JP2001083520A - マルチドメイン型の液晶表示素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】対向基板との合わせ精度に依存せず、高い光透
過率と広い視野角を確保することが可能なマルチドメイ
ン型の液晶表示素子を提供することにある。 【解決手段】アレイ基板１と対向基板２との間には液晶
層３２が挟持されている。アレイ基板上には多数の画素
電極７が設けられ、これら画素電極の下方には絶縁層９
が設けられている。各画素電極の下方において、絶縁層
９には凹状傾斜部８が形成されている。各画素電極周縁
部において、隣合う画素電極の下に位置した絶縁層同士
が所定幅だけ互いに重なり、凸状傾斜部１２を構成して
いる。これら凹状傾斜部および凸状傾斜部により、液晶
分子のチルト方向を決定して配向分割している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マルチドメイン型
の液晶表示素子に関し、特に、薄膜トランジスタ等の能
動素子により駆動される高精細型の液晶表示素子に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示素子を用いた表示装置は、軽
量、薄型、低消費電力等の特徴を有していることから、
ＯＡ機器、情報端末、時計、テレビ等のさまざまな分野
で利用されている。特に、薄膜トランジスタ（以下ＴＦ
Ｔと称する）を用いた液晶表示素子は、その高い応答性
から、携帯テレビやコンピュータのように、多くの情報
を含んだデータを表示する表示用モニタに用いられてい
る。

【０００３】近年、情報量の増大に伴い、画像の精細度
や表示速度の向上が求められている。精細度の向上に
は、ＴＦＴアレイ構造の微細化により対応がなされてい
る。一方、光のスイッチングを行う液晶層では、画素の
微細化に伴い、単位時間当たりの動作速度が短くなるた
め、液晶材料の応答速度も現在のモードより２倍ないし
数十倍速いものが要求される。

【０００４】これらの要求を満たす液晶モードとしてネ
マチック液晶を用いたＯＣＢ方式、ＶＡＮ方式、ＨＡＮ
方式、π配列方式、スメクチック液晶を用いた界面安定
型強誘電性液晶（ＳＳＦＬＣ）方式、反強誘電性液晶方
式が検討されている。特に、ＶＡＮ型配向モードは、従
来のツイストネマチック型（ＴＮ）モードより速い応答
速度が得られることや、垂直配向処理の採用により、従
来、静電気破壊などの不良原因の発生が危惧されていた
ラビング配向処理工程を削除可能であることから、近年
注目されている液晶表示モードである。

【０００５】また、ＶＡＮ型配向モードでは、視野角の
補償設計が容易であることから、広視野角を実現するた
めのマルチドメイン型のＶＡＮ液晶モードが注目されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルチ
ドメイン型のＶＡＮ液晶モードでは、ドメイン分割によ
り誘起されるドメイン境界等の発生により、光の透過率
を確保し難いことや、能動素子の対向面上の電極抵抗値
が大きくなり易いことが問題となる。

【０００７】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、マルチドメイン型の液晶表示素子にお
いて、ドメイン分割形成要素となる構造が、液晶表示素
子基板の一方の面上のみに形成され、かつ、画素電極の
構成要素や画素電極下部の絶縁層形状によってチルト制
御および配向分割構造が構成されることにより、対向基
板との合わせ精度に依存せず、高い光透過率と広い視野
角を確保することが可能な液晶表示素子を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明に係る液晶表示素子は、透明電極構造を有
する一対の基板と、これら透明基板間に挟持された液晶
材料と、上記一方の基板のみに形成され液晶分子のチル
ト方向を制御するチルト制御部と、を備えたことを特徴
としている。

【０００９】また、この発明に係る液晶表示素子によれ
ば、チルト制御部は、画素電極の下方に形成され、画素
電極内で液晶分子のチルト方向を決定し配向分割する凹
凸形状の絶縁層を有している。また、チルト制御部は、
画素電極周辺部において、画素電極の下方に形成された
絶縁層と隣接する他の画素電極の下方に形成された絶縁
層とが所定幅で互いに重なり合った凸状傾斜部、あるい
は、上記絶縁層と配線との積層構造によって構成された
凸状傾斜部を備えている。

