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WO2010134386A1 - 液晶表示装置および透明電極の製造方法 - Google Patents

液晶表示装置および透明電極の製造方法 Download PDF

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WO2010134386A1
WO2010134386A1 PCT/JP2010/056026 JP2010056026W WO2010134386A1 WO 2010134386 A1 WO2010134386 A1 WO 2010134386A1 JP 2010056026 W JP2010056026 W JP 2010056026W WO 2010134386 A1 WO2010134386 A1 WO 2010134386A1
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transparent
strip
transparent electrode
transparent substrate
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拓幸 石川
光雄 守屋
満 滝川
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ホシデン株式会社
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    • G02F1/134336—Matrix

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device having a simple matrix type electrode structure and a method for producing a transparent electrode.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a vertical alignment type liquid crystal display device showing an example of a liquid crystal display device having a simple matrix type electrode structure.
  • the vertical alignment type liquid crystal display device 1 includes a liquid crystal panel 2 and displays an image using the liquid crystal panel 2.
  • a first strip-shaped transparent electrode 3a made of ITO (indium tin oxide) or the like is formed on a plate surface on one side, and a first alignment film 4a is formed on the first strip-shaped transparent electrode 3a.
  • the first transparent substrate 5a made of a glass plate or the like subjected to rubbing treatment on the first alignment film 4a, and the second strip-like transparent electrode 3b made of ITO or the like are formed on the same plate surface,
  • a second alignment film 4b is formed on the second strip-shaped transparent electrode 3b, and a second transparent substrate 5b made of a glass plate or the like obtained by rubbing the second alignment film 4b, for example, Using the polymer sphere 6 or the like as a spacer material, the first alignment film 4a and the second alignment film 4b are bonded together so as to face each other, the periphery is sealed by a frame-shaped seal 7, and the panel body 2a is Is formed.
  • the lower first transparent substrate 5a is a
  • a liquid crystal layer 8 is formed by sealing liquid crystal in a gap (cell gap) between the first transparent substrate 5a and the second transparent substrate 5b by a vacuum injection method or a dropping method.
  • nematic liquid crystal negative type liquid crystal
  • the liquid crystal which is a vertical alignment type.
  • first polarizing plate 9a is attached to the plate surface opposite to the side in contact with the liquid crystal layer 8 of the first transparent substrate 5a, and the side in contact with the liquid crystal layer 8 of the second transparent substrate 5b.
  • the second polarizing plate 9b is attached to the opposite plate surface, and the liquid crystal panel 2 is completed.
  • FIG. 3 is a diagram showing a simple matrix driving electrode structure of a vertical alignment type liquid crystal display device.
  • first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b for example, a plurality of lower first strip-shaped transparent electrodes 3a are formed in parallel in the horizontal direction (horizontal direction), and are formed in a horizontal striped pattern as a whole.
  • a plurality of the upper second strip-shaped transparent electrodes 3b are formed in parallel in the vertical direction (vertical direction), and are formed in a vertical stripe pattern as a whole.
  • the signal electrode is connected to the signal side drive circuit 11, and the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b constitute a simple matrix type electrode structure.
  • the intersection of the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b formed in parallel in the horizontal direction and the vertical direction is one pixel.
  • the liquid crystal panel 2 arranges pixels in a grid pattern, and arranges the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3a in the horizontal and vertical directions with respect to the pixels arranged in the grid pattern.
  • the required horizontal and vertical first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3a are selected and a voltage is applied.
  • the liquid crystal of the liquid crystal layer 8 (liquid crystal cell) of the pixel at the intersection of the selected first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b in the horizontal and vertical directions is driven. That is, the liquid crystal panel 2 has a simple matrix type electrode structure and performs simple matrix driving (duty driving). However, when the number of display pixels is large, the driving is time-division multiplex driving.
  • FIG. 4 is a diagram showing an arrangement structure of polarizing plates of a vertical alignment type liquid crystal display device.
  • the first polarizing plate 9a has an absorption axis in the direction indicated by the arrow 9a '
  • the second polarizing plate 9b is indicated by the arrow 9b'.
  • FIG. 5A and 5B are diagrams for explaining driving of the vertical alignment type liquid crystal display device, in which FIG. 5A is a diagram of a non-driven state, and FIG. 5B is a diagram of a driven state.
