の例に係る液晶パネルの構造を模式
的に示す上面図、図７は図６のＢ−Ｂ線断面図、図８は
本実施の形態１における更に他の例に係る液晶パネルの
構造を模式的に示す上面図、図９は図８のＣ−Ｃ線断面
図である。

【００２７】図１及び図２に示すように、アレイ基板で
あるガラス基板１上には横方向（以下Ｘ方向という）に
延びる走査信号線４が設けられており、この走査信号線
４上には配線保護のための絶縁膜１０ａが形成されてい
る。この絶縁膜１０ａ上には縦方向（以下Ｙ方向とい
う）に延びる映像信号線７が設けら、この映像信号線７
上には配線保護のための絶縁膜１０ｂが形成されてい
る。この絶縁膜１０ｂ上には絶縁膜１５が形成されてお
り、この絶縁膜１５の表面にはＹ方向に延設される波状
の凹凸が形成されている。上記絶縁膜１５の上方には対
向基板であるガラス基板２が設けられており、このガラ
ス基板２と絶縁膜１５との間には液晶（図示せず）が封
止されている。

【００２８】また、上記絶縁膜１５上には、一対の櫛型
の画素電極体２３と対向電極体２２とが設けられてい
る。上記画素電極体２３は、直線状で相互に平行となる
ような画素電極部分８…（Ｙ方向に延設）と、これら画
素電極部分８…を連結するリード２１（Ｘ方向に延設）
とから成る。一方上記対向電極体２２は、直線状で相互
に平行となるような対向電極部分６…（Ｙ方向に延設）
と、これら対向電極部分６…を連結するリード２０（Ｘ
方向に延設）とから成る。上記画素電極部分８…と対向
電極部分６…とは、前記絶縁膜１５の凹凸条部１６にお
ける凸条部分１６ａの頂部及び側面部に交互に形成され
ている。また、上記画素電極部分８…と上記リード２１
とはコンタクトホール１３ｂ…を介して接続されている
一方、上記対向電極部分６…と上記リード２０とはコン
タクトホール１３ａ…を介して接続されている。

【００２９】更に、上記走査信号線４と映像信号線７と
の交差位置には、能動素子（スイッチング素子）として
の半導体層（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）９が配
置されており、走査信号線４からの信号がゲート４ａに
与えられて上記半導体層９がＯＮ状態になると、映像信
号線７からの映像信号電圧がソース７ａとドレイン１４
とを介して上記画素電極体２３に印加されるような構造
である。

【００３０】このような構造を有することにより、画素
電極体２３の画素電極部分８…と対向電極部分６…との
間に横電界が生じて、液晶分子が基板面内で回転し、液
晶層の駆動表示が行われる。

【００３１】ここで、上記構造の液晶パネルは、ガラス
基板１上に金属配線として映像信号線７と走査信号線４
とをマトリクス状に形成し、その交点に半導体層９を形
成するような工程を経て作製されるものであるが、具体
的には、以下の通りである。

【００３２】先ず、ガラス基板１の表面に、走査信号線
４及び対向電極体２２のリード２０をＡｌ等から成る金
属で形成した後、これらの配線を保護するためにＳｉＮ
ｘ等から成る絶縁膜１０ａを形成し、更にその上に半導
体層９としてＴＦＴを形成した。次に、映像信号線７、
ソース７ａ及びドレイン１４を、Ａｌ／Ｔｉ等から成る
金属で形成した後、これら配線を保護するためにＳｉＮ
ｘ等から成る絶縁膜１０ｂを形成した。次いで、光硬化
型樹脂である感光性のアクリル性樹脂（ＰＣ３０２：Ｊ
ＳＲ製）を用いて、以下に示す方法により、表面に凹凸
条部１６を備えた絶縁膜１５を上記絶縁膜１０ｂ上に形
成した。即ち、アレイ基板上にＰＣ３０２をスピンコー
トにより塗布した後、８０℃で１分間プリベークを行
い、更に所定の形状（絶縁膜１５と反対の形状を有する
ものであり、例えば表面が正弦曲線から成る）に表面加
工された金型でプレスしながらガラス基板１側より３０
０ｍＪ/ ｃｍ²で露光を行った。その後、現像液（ＣＤ
７０２ＡＤ）にて２５℃で１分間現像を行い、流水で洗
浄後、２００℃で１時間ポストベークを行い（室温より
昇温する）、膜厚１．５μｍの絶縁膜１５を形成した。

