JPH04362923A - 液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示素子に関し、
特に、表示画面内にディスクリネ−ションの少ない液晶
表示素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子（ＬＣＤ）は、数μｍの液
晶層を挾んで対向する２枚のガラス板によって構成され
、それぞれのガラス板の内面は、ＩＴＯ（インジウム・
スズオキサイド）等の透明電極により被覆されている。 表示画面内の透明電極は、表示対象に応じた形状及びサ
イズのピクセル（画素）に分割されており、これらの各
ピクセルは、ガラス表面上を走る配線を通じて外部から
駆動される。

【０００３】液晶表示素子の中でもカラ−表示、高画質
表示を特徴とするアクティブマトリクス型表示素子にお
いては、通常、片方のガラス上では、数十〜数百μｍの
サイズのピクセルに分割され、各ピクセルは、それぞれ
に接続したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）によって駆動さ
れる。

【０００４】その対向電極上には、全面一体の透明電極
が形成されており、カラ−表示の場合には、更に透明電
極に接してカラ−フィルタ−が形成されている。このＴ
ＦＴを駆動するために、ＴＦＴ側基板上には、デ−タ配
線（ソ−ス配線）及びアドレス配線（ゲ−ト配線）が設
置されている。このアドレス配線で走査線を順次アドレ
ス指定し、デ−タ配線にてピクセルに所定の電圧を印加
することにより、全てのピクセルに所定の電圧が書き込
まれる。こうして書き込まれた電圧に応じて、おのおの
のピクセルと対向電極との間の液晶が駆動され、それに
応じて光透過率が各ピクセルで変化することによって希
望する画面が表示される。

【０００５】このような駆動方式を用いるアクティブマ
トリクス方式は、応答速度が速い、コントラストが良い
、視野が広い、クロスト−クがない、中間調表示が可能
、など画質上の優位性を有している。また、特に近年注
目されているカラ−表示においては、高い画質が求めら
れるために、アクティブマトリクス方式が主流になつて
いる。

【０００６】ピクセルの光透過率を制御するために、透
明電極間に挟まれた液晶は、特定の方向に配向している
必要があり、この目的で透明電極表面上には配向膜が形
成される。配向膜は、有機ポリマ−、無機蒸着膜などに
より形成される厚さ数十〜数百μｍの薄膜であり、最近
ではポリイミドがよく用いられる。配向膜は、液晶を所
定の方向に配向させるための処理が施されており、ポリ
マ−配向膜の場合には、ラビングが、また、無機蒸着膜
の場合には、蒸着方向の制御が代表的な手法として用い
られる。ラビングとは、ポリマ−表面を布等の材質にて
特定の方向にこする操作のことであり、液晶分子は、配
向膜との界面において、界面と平行にラビングされた方
向に配向する。

【０００７】アクティブマトリクス方式の場合の液晶の
配向モ−ドは、ツイスト・ネマティックモ−ドが一般的
であり、この場合、例えばポリイミド配向膜は、ピクセ
ル側と対向電極側とで互いに直交するような方向にラビ
ング処理を受け、それに応じて、液晶分子は、ピクセル
面と対向電極面とにおいて、それぞれ界面と平行で互い
に直交するように配向し、両面の中間では、界面に平行
で連続的にその方向が変わって行く。液晶分子は、ピク
セル・対向電極間に電圧が掛からない場合に上記のよう
な配向をとり、電圧が高くなって行くに従って電極面に
対して次第に垂直な方向に向くようになる。

【０００８】電圧無印加の場合、液晶内に入射した偏光
は、液晶分子の向きに対応して連続的に旋光し、出射す
るときには入射光に対して９０度旋光している。電圧を
印加した場合、液晶分子が垂直になるに従って出射光の
旋光度は小さくなり、電圧が十分に大きい場合には、出
射光の偏光方向は、入射光のそれと同一になる。ガラス
板の両側に偏光板を設置することにより、印加電圧の大
きさに応じて光の透過率を制御することができ、偏光板
の光軸を互いに直交させた場合がノ−マリ−ホワイトモ
−ド（電圧無印加時白）、平行にさせた場合がノ−マリ
−ブラックモ−ド（電圧無印加時黒）になる。