  • the liquid crystal panel 2 In the non-driving state in which no voltage is applied between the first and second strip transparent electrodes 3a and 3b, the liquid crystal panel 2 has the first and second strip transparent electrodes as shown in FIG.
  • the liquid crystal molecules 8a in the liquid crystal layer 8 (liquid crystal cell) sandwiched between 3a and 3b have the molecular major axis direction of the first and second transparent substrates 5a by the action of the first and second alignment films 4a and 4b.
  • the light (linearly polarized light) transmitted through the first polarizing plate 9a on the backlight side of the liquid crystal panel 2 is almost directly incident on the second polarizing plate 9b on the display surface side of the liquid crystal panel 2 and is mostly blocked there. Or it is absorbed and it becomes a dark display (black display).
  • the first and second strip transparent electrodes 3a in a driving state in which a voltage is applied between the first and second strip transparent electrodes 3a and 3b, as shown in FIG. 5B, the first and second strip transparent electrodes 3a.
  • the liquid crystal molecules 8a in the liquid crystal layer 8 sandwiched between 3 and 3b are in a direction substantially orthogonal to the electric field due to the negative dielectric anisotropy, that is, with respect to the first and second transparent substrates 5a and 5b. It is oriented substantially parallel and changes the polarization state of light passing through it.
  • the second polarizing plate 9b on the display surface side of the liquid crystal panel 2 is used.
  • the polarization component of the transmission axis perpendicular to the absorption axis 9a ′ increases, resulting in bright display (white display).
  • the direct current is harmful to the liquid crystal, and the liquid crystal substance deteriorates if the direct current is continuously applied to the liquid crystal.
  • the nematic liquid crystal (negative type liquid crystal) having negative dielectric anisotropy used causes a disorder of alignment even at a relatively low voltage of a predetermined voltage or lower. Driven (called crosstalk), the contrast deteriorates. For this reason, in driving the vertical alignment type liquid crystal display device 1, the applied signal is inverted at regular intervals in order to remove the direct current component.
  • a predetermined off voltage equal to or lower than a critical voltage (threshold value) at which the liquid crystal is driven is also applied to non-selected pixels.
  • the vertical alignment type liquid crystal display device 1 includes the first and second transparent substrates 5a and 5b arranged opposite to each other at a predetermined interval, and the second transparent substrate 5b of the first transparent substrate 5a.
  • the first strip-shaped transparent electrode 3a and the second transparent substrate 5b arranged in parallel on the opposite surface of the first transparent substrate 5b are opposed to the first transparent substrate 5a in a direction orthogonal to the first strip-shaped transparent electrode 3a.
  • the orientation of 8a is made of liquid crystal substantially perpendicular to the first and second transparent substrates 5a and 5b.
  • the alignment of the liquid crystal molecules 8a is the first and second transparent An absorption axis 9a ′ in a predetermined direction arranged on the surface of the first transparent substrate 5a opposite to the surface facing the second transparent substrate 5b and the liquid crystal layer 8 substantially parallel to the substrates 5a and 5b.
  • the first polarizing plate 9a and the second transparent substrate 5b are disposed on the surface opposite to the surface facing the first transparent substrate 5a, and are orthogonal to the absorption axis 9a ′ of the first polarizing plate 9a. And a second polarizing plate 9b having an absorption axis 9b ′ in the direction to perform simple matrix driving (duty driving).
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view in which the structures of the alignment film, spacer material, seal, liquid crystal layer, polarizing plate, etc. of the vertical alignment type liquid crystal display device are omitted, and FIG.
  • the figure which shows the shape of an electrode (b) is a figure which shows the electric field produced by the OFF voltage applied between the conventional 1st and 2nd transparent electrodes of (a).
  • the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b used in such a vertical alignment type liquid crystal display device 1 have electrode ends surrounded by dotted lines as shown in FIG. It is tapered with respect to the opposing surfaces of the first and second transparent substrates 5a and 5b, and the entire electrode is trapezoidal with the opposing surfaces of the first and second strip-like transparent substrates 5a and 5b as the bottom. Yes.
  • FIG. 1 the electric field generated by the off-voltage applied between the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b is shown in FIG.
  • solid line arrows in FIG. 1 in the central part (pixel central part) of the first and second strip-like transparent electrodes 3a and 3b in the pixel, in the direction perpendicular to the first and second transparent substrates 5a and 5b.
