JPH10213802A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＴＦＴアレイ基板および対向基板に挟持され
た液晶分子の配向が異なる領域の境界部分に形成され
る、光漏れの原因となるディスクリネーションラインを
画素電極の外側に固定することにより、ブラックマトリ
クスの開口部を大きくして、高開口率の液晶表示装置を
提供することを目的とする。 【解決手段】 ＴＦＴアレイ基板９および対向基板１０
の表面に、可溶性ポリイミドを転写後キュアしてポリイ
ミド膜を形成し、まずポリイミド膜の全面をラビング処
理する。次に中間配向膜１４ｂが形成される領域（バス
ライン上領域）をレジストを用いて被覆し、レジスト上
からラビング方向を変えて再度ラビング処理して、レジ
ストで被覆されていない画素上配向膜１４ａが形成され
る領域（画素電極上領域）のみラビング処理する。この
ようにして形成された配向膜１４では、画素上配向膜１
４ａと中間配向膜１４ｂの配向方向が異なっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、液晶表示装置に
係わり、特にＴＮ（ツイスティッド・ネマティック）方
式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】近年、薄型軽量、低消費電力という大き
な利点を有する液晶表示装置は、日本語ワードプロセッ
サ、ディスクトップパーソナルコンピュータ、ノートパ
ソコン等のパーソナルＯＡ機器の表示装置や、テレビ等
の映像表示装置として積極的に用いられている。特に、
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、高解像度の
表示が実現できることから開発が盛んに行われている。
従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置のアレイ基
板は、透明絶縁性基板の一主面上に、行方向に複数の走
査バスラインと列方向に複数の信号バスラインが配列形
成されると共に、走査バスラインと信号バスラインが交
差する位置に、スイッチング素子としての薄膜トランジ
スタ（以下、ＴＦＴと称する）およびこれに接続される
画素電極からなる一画素が形成され、その上に配向膜が
形成されている。一方、対向基板は、透明絶縁性基板の
一主面上に共通電極が形成され、その上に配向膜が形成
されている。このような構造を有するアレイ基板と対向
基板を電極等が形成されている面を対向させ、この間に
液晶材料を挟持して液晶パネルを構成している。通常の
液晶パネルでは、ＴＦＴアレイ基板側と対向基板側の配
向膜は互いに９０度ずらした方向に配向処理されている
ため、二枚の基板間に挟持された液晶分子が厚さ方向に
９０度ねじれて並ぶＴＮ液晶が用いられている。

【０００３】図１７は従来の一般的な液晶表示装置の概
略断面図である。図において、１はガラス基板等の透明
絶縁性基板、２は透明絶縁性基板１上に形成された走査
（ゲート）バスライン、４は絶縁層を介して走査バスラ
イン２上に形成された信号（ソース）バスライン、８は
画素電極、９は透明絶縁性基板１上に複数の走査バスラ
イン２と信号バスライン４が配列形成されると共に、平
行する各々二本の走査バスライン２と信号バスライン４
で区画された領域にスイッチング素子としてのＴＦＴ
（図示せず）と画素電極８が形成されたＴＦＴアレイ基
板である。１０は対向基板で、透明絶縁性基板１上に表
示不良の原因となる光を遮光するためのブラックマトリ
クス１１、カラーフィルタ等の着色層１２、共通電極１
３が形成されている。１４はＴＦＴアレイ基板９と対向
基板１０の表面に形成された配向膜で、ＴＮ方式の液晶
表示装置ではＴＦＴアレイ基板９側と対向基板１０側の
配向膜１４は互いに９０度ずらした方向に配向処理され
ている。１６はＴＦＴアレイ基板９と対向基板１０の間
に挟持された液晶層、１６ａは液晶層１６を構成する液
晶分子、１７は液晶分子１６ａがプレチルト（電圧無印
加状態で液晶分子が基板と形成する傾斜）の方向とは異
なる方向に立ち上がるリバースチルト領域（配向異常領
域）、１９は正常な配向領域とリバースチルト領域１７
の境界に生じるディスクリネーションラインである。

【０００４】このようなＴＮ方式の液晶表示装置では、
画素電極８の周囲に走査バスライン２および信号バスラ
イン４が形成されており、液晶表示装置の動作時に、画
素電極８に電圧を印加すると、図１７に示すように、大
部分の液晶分子１６ａは、予め配向膜１４によって与え
られたプレチルト（電圧無印加状態で液晶分子が基板と
形成する傾斜）に従い正常なチルト方向に立ち上がる
が、走査バスライン２および信号バスライン４に印加さ
れる電位は画素電極８に印加される電位と異なっている
ため、走査バスライン２および信号バスライン４近傍お
よび画素電極８の周辺部では、バスラインからの横方向
電界によって、画素電極８内部での液晶分子１６ａのプ
レチルトの方向とは異なる方向に液晶分子１６ａが立ち
上がるリバースチルトと呼ばれる現象が生じ、リバース
チルト領域（配向異常領域）１７が形成される。リバー
スチルト領域と、正常な配向領域との境界はディスクリ
ネーションライン１９と呼ばれ、ここから光漏れが生じ
て画質不良の原因となるため、ブラックマトリクス１１
で覆われている。しかし、このディスクリネーションラ
イン１９の発生する位置は、バスラインに印加される電
圧によって変動するため、光漏れを防止するためには、
ブラックマトリクス１１の形成部分を充分に大きくする
必要があり、液晶パネルの開口率を低下させるという問
題がある。