【００１０】上記構成の液晶表示素子によれば、液晶分
子のチルト方向を安定して制御でき、高い光透過率と広
い視野角とを実現することができる。

【００１１】上記一方の基板としては、ＴＦＴ等の能動
素子が形成されているアレイ基板が挙げられる。ＴＦＴ
は、ａ−Ｓｉ、ｐ−Ｓｉ、ＩＴＯ等の半導体層と、Ａ
ｌ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｔａ等の金属層とを重ね合せる
ことにより、電気的に作用する素子として構成されてい
る。特に、アレイ基板上に色表示用のカラーフィルタを
造り込むＣＯＡ（カラーフィル−タオン−アレイ）構造
の場合、対向基板にカラーフィルタを形成する方式と異
なり、透明基板同士の位置合わせが容易となり、製造効
率の向上を図ることができる。

【００１２】画素電極の下に形成する絶縁層としては、
ＳｉＯｘ，ＳｉＮｘ，Ａｌ_２Ｏ_３などの金属酸化膜に代
表される無機層や、ポリイミド、アクリル、エポキシな
どに代表される有機層を用いるが、電気的に絶縁性に優
れているとともにＰＥＰ（フォトエッチングプロセス）
等によって加工が可能な透明材料であれば他の材料を用
いてもよい。特に、絶縁材料自体が感光性を示すレジス
ト材料や感光性アクリル樹脂は、マスク露光を行うこと
により所定形状にパターン形成可能であることから、本
発明の絶縁層に適している。

【００１３】また、上記絶縁層は、液晶分子の配向に特
定の傾斜を誘起させるに十分な高さと傾きとが要求され
る。本発明者等は、実験的に絶縁層の形状パラメータを
検討し、液晶表示素子として安定した動作が得られる寸
法を見出した。

【００１４】まず、絶縁層の高さは、１つの傾斜面を構
成する層の厚みが１．０〜１．５μｍの範囲となるよう
に設定されていると、液晶分子の電気−光学特性が安定
することを見出した。また、絶縁層の傾斜については、
最大傾斜角が３０〜８９°の斜面として形成されている
場合、あるいは、円筒外周面のような湾曲面として構成
されている場合に、液晶分子のチルト方向を安定して制
御できることを見出した。

【００１５】絶縁層により上述したような斜面を形成す
る場合、感光性を持たない無機絶縁層や有機絶縁層で
は、エッチング工程の制御によるテーパエッチング法を
用いることにより、斜面の形状制御が可能である。一
方、感光性を示す有機絶縁層では、濃度勾配マスクを用
いた露光によるテーパ形成や、一旦傾斜を持たないパタ
ーンを形成した後、加熱工程により絶縁層のメルトを誘
起し、表面張力によって所定形状の傾斜面の形成するこ
とができる。

【００１６】例えば、感光性アクリル樹脂等は、パター
ニング後の加熱工程温度を制御することにより、容易に
円筒面形状の傾斜を形成できる材料であり、プロセス安
定性も高く本発明の絶縁層に適した材料である。

【００１７】有機絶縁層中に特定波長の光を透過、吸収
する顔料を分散してカラーフィルタとして用いた場合、
画素電極の下に設けられた絶縁層、カラーフィルタ層、
およびチルト制御層を１つの構成材料によって形成する
ことができ、製造工程数や材料の低減を図り、低い製造
コストで特性の優れた液晶表示素子を得ることができ
る。

【００１８】一般に、液晶表示素子では、隣接する画素
毎にＲＧＢ等のカラーフィルタ層を並列して形成するこ
とにより、カラー画像表示を可能としている。このよう
に、隣接画素毎にカラーフィルタ層を形成する際、絶縁
層同士を重ね合せることで、液晶分子のチルト制御に必
要な一方の傾斜構造を形成することができる。

【００１９】また、隣接画素電極の下方にそれぞれ設け
られた絶縁層同士を一定の間隔で形成することにより、
絶縁層の傾斜構造を得ることができる。すなわち、絶縁
層同士を重ね合わせることにより凸状の傾斜構造を得る
ことができ、あるいは、絶縁層間に隙間を設けることに
より、凹状の傾斜構造を得ることができる。凸状傾斜構
造と凹状傾斜構造とは、画素内のチルト配向分割をどの
ように制御するかの設計に応じて選択されるが、絶縁層
をパターニングする際にマスク寸法を変更することによ
り容易に選択可能であり、製造上も簡便な方法である。

【００２０】以上のように、画素電極下部に設けた絶縁
層自体の傾斜構造と、隣合う絶縁層同士により形成する
傾斜構造とによって、各画素毎に所定の配向分割構造を
形成し、高い光透過率および広い視野角を備えた液晶表
示素子を実現することができる。