【０００９】なお、図３は、従来の液晶表示素子のＴＦ
Ｔ側ピクセル周辺の拡大図を示し、１は、ピクセルであ
り、２は、ＴＦＴである。また、７は、ソ−ス線とゲ−
ト線との交差部であり、このソ−ス線（デ−タ線）及び
ゲ−ト線（アドレス線）は、共に導電層被覆の無いソ−
ス線８及び導電層被覆の無いゲ−ト線９である。

【００１０】

【発明が解決しょうとする課題】アクティブマトリクス
液晶表示素子（ＡＭ−ＬＣＤ）は、その駆動のためにＴ
ＦＴ側にアドレス線及びデ−タ線が配してあり、また、
ピクセルには書き込み電圧が残留しており、更には、対
抗電極側も全面一体のコモン電極が形成されている。こ
れらの電極は、それぞれ異なるレベルの電圧が印加され
ており、従って、これらの各電極間には、電圧と電極形
状に対応した電場が形成されている。これらの電場の中
で、ピクセル−対抗電極間に形成されるピクセル面に対
して垂直方向の電場（縦電場）は、液晶分子を駆動する
ために本来意図されたものであるが、その他の電場は、
液晶分子の駆動とは関係ないものである。

【００１１】図３に示すように、アドレス線、デ−タ線
の幅は、ピクセルの幅に比べてかなり狭いので、これか
ら発する電場の領域は、ピクセル面に対して小さい比率
になる筈である。しかし、アドレス線の電圧レベルが相
対的に大きいことや、ピクセル及びＴＦＴの形状が複雑
であることなどに起因して、実際にピクセル内に形成さ
れる電場の姿は複雑になり、このため、時としてピクセ
ル面に対して平行な方向ベクトル要素が電場ベクトルに
加えられる（横電場）。

【００１２】このような横電場が形成されると、液晶分
子には横向きに配向させるような力が加わり、このため
、液晶の一部において液晶分子の配向方向が著しく変動
する場所が発生する。このような分子配向の変動が著し
く大きい場所は、幅数μｍ程度の連続線として見える場
合が多く、表示ピクセル内で、例えばノ−マリ−ホワイ
トモ−ドの場合には、全点灯の場合で周囲が黒色表示状
態の時、輝線として現れる。

【００１３】このような配向の大きな変動による輝線の
ことを仮にディスクリネ−ションと呼ぶことにする。液
晶物性論における本来の意味でのディスクリネ−ション
は、液晶配向層の完全な不連続線のことを称するのであ
るが、本発明でいう「輝線」とは、本来のディスクリネ
−ションと液晶配向の大きな乱れとの両者を含めて呼ぶ
こととする。

【００１４】ディスクリネ−ションの発生によって表示
画面の明度は変化し、例えばノ−マリ−ホワイトモ−ド
で黒画面表示の場合、ディスクリネ−ションの存在する
部分の画面は、本来の黒より明るくなり、このため、コ
ントラストの低下、画面のムラなどの現象が現れる。こ
のような現象は、ＬＣＤの画質にとって大きな欠点であ
る。

【００１５】本発明者等は、上記のディスクリネ−ショ
ンの発生を抑制すべく鋭意研究を重ねた結果、従来の液
晶表示素子は、前記したとおり、導電層被覆の無いソ−
ス線８及び導電層被覆の無いゲ−ト線９（図３参照）で
あるため、上記のディスクリネ−ションが発生する原因
となっていることを知見して、本発明を完成したもので
ある。

【００１６】即ち、本発明は、上記のディスクリネ−シ
ョンの発生を抑制する液晶表示素子ないし表示画面内に
ディスクリネ−ションの極めて少ない液晶表示素子を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】そして、本発明は、上記
目的を達成するため、上述のディスクリネ−ションの発
生原因となっているアドレス配線及びデ−タ配線の絶縁
層の外側を導電性の層によって被覆することを特徴とす
る。

【００１８】

【作用】このような配線の外側に形成された導電層の存
在によって、配線とピクセル或は対向電極との間で形成
される横電場は、導電層の電磁遮蔽効果によって打ち消
されることになる。