【０００５】従来提案されたリバースチルトによる配向
異常領域の発生を防止する方法として、特開平７−１２
０７６５号公報では、画素電極上をラビングにより平行
配向処理し、画素電極周辺部およびバスライン上を傾斜
垂直配向とすることにより、横方向電界によって画素電
極周辺部の液晶分子の配向が平行方向に傾く現象を緩和
させる方法が提案されている。また、特開平８−０３６
１８１号公報では、画素電極領域と画素周辺領域におけ
る液晶分子のプレチルト角を変えることにより、横方向
電界によってリバースチルトによる配向異常領域が発生
するのを防止する方法も提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
液晶表示装置においては、リバースチルト領域１７の発
生に起因するディスクリネーションライン１９を、充分
大きなブラックマトリクス１１によって覆う必要がある
ため、液晶パネルの開口率が低下するという問題があっ
た。このリバースチルトによる配向異常領域の発生を防
止する方法として、従来いくつかの方法が提案されてき
たが、いずれもリバースチルト現象が生じるのを緩和す
るに留まり、完全にディスクリネーションラインの発生
を防止することはできない。

【０００７】この発明は、上記のような問題を解決する
ためになされたもので、高開口率の液晶表示装置を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明に係わる液晶表
示装置は、透明絶縁性基板と、透明絶縁性基板上で行方
向に形成された複数本の走査バスライン、および走査バ
スラインと交差する列方向に形成された複数本の信号バ
スラインと、平行する各々二本の走査バスラインと信号
バスラインで区画された領域にスイッチング素子および
スイッチング素子と電気的に接続された画素電極とを有
する第一の基板と、他の透明絶縁性基板上にブラックマ
トリクスおよび対向電極が形成された第二の基板と、第
一の基板および第二の基板上に形成された配向膜と、対
向する第一の基板および第二の基板間に挟持された液晶
分子からなる液晶層を備え、第一の基板および第二の基
板上に形成された少なくともいずれか一方の配向膜は、
液晶分子の配向を互いに異ならせる領域を有すると共
に、この領域の境界を隣接する画素電極間に少なくとも
ーつ有するよう処理されているものである。また、液晶
分子の配向が互いに異なる領域の境界は、画素電極と走
査バスラインおよび信号バスラインの間にある。また
は、液晶分子の配向が互いに異なる領域の境界は、走査
バスラインおよび信号バスライン上にある。

【０００９】また、液晶分子の配向が互いに異なる領域
は、配向膜を異なる配向方向に配向処理することにより
形成されているものである。または、液晶分子の配向が
互いに異なる領域は、配向膜の配向強度（アンカリング
強度）が異なるよう配向処理することにより形成されて
いるものである。または、液晶分子の配向が互いに異な
る領域は、液晶分子のプレチルト角が異なるよう配向膜
を配向処理することにより形成されているものである。
また、配向膜を構成する材料あるいは配向膜の表面状態
を所定の領域で異ならせることにより、配向膜の配向強
度あるいは液晶分子のプレチルト角を変えているもので
ある。または、液晶分子の配向が互いに異なる領域の境
界は、配向膜をエッチングして形成された溝部により形
成されているものである。または、液晶分子の配向が互
いに異なる領域の境界は、配向膜に形成された凸部によ
り形成されているものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の一実施の形態である液
晶表示装置を図について説明する。図１は本発明の実施
の形態１による液晶表示装置の一画素部分の概略平面
図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図に
おいて、１はガラス基板等の透明絶縁性基板、２は透明
絶縁性基板１上に形成された走査（ゲート）バスライン
で、複数本が所定の間隔を有して平行に形成されてい
る。３は補助容量線、４は絶縁層を介して走査バスライ
ン２上に形成された信号（ソース）バスラインで、複数
本が所定の間隔を有して平行に形成されると共に、走査
バスライン２と信号バスライン４は互いに交差する方向
に配列形成されている。５はスイッチング素子としての
ＴＦＴで、走査バスライン２と信号バスライン４の交差
部分に形成されている。６、７はＴＦＴの構成要素であ
るソース電極とドレイン電極で、ソース電極６は信号バ
スライン４から延長して形成され、ドレイン電極７は画
素電極８と電気的に接続されている。９は透明絶縁性基
板１上に複数の走査バスライン２と信号バスライン４が
配列形成されると共に、平行する各々二本の走査バスラ
イン２と信号バスライン４で区画された領域にスイッチ
ング素子としてのＴＦＴ５と画素電極８が形成されたＴ
ＦＴアレイ基板である。