【００２１】特に、画素電極下部に形成した絶縁層の凹
状傾斜構造と、隣接する絶縁層同士が重なって形成され
た画素周辺部の凸状傾斜構造とによりチルト制御を行う
場合、画素電極に電荷を供給する配線を、上記凹状傾斜
構造に重ねて設けることにより、本来必要なチルト制御
用の傾斜構造以外の傾斜構造領域が生じることがなく、
画素部での光利用効率が向上し明るい表示特性を維持す
ることができる。

【００２２】画素電極に電荷を供給する配線としては、
ＴＦＴから画素電極に電荷を供給するソース電極や画素
電極への電荷供給を補助する補助容量電極からの配線等
が挙げられる。一般に、これらの配線は、画素電極の下
部に設けられた絶縁層に形成されているコンタクトホー
ルやビアと呼ばれる凹所を介して画素電極に接続されて
いるが、本発明によれば、画素領域に所定のパターンで
形成された凹所傾斜構造をコンタクトホールとして利用
することができる。この場合、従来、数μｍ〜１０μｍ
程度の微小窪みで形成され電気的な接続の信頼性が低い
コンタクトホールのコンタクト特性を向上することが可
能となる。

【００２３】一方、画素部の凹状傾斜構造と平坦部とで
電界を生じさせるための独立した画素電極構造は、ＴＦ
Ｔアレイの形成工程において信号配線用に成膜されたＡ
ｌ薄膜やＭｏＴ薄膜などを用いて画素電極下部に所定パ
ターンの独立電極を予め形成し、その上に凹凸構造を形
成するための絶縁層を形成した後、予め形成した所定パ
ターンの独立電極上に位置した絶縁層を除去することに
より、絶縁層上に形成するＩＴＯ膜と上記所定パターン
の独立電極との間で電界を形成することが可能となる。
独立電極により誘起される電界は、ＴＦＴアレイ基板上
の画素電位に対して常に液晶層駆動用電位より高い電位
差が形成される信号状態となり、画素平坦部電極端から
凹所構造部電極端へ電界が形成され、安定した液晶分子
のチルト方向制御が可能となる。

【００２４】更に、一方の基板上に形成する絶縁層とし
ては、画素電極下部に設けられ傾斜構造を構成する絶縁
層、および画素電極全域を覆うように成膜されたＳｉＯ
ｘ膜、あるいはアクリル系絶縁有機膜が用いられる。ま
た、絶縁層の材料としては、使用する液晶材料の誘電率
にもよるが、比較的誘電率の低い材料が好ましい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下図面を参照しながら、この発
明の実施の形態に係るマルチドメイン型の液晶表示素子
およびその画素構造について詳細に説明する。図１に示
すように、液晶表示素子は、所定の隙間をおいて対向配
置されたアレイ基板１および対向基板２と、これらの基
板間に挟持された液晶層３２と、を備えている。

【００２６】アレイ基板１は、透明絶縁基板としてのガ
ラス基板を備え、このガラス基板上には、マトリックス
状に延びた多数の信号線４および走査線５と、これら信
号線４と走査線５との各交差部に接続されたＴＦＴ３
と、接続電極となる補助容量電極６と、が設けられてい
る。また、信号線４および走査線５で囲まれた各領域に
は、画素電極７が設けられ、対応するＴＦＴ３に電気的
に接続されている。また、画素電極７と補助容量電極６
との間には絶縁層９が形成されている。

【００２７】一方、対向基板２は、透明絶縁基板として
のガラス基板を備え、このガラス基板上にはＩＴＯ（イ
ンジウム−ティン−オキサイド）からなる透明導電膜１
０がほぼ全面に亘って形成されている。そして、アレイ
基板１および対向基板２の液晶層３２と直接接する界面
には、液晶分子２０にそれぞれ基板に対して垂直な方向
の配向を与える配向膜１３、１４が形成されている。こ
れにより、液晶分子２０は、その長軸が基板の界面に対
して垂直な方向を向くように配向されている。

【００２８】また、各画素領域において、絶縁層９には
凹状傾斜部８が形成されている。この凹状傾斜部８は、
隙間を置いて対向した一対の湾曲した傾斜面８ａを有
し、各画素領域内を信号線４とほぼ平行に延びている。
そして、各画素電極７は凹状傾斜部８を含む絶縁層９上
に形成され、この凹状傾斜部を介して対応する補助容量
電極６に電気的に接続されている。

【００２９】更に、各画素電極７の周縁部における絶縁
層９は、隣接する他の画素領域の絶縁層９と所定幅だけ
互いに重なって形成され、その重複部により凸状傾斜部
１２を構成している。凸状傾斜部１２は、対向基板２側
に凸となる傾斜面１２ａを有し、信号線４とほぼ平行に
延びているとともに、隣接する画素電極７間に位置して
いる。