【００３３】ここで、十分な絶縁性をとること及び画素
電極体と透明電極をほぼ平坦面上に形成するためには、
絶縁膜の膜厚は１μｍ以上であることが望ましい。ま
た、ガラス基板１側から光を照射する場合は拡散させた
光を入射する（横方向からも光を入射するか拡散板を通
して光を照射する）方が望ましい。更に、光を透過する
金型を作製しておけば金型側から光を入射することがで
きる。上記のようにして絶縁膜１５を作製した後、絶縁
膜１５にコンタクトホール１３ａ・１３ｂ・１３ｃを形
成した。しかる後、ドレイン１４とつながる画素電極体
２３の画素電極部分８…を透明導電膜（ＩＴＯ：酸化イ
ンジウム−酸化スズ）で形成する。この際、コンタクト
ホール１３ｃを介してドレイン１４と画素電極体２３の
画素電極部分８…とがコンタクトされると共に、コンタ
クトホール１３ｂ…を介して画素電極体２３のリード２
１と画素電極部分８…とがコンタクトされることにな
る。

【００３４】次に、対向電極部分６…をＩＴＯからなる
透明導電膜で形成する。この際、コンタクトホール１３
ａ…を介して、対向電極体２２のリード２０と対向電極
部分６…とがコンタクトされることになる。

【００３５】尚、走査信号線４や映像信号線７もＩＴＯ
で形成することも考えられるが、これら信号線４・７を
ＩＴＯで形成すると配線抵抗が大きくなり過ぎるので
（Ａｌの抵抗値は４μΩｃｍであるのに対してＩＴＯの
抵抗値は１００〜５００μΩｃｍである）、信号線４・
７はＡｌ等の配線抵抗の小さい金属で形成するのが望ま
しい。また、画素電極体２３の画素電極部分８…や対向
電極体２２の対向電極部分６…を保護するために、画素
電極部分８…や対向電極部分６…を形成した後、ＳｉＮ
x から成る絶縁膜を形成しても良い（本実施の形態では
図示せず）。

【００３６】次に、ガラス基板１とガラス基板２との上
に配向膜（ＡＬ５４１７：ＪＳＲ製）を印刷して、ラビ
ング処理を施した後、ガラス基板１の縁部にシール樹脂
（ストラクトボンド：三井東圧製）を印刷する。尚、シ
ール樹脂中には、４．０μｍのガラスファイバー（日本
電気硝子製）から成るスペーサーを混入した。

【００３７】その後、基板間隔を保持するために表示領
域内にスペーサーとして直径３．５μｍの樹脂球（エポ
スターＧＰ−ＨＣ：日本触媒（株）製）を散布した。し
かる後、ガラス基板１及びガラス基板２を貼り合わせ、
１５０℃で２時間加熱することでシール樹脂を硬化させ
た。

【００３８】次いで、以上のようにして作製した空パネ
ルに、液晶（ＭＴ５０８７：チッソ社製）を真空注入法
（空パネルを減圧した槽内に設置し、パネル内を真空に
した後、注入口を液晶に接触させ、槽内を常圧に戻すこ
とにより、液晶をパネル内に注入する方法）にて注入し
た。

【００３９】最後に、液晶パネルの注入口に封口樹脂と
して光硬化性樹脂（ロックタイト３５２Ａ：日本ロック
タイト製）を注入口全体に塗布し、光を１０ｍＷ／ｃｍ
²で５分間照射して封口樹脂を硬化させた後、ガラス基
板１とガラス基板２との上下（ガラス基板の外側）に偏
光板（ＮＰＦ−ＨＥＧ１４２５ＤＵ：日東電工製）を貼
付した。これにより、液晶パネルが作製される。

【００４０】ここで、図１９及び図２０に示すように、
比較例として画素電極体２３の画素電極部分８…と対向
電極体２２の対向電極部分６…とを従来と同じく矩形と
した場合の液晶パネルも作製し、本発明の液晶パネルと
種々の性能について比較したので、それらの結果を下記
に示す。

【００４１】先ず、両液晶パネルに電圧を印加して顕微
鏡を用いて観察したところ、比較例の液晶パネルでは、
図２１に示すように、電極上の液晶分子１２に十分な横
電界がかからないために、当該部位の液晶分子１２は動
作せず、液晶パネルの明るさが十分ではないことが認め
られた。これに対して、本発明の液晶パネルでは、図３
に示すように、電極上の液晶分子１２にも十分な横電界
がかかるため、当該部位の液晶分子１２も動作し、十分
に明るい液晶パネルが得られた。

