JPH0895063A - 液晶表示素子 - Google Patents
液晶表示素子Info
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- JPH0895063A JPH0895063A JP25607394A JP25607394A JPH0895063A JP H0895063 A JPH0895063 A JP H0895063A JP 25607394 A JP25607394 A JP 25607394A JP 25607394 A JP25607394 A JP 25607394A JP H0895063 A JPH0895063 A JP H0895063A
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- film
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 液晶を乱れの少ない良好な状態に配向させる
ことができる液晶表示素子を提供する。 【構成】 液晶表示素子は、TFT基板11と、TFT
基板11にマトリクス状に配置されたTFT14と、画
素電極13と、アクティブ素子の上に形成された平坦化
膜17と、平坦化膜17の上に形成された配向膜18
と、対向基板12と、対向基板12に形成された対向電
極20と、対向電極20上に形成された配向膜21と、
螺旋構造を有して封入された液晶23と、とより形成さ
れる。配向膜18の表面の凸凹による表面の最大傾斜角
φは液晶分子の螺旋構造のコーン角θよりも小さく形成
されている。
ことができる液晶表示素子を提供する。 【構成】 液晶表示素子は、TFT基板11と、TFT
基板11にマトリクス状に配置されたTFT14と、画
素電極13と、アクティブ素子の上に形成された平坦化
膜17と、平坦化膜17の上に形成された配向膜18
と、対向基板12と、対向基板12に形成された対向電
極20と、対向電極20上に形成された配向膜21と、
螺旋構造を有して封入された液晶23と、とより形成さ
れる。配向膜18の表面の凸凹による表面の最大傾斜角
φは液晶分子の螺旋構造のコーン角θよりも小さく形成
されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は液晶表示素子に関し、
特に、配向の乱れの少なく、製造が容易なアクティブマ
トリクス型液晶表示素子に関する。
特に、配向の乱れの少なく、製造が容易なアクティブマ
トリクス型液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】図11は従来のアクティブマトリクス方
式の強誘電性液晶表示素子の一部を示す。図示するよう
に、この液晶表示素子は、TFT基板1と、TFT基板
1に対向して配置された対向基板2と、TFT基板1と
対向基板2との間に封止された強誘電性液晶3と、これ
らを挟んで配置された偏光板4、5と、より構成され
る。
式の強誘電性液晶表示素子の一部を示す。図示するよう
に、この液晶表示素子は、TFT基板1と、TFT基板
1に対向して配置された対向基板2と、TFT基板1と
対向基板2との間に封止された強誘電性液晶3と、これ
らを挟んで配置された偏光板4、5と、より構成され
る。
【0003】TFT基板1には、画素電極6とTFT
(薄膜トランジスタ)7とがマトリクス状に配列されて
形成されている。対向基板2には、画素電極6と対向す
る対向電極8が形成されている。
(薄膜トランジスタ)7とがマトリクス状に配列されて
形成されている。対向基板2には、画素電極6と対向す
る対向電極8が形成されている。
【0004】TFT基板1と対向基板2にはそれぞれ配
向膜9、10が形成されており、配向膜9、10の対向
面にはラビング等の配向処理が施されている。このよう
な構成の強誘電性液晶表示素子は、通常使用されている
TN液晶表示素子等と比較して、高速応答性を有し、視
野角が広いという特徴を有する。
向膜9、10が形成されており、配向膜9、10の対向
面にはラビング等の配向処理が施されている。このよう
な構成の強誘電性液晶表示素子は、通常使用されている
TN液晶表示素子等と比較して、高速応答性を有し、視