  • the ends of the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b (pixel peripheral portion) in the pixel are substantially parallel to the direction perpendicular to the first and second transparent substrates 5a and 5b.
  • the peripheral portion of the non-selected pixel is shown in FIG. 6B because the alignment of the liquid crystal molecules 8a in the non-selected pixel is disturbed by the oblique electric field. Causes high light leakage and high OFF transmittance Now, the contrast is lowered.
  • a black mask is provided in a portion of the second strip-shaped transparent substrate facing the first transparent substrate where the second transparent electrode is not provided.
  • a technique is known in which a tapered end of a second transparent electrode is covered with a black mask to prevent light leakage around a non-selected pixel and improve contrast.
  • An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device and a transparent electrode manufacturing method capable of suppressing light leakage from a peripheral portion of a non-selected pixel and improving contrast without reducing the aperture ratio of the pixel. Objective.
  • the liquid crystal display device of the present invention includes first and second transparent substrates 5a and 5b, which are arranged to face each other at a predetermined interval, and the first and second transparent substrates 5a and 5b.
  • a first strip-shaped transparent electrode 3a formed in a stripe pattern on the surface of the liquid crystal layer 8 disposed between the opposing surfaces of the first transparent substrate 5a and the second transparent substrate 5b of the first transparent substrate 5a; Transparency formed after the striped black mask 21 is formed on the surface of the second transparent substrate 5b facing the first transparent substrate 5a in a direction perpendicular to the first strip-shaped transparent electrode 3a.
  • a transparent resin film 22 having a reverse trapezoidal depression 22a on the corresponding film surface between the black masks 21 and an inverted trapezoidal first formed in the depression 22a of the resin film 22; Including a second strip-shaped transparent electrode 30b And features.
  • the manufacturing method of the transparent electrode of this invention is a manufacturing method of the 2nd strip
  • a transparent resin film 22 having an inverted trapezoidal depression 22a is formed on the film surface, a second band-shaped transparent electrode 30b is formed in the depression 22a of the resin film 22, and an inverted trapezoidal second band-shaped transparent electrode 30b is formed. It is characterized by obtaining.
  • the second trapezoidal transparent electrode which has been a trapezoid in the prior art, is inverted in a trapezoidal shape, thereby suppressing the generation of an oblique electric field in the peripheral area of a non-selected pixel. Disturbances in the orientation of the liquid crystal molecules in the non-selected pixels due to the oblique electric field can be suppressed, and the second strip-shaped transparent electrode is disposed while a black mask is disposed between the back surfaces of the second strip-shaped transparent electrode.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a simple matrix type electrode structure of the vertical alignment type liquid crystal display device of FIG. 2. It is a figure which shows the arrangement structure of the polarizing plate of the vertical alignment type liquid crystal display device of FIG.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining driving of the vertical alignment type liquid crystal display device of FIG. 2, in which FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the vertical alignment type liquid crystal display device of FIG. 2, where (a) is a schematic cross-section showing the shapes of conventional first and second strip-shaped transparent electrodes, and (b) is a conventional cross-section of (a). It is a figure which shows the electric field produced by the OFF voltage applied between the 1st and 2nd transparent electrodes.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a liquid crystal display device having a simple matrix type electrode structure according to the present invention, wherein (a) is a schematic cross-section showing the shapes of first and second strip-shaped transparent electrodes, and (b).
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an electric field generated by an off voltage applied between the first and second transparent electrodes of (a).
  • the display device shown in FIG. 1 is characterized by the structure of the second transparent electrode and the manufacturing method thereof, and the other structure is the same as the vertical alignment type liquid crystal display device shown in FIG.
  • the same reference numerals are given to the structural parts, and detailed description will be omitted.
  • the structures of the alignment films 4a and 4b, the spacer material 6, the seal 7, the liquid crystal layer 8, the polarizing plates 9a and 9b, etc. are omitted as in FIG.
  • the first strip-shaped transparent electrode 3a is provided on the surface of the second transparent substrate 5b of the vertical alignment display device 20 according to the present embodiment facing the first transparent substrate 5a.
  • a transparent resin film formed after the striped black mask 21 is formed in a direction perpendicular to the surface, and having a reverse trapezoidal depression 22a on the corresponding film surface between the black masks 21 22, and a second strip-shaped transparent electrode 30 b is formed in the recess 22 a of the resin film 22.