【００４２】また、本発明の如く、表面に凹凸条部１６
が形成された絶縁膜１５を形成するれば、開口率を大き
くすることができると同時に、画素電極体２３の画素電
極部分８…と対向電極体２２の対向電極部分６…との対
向面積が大きくなるので、横方向の電界がかかり易くな
って、液晶分子が動きやすくなる。

【００４３】加えて、本発明の液晶パネルでは凹凸条部
１６の凸条部分１６ａに画素電極部分８…と対向電極部
分６…とを形成しているので、比較例の液晶パネルに比
べて画素電極部分８…及び対向電極部分６…における上
向き部分が狭くなる（即ち、凸条部分１６ａの頂部のみ
にが上向きとなる）。したがって、縦方向の電界がかか
り難くなって、十分に横方向の電界がかかることにな
る。

【００４４】更に、応答時間は画素電極部分８…と対向
電極部分６…との間隔の２乗に比例することは周知であ
るので、画素電極部分８…と対向電極部分６…との電極
間隔を短くした方が良いことは明らかである。ここで、
現状の液晶パネルでは電極間隔は１２μｍ程度であり、
応答時間は６０msec程度と遅いことから、画素電極部分
８…と対向電極部分６…との電極間隔を狭くして、応答
速度の向上を図ることも考えられる。したしながら、従
来の画素電極部分８…と対向電極部分６…とは透明電極
で構成されていないため、画素電極部分８…と対向電極
部分６…との電極間隔を狭くすると、その分だけ電極数
が増えるので、開口率が低下する。

【００４５】これに対して、本発明のように画素電極部
分８…と対向電極部分６…とを透明電極で構成にすれ
ば、画素電極部分８…と対向電極部分６…との電極間隔
を狭くして電極数を増やしたとしても開口率の低下を防
止できる。したがって、開口率の低下を防止ししつつ電
極間隔を短くすることにより応答時間を速めることがで
きる。尚、電極間隔を６μｍにすることにより、応答時
間は１５msec以下で駆動できることになり、動画表示が
十分に可能となることを確認した。

【００４６】次に、図４に示すように、凸条部分１６ａ
における縦横比（図中ｂ／ａ）の最適値を調べたので、
その結果を図５に示す。図５から明らかなように、凸条
部分１６ａにおける縦横比（ｂ／ａ）が２．５以下であ
れば５０％以上の横電界が印加されており、特に縦横比
（ｂ／ａ）が１．５以下であれば７０％以上の横電界が
印加されていることが認められる。したがって、凸条部
分１６ａにおける縦横比（ｂ／ａ）は２．５以下である
ことが望ましく、特に１．５以下であることが望まし
い。

【００４７】更に、図４に示すように、斜面の長さ（ｃ
₁）に対する画素電極部分８或いは対向電極部分６の長
さ（ｃ₂）の比率（ｃ₂／ｃ₁）についての最適値を調
べた。その結果、図示はしないが、比率（ｃ₂／ｃ₁）
が０．５を超えると横電界状態が乱れることが認められ
た。したがって、比率（ｃ₂／ｃ₁）は０．５以下であ
ることが望ましい。

【００４８】尚、上記第１の形態では、絶縁膜１５の凹
凸条部１６が波状のものを用いたが、これに限定するも
のではなく、例えば、図６及び図７に示すようなＶ字状
のもの、図８及び図９に示すような逆半円状のもの、或
いは逆半楕円状（図示せず）のものであっても良いこと
は勿論である。また、これらの凹凸条部１６の形成方法
としては上記の形態に示す方法に限定するものではな
く、例えばエッチング法を用いて形成することも可能で
ある。

【００４９】（実施の形態２）本発明の実施の形態２
を、図１０〜図１２に基づいて、以下に説明する。図１
０は本発明の形態２における液晶パネルの構造を示す断
面図、図１１は本実施の形態２における他の例に係る液
晶パネルの構造を示す断面図、図１２は本実施の形態２
における更に他の例に係る液晶パネルの構造を示す断面
図である。

【００５０】図１０に示すように、実施の形態２に示す
液晶パネルは、画素電極体２３の画素電極部分８…と対
向電極部分６…とを絶縁膜１５の凸条部分１６ａの側面
にのみ形成（即ち、頂部には形成しない）他は、上記実
施の形態１と同様の構成である。