【００１１】１０は対向基板で、透明絶縁性基板１上に
表示不良の原因となる光を遮光するためのブラックマト
リクス１１、カラーフィルタ等の着色層１２、共通電極
１３が形成されている。ブラックマトリクス１１は画素
電極８以外の部分を覆うように形成されている。１４は
ＴＦＴアレイ基板９と対向基板１０の表面に形成された
配向膜で、画素電極８の外周部と走査バスライン２との
間の境界線１５ａ、および画素電極８の外周部と信号バ
スライン４との間の境界線１５ｂで囲まれた矩形状の領
域（画素電極８を含む領域で、以下、画素電極上領域と
称す）に形成されている配向膜を画素上配向膜１４ａ
（ＴＦＴアレイ基板９上の配向膜）、１４ｃ（対向基板
１０上の配向膜）、および近接する二本の境界線１５ａ
間および近接する二本の境界線１５ｂ間の領域（走査バ
スライン２および信号バスライン４を含む領域で、以
下、バスライン上領域と称す）に形成されている配向膜
を中間配向膜１４ｂ（ＴＦＴアレイ基板９上の配向
膜）、１４ｄ（対向基板１０上配向膜）とする。画素上
配向膜１４ａと中間配向膜１４ｂ、および画素上配向膜
１４ｃと中間配向膜１４ｄには、異なる配向処理が施さ
れている。また、１６はＴＦＴアレイ基板９と対向基板
１０の間に挟持された液晶層、１６ａは液晶層１６を構
成する液晶分子、１８は液晶分子１６ａの配向が異なる
領域の境界に生じるディスクリネーションラインであ
る。

【００１２】次に本実施の形態による液晶表示装置の製
造方法を説明する。まず、ＴＦＴアレイ基板９の製造方
法を説明する。まず透明絶縁性基板１の表面に２５０ｎ
ｍ厚の金属膜をスパッタ法により形成した後、写真製版
法により形成したレジストを用いてパターニングして、
ゲート電極（図示せず）を有する８μｍ幅の走査バスラ
イン２、および補助容量線３を形成し、その後レジスト
を除去する。次にプラズマＣＶＤ法により絶縁層となる
３５０ｎｍ厚のシリコン酸化膜、５００ｎｍ厚のアモル
ファスシリコン膜、２００ｎｍ厚のシリコン窒化膜を順
次形成した後、レジストを形成し、シリコン窒化膜をフ
ッ酸系エッチング液によりパターンエッチングしてチャ
ネル保護膜（図示せず）を形成し、その後レジストを除
去する。次に５０ｎｍ厚の不純物がドープされたｎ⁺ 型
アモルファスシリコン膜をプラズマＣＶＤ法により形成
した後、アモルファスシリコン膜およびｎ⁺ 型アモルフ
ァスシリコン膜を写真製版法により形成したレジストを
用いて同時にパターニングして、ゲート電極の上方の位
置に半導体層およびオーミックコンタクト層（図示せ
ず）を形成し、その後レジストを除去する。

【００１３】次にスパッタ法により５０ｎｍ厚のＣｒ膜
および５００ｎｍ厚のＡｌ膜を連続して成膜した後、レ
ジストを形成し、Ａｌ膜を硝酸、燐酸、酢酸および水の
混酸溶液、およびＣｒ膜を硝酸セリウムアンモニウム溶
液により順次パターンエッチングして、８μｍ幅の信号
バスライン４、ソース電極６およびドレイン電極７を形
成し、その後レジストを除去する。次にソース電極６と
ドレイン電極７をマスクとして、ソース電極６とドレイ
ン電極７の間に露出したｎ⁺ 型アモルファスシリコン膜
（オーミックコンタクト層）をエッチング除去する。次
に透明導電膜として１００ｎｍ厚のＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）膜等をスパッタ法により形成した後、レジスト
を形成し、王水系エッチング液によりパターンエッチン
グして、縦１００μｍ横３００μｍの矩形状の画素電極
８を形成し、その後レジストを除去する。最後にパッシ
ベーション膜として２００ｎｍ厚のシリコン窒化膜を形
成する。

【００１４】以上の工程により形成されたＴＦＴアレイ
基板９の表面に、配向膜用の転写版を用いて可溶性ポリ
イミドを転写し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後に
アフターキュアを行い、約１００ｎｍ厚のポリイミド膜
を形成する。ポリイミド膜の配向処理は、まずポリイミ
ド膜の表面全体に通常のラビング布を巻いたラビングロ
ーラによるラビング処理を行う。次に中間配向膜１４ｂ
が形成される領域（バスライン上領域）を写真製版法に
より形成されたレジストを用いて被覆し、レジスト上か
らラビング方向を変えて再度ラビング処理して、レジス
トで被覆されていない画素上配向膜１４ａが形成される
領域（画素電極上領域）のみラビング処理する。最後に
レジストを除去し、洗浄および乾燥を行う。このように
して形成された配向膜１４では、画素上配向膜１４ａと
中間配向膜１４ｂの配向方向が異なっている。

【００１５】次に、対向基板１０の製造方法について説
明する。まず透明絶縁性基板１の表面に３００ｎｍ厚の
Ｃｒ等の金属膜をスパッタ法により形成した後、写真製
版法により形成したレジストを用いて格子形状にパター
ニングしてブラックマトリクス１１を形成し、その後レ
ジストを除去する。次に格子形状のブラックマトリクス
１１の開口部に、顔料分散型レジストを用いて１. ５μ
ｍ厚の赤、青、緑の着色層１２を形成する。次に共通電
極１３として透明導電膜を１００ｎｍ厚スパッタ法によ
り形成する。以上の工程により形成された対向基板１０
の表面に、配向膜用の転写版を用いて可溶性ポリイミド
を転写し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後にアフタ
ーキュアを行い、約１００ｎｍ厚のポリイミド膜を形成
する。ポリイミド膜の配向処理は、ＴＦＴアレイ基板９
上の配向膜１４と同様の方法により配向処理され、ＴＦ
Ｔアレイ基板９と対向基板１０を対向させた場合に、Ｔ
ＦＴアレイ基板９の画素上配向膜１４ａに対向する位置
に形成された対向基板１０上の画素上配向膜１４ｃと、
中間配向膜１４ｂに対向する位置に形成された対向基板
１０上の中間配向膜１４ｄでは、配向方向が異なるよう
に配向処理されている。