【００１９】このような導電層として用いられる材質と
しては、その体積固有抵抗の値が１００Ω・ｃｍ以下で
あれば良く、このような材質としては、例えばクロム、
タンタル、アルミニウム、タングステン等の金属材質や
インジウム・スズオキサイド（ＩＴＯ）、スズ・アンチ
モンオキサイド（ＮＥＳＡ）等の酸化物導電体などを挙
げることができる。

【００２０】このような導電層の厚さは、ＬＣＤのギャ
ップ間距離（通常数μｍ程度）の中に収まる程度で十分
であり、例えば配線層やピクセル層と同等の厚みの数十
〜数百ｎｍ程度で十分にディスクリネ−ション抑制効果
を現わすことができる。従って、配線やピクセルの膜を
形成する工程と共通のプロセスによって、本発明の導電
層のための膜の形成を実施することができる。このよう
なプロセスとして最もよく用いられるのは、スパッタリ
ング法である。こうして成膜された導電層は、やはり配
線やピクセルと同様のプロセスによってパタンが形成さ
れる。このようなプロセスとして最も一般的な手段は、
ウェット・エッチング、ドライ・エッチング等のフォト
リソグラフィ−プロセスである。

【００２１】本発明の導電層と配線層との間は、絶縁さ
れている必要があり、このような目的を達成するために
は、配線層の外側に従来法においても形成されていた既
存の絶縁層を用いれば、十分にその目的は達成される。

【００２２】

【実施例】以下、図１及び図２（本発明の実施例である
液晶表示素子のＴＦＴ側ピクセル周辺の拡大図）に基づ
いて、本発明を詳細に説明する。

【００２３】（実施例１）図１は、本発明の一実施例で
ある液晶表示素子のＴＦＴ側ピクセル周辺の拡大図であ
って、図中、１は、ピクセル、２は、ＴＦＴ、３は、上
部にクロム導電層が形成されたソ−ス線、４は、上部に
クロム導電層が形成されたゲ−ト線、７は、ソ−ス線と
ゲ−ト線との交差部である。

【００２４】この液晶表示素子の製造法を説明すると、
まず、図１に示した拡大図で表されるアクティブ・マト
リクスＬＣＤ用のＴＦＴ基板を作製した。ここでピクセ
ル１及び各配線３、４は、通常のアクティブ・マトリク
スと同様のプロセスによって形成されている。その後、
更にスパッタリングにより厚み１００ｎｍのクロム膜を
形成し、次いで、フォトリソグラフィ−によるドライ・
エッチングにより、ソ−ス配線（デ−タ線）及びゲ−ト
配線（アドレス線）上に導電層を形成した。本実施例の
場合クロム層が導電層に相当する。

【００２５】このようにしてＴＦＴ基板を作製した後、
カラ−フィルタを対向電極としたＬＣＤを作製した。Ｌ
ＣＤの作製工程は、従来の作製工程と全く同様にして実
施した。

【００２６】次いで、このＬＣＤを６０℃にて２４０時
間実駆動した後室温に戻し、表示画面を観察した。肉眼
で観察した場合、このＬＣＤにはムラが認められず、ま
た、そのコントラスト比は、最高部で１７０であった。 更に、表示画面を顕微鏡にて拡大観察したところ、ピク
セル内のディスクリネ−ションは、１００ピクセル当た
り６個がピクセル内で端のあたりに認められたのみであ
った。

【００２７】（実施例２）図２は、本発明の他の実施例
である液晶表示素子のＴＦＴ側ピクセル周辺の拡大図で
あって、図中、１、２及び７は、図１と同様、ピクセル
、ＴＦＴ及びソ−ス線とゲ−ト線との交差部を示し、５
は、上部にＩＴＯ導電層が形成されたソ−ス線であり、
また、６は、上部にＩＴＯ導電層が形成されたゲ−ト線
である。