  • the electrode end portion of the second strip-shaped transparent electrode 30b follows the end portion shape (reverse taper shape) of the recess portion 22a.
  • the second strip-shaped transparent electrode 30b is a conventional trapezoidal second strip-shaped transparent electrode.
  • the plurality of second strip-shaped transparent electrodes 30b are orthogonal to the first strip-shaped transparent electrode 3a on the surface of the second transparent substrate 5b facing the first transparent substrate 5a (the film surface of the resin film 22). Since it is formed in parallel with the direction, it is formed in a striped pattern as a whole.
  • the second alignment film 4b is formed on the surface of the resin film 22 that is flattened by filling the recess 22a with the second strip-shaped transparent electrode 30b.
  • the first strip-shaped transparent electrode 3a is orthogonal to the plate surface on one side of the second transparent substrate 5b.
  • a striped black mask 21 is formed in the direction.
  • the black mask 21 is formed, for example, by applying a photosensitive black mask material with a predetermined thickness over the entire surface of one side of the second transparent substrate 5b, and then forming a predetermined shape (striped pattern) by a photoetching process. .
  • a transparent resin (paint) is overcoated with a predetermined thickness on the surface of the second transparent substrate 5b facing the first transparent substrate 5a, whereby the black mask 21 is formed.
  • a transparent resin film 22 having an inverted trapezoidal depression 22a is formed on the corresponding film surface.
  • the ratio of the thickness of the black mask 21 and the resin film 22 for forming the recess 22a is 1: 2 to 1: 5, and the depth of the recess 22a is 0.1 to 0.5 ⁇ m.
  • the second strip-shaped transparent electrode 30b is formed in the recess 22a on the surface of the resin film 22.
  • the second strip-shaped transparent electrode 30b is formed on the entire surface of the resin film 22 by vapor deposition or sputtering, and then formed into a predetermined shape (striped pattern) by a photoetching process.
  • the electrode end portion surrounded by the dotted line of the second strip-shaped transparent electrode 30b is along the end portion shape (reverse taper shape) of the recessed portion 22a.
  • the second strip-shaped transparent electrode 30b is Unlike the conventional trapezoidal second strip-shaped transparent electrode 3b, the trapezoid is an inverted trapezoid.
  • the plurality of second strip-shaped transparent electrodes 30b are orthogonal to the first strip-shaped transparent electrode 3a on the surface of the second transparent substrate 5b facing the first transparent substrate 5a (the film surface of the resin film 22). Since it is formed in parallel with the direction, it is formed in a striped pattern as a whole.
  • the surface of the second strip-shaped transparent electrode 30b on the liquid crystal layer 8 side is edged by converting the trapezoidal second strip-shaped electrode 3a into an inverted trapezoid.
  • the electric field generated by the off-voltage placed between the first and second strip-like transparent electrodes 3a and 30b, which are arranged in a plane parallel to the first and second transparent substrates 5a and 5b from the end to the end, is shown in FIG.
  • the first and second strips of the first and second strip-shaped transparent electrodes 3a and 3b in the pixel are arranged at the center (pixel center) or at the end (pixel periphery).
  • the transparent substrates 5a and 5b are aligned substantially in parallel with each other.
  • a black mask, a resin film, and an inverted trapezoidal second transparent electrode are formed on the front substrate side on the display surface side. These are the rear substrate on the backlight side. It may be formed on both the front substrate and the rear substrate on the display surface side.