【００１６】配向膜１４が形成されたＴＦＴアレイ基板
９の配向膜１４の外周部に、シール材としてエポキシ系
接着剤を液晶注入口以外の部分に塗布し、一方、配向膜
１４が形成された対向基板１０の表面に、粒径５μｍの
スペーサ（例えば、積水ファインケミカル社製のミクロ
バール）を散布する。次にＴＦＴアレイ基板９と対向基
板１０の配向膜１４が形成された面を対向させて圧着
し、加熱によりシール材を硬化させ、ＴＦＴアレイ基板
９と対向基板１０を貼り合わせる。このとき、対向する
画素上配向膜１４ａと１４ｃ、および中間配向膜１４ｂ
と１４ｄは、配向方向が９０度異なるように配向処理さ
れている。次に液晶注入口から液晶組成物として、例え
ば、ＺＬ−１５６５（メルク社製）にＳ８１１（メルク
社製）を０. １重量％添加したものを注入し、５μｍ厚
の液晶層１６を形成した後、液晶注入口を紫外線硬化樹
脂を用いて封止する。最後に貼り合わされたＴＦＴアレ
イ基板９と対向基板１０の外側に偏光板（図示せず）を
配置することによりアクティブマトリクス型液晶表示装
置の液晶パネルを形成する。

【００１７】従来の液晶表示装置では、図１７に示すよ
うに、共通電極１３と画素電極８間に電圧を印加した直
後に、ディスクリネーションライン１９が画素電極８上
に入り込み、その後次第に走査バスライン２あるいは信
号バスライン４側に移動する現象が見られるが、本構成
の液晶表示装置では、ＴＦＴアレイ基板９および対向基
板１０上に配向方向が異なる画素上配向膜１４ａ、１４
ｃと中間配向膜１４ｂ、１４ｄを形成して、液晶分子１
６ａの配向に予めひずみを与えてディスクリネーション
ライン１８を画素上配向膜１４ａ、１４ｃと中間配向膜
１４ｂ、１４ｄの境界付近、すなわち画素電極８の外側
に発生させておくことにより、走査バスライン２あるい
は信号バスライン４に印加される電圧が変化して横方向
電界が生じてもディスクリネーションライン１８はほと
んど移動しない。このような現象が生じる原因について
は、配向膜１４から与えられる液晶分子１６ａの配向ひ
ずみによって発生するディスクリネーションライン１８
の方が、バスラインからの横方向電界によるディスクリ
ネーションライン１９よりエネルギー的に安定であるた
め、横方向電界により液晶分子１６ａの配向ひずみによ
って発生しているディスクリネーションライン１８を消
滅あるいは移動させるだけのエネルギーを有しないため
と考えられる。

【００１８】本構成の液晶表示装置を実際に駆動したと
ころ、図３に示すように、ディスクリネーションライン
１８は、画素上配向膜１４ａ、１４ｃが形成された領域
と中間配向膜１４ｂ、１４ｄが形成された領域の境界部
分であるＢ点に固定され、走査バスライン２あるいは信
号バスライン４に印加される電圧が変化してもディスク
リネーションライン１８は移動しなかった。これに対し
て従来の液晶表示装置では、走査バスライン２あるいは
信号バスライン４に印加される電圧の変化により、ディ
スクリネーションライン１９が最大画素電極８内のＣ点
まで達するため、ディスクリネーションライン１９から
の光漏れを防止するためには、Ｃ点の位置までブラック
マトリクス１１を形成しなければならなかった。

【００１９】この発明によれば、ＴＦＴアレイ基板９お
よび対向基板１０上に配向方向が異なる画素上配向膜１
４ａ、１４ｃと中間配向膜１４ｂ、１４ｄを形成し、予
め液晶分子１６ａの配向にひずみを与えてディスクリネ
ーションライン１８を画素上配向膜１４ａ、１４ｃと中
間配向膜１４ｂ、１４ｄの境界付近、すなわち画素電極
８の外側に発生させておくことにより、走査バスライン
２あるいは信号バスライン４に印加される電圧が変化し
て横方向電界が生じてもディスクリネーションライン１
８は移動しないため、ディスクリネーションライン１８
からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス１１は画
素上配向膜１４ａ、１４ｃと中間配向膜１４ｂ、１４ｄ
の境界部分（Ｂ点）まで形成すればよく、その結果、液
晶表示装置の開口率を従来より約５％向上させることが
できる。

【００２０】実施の形態２．実施の形態１では、画素電
極上領域と、バスライン上領域とで、配向方向が異なる
配向膜１４を形成し、ディスクリネーションライン１８
を画素電極８と走査バスライン２あるいは信号バスライ
ン４の間に固定したが、画素単位で一つおきに開口部を
有するレジストパターンを形成し、このレジスト上から
ラビング処理して、図４に示すように、隣接する画素間
で配向方向が異なる配向膜１４を形成することにより、
ディスクリネーションライン１８は、画素と画素の境界
付近に生じて固定されるため、ディスクリネーションラ
イン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス
１１の開口部を大きくでき、液晶表示装置の開口率を従
来より約４％向上させることができる。