【００３０】これら凹状傾斜部８および凸状傾斜部１２
の傾斜面８ａ、１２ａの界面において、液晶配向の分割
が誘起され、液晶分子２０の配向は、その長軸がガラス
基板に対して垂直な方向から傾斜面の傾き方向に特定角
度だけ傾斜した配列１５、１６となる。この傾斜配列１
５、１６の傾き方向が互いに一致することにより、傾斜
面８ａ、１２ａ間に囲まれた領域の液晶分子２０がチル
ト方向１７に倒れ、ドメインを形成する。そして、１つ
の画素領域において、これらのドメインが複数形成され
ることにより、液晶分子２０の異方性の補償効果が生
じ、広い視野角を実現することができる。

【００３１】次に、上述した基本構成を有する液晶表示
素子の実施例および比較例を製造方法と合わせて説明す
る。 実施例１ 図２に示すように、まず、公知の方法により、ガラス基
板上に信号線４、走査線５等の配線類、ＴＦＴ３、およ
び補助容量電極６を形成した後、これらの上にアクリル
系感光性樹脂を厚さ１．２μｍで成膜し、９０℃で１２
０秒間だけプレアニールを施す。

【００３２】続いて、平行露光装置により、画素電極と
一対一に対応するマスクを用いてアクリル系感光性樹脂
膜を露光し、更に、現像処理によりパターニングする。
その後、２３０℃で１時間ポストアニールを行い、アク
リル系感光性樹脂膜をメルト処理および硬化処理するこ
とにより、それぞれ画素形成領域に位置しているととも
に傾斜面８ａを有する凹状傾斜部８を備えた第１絶縁層
９ａを形成する。

【００３３】次に、上記と同様の工程により、それぞれ
隣合う第１絶縁層９ａ間に位置した第２絶縁層９ｂおよ
び第３絶縁膜９ｃを形成する。この場合、各第２絶縁層
９ｂおよび第３絶縁膜９ｃは傾斜面８ａを有する凹状傾
斜部８を備え、また、それぞれの端部は、画素領域の外
側で隣接する他の絶縁層と重なり、凸状傾斜部１２を形
成する。

【００３４】続いて、スパッタ装置により、第１、第２
および第３絶縁層９ａ、９ｂ、９ｃ上に厚さ１０００Å
のＩＴＯ膜を成膜し、同時に、凹状傾斜部８を介して補
助容量電極６に導通させる。そして、ＩＴＯ膜に公知の
フォトリソグラフィ工程を施して画素電極７を形成した
後、配向膜１３として厚さ７００Åの垂直配向用ポリイ
ミド膜を全面に形成することによりアレイ基板１が構成
される。更に、アレイ基板１の配向膜１３上において画
素領域から外れた配線上に、画素電極１０個に対して１
個の割合で、アクリル系感光性樹脂を用いて高さ４μ
ｍ、直径２０μｍのスペーサ２２を形成した。

【００３５】一方、対向基板２のガラス基板上に、透明
導電膜として、ＩＴＯからなる厚さ１０００Åの共通電
極１０を形成するとともに、共通電極に重ね配向膜１４
として、厚さ７００Åの垂直配向用ポリイミド膜を形成
する。

【００３６】続いて、対向基板２周縁のシール領域に、
シール材としてエポキシ系熱硬化性樹脂をディスペンサ
により塗布する。そして、配向膜１３、１４が向い合う
ようにアレイ基板１および対向基板２をシール材を介し
て貼り合わせ、所定の荷重を印加しながら１６０℃で２
時間、熱処理することにより、シール材を熱硬化する。
これにより、液晶分子注入用のセル３０が形成される。
その後、セル３０内に負の誘電異方性を示す液晶材料を
注入し封止することにより、垂直配向液晶層３２を形成
した。以上の工程により液晶表示素子が完成する。

【００３７】図３は、上記のように構成された液晶表示
素子の動作状態における、各画素内の液晶分子配向分割
状態を示すもので、凹状傾斜部８および凸状傾斜部１２
により、安定して分割されたドメイン構造を確認するこ
とができる。

【００３８】比較例１ 図４は、図３に示した本発明の実施例１に対応した比較
例１を示している。この比較例１に係る液晶表示素子を
製造する場合には、まず、公知の方法により、ガラス基
板上に信号線４４、走査線４５等の配線類、ＴＦＴ４
３、および補助容量電極４６を形成した後、補助容量電
極４６上にアクリル系感光性樹脂を厚さ１．２μｍで成
膜し、９０℃で１２０秒間だけプレアニールを施す。