【００５１】このような構成であれば、頂部に画素電極
部分８…と対向電極部分６…とが形成されておらず、上
記実施の形態１に比べてより縦方向の電界がよりかかり
難くなるので、横方向の電界が一層かかることになる。
但し、頂点の電極間の距離（図１０中のｄ₁）が長過ぎ
ると、十分な横方向の電界がかからなくなるので、電極
間の距離ｄ₁は６μｍ以下に規制することが望ましい。

【００５２】尚、本実施の形態２においても、絶縁膜１
５の凹凸条部１６は波状のものに限定するものではな
く、例えば、図１１に示すようなＶ字状のもの、図１２
に示すような逆半円状のもの、或いは逆半楕円状（図示
せず）のものであっても良いことは勿論である。

【００５３】（実施の形態３）本発明の実施の形態３
を、図１３〜図１５に基づいて、以下に説明する。図１
３は本発明の形態３における液晶パネルの構造を示す断
面図、図１４は本実施の形態３における他の例に係る液
晶パネルの構造を示す断面図、図１５は本実施の形態３
における更に他の例に係る液晶パネルの構造を示す断面
図である。図１３に示すように、表面に凹凸条部１６が
形成された絶縁膜としてカラーフィルター層１７を用い
る他は、上記実施の形態１と同様の構造である。

【００５４】ここで、上記カラーフィルター層１７は以
下のようにして形成した。先ず、アクリル系の感光性樹
脂に顔料を分散した着色レジストを基板上にインクジェ
ット法を用いて塗布した後、８０℃で１分間プリベーク
を行った。尚、着色レジストを塗布は、Ｒ、Ｇ、Ｂの３
原色をそれぞれの画素に対応する位置に塗布することに
より行った。次に、所定の形状に表面加工された金型で
プレスしながら、ガラス基板１側より５００ｍＪ/ ｃｍ
²で露光を行った後、現像液にて２５℃で２分間現像を
行い、更に流水で洗浄後、２００℃で１時間ポストベー
クを行いって、膜厚１．０μｍのカラーフィルター層１
７を形成した。

【００５５】このような構成とすることにより、実施の
形態１と同様に、開口率と応答速度との向上及び液晶パ
ネルの明るさの増大とを図ることができる他、ガラス基
板２上にカラーフィルターを形成することが不要となる
ので、カラーフィルターの貼り合わせのマージンが不要
になって、さらに開口率を大きくすることができる。ま
た、絶縁膜とカラーフィルター層１７とを共用できる
（カラーフィルター層１７が絶縁膜を兼ねる）ので、製
造工程の簡略化と、部材の削減とが達成できる。

【００５６】尚、上記実施の形態３ではインクジェット
法を用いて各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）同時に形成したが、スピ
ンコート法や印刷法等を用いて１色づつ形成することも
可能である。また、上記実施の形態３では感光性の着色
レジストを用いたが、顔料を分散した非感光性ポリマー
材料を基板上に形成した後、感光性レジスト層を別途形
成し、露光・現像を行っても良い。また、その他、染色
法等他の方法を用いて形成することも可能である。

【００５７】加えて、ガラス基板１側から光を照射する
場合は拡散させた光を入射する方が望ましいことや、光
を透過する金型を作製しておけば絶縁膜１５側から光を
入射できること等は上記実施の形態１、２と同様であ
る。更に、本実施の形態３においても、カラーフィルタ
ー層１７の凹凸条部は波状のものに限定するものではな
く、例えば、図１４に示すようなＶ字状のもの、図１５
に示すような逆半円状のもの、或いは逆半楕円状（図示
せず）のものであっても良いことは勿論である。

【００５８】（実施の形態４）本発明の実施の形態４
を、図１６〜図１８に基づいて、以下に説明する。図１
６は本発明の形態４における液晶パネルの構造を示す断
面図、図１７は本実施の形態４における他の例に係る液
晶パネルの構造を示す断面図、図１８は本実施の形態４
における更に他の例に係る液晶パネルの構造を示す断面
図である。図１６に示すように、実施の形態４に示す液
晶パネルは、画素電極体２３の画素電極部分８…と対向
電極部分６…とをカラーフィルター層１７の凸条部分の
側面にのみ形成（即ち、頂部には形成しない）他は、上
記実施の形態３と同様の構成である。

【００５９】このような構成であれば、頂部に画素電極
部分８…と対向電極部分６…とが形成されておらず、上
記実施の形態３に比べてより縦方向の電界がよりかかり
難くなるので、横方向の電界が一層かかることになる。
但し、頂点の電極間の距離（図１６中のｄ₂）が長過ぎ
ると、十分な横方向の電界がかからないので、頂点の電
極間の距離は４μｍ以下に規制することが望ましい。