【００２１】実施の形態３．実施の形態１および実施の
形態２では、配向膜１４を構成するポリイミド膜の配向
処理を写真製版法により所定のパターンを有するレジス
トを形成し、このレジスト上からラビング処理して所定
の領域で配向方向が異なる配向膜１４を形成したが、所
定の領域に開口部を有する金属マスクを用い、このマス
ク上からラビング処理することによっても、所定の領域
で配向方向の異なる配向膜１４を形成することができ
る。金属マスクのパターンを、実施の形態１と同様の画
素電極上領域に対応する位置に開口部を有するマスクを
用いた場合には、図２に示すように、ディスクリネーシ
ョンライン１８は、画素電極８と走査バスライン２ある
いは信号バスライン４の間に固定されるため、ディスク
リネーションライン１８からの光漏れを覆うためのブラ
ックマトリクス１１の開口部を大きくでき、液晶表示装
置の開口率を従来より約３％向上させることができる。
また、金属マスクのパターンを、実施の形態２と同様の
画素単位でーつおきの画素に対応する位置に開口部を有
するマスクを用いた場合には、図４に示すように、ディ
スクリネーションライン１８は、画素と画素の境界付近
に固定されるため、ディスクリネーションライン１８か
らの光漏れを覆うためのブラックマトリクス１１の開口
部を大きくでき、液晶表示装置の開口率を従来より約４
％向上させることができる。

【００２２】実施の形態４．実施の形態１では、ポリイ
ミド膜を所定の領域でラビング方向を変えてラビング処
理することにより、所定の領域で配向方向の異なる配向
膜１４を形成したが、ポリイミド膜の代わりに、光配向
機能、すなわち照射した紫外線の偏光方向に対応した方
向に液晶の配向機能を有する有機薄膜を用い、所定の領
域に開口部を有するマスクと偏光紫外線により、所定の
領域で配向方向の異なる配向膜を形成することができ
る。光配向機能を有する有機薄膜を用いた場合の配向処
理方法は、まず所定の領域に開口部を有するマスクを介
して紫外線を照射し、次に上記のマスクと開口部の位置
が逆のマスクを介して偏光方向が異なる紫外線を照射す
る。

【００２３】配向方向の異なる領域を、図２に示すよう
に、画素電極上領域とバスライン上領域とする場合に
は、まず、画素電極上領域に対応する位置に開口部を有
するマスクを介して紫外線を照射し、次に上記のマスク
と開口部の位置が逆のマスクを介して偏光方向が異なる
紫外線を照射する。このようにして画素電極上領域とバ
スライン上領域で配向方向の異なる配向膜１４を形成す
ることによっても、ディスクリネーションライン１８
を、画素電極８と走査バスライン２あるいは信号バスラ
イン４の間に固定できるため、ディスクリネーションラ
イン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス
１１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開口率を従
来より約３％向上させることができる。なお、図５に示
すように、バスライン上領域に形成される配向膜１４
に、配向方向が異なる複数の領域を形成してもよい。こ
のとき配向方向が異なる領域の境界毎にディスクリネー
ションラインが生じる。また、配向方向の異なる領域
を、図４に示すように、隣接する画素間とする場合に
は、まず画素単位でーつおきの画素に対応する位置に開
口部を有するマスクを介して紫外線を照射し、次に上記
のマスクと開口部の位置が逆のマスクを介して偏光方向
が異なる紫外線を照射する。このようにして隣接する画
素間で配向方向の異なる配向膜１４を形成することによ
っても、ディスクリネーションライン１８を、画素と画
素の境界付近に固定できるため、ディスクリネーション
ライン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリク
ス１１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開口率を
従来より約３％向上させることができる。

【００２４】実施の形態５．図６および図７はこの発明
の実施の形態５を示す液晶表示装置の概略断面図であ
る。図において、２０は第一ポリイミド膜、２１は第二
ポリイミド膜である。なお、その他の構成は図２に示す
実施の形態１と同様であるので説明を省略する。次に、
本実施の形態による液晶表示装置の製造方法について説
明する。まず、実施の形態１と同様の方法によりＴＦＴ
アレイ基板９および対向基板１０を形成する。次にＴＦ
Ｔアレイ基板９および対向基板１０の表面にポリアミッ
ク酸溶液を転写版で転写し、プレキュアで溶媒分を飛散
させた後にアフターキュアして、第一ポリイミド膜２０
を形成する。次に第一ポリイミド膜２０上に、可溶性ポ
リイミド溶液を転写版で転写し、プレキュアで溶媒分を
飛散させた後にアフターキュアして第二ポリイミド膜２
１を形成する。次にレジストを塗布し、露光、現像によ
りレジストパターンを形成し、このレジストを用いて第
二ポリイミド膜２１をエッチング除去し、所定の領域に
のみ第二ポリイミド膜２１を形成する。次にレジストを
除去後、全面を配向処理する。このとき、全面を同時に
配向処理したが、第一ポリイミド膜２０と第二ポリイミ
ド膜２１では膜質が異なるため、異なる配向処理強度で
配向処理され、第一ポリイミド膜２０が形成された領域
と第二ポリイミド膜２１が形成された領域では配向膜１
４の配向強度（アンカリング強度）が異なり、液晶分子
１６ａの配向にひずみを与えることができる。以降は、
実施の形態１と同様の方法により液晶表示装置を形成す
る。