  • the present invention is not limited to the present embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

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Abstract

画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置を提供する。 液晶表示装置１は、互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの対向面の間に配置された液晶層８と、第一の透明基板５ａの第二の透明基板５ｂとの対向面上に縞状に形成された第一の帯状透明電極３ａと、第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上に、第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２と、樹脂膜２２の窪み部２２ａに形成された逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂとを含む構成とする。

Description

液晶表示装置および透明電極の製造方法
　本発明は、単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置および透明電極の製造方法に関する。
　図２は、単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置の一例を示す垂直配向型液晶表示装置の断面図である。この垂直配向型液晶表示装置１は、液晶パネル２を含み、その液晶パネル２を用いて画像を表示する。
　液晶パネル２は、片側の板面にＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等からなる第一の帯状透明電極３ａが形成され、その第一の帯状透明電極３ａ上に第一の配向膜４ａが形成され、その第一の配向膜４ａに対してラビング処理を施したガラス板等からなる第一の透明基板５ａと、同じく片側の板面にＩＴＯ等からなる第二の帯状透明電極３ｂが形成され、その第二の帯状透明電極３ｂ上に第二の配向膜４ｂが形成され、その第二の配向膜４ｂに対してラビング処理を施したガラス板等からなる第二の透明基板５ｂとが、例えばポリマー球６等をスペーサ材として、第一の配向膜４ａと第二の配向膜４ｂとが互いに対向するような向きに貼り合わされ、枠状のシール７により周辺が封じられて、パネル本体２ａが形成されている。この液晶パネル２の場合、下側の第一の透明基板５ａがバックライト（光源）側のリア基板５ａとされ、上側の第二の透明基板５ｂが表示面側のフロント基板５ｂとされており、透過型になっている。
　また、第一の透明基板５ａと第二の透明基板５ｂの間の空隙（セルギャップ）には、真空注入法や滴下法等により液晶が封入されて液晶層８が形成されている。この液晶パネル２の場合、液晶として負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ネガ型液晶）が用いられており、垂直配向型になっている。
　さらに、第一の透明基板５ａの液晶層８に接する側とは反対側の板面には第一の偏光板９ａが貼り付けられ、第二の透明基板５ｂの液晶層８に接する側とは反対側の板面には第二の偏光板９ｂが貼り付けられて、液晶パネル２が完成されている。
　図３は、垂直配向型液晶表示装置の単純マトリックス駆動の電極構造を示す図である。第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂのうち、例えば下側の第一の帯状透明電極３ａは、複数が横方向（水平方向）に平行して形成され、全体として横縞状パターンに形成されて、走査側駆動回路１０に接続される走査電極とされ、上側の第二の帯状透明電極３ｂは、複数が縦方向（垂直方向）に平行して形成され、全体として縦縞状パターンに形成されて、信号側駆動回路１１に接続される信号電極とされ、これら第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂによって単純マトリックス型の電極構造を構成している。液晶パネル２は、このような横方向および縦方向にそれぞれ平行して形成された第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの交点を１画素としている。言い換えると、液晶パネル２は、画素を格子状に配列し、その格子状に配列された画素に対して横方向および縦方向の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ａを配し、このうちの必要な横方向および縦方向の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ａを選択して電圧を印加する。これにより、選択された横方向および縦方向の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの交点にある画素の液晶層８（液晶セル）の液晶を駆動するものである。すなわち、液晶パネル２は、単純マトリックス型の電極構造を有して単純マトリックス駆動（デューティ駆動）を行うものである。ただし、表示画素数が多い場合、駆動は時分割のマルチプレックス駆動となる。
　図４は、垂直配向型液晶表示装置の偏光板の配置構造を示す図である。第一および第二の偏光板９ａおよび９ｂのうち、第一の偏光板９ａは、矢印９ａ'で示した方向の吸収軸を有し、第二の偏光板９ｂは、矢印９ｂ'で示した方向に吸収軸を有している。すなわち、第一の偏光板９ａおよび第二の偏光板９ｂは、それぞれの吸収軸９ａ'および９ｂ'が直交するように配置（クロスニコル配置）されており、液晶パネル２の表示モードは、ノーマリブラックになっている。