【００３９】続いて、平行露光装置により、画素電極と
一対一に対応するマスクを用いてアクリル系感光性樹脂
膜を露光し、更に、現像処理によりパターニングする。
その後、２３０℃で１時間ポストアニールを行い、アク
リル系感光性樹脂膜をメルト処理および硬化処理するこ
とにより、コンタクトホール４８を有した絶縁層４９を
全面に形成する。

【００４０】続いて、スパッタ装置により、絶縁層４９
上に厚さ１０００ÅのＩＴＯ膜を成膜し、同時に、コン
タクトホール４８を介して補助容量電極４６に導通させ
る。そして、ＩＴＯ膜に公知のフォトリソグラフィ工程
を施して画素電極４７を形成した後、配向膜５３として
厚さ７００Åの垂直配向用ポリイミド膜を全面に形成す
ることによりアレイ基板１が構成される。

【００４１】一方、対向基板２のガラス基板上に、透明
導電膜として、ＩＴＯからなる厚さ１０００Åの共通電
極５０を形成するとともに、共通電極に重ね配向膜５４
として、厚さ７００Åの垂直配向用ポリイミド膜を形成
する。

【００４２】続いて、対向基板２のシール領域に、シー
ル材としてエポキシ系熱硬化性樹脂をディスペンサによ
り塗布する。また、一定のセルギャップを保持するた
め、直径４μｍの樹脂スペーサ５６を、１ｍｍ^２当たり
３０個程度となるようにアレイ基板１上に散布する。

【００４３】そして、配向膜５３、５４が向い合うよう
にアレイ基板１および対向基板２をシール材を介して貼
り合わせ、所定の荷重を印加しながら１６０℃で２時
間、熱処理することにより、シール材を熱硬化する。そ
れにより、液晶分子注入用のセル３０が形成される。そ
の後、セル３０内に負の誘電異方性を示す液晶材料を注
入し封止することにより、垂直配向液晶層３２を形成し
た。以上の工程により液晶表示素子が完成する。

【００４４】図５に示すように、上記のように構成され
た液晶表示素子の動作状態における、各画素内の液晶分
子配向分割状態は、コンタクトホール４８および画素周
辺の漏れ磁界によりシュリーレン組織が発生し、不安定
な配向状態であることが確認された。

【００４５】実施例２ 図６に示すように、実施例２に係る液晶表示素子は、実
施例１に係る液晶表示素子と同一のプロセスにより製造
され、同一の構成を備えている。但し、アレイ基板１の
第１、第２、第３絶縁層９ａ、９ｂ、９ｃを形成する
際、アクリル系感光性樹脂材料にそれぞれ赤、青、緑の
顔料を分散して用いることにより、厚さ３μｍのカラー
フィルタ絶縁層９Ｒ、９Ｂ、９Ｇとして形成している。
なお、対向基板２には、実施例１と同様に、共通電極１
０および配向膜１４のみが設けられている。その他、実
施例１と同一の部分には同一の参照符号を付している。

【００４６】このように構成された実施例２によれば、
凹状傾斜部８および凸状傾斜部１２により安定して分割
されたドメイン構造を有するカラー液晶表示素子が得ら
れる。

【００４７】比較例２ 図７に示すように、比較例２に係る液晶表示素子は、図
４に示した比較例１に係る液晶表示素子をカラー化した
ものであり、アレイ基板１は比較例１と同一のプロセス
により製造されている。また、対向基板２には、共通電
極５０および配向膜５４に加えて、赤、青、緑のカラー
層６０Ｒ、６０Ｂ、６０Ｇおよびブラックストライプ６
０ＢＫを有したカラーフィルタ層６０が設けられてい
る。

【００４８】このように構成された液晶表示素子におい
ても、各画素内にシュリーレン組織が発生し、不安定な
液晶分子配向状態となる。

【００４９】実施例３ 図８ないし図１０は、この発明の実施例３に係る液晶表
示素子を示している。この液晶表示素子を製造する場合
には、まず、公知の方法により、ガラス基板上に信号線
４、信号線と同一層の独立電極３７、走査線５等の配線
類、ＴＦＴ３、および補助容量電極６を形成した後、こ
れらの上にアクリル系感光性樹脂を厚さ１．２μｍで成
膜し、９０℃で１２０秒間だけプレアニールを施す。