【００２５】図６は、第二ポリイミド膜２１を画素単位
でーつおきに形成した場合で、このようにして形成され
た配向膜１４は、隣接する画素間で配向処理強度（ある
いはアンカリング強度）が異なるため、ディスクリネー
ションライン１８を、画素と画素の境界付近に固定で
き、ディスクリネーションライン１８からの光漏れを覆
うためのブラックマトリクス１１の開口部を大きくし
て、液晶表示装置の開口率を従来より約４％向上させる
ことができる。また、図７は、第二ポリイミド膜２１を
画素電極上領域に形成した場合で、このようにして形成
された配向膜１４は、画素電極上領域とバスライン上領
域では配向処理強度（あるいはアンカリング強度）が異
なるため、ディスクリネーションライン１８を画素電極
８と走査バスライン２あるいは信号バスライン４の間に
固定できるため、ディスクリネーションライン１８から
の光漏れを覆うためのブラックマトリクス１１の開口部
を大きくして、液晶表示装置の開口率を従来より約５％
向上させることができる。

【００２６】実施の形態６．図８および図９はこの発明
の実施の形態６を示す液晶表示装置の概略断面図であ
る。なお、図中の符号は実施の形態１と同様であるので
説明を省略する。次に、本実施の形態による液晶表示装
置の製造方法について説明する。まず、実施の形態１と
同様の方法によりＴＦＴアレイ基板９および対向基板１
０を形成する。次にＴＦＴアレイ基板９および対向基板
１０の表面に、可溶性ポリイミド溶液を転写版で転写
し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後にアフターキュ
アを行い、ポリイミド膜を形成後、全面を配向処理して
配向膜１４を形成する。次に所定の領域に開口部を有す
るマスクを介して紫外線を照射した後に、γ−ブチロラ
クトンで洗浄する。このとき、紫外線を照射した領域の
配向膜１４は、γ−ブチロラクトンに一部溶解し、紫外
線を照射していない領域より配向処理強度（あるいはア
ンカリング強度）が弱くなる。その結果、紫外線を照射
した領域と照射していない領域では配向膜１４の表面状
態が異なるため配向処理強度が異なり、紫外線を照射し
た領域と照射していない領域の液晶分子１６ａの配向に
ひずみを与えることができる。以降は、実施の形態１と
同様の方法により液晶表示装置を形成する。

【００２７】図８は、画素単位でーつおきの画素に対応
する位置に開口部を有するマスクを介して紫外線を照射
した場合で、このようにして形成された配向膜１４は、
隣接する画素間で配向処理強度（あるいはアンカリング
強度）が異なるため、ディスクリネーションライン１８
を、画素と画素の境界付近に固定でき、ディスクリネー
ションライン１８からの光漏れを覆うためのブラックマ
トリクス１１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開
口率を従来より約３％向上させることができる。また、
図９は、バスライン上領域に対応する位置に開口部を有
するマスクを介して紫外線を照射した場合で、このよう
にして形成された配向膜１４は、画素電極上領域とバス
ライン上領域では配向処理強度（あるいはアンカリング
強度）が異なるため、ディスクリネーションライン１８
を画素電極８と走査バスライン２あるいは信号バスライ
ン４の間に固定できるため、ディスクリネーションライ
ン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス１
１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開口率を従来
より約４％向上させることができる。

【００２８】実施の形態７．図１０および図１１はこの
発明の実施の形態７を示す液晶表示装置の概略断面図で
ある。なお、図中の符号は実施の形態５と同様であるの
で説明を省略する。次に、本実施の形態による液晶表示
装置の製造方法について説明する。まず、実施の形態１
と同様の方法によりＴＦＴアレイ基板９および対向基板
１０を形成する。次にＴＦＴアレイ基板９および対向基
板１０の表面にポリアミック酸溶液を転写版で転写し、
プレキュアで溶媒分を飛散させた後にアフターキュアし
て、第一ポリイミド膜２０を形成する。次に第一ポリイ
ミド膜２０上に、可溶性ポリイミド溶液を転写版で転写
し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後にアフターキュ
アして第二ポリイミド膜２１を形成する。次にレジスト
を塗布し、露光、現像によりレジストパターンを形成
し、このレジストを用いて第二ポリイミド膜２１をエッ
チング除去し、所定の領域にのみ第二ポリイミド膜２１
を形成する。次にレジストを除去後、全面をラビング処
理する。このとき、全面を同時にラビング処理したが、
第一ポリイミド膜２０と第二ポリイミド膜２１では膜が
異なるため、第一ポリイミド膜２０が形成された領域と
第二ポリイミド膜２１が形成された領域の液晶分子１６
ａのプレチルト角が異なり、液晶分子１６ａの配向にひ
ずみを与えることができる。以降は、実施の形態１と同
様の方法により液晶表示装置を形成する。

【００２９】図１０は、第二ポリイミド膜２１を画素単
位でーつおきに形成した場合で、このようにして形成さ
れた配向膜１４は、隣接する画素間で液晶分子１６ａの
プレチルト角が異なるため、ディスクリネーションライ
ン１８を、画素と画素の境界付近に固定でき、ディスク
リネーションライン１８からの光漏れを覆うためのブラ
ックマトリクス１１の開口部を大きくして、液晶表示装
置の開口率を従来より約３％向上させることができる。
また、図１１は、第二ポリイミド膜２１を画素電極上領
域に形成した場合で、このようにして形成された配向膜
１４は、画素電極上領域とバスライン上領域では液晶分
子１６ａのプレチルト角が異なるため、ディスクリネー
ションライン１８を画素電極８と走査バスライン２ある
いは信号バスライン４の間に固定できるため、ディスク
リネーションライン１８からの光漏れを覆うためのブラ
ックマトリクス１１の開口部を大きくして、液晶表示装
置の開口率を従来より約３％向上させることができる。