　図５は、垂直配向型液晶表示装置の駆動を説明するための図であり、（ａ）は非駆動状態の図、（ｂ）は駆動状態の図である。液晶パネル２は、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に電圧が印加されていない非駆動状態では、図５（ａ）に示すように、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂに挟まれた液晶層８（液晶セル）中の液晶分子８ａは、第一および第二の配向膜４ａおよび４ｂの作用により、分子長軸方向が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに垂直な光軸に略揃って配向されるが、配向方向を制御するため等により僅かに傾き（プレチルト）を設けて配向され、ここを通過する光の偏光状態はほとんど変化しなくなる。このため、液晶パネル２のバックライト側の第一の偏光板９ａを透過した光（直線偏光）がほとんどそのまま液晶パネル２の表示面側の第二の偏光板９ｂに入射されてそこでほとんどが遮断又は吸収され、暗い表示（黒表示）となる。
　これに対して、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に電圧が印加されている駆動状態では、図５（ｂ）に示すように、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂに挟まれた液晶層８中の液晶分子８ａは、その負の誘電率異方性によって電界に対して略直交する方向、すなわち、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに対して略平行に配向し、ここを通過する光の偏光状態を変化させる。このため、液晶パネル２のバックライト側の第一の偏光板９ａを透過した光は、偏光状態を変えて液晶層８を出射するため、液晶パネル２の表示面側の第二の偏光板９ｂの吸収軸９ａ'と直交する透過軸の偏光成分が多くなり、明るい表示（白表示）となる。
　ここで、液晶に直流は有害であり、液晶に直流を印加し続けると液晶物質は劣化する。また、用いられている負の誘電率異方性を有するネマティック液晶（ネガ型液晶）は所定電圧以下の比較的低い電圧でも配向の乱れを生ずるので、隣接する画素に対する信号漏れ電流等により画素が駆動され（クロストークと呼ばれる）、コントラストが悪化する。このことから、垂直配向型液晶表示装置１の駆動においては、直流成分を除くために、印加信号を一定の周期ごとに反転させている。また、クロストークを防止するために、非選択の画素に対しても液晶が駆動される臨界電圧（閾値）以下の所定のオフ電圧が印加されている。
　このように垂直配向型液晶表示装置１は、互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと、第一の透明基板５ａの第二の透明基板５ｂとの対向面上に平行に配置された第一の帯状透明電極３ａおよび第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上に第一の帯状透明電極３ａとは直交する方向で平行に配置された第二の帯状透明電極３ｂと、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの前記対向面の間に配置されるとともに、負の誘電率異方性を有し、液晶分子８ａの配向が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに対して略垂直の液晶からなり、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に所定の閾値電圧以上の電圧を印加すると、液晶分子８ａの配向が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに対して略平行になる液晶層８と、第一の透明基板５ａの第二の透明基板５ｂの対向面とは反対側の面上に配置された所定方向に吸収軸９ａ'を有する第一の偏光板９ａおよび第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面とは反対側の面上に配置され、第一の偏光板９ａの吸収軸９ａ'と直交する方向の吸収軸９ｂ'を有する第二の偏光板９ｂとを含み、単純マトリックス駆動（デューティ駆動）を行うものである。
　図６は垂直配向型液晶表示装置の配向膜、スペーサ材、シール、液晶層、偏光板等の構造は省略した概略断面図であって、（ａ）は従来の第一および第二の帯状透明電極の形状を示す図、（ｂ）は（ａ）の従来の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す図である。一般的に、このような垂直配向型液晶表示装置１に使用される第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂは、図６（ａ）に示すように、点線で囲った電極端部が第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの対向面に対してテーパー形状になっており、電極全体では第一および第二の帯状透明基板５ａおよび５ｂの対向面を底辺とする台形になっている。
　このような台形の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂでは、これら第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの間に印加されたオフ電圧によって生ずる電界は、図６（ｂ）の実線の矢印で示すように、画素中の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの中央部（画素中央部）では、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと垂直な方向に略平行して揃うが、画素中の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの端部（画素周辺部）では、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂに垂直な方向に略平行して揃わず斜め電界となり、この斜め電界によって非選択の画素中の液晶分子８ａの配向に乱れを生ずるので、図６（ｂ）の白抜きの矢印で示すように、非選択の画素周辺部で光漏れが生じてＯＦＦ透過率が高くなり、コントラストが低下する。