【００５０】続いて、平行露光装置により、画素電極と
一対一に対応するマスクを用いてアクリル系感光性樹脂
膜を露光し、更に、現像処理によりパターニングする。
その後、２３０℃で１時間ポストアニールを行い、アク
リル系感光性樹脂膜をメルト処理および硬化処理するこ
とにより、それぞれ画素形成領域に位置しているととも
に、コンタクトホール３５と、独立電極３７上に位置し
傾斜面８ａを有した凹部３８と、を備えた第１絶縁層９
ａを形成する。

【００５１】次に、上記と同様の工程により、それぞれ
隣合う第１絶縁層９ａ間に位置した第２絶縁層９ｂおよ
び第３絶縁膜９ｃを形成する。この場合、各第２絶縁層
９ｂおよび第３絶縁膜９ｃは、コンタクトホール３５、
および傾斜面８ａを備えた凹部３８を有しているととも
に、それぞれの端部は、画素領域の外側で隣接する他の
絶縁層と重なり、凸状傾斜部１２を形成する。

【００５２】続いて、スパッタ装置により、第１、第２
および第３絶縁層９ａ、９ｂ、９ｃ上に厚さ１０００Å
のＩＴＯ膜を成膜し、フォトリソグラフィ工程を施して
画素電極７を形成するとともに、独立電極３７上のＩＴ
Ｏを除去してほぼ矩形状の電極除去部３９を形成する。
その後、配向膜１３として厚さ７００Åの垂直配向用ポ
リイミド膜を全面に形成する。更に、アレイ基板１の配
向膜１３上において画素領域から外れた配線上に、画素
電極１０個に対して１個の割合で、アクリル系感光性樹
脂を用いて高さ４μｍ、直径２０μｍのスペーサ２２を
形成した。

【００５３】一方、対向基板２のガラス基板上に、透明
導電膜として、ＩＴＯからなる厚さ１０００Åの共通電
極１０を形成するとともに、共通電極に重ね配向膜１４
として、厚さ７００Åの垂直配向用ポリイミド膜を形成
する。

【００５４】続いて、対向基板２のシール領域に、シー
ル材としてエポキシ系熱硬化性樹脂をディスペンサによ
り塗布する。そして、配向膜１３、１４が向い合うよう
にアレイ基板１および対向基板２をシール材を介して貼
り合わせ、所定の荷重を印加しながら１６０℃で２時
間、熱処理することにより、シール材を熱硬化する。そ
れにより、液晶分子注入用のセル３０が形成される。そ
の後、セル３０内に負の誘電異方性を示す液晶材料を注
入し封止することにより、垂直配向液晶層３２を形成し
た。以上の工程により液晶表示素子が完成する。

【００５５】実施例４ 図１１は、この発明の実施例４に係る液晶表示素子を示
している。この液晶表示素子を製造する場合には、ま
ず、公知の方法により、ガラス基板上に信号線４、走査
線５等の配線類、ＴＦＴ３、および補助容量電極６を形
成した後、これらの上にアクリル系感光性樹脂を厚さ
１．２μｍで成膜し、９０℃で１２０秒間だけプレアニ
ールを施す。

【００５６】続いて、平行露光装置により、画素電極と
一対一に対応するマスクを用いてアクリル系感光性樹脂
膜を露光し、更に、現像処理によりパターニングする。
その後、２３０℃で１時間ポストアニールを行い、アク
リル系感光性樹脂膜をメルト処理および硬化処理するこ
とにより、それぞれ画素形成領域に位置しているととも
にコンタクトホール３５を有した第１絶縁層９ａを形成
する。

【００５７】上記と同様のプロセスにより、それぞれコ
ンタクトホール３５を有した第２絶縁層９ｂおよび第３
絶縁層９ｃを第１絶縁層９ａの両側に形成し、その際、
画素周縁部で第１絶縁層９ａと所定幅だけ重なることに
より凸状傾斜部１２を形成する。

【００５８】続いて、スパッタ装置により、第１、第２
および第３絶縁層９ａ、９ｂ、９ｃ上に厚さ１０００Å
のＩＴＯ膜を成膜し、同時に、コンタクトホール３５を
介して補助容量電極６に導通させる。そして、ＩＴＯ膜
に公知のフォトリソグラフィ工程を施して画素電極７を
形成する。

【００５９】その後、スパッタ装置により、画素電極７
に重ねて厚さ１５００ÅのＳｉＯｘ４１膜を成膜する。
そして、エッチングプロセスにより、各画素電極７の中
央部と対向する位置において、ＳｉＯｘ膜４１をスリッ
ト状に除去し、チルト制御用の電界集中領域４０を形成
する。