【００３０】実施の形態８．図１２および図１３はこの
発明の実施の形態８を示す液晶表示装置の概略断面図で
ある。なお、図中の符号は実施の形態１と同様であるの
で説明を省略する。次に、本実施の形態による液晶表示
装置の製造方法について説明する。まず、実施の形態１
と同様の方法によりＴＦＴアレイ基板９および対向基板
１０を形成する。次にＴＦＴアレイ基板９および対向基
板１０の表面に、可溶性ポリイミド溶液を転写版で転写
し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後にアフターキュ
アを行い、ポリイミド膜による配向膜１４を形成後、ラ
ビング処理を全面に行う。次に所定の領域に開口部を有
するマスクを介して紫外線を照射した後に、γ−ブチロ
ラクトンで洗浄する。このとき、紫外線を照射した領域
の配向膜１４は、γ−ブチロラクトンに一部溶解し、紫
外線を照射していない領域より液晶分子１６ａのプレチ
ルト角が小さくなる。その結果、紫外線を照射した領域
と照射していない領域では、配向膜１４の表面状態が異
なるため、液晶分子１６ａのプレチルト角が異なり、液
晶分子１６ａの配向にひずみを与えることができる。以
降は、実施の形態１と同様の方法により液晶表示装置を
形成する。

【００３１】図１２は、画素単位でーつおきの画素に対
応する位置に開口部を有するマスクを介して紫外線を照
射した場合で、このようにして形成された配向膜１４
は、隣接する画素間で液晶分子１６ａのプレチルト角が
異なるため、ディスクリネーションライン１８を、画素
と画素の境界付近に固定でき、ディスクリネーションラ
イン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス
１１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開口率を従
来より約３％向上させることができる。また、図１３
は、バスライン上領域に対応する位置に開口部を有する
マスクを介して紫外線を照射した場合で、このようにし
て形成された配向膜１４は、画素電極上領域とバスライ
ン上領域では液晶分子１６ａのプレチルト角が異なるた
め、ディスクリネーションライン１８を画素電極８と走
査バスライン２あるいは信号バスライン４の間に固定で
きるため、ディスクリネーションライン１８からの光漏
れを覆うためのブラックマトリクス１１の開口部を大き
くして、液晶表示装置の開口率を従来より約４％向上さ
せることができる。

【００３２】実施の形態９．図１４はこの発明の実施の
形態９を示す液晶表示装置の概略断面図である。図にお
いて、２２は配向膜１４に形成された溝部で、画素電極
８と走査バスライン２あるいは信号バスライン４の間
に、近接する走査バスライン２あるいは信号バスライン
４に沿って平行に形成されている。なお、その他の構成
は図２に示す実施の形態１と同様であるので説明を省略
する。次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造方
法について説明する。まず、実施の形態１と同様の方法
によりＴＦＴアレイ基板９および対向基板１０を形成す
る。次にＴＦＴアレイ基板９および対向基板１０の表面
に、可溶性ポリイミド溶液を転写版で転写し、プレキュ
アで溶媒分を飛散させた後にアフターキュアを行い、ポ
リイミド膜を形成後、全面にラビング処理を行い配向膜
１４を形成する。次に溝部２２に対応する位置に開口部
を有するマスクを介して紫外線を照射した後、γ−ブチ
ロラクトンに浸漬する。このとき、紫外線を照射した領
域の配向膜１４は、γ−ブチロラクトンにエッチング除
去され、溝部２２が形成される。平坦な配向膜１４に溝
部２２を設けることにより、溝部２２の部分で配向規制
力やプレチルト角等が異なり、溝部２２が形成された部
分の液晶分子１６ａの配向にひずみを与えることができ
る。以降は、実施の形態１と同様の方法により液晶表示
装置を形成する。

【００３３】本実施の形態によれば、ディスクリネーシ
ョンライン１８を溝部２２が形成された部分、すなわ
ち、画素電極８と走査バスライン２あるいは信号バスラ
イン４の間に固定できるため、ディスクリネーションラ
イン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス
１１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開口率を従
来より約４％向上させることができる。

【００３４】実施の形態１０．実施の形態９では、配向
膜１４に溝部２２を形成したが、図１５に示すように、
配向膜１４に凸部２３を形成することによっても、凸部
２３が形成された部分で液晶分子１６ａの配向にひずみ
を与えることができ、ディスクリネーションライン１８
を凸部２３が形成された部分に固定することができる。
配向膜１４の凸部２３の形成方法は、ＴＦＴアレイ基板
９および対向基板１０の表面にポリアミック酸溶液を転
写版で転写し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後にア
フターキュアして、第一ポリイミド膜２０を形成する。
次に第一ポリイミド膜２０上に、可溶性ポリイミド溶液
を転写版で転写し、プレキュアで溶媒分を飛散させた後
にアフターキュアして第二ポリイミド膜２１を形成す
る。次にレジストを塗布し、露光、現像により凸部２３
が形成される部分にレジストを形成し、このレジストを
用いて第二ポリイミド膜２１をエッチング除去して、第
二ポリイミド膜２１による凸部２３を形成する。次にレ
ジストを除去後、全面を配向処理し、凸部２３を有する
配向膜１４を形成する。