【００２８】この液晶表示素子の製造法を説明すると、
まず、図２に示した拡大図で表されるアクティブ・マト
リクスＬＣＤ用のＴＦＴ基板を作製した。ここでピクセ
ル１及び各配線５、６は、通常のアクティブ・マトリク
スと同様のプロセスによつて形成されている。次いで、
厚さ１４０ｎｍのピクセル用ＩＴＯをスパッタリングに
よつて形成した後、従来のエッチング・パタンと違って
、ピクセルの他にソ−ス配線の上部及びゲ−ト配線の上
部もエッチングによって残るようなエッチング・パタン
を用いてドライ・エッチングを行なった。本実施例の場
合ＩＴＯ層が導電層に相当する。

【００２９】このようにしてＴＦＴ基板を作製した後、
カラ−フィルタを対向電極としたＬＣＤを作製した。Ｌ
ＣＤの作製工程は、従来の作製工程と全く同様にして実
施した。

【００３０】次いで、このＬＣＤを６０℃にて２４０時
間実駆動した後室温に戻し、表示画面を観察した。肉眼
で観察した場合、このＬＣＤにはムラが認められず、ま
た、そのコントラスト比は、最高部で１５０であった。 更に、表示画面を顕微鏡にて拡大観察したところ、ピク
セル内のディスクリネ−ションは、１００ピクセル当た
り９個がピクセル内の端のあたりに認められたのみであ
った。

【００３１】（比較例）比較のため、図３に基づく前記
した従来の液晶表示素子を挙げて説明すると、図３中の
８及び９は、前述したとおり、導電層被覆の無いソ−ス
線及び導電層被覆の無いゲ−ト線である。

【００３２】まず、　　図３に示した拡大図で表される
アクティブ・マトリクスＬＣＤ用のＴＦＴ基板を作製し
た。ここで、ピクセル１及び各配線８、９は、通常のア
クティブ・マトリクスと同様のプロセスによつて形成さ
れている。このようにしてＴＦＴ基板を作製した後、カ
ラ−フィルタを対向電極としたＬＣＤを作製した。ＬＣ
Ｄの作製工程は、従来の作製工程と全く同様にして実施
した。

【００３３】次いで、このＬＣＤを６０℃にて２４０時
間実駆動した後室温に戻し、表示画面を観察した。肉眼
で観察した場合、このＬＣＤにはムラが極めて多く、ま
た、そのコントラスト比は、最高部で１２０であった。 更に、表示画面を顕微鏡にて拡大観察したところ、ピク
セル内のディスクリネ−ションは、１００ピクセル当た
り９４個がピクセル内で端のあたりないしは中央部に認
められた。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
素子は、アドレス配線及びデ−タ配線の絶縁層の外側を
導電性の層によって被覆した構成からなり、これによっ
て、画面内のディスクリネ−ションが極めて少なく、従
ってコントラストが高く、ムラが少ない良質の画面を与
える効果が生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の一実施例である液晶表示素子
のＴＦＴ側ピクセル周辺の拡大図である。

【図２】図２は、本発明の他の実施例である液晶表示素
子のＴＦＴ側ピクセル周辺の拡大図である。

【図３】図３は、従来の液晶表示素子のＴＦＴ側ピクセ
ル周辺の拡大図である。

【符号の説明】

１　　ピクセル ２　　ＴＦＴ ３　　上部にクロム導電層が形成されたソ−ス線４　　
上部にクロム導電層が形成されたゲ−ト線５　　上部に
ＩＴＯ導電層が形成されたソ−ス線６　　上部にＩＴＯ
導電層が形成されたゲ−ト線７　　ソ−ス線とゲ−ト線
との交差部 ８　　導電層被覆の無いソ−ス線 ９　　導電層被覆の無いゲ−ト線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　表示画面内配線の外側を導電性の材料
   で被覆してなることを特徴とする液晶表示素子。
2. 【請求項２】　　導電性の材料は、その体積固有抵抗値
   が１００Ω・ｃｍ以下である金属材料又は酸化物導電体
   である請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 【請求項３】　　導電性の材料がクロムである請求項１
   に記載の液晶表示素子。
4. 【請求項４】　　導電性の材料がインジウム・スズオキ
   サイドである請求項１に記載の液晶表示素子。