【００６０】続いて、配向膜１３として厚さ７００Åの
垂直配向用ポリイミド膜を全面に形成する。更に、アレ
イ基板１の配向膜１３上において画素領域から外れた配
線上に、画素電極１０個に対して１個の割合で、アクリ
ル系感光性樹脂を用いて高さ４μｍ、直径２０μｍのス
ペーサ２２を形成した。

【００６１】一方、対向基板２のガラス基板上に、透明
導電膜として、ＩＴＯからなる厚さ１０００Åの共通電
極１０を形成するとともに、共通電極に重ねてＳｉＯｘ
膜からなる８００Å厚の絶縁層４２をスパッター蒸着装
置により形成し、更にその上に、配向膜１４として、厚
さ７００Åの垂直配向用ポリイミド膜を形成した。

【００６２】続いて、対向基板２のシール領域に、シー
ル材としてエポキシ系熱硬化性樹脂をディスペンサによ
り塗布する。そして、配向膜１３、１４が向い合うよう
にアレイ基板１および対向基板２をシール材を介して貼
り合わせ、所定の荷重を印加しながら１６０℃で２時
間、熱処理することにより、シール材を熱硬化する。そ
れにより、液晶分子注入用のセル３０が形成される。そ
の後、セル３０内に負の誘電異方性を示す液晶材料を注
入し封止することにより、垂直配向液晶層３２を形成し
た。以上の工程により液晶表示素子が完成する。

【００６３】図１２は、上述した本発明の実施例１、
２、および比較例１、２に係る液晶表示素子の表示特性
を比較して示している。なお、この図において、透過率
は、１０．４インチ、ＸＧＡ相当の画素サイズの液晶表
示素子に対応した値を示している。

【００６４】この図から明らかなように、本発明の実施
例１、２に係る液晶表示素子は、いずれも、シュリーレ
ンが発生することなく安定したドメイン分割が得られる
とともに、光透過率低下の要因となる画素の合わせずれ
が少なく、広い視野角特性および高い光透過率を持った
明るいマルチドメイン型の垂直配向表示モードを提供す
ることができる。

【００６５】特に、従来の画素上置き型ＴＦＴアレイ製
造プロセスを変更することなく、配向分割を誘起するた
めの傾斜構造を形成することができ、製造コストおよび
製造効率への影響を最小限に抑え、その結果、生産性の
向上を図ることが可能となる。なお、この発明は上述し
た実施例に限定されることなく、この発明の範囲内で種
々変形可能である。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、ドメイン分割形成要素となる構造が、一方の基板上
のみに形成され、かつ、画素電極の構成要素や画素電極
下部の絶縁層形状によってチルト制御および配向分割構
造を構成することにより、対向基板との合わせ精度に依
存せず、高い光透過率と広い視野角を確保することが可
能な液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る液晶表示素子の基本構成を示す
断面図。

【図２】この発明の実施例１に係る液晶表示素子を概略
的に示す斜視図。

【図３】上記実施例１に係る液晶表示素子駆動時の画素
光透過状態を示す図。

【図４】比較例１に係る係る液晶表示素子を概略的に示
す斜視図。

【図５】上記比較例１に係る液晶表示素子駆動時の画素
光透過状態を示す図。

【図６】この発明の実施例２に係る液晶表示素子を概略
的に示す斜視図。

【図７】比較例２に係る係る液晶表示素子を概略的に示
す斜視図。

【図８】この発明の実施例３に係る液晶表示素子を概略
的に示す斜視図。

【図９】上記実施例３における１つの画素部を概略的に
示す平面図。

【図１０】図９の線Ａ−Ａに沿った断面図。

【図１１】この発明の実施例４に係る液晶表示素子を概
略的に示す斜視図。

【図１２】上記実施例１、２および比較例１、２の表示
特性を比較して示す図。

【符号の説明】

１…アレイ基板 ２…対向基板 ３…ＴＦＴ ４…信号線 ５…走査線 ６…補助容量電極 ７…画素電極 ８…凹状傾斜部 ９…絶縁層 ９ａ…第１絶縁層 ９ｂ…第２絶縁層 ９ｃ…第３絶縁層 １０…共通電極 １２…凸状傾斜部 ２０…液晶分子 ３５…コンタクトホール ３７…独立電極 ３８…凹部 ３９…電極除去部 ４０…電界集中領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長田 洋之 埼玉県深谷市幡羅町１丁目９番２号 株式 会社東芝深谷工場内 Ｆターム(参考） 2H090 HA04 HB03X HB04X HB06X HB08Y HB13Y JB02 LA01 LA03 LA04 LA15 MA01 MA08 MA10 MA15 2H092 GA05 GA29 HA04 HA06 JA24 JB56 JB64 KA04 KA05 KB04 MA05 MA16 NA01 NA27 NA29 PA01 PA08