【００６０】尚、本実施の形態４においても、カラーフ
ィルター層１７の凹凸条部は波状のものに限定するもの
ではなく、例えば、図１７に示すようなＶ字状のもの、
図１８に示すような逆半円状のもの、或いは逆半楕円状
（図示せず）のものであっても良いことは勿論である。

【００６１】（実施の形態１〜実施の形態４の構造に関
するその他の事項）（１）上記各実施の形態では液晶として誘電率異方性が
正のＭＴ５０８７（チッソ社製）を用いたが、これに限
定するものではなく、Ｅ−７（ＢＤＨ社製）Ｅ−８（Ｂ
ＤＨ社）やＺＬＩ４７９２（メルク社製）やＴＬ２０２
（メルク社製）等でも良く、また誘電率異方性が負のＺ
ＬＩ４７８８（メルク社製）等でも良い。また、液晶も
ネマティック液晶に限らず、強誘電性液晶や反強誘電性
液晶等の液晶を用いることも可能である。即ち、本発明
は液晶材料や配向膜材料によらずに有効である。

【００６２】（２）上記各実施の形態では能動素子とし
て３端子素子のＴＦＴを用いたが、２端子素子のＭＩＭ
（Metal −Insulator −Metal ）、Ｚn ＯバリスタやＳ
i Ｎxダイオード、ａ- Ｓi ダイオード等でも良い。ま
た、トランジスタの構造としてボトムゲート構造のa-Si
に限定するものではなく、トップゲート構造でも良く、
またp-Si等でも良い。加えて、基板周辺に駆動回路が形
成されていても良い。

【００６３】（３）上記各実施の形態では両基板ともガ
ラス基板を用いたが、一方あるいは両方の基板をフィル
ムやプラスチック等で形成しても良い。また、ガラス基
板２（対向基板）としてＩＴＯ付きのガラス基板やカラ
ーフィルター付きの基板等を用いても良い。更に、ガラ
ス基板１（アレイ基板）側にカラーフィルターを形成し
た基板でも良い。

【００６４】（４）配向膜としてプレチルト角の大きく
なる配向膜や垂直配向膜を用いても良く、また、配向方
法としてラビングを用いない配向（例えば光により配向
させる方法）を用いるとさらに均一な配向を得ることが
できるのでコントラストが良くなる。更に、セル厚形成
方法としてもスペーサー散布法ではない方法（例えば樹
脂により柱を形成する方法）を用いることにより均一な
セル厚となる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、両電極体
上にも横方向の電界が十分に印加されるので、両電極体
上の液晶分子も動作して、表示特性の向上を図ることが
できる。

【００６６】また、電極部分により光が遮られるのを抑
制でき、これによって開口率が大幅に向上するので、表
示を明るくすることができる。加えて、電極部分の間隔
を狭くしても開口率が下がらないので、電極部分の間隔
を狭くすることができ、これによって液晶の応答を速め
ることができるといった優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態１における液晶パネルの構造を模
式的に示す上面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】本実施の形態１における液晶パネルの動作状態
を模式的に示す断面図である。