　これを解決するため、例えば特許文献１に記載されているように、第二の帯状透明基板の第一の透明基板との対向面で第二の透明電極がない部分にブッラクマスクを設け、このブラックマスクで第二の透明電極のテーパー形状の端部を覆い、非選択の画素周辺部の光漏れを防止してコントラストを向上させる技術が知られている。
特開平５－２１６１号公報
　しかしながら、上記従来技術では、ブラックマスクで第二の透明電極のテーパー形状の端部を覆うため、その分画素の表示に寄与する面積が小さくなり、すなわち、画素の開口率が小さくなり、表示が暗くなるという問題を招く。
　
　本発明の目的は、画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置および透明電極の製造方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するため本発明の液晶表示装置は、互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと、前記第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂの対向面の間に配置された液晶層８と、前記第一の透明基板５ａの前記第二の透明基板５ｂとの対向面上に縞状に形成された第一の帯状透明電極３ａと、前記第二の透明基板５ｂの前記第一の透明基板５ａとの対向面上に、前記第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、前記ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２と、前記樹脂膜２２の窪み部２２ａに形成された逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂとを含むことを特徴とする。
　また、本発明の透明電極の製造方法は、上記本発明の液晶表示装置における第二の帯状透明電極３０ｂの製造方法であって、前記第二の透明基板５ｂの前記第一の透明基板５ａとの対向面上に、前記第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後、透明性の樹脂をオーバーコートすることにより、前記ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明な樹脂膜２２を形成し、その樹脂膜２２の窪み部２２ａに第二の帯状透明電極３０ｂを形成し、逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂを得ることを特徴とする。
　本発明の液晶表示装置および透明電極の製造方法によれば、従来台形であった第二の帯状透明電極を逆台形化することにより、非選択の画素周辺部での斜め電界発生を抑制してこの斜め電界による非選択の画素中の液晶分子の配向に乱れを抑制することができ、しかも、第二の帯状透明電極の背面側の間にブッラククマスクを配置しながら第二の帯状透明電極の逆台形化を実現しており、結果として、画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを逆台形の第二の帯状透明電極とブラックマスクの両方でより確実に抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置および透明電極の製造方法を提供することが可能となる。
本発明にかかる単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置を示す概略断面図であって、（ａ）は第一および第二の帯状透明電極の形状を示す概略断面、（ｂ）は（ａ）の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す概略断面図である。 単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置の一例としての垂直配向型液晶表示装置の断面図である。 図２の垂直配向型液晶表示装置の単純マトリックス型の電極構造を示す図である。 図２の垂直配向型液晶表示装置の偏光板の配置構造を示す図である。 図２の垂直配向型液晶表示装置の駆動を説明するための図であって、（ａ）は非駆動状態の図、（ｂ）は駆動状態の図である。 図２の垂直配向型液晶表示装置の概略断面図であって、（ａ）は従来の第一および第二の帯状透明電極の形状を示す概略断面、（ｂ）は（ａ）の従来の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態を図１を参照して説明する。図１は本発明にかかる単純マトリックス型の電極構造を有する液晶表示装置を示す概略断面図であって、（ａ）は第一および第二の帯状透明電極の形状を示す概略断面、（ｂ）は（ａ）の第一および第二の透明電極の間に印加するオフ電圧によって生じる電界を示す概略断面図である。なお、図１に示す表示装置は、第二の透明電極の構造およびその製造方法に特徴を有し、それ以外の構造は図４に示した垂直配向型液晶表示装置と同じであるので、同じ構造部分には同じ符号を付して詳しい説明は省略する。また、図１において配向膜４ａ，４ｂ、スペーサ材６、シール７、液晶層８、偏光板９ａ，９ｂ等の構造は図６と同様に省略した。