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の基板間に挟持された液晶層と、 上記基板の一方あるいは両方に形成され、上記液晶層を
   構成する液晶分子を駆動する電極と、 一方の基板のみに設けられ、上記液晶分子配向のチルト
   方向を制御するチルト制御部と、 を備えたことを特徴とするマルチドメイン型の液晶表示
   素子。
2. 【請求項２】上記一方の基板は、絶縁基板と、この絶縁
   基板上に設けられた複数の画素電極と、を備え、 上記チルト制御部は、上記絶縁基板上で上記画素電極の
   下方に形成され凹凸形状を有した絶縁層を備えているこ
   とを特徴とする請求項１に記載のマルチドメイン型の液
   晶表示素子。
3. 【請求項３】上記チルト制御部は、上記画素電極の周縁
   部において、隣合う画素電極の下に設けられた絶縁層同
   士を所定幅で互いに重ねて形成され上記液晶分子のチル
   ト方向を決定して配向分割した凸状傾斜部を備えている
   ことを特徴とする請求項２に記載のマルチドメイン型の
   液晶表示素子。
4. 【請求項４】上記一方の基板は、上記画素電極の周縁部
   において上記絶縁基板上に設けられた配線を有し、 上記チルト制御部は、上記配線上に形成されていること
   を特徴とする請求項２に記載のマルチドメイン型の液晶
   表示素子。
5. 【請求項５】上記一方の基板は、上記画素電極の下方に
   おいて上記絶縁基板上に形成され上記画素電極に電荷を
   供給する接続電極を備え、 上記絶縁層は、上記画素電極と接続電極とを電気的に接
   続するためのコンタクトホールを含んでいることを特徴
   とする請求項２に記載のマルチドメイン型の液晶表示素
   子。
6. 【請求項６】上記一方の基板は、絶縁基板と、この絶縁
   基板上に設けられた複数の画素電極と、を備え、 上記チルト制御部は、上記絶縁基板上で上記画素電極の
   下方に形成されているとともに凹部を有した絶縁層と、
   上記凹部に対向して配置された独立電極と、を備え、 上記各画素電極は、上記凹部に対応する領域に電極除去
   部を備えていることを特徴とする請求項１に記載のマル
   チドメイン型の液晶表示素子。
7. 【請求項７】上記チルト制御部は、上記画素電極の周縁
   部において、隣合う画素電極の下に設けられた絶縁層同
   士を所定幅で互いに重ねて形成され上記液晶分子のチル
   ト方向を決定して配向分割した凸状傾斜部を備えている
   ことを特徴とする請求項６に記載のマルチドメイン型の
   液晶表示素子。
8. 【請求項８】上記一方の基板は、上記画素電極の周縁部
   において上記絶縁基板上に設けられた配線を有し、 上記凸状傾斜部は、上記配線上に形成されていることを
   特徴とする請求項６に記載のマルチドメイン型の液晶表
   示素子。
9. 【請求項９】上記一方の基板は、絶縁基板と、この絶縁
   基板上に設けられた複数の画素電極と、上記画素電極の
   周縁部において上記絶縁基板上に設けられた配線と、を
   備え、 上記チルト制御部は、上記絶縁基板上で上記画素電極の
   下方に形成された絶縁層を備えているとともに、上記画
   素電極の周縁部において、隣合う画素電極の下に設けら
   れた絶縁層同士を所定幅で互いに重ねて形成され上記液
   晶分子のチルト方向を決定して配向分割した凸状傾斜部
   を備え、 上記一方の基板は、上記画素電極上に重ねて形成された
   他の絶縁層と、上記他の絶縁層に形成されそれぞれ各画
   素電極の一部を露出した複数のスリット状の電界集中部
   と、を備えていることを特徴とする請求項１に記載のマ
   ルチドメイン型の液晶表示素子。
10. 【請求項１０】上記画素電極の下方に設けられた絶縁層
    は、カラーフィルタ層により形成されていることを特徴
    とする請求項２に記載のマルチドメイン型の液晶表示素
    子。