【００３５】本実施の形態によれば、ディスクリネーシ
ョンライン１８を凸部２３が形成された部分、すなわ
ち、画素電極８と走査バスライン２あるいは信号バスラ
イン４の間に固定できるため、ディスクリネーションラ
イン１８からの光漏れを覆うためのブラックマトリクス
１１の開口部を大きくして、液晶表示装置の開口率を従
来より約４％向上させることができる。なお、実施の形
態１〜実施の形態１０において、ディスクリネーション
ラインを発生させるための処理を、ＴＦＴアレイ基板９
および対向基板１０上の配向膜１４に行ったが、いずれ
か一方の基板上の配向膜に処理を行うだけでもよい。

【００３６】実施の形態１〜実施の形態１０により得ら
れた結果を図１６にまとめて示す。

【００３７】

【発明の効果】以上のように、ＴＦＴアレイ基板および
対向基板に形成される配向膜に、液晶分子の配向を互い
に異ならせる領域を設け、異なる配向領域の境界部分に
形成されるディスクリネーションラインを画素電極の外
側に固定することにより、バスラインに電圧が印加され
てもディスクリネーションラインは移動しないため、デ
ィスクリネーションラインからの光漏れを覆うためのブ
ラックマトリクスの開口部を大きくでき、高開口率の液
晶表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
を示すが平面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図３】 この発明の実施の形態１による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図４】 この発明の実施の形態２による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図５】 この発明の実施の形態４による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態５による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態５による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態６による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６による液晶表示装置
を示す断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態７による液晶表示装
置を示す断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態７による液晶表示装
置を示す断面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態８による液晶表示装
置を示す断面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態８による液晶表示装
置を示す断面図である。

【図１４】 この発明の実施の形態９による液晶表示装
置を示す断面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１０による液晶表示
装置を示す断面図である。

【図１６】 この発明の結果をまとめた図である。

【図１７】 従来のこの種液晶表示装置を示す断面図で
ある。

【符号の説明】

１ 透明絶縁性基板、２ 走査（ゲート）バスライン、
３ 補助容量線、４ 信号（ソース）バスライン、５
ＴＦＴ、６ ソース電極、７ ドレイン電極、８ 画素
電極、９ ＴＦＴアレイ基板、１０ 対向基板、１１
ブラックマトリクス、１２ 着色層、１３ 共通電極、
１４ 配向膜、１５ａ、１５ｂ 境界線、１６ 液晶
層、１６ａ 液晶分子、１７ リバースチルト領域（配
向異常領域）、１８ ディスクリネーションライン、１
９ ディスクリネーションライン、２０第一ポリイミド
膜、２１ 第二ポリイミド膜、２２ 溝部、２３ 凸
部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉谷 晃 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 森井 康裕 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 藤井 雅之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明絶縁性基板と、 上記透明絶縁性基板上で行方向に形成された複数本の走
   査バスライン、およびこの走査バスラインと交差する列
   方向に形成された複数本の信号バスラインと、 平行する各々二本の上記走査バスラインと上記信号バス
   ラインで区画された領域にスイッチング素子およびこの
   スイッチング素子と電気的に接続された画素電極とを有
   する第一の基板、 他の透明絶縁性基板上にブラックマトリクスおよび対向
   電極が形成された第二の基板、 上記第一の基板および上記第二の基板上に形成された配
   向膜、 対向する上記第一の基板および上記第二の基板間に挟持
   された液晶分子からなる液晶層を備え、 上記第一の基板および上記第二の基板上に形成された少
   なくともいずれか一方の上記配向膜は、上記液晶分子の
   配向を互いに異ならせる領域を有すると共に、この領域
   の境界を隣接する上記画素電極間に少なくともーつ有す
   るよう処理されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 液晶分子の配向が互いに異なる領域の境
   界は、画素電極と走査バスライン、および上記画素電極
   と信号バスラインの間にあることを特徴とする請求項１
   記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 液晶分子の配向が互いに異なる領域の境
   界は、走査バスラインおよび信号バスライン上にあるこ
   とを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 液晶分子の配向が互いに異なる領域は、
   配向膜を異なる配向方向に配向処理することにより形成
   されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一
   項記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 液晶分子の配向が互いに異なる領域は、
   配向膜の配向強度（アンカリング強度）が異なるよう配
   向処理することにより形成されていることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか一項記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 液晶分子の配向が互いに異なる領域は、
   液晶分子のプレチルト角が異なるよう配向膜を配向処理
   することにより形成されていることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか一項記載の液晶表示装置。
7. 【請求項７】 配向膜を構成する材料あるいは配向膜の
   表面状態を所定の領域で異ならせることにより、上記配
   向膜の配向強度あるいは液晶分子のプレチルト角を変え
   ていることを特徴とする請求項５または請求項６記載の
   液晶表示装置。
8. 【請求項８】 液晶分子の配向が互いに異なる領域の境
   界は、配向膜をエッチングして形成された溝部により形
   成されていることを特徴とする請求項１または請求項２
   記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 液晶分子の配向が互いに異なる領域の境
   界は、配向膜に形成された凸部により形成されているこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の液晶表示
   装置。