【図４】凹凸条部の拡大説明図である。

【図５】横電界の割合と縦横比との関係を示すグラフで
ある。

【図６】本実施の形態１における他の例に係る液晶パネ
ルの構造を模式的に示す上面図である。

【図７】図６のＢ−Ｂ線断面図である。

【図８】本実施の形態１における更に他の例に係る液晶
パネルの構造を模式的に示す上面図である。

【図９】図８のＣ−Ｃ線断面図である。

【図１０】本発明の形態２における液晶パネルの構造を
示す断面図である。

【図１１】本実施の形態２における他の例に係る液晶パ
ネルの構造を示す断面図である。

【図１２】本実施の形態２における更に他の例に係る液
晶パネルの構造を示す断面図である。

【図１３】本発明の形態３における液晶パネルの構造を
示す断面図である。

【図１４】本実施の形態３における他の例に係る液晶パ
ネルの構造を示す断面図である。

【図１５】本実施の形態３における更に他の例に係る液
晶パネルの構造を示す断面図である。

【図１６】本実施の形態４における液晶パネルの構造を
示す断面図である。

【図１７】本実施の形態４における他の例に係る液晶パ
ネルの構造を示す断面図である。

【図１８】本実施の形態４における更に他の例に係る液
晶パネルの構造を示す断面図である。

【図１９】従来の液晶パネルの構造を模式的に示す上面
図である。

【図２０】図１９のＤ−Ｄ線断面図である。

【図２１】従来の液晶パネルの動作状態を模式的に示す
断面図である。

【符号の説明】

１：ガラス基板２：ガラス基板４：走査信号線６：対向電極部分７：映像信号線７ａ：ソース８：画素電極部分９：半導体層１０ａ：絶縁膜１０ｂ：絶縁膜１３ａ：コンタクトホール１３ｂ：コンタクトホール１３ｃ：コンタクトホール１４：ドレイン１５：絶縁膜１６：凹凸条部１６ａ：凸条部分１７：カラーフィルター層２０：リード２１：リード２２：対向電極体２３：画素電極体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村雅典大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者熊川克彦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2H089 HA15 HA28 HA32 LA08 LA19 NA25 NA40 QA16 RA13 RA14 TA01 TA05 TA12 TA15 2H090 HA04 HB07X JB02 LA15 2H091 FA02Y FB03 FB04 GA01 GA03 GA07 GA08 GA13 GA16 HA06 HA12 LA30 2H092 GA03 GA14 GA17 GA35 GA55 JA24 JA46 JB22 JB31 MA10 MA17 MA29 NA05 NA07 PA01 PA03 PA08 PA11 QA07 QA13 QA14 5C094 AA10 AA13 BA43 CA19 DA15 EA04 EA07 ED02 FA04 GA10 JA08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の基板と、これら基板間に封止され
た液晶とを有すると共に、上記一対の基板のうち一方の
基板表面に横電界を発生させることにより、液晶分子の
配列を変化させる液晶パネルを備えた液晶表示素子にお
いて、上記横電界を発生させる基板上には、表面に複数の凹凸
条部を備えた絶縁膜が形成され、この凹凸条部における
凸条部分の側面にのみ又は凸条部分の側面及び頂部に
は、画素電極体の画素電極部分と対向電極体の対向電極
部分とが交互に形成されると共に、これら画素電極部分
及び対向電極部分のうち少なくとも一方の電極部分は透
明であることを特徴とする液晶表示素子。
【請求項２】上記絶縁膜がカラーフィルター層から成
る、請求項１記載の液晶表示素子。
【請求項３】上記絶縁膜が透明である、請求項１又は
２記載の液晶表示素子。
【請求項４】上記絶縁膜の膜厚が１μｍ以上である、
請求項１、２又は３記載の液晶表示素子。
【請求項５】上記凹凸条部の凸条部分における側面に
のみ画素電極部分と対向電極部分とが交互に形成された
場合に、凸条部分の頂部におけるこれら電極部分間の間
隔が６μｍ以下に規制される、請求項１、２、３又は４
記載の液晶表示素子。
【請求項６】上記凸条部分における縦横比が２．５以
下、好ましくは１．５以下に規制される、請求項１、
２、３、４又は５記載の液晶表示素子。
【請求項７】上記凹凸条部の斜面の長さに対する画素
電極部分或いは対向電極部分の長さの比が０．５以下に
規制される、請求項１、２、３、４、５又は６記載の液
晶表示素子。
【請求項８】上記両基板のうちアレイ基板側から光を
入射する、請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の
液晶表示素子。
【請求項９】上記液晶パネルを複数層備える、請求項
１、２、３、４、５、６、７又は８記載の液晶表示素
子。
【請求項１０】一対の基板のうち一方の基板に、走査
信号線と映像信号線と半導体層とを形成する第１の工程
と、上記走査信号線、映像信号線、及び半導体層の上に、表
面に複数の凹凸条部を備えた絶縁層を形成する第２の工
程と、上記凹凸条部の凸条部分における側面にのみ又は凸条部
分における側面及び頂部に、少なくとも一方が透明であ
る画素電極体の画素電極部分及び対向電極体の対向電極
部分を形成する第３の工程と、を有することを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
【請求項１１】上記第２の工程において、感光性樹脂
を塗布した後に、表面に凹凸を有する金型で上記感光性
樹脂をプレスしながら露光することにより絶縁膜を形成
する、請求項１０記載の液晶表示素子の製造方法。
【請求項１２】上記絶縁膜をカラーフィルター層で構
成する、請求項１０又は１１記載の液晶表示素子の製造
方法。
【請求項１３】上記絶縁膜を透明なもので形成する、
請求項１０、１１又は１２記載の液晶表示素子の製造方
法。