　図１（ａ）に示すように、本実施の形態による垂直配向型表示装置２０の第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上には、第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２を設け、その樹脂膜２２の窪み部２２ａに第二の帯状透明電極３０ｂを形成してある。この第二の帯状透明電極３０ｂの電極端部は、窪み部２２ａの端部形状（逆テーパ形状）に沿い、この結果、第二の帯状透明電極３０ｂは、従来の台形の第二の帯状透明電極３ｂとは異なり逆台形になる。また、この第二の帯状透明電極３０ｂは、複数が第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面（樹脂膜２２の膜表面）に第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に平行して形成されるので、全体として縞状パターンに形成される。
　なお、第二の配向膜４ｂは、第二の帯状透明電極３０ｂによって窪み部２２ａが埋められて平坦化された樹脂膜２２の膜表面に形成される。
　かかる逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂの製造方法の一例を説明すると、先ず、第一工程として、第二の透明基板５ｂの片側の板面上に第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に縞状のブラックマスク２１を形成する。このブラックマスク２１は、例えば第二の透明基板５ｂの片側の板面全面に感光性のブラックマスク材料を所定の厚みで塗布し、その後フォトエッチングプロセスにより所定の形状（縞状パターン）に形成する。
　次に、第二の工程として、第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面上に透明性の樹脂（塗料）を所定の厚みでオーバーコートすることにより、ブラックマスク２１の間に対応する膜表面に逆台形の窪み部２２ａを有する透明性の樹脂膜２２を形成する。ここで、窪み部２２ａを形成するためのブラックマスク２１と樹脂膜２２の厚みの比率は１：２～１：５、窪み部２２ａの深さは０．１～０．５μｍを目標とする。
　最後に、第三の工程として、樹脂膜２２の膜表面にある窪み部２２ａに第二の帯状透明電極３０ｂを形成する。この第二の帯状透明電極３０ｂは、樹脂膜２２の膜表面全面に蒸着又はスパッタリングにより成膜し、その後フォトエッチングプロセスにより所定の形状（縞状パターン）に形成する。
　これにより、前述したとおり、第二の帯状透明電極３０ｂの点線で囲った電極端部は、窪み部２２ａの端部形状（逆テーパ形状）に沿い、この結果、第二の帯状透明電極３０ｂは、従来の台形の第二の帯状透明電極３ｂとは異なり逆台形になる。また、この第二の帯状透明電極３０ｂは、複数が第二の透明基板５ｂの第一の透明基板５ａとの対向面（樹脂膜２２の膜表面）に第一の帯状透明電極３ａと直交する方向に平行して形成されるので、全体として縞状パターンに形成される。
　こうして、本実施の形態による垂直配向型表示装置２０では、従来台形であった第二の帯状電極３ａを逆台形化することにより、第二の帯状透明電極３０ｂの液晶層８側の表面が端から端まで第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと平行な平面内に配置され、第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３０ｂの間に印加されたオフ電圧によって生ずる電界は、図１（ｂ）の実線の矢印で示すように、画素中の第一および第二の帯状透明電極３ａおよび３ｂの中央部（画素中央部）でも端部（画素周辺部）でも、第一および第二の透明基板５ａおよび５ｂと垂直な方向に略平行して揃うようになる。
　したがって、非選択の画素周辺部での斜め電界発生を抑制してこの斜め電界による非選択の画素中の液晶分子８ａの配向に乱れを抑制することができ、しかも、第二の帯状透明電極３０ｂをこの背面側の間にブッラククマスク２１を配置しながら逆台形化を実現しており、結果として、画素の開口率を小さくすることなく、非選択の画素周辺部からの光漏れを逆台形の第二の帯状透明電極３０ｂとブラックマスク３１の両方でより確実に抑え、コントラストを向上させることができる液晶表示装置および透明電極の製造方法を提供することが可能となる。
　なお、本実施の形態による垂直配向型表示装置２０では、表示面側のフロント基板側にブラックマスク、樹脂膜、逆台形の第二の透明電極を形成したが、これらはバックライト側のリア基板に形成してもよく、また、表示面側のフロント基板とリア基板の両方に形成してもよい。本発明は本実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形実施することができるものである。
　１　垂直配向型液晶表示装置
　３ａ　第一の帯状透明電極
　３０ｂ　第二の帯状透明電極
　５ａ　第一の透明基板
　５ｂ　第二の透明基板
　８　液晶層
　２１　ブラックマスク
　２２　樹脂膜
　２２ａ　窪み部

Claims (2)

  1. 　互いに対向して所定の間隔をもって配置された第一および第二の透明基板と、前記第一および第二の透明基板の対向面の間に配置された液晶層と、前記第一の透明基板の前記第二の透明基板との対向面上に縞状に形成された第一の帯状透明電極と、前記第二の透明基板の前記第一の透明基板との対向面上に、前記第一の帯状透明電極と直交する方向に縞状のブラックマスクを形成した後に形成する透明性の樹脂被膜であって、前記ブラックマスクの間に対応する膜表面に逆台形の窪み部を有する透明性の樹脂膜と、前記樹脂膜の窪み部に形成された逆台形の第二の帯状透明電極とを含むことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 　請求項１に記載の液晶表示装置における第二の帯状透明電極の製造方法であって、前記第二の透明基板の前記第一の透明基板との対向面上に、前記第一の帯状透明電極と直交する方向に縞状のブラックマスクを形成した後、透明性の樹脂をオーバーコートすることにより、前記ブラックマスクの間に対応する表面に逆台形の窪み部を有する透明性の樹脂膜を形成し、その樹脂膜の窪み部に第二の帯状透明電極を形成し、逆台形の第二の帯状透明電極を得ることを特徴とする透明電極の製造方法。
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