野角が広いという特徴を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】図11の構成において
は、TFT7が厚いため、配向膜9の強誘電性液晶3に
接する面にTFT7に対応する凸部が形成される。凸部
の近傍の強誘電性液晶の液晶分子はこの凸状の配向膜9
の表面を基準として配向する。このため、凸部の近傍に
おいて強誘電性液晶3の配向状態が乱れてしまう。凸部
付近での配向の乱れは、その周囲の液晶の配向にも波及
する。このため、強誘電性液晶3の配向構造に欠陥がで
き、これが表示むらやコントラスト低下の原因となる。
特に、強誘電性液晶の場合、液晶がスメクティック相の
層構造を有しており、配向の乱れにより、層構造自体に
欠陥が生じ、表示むらやコントラスト低下の原因となる
虞がある。
は、TFT7が厚いため、配向膜9の強誘電性液晶3に
接する面にTFT7に対応する凸部が形成される。凸部
の近傍の強誘電性液晶の液晶分子はこの凸状の配向膜9
の表面を基準として配向する。このため、凸部の近傍に
おいて強誘電性液晶3の配向状態が乱れてしまう。凸部
付近での配向の乱れは、その周囲の液晶の配向にも波及
する。このため、強誘電性液晶3の配向構造に欠陥がで
き、これが表示むらやコントラスト低下の原因となる。
特に、強誘電性液晶の場合、液晶がスメクティック相の
層構造を有しており、配向の乱れにより、層構造自体に
欠陥が生じ、表示むらやコントラスト低下の原因となる
虞がある。
【0006】このような問題を解決するため、TFT7
及び画素電極6と配向膜9との間に配向膜9と強誘電性
液晶3との界面を平坦化するための膜(平坦化膜)を形
成することも行われている。しかし、平坦化膜自体にT
FT7の形状に応じた凸凹が生ずるため、配向膜9の表
面をほぼ平坦にするためには、非常に厚い平坦化膜が必
要となってしまう。また、画素電極6の上に厚い平坦化
膜が形成されるため、画素電極6と強誘電性液晶3との
間隔が広くなり、平坦化膜での電圧降下により、強誘電
性液晶3に印加される電圧が相対的に小さくなり、駆動
電圧が高くなってしまう。
及び画素電極6と配向膜9との間に配向膜9と強誘電性
液晶3との界面を平坦化するための膜(平坦化膜)を形
成することも行われている。しかし、平坦化膜自体にT
FT7の形状に応じた凸凹が生ずるため、配向膜9の表
面をほぼ平坦にするためには、非常に厚い平坦化膜が必
要となってしまう。また、画素電極6の上に厚い平坦化
膜が形成されるため、画素電極6と強誘電性液晶3との
間隔が広くなり、平坦化膜での電圧降下により、強誘電
性液晶3に印加される電圧が相対的に小さくなり、駆動
電圧が高くなってしまう。
【0007】この発明は、上記実状に鑑みてなされたも
ので、強誘電性液晶を乱れの少ない良好な状態に配向さ
せることができる液晶表示素子を提供することを目的と
する。また、この発明は、低電圧で液晶を駆動すること
ができる液晶表示素子を提供することを目的とする。
ので、強誘電性液晶を乱れの少ない良好な状態に配向さ
せることができる液晶表示素子を提供することを目的と
する。また、この発明は、低電圧で液晶を駆動すること
ができる液晶表示素子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】上記目的を達成するた
め、この発明の液晶表示素子は、第1の基板と、前記第
1の基板にマトリクス状に配置されたアクティブ素子
と、対応する前記アクティブ素子に接続された画素電極
と、前記アクティブ素子及び前記画素電極の上に形成さ
れ、表面に前記アクティブ素子に応じた凸凹が形成され
た平坦化膜と、前記平坦化膜の上に形成され、前記平坦
化膜の表面の凸凹に応じた凸凹が表面に形成された第1
の配向膜と、前記第1の基板に対向して配置された第2
の基板と、前記第2の基板の前記第1の基板に対向する
面に形成され、前記画素電極に対向する対向電極と、前
記対向電極上に形成された第2の配向膜と、前記第1と
第2の配向膜の間に、螺旋構造を有して封入された液晶
と、とより形成され、前記第1の配向膜の表面の凸凹に
よる該表面の最大傾斜角は、前記螺旋構造の螺旋の軸と
液晶分子のダイレクタの成す角度よりも小さく形成され
ている、ことを特徴とする。
め、この発明の液晶表示素子は、第1の基板と、前記第
1の基板にマトリクス状に配置されたアクティブ素子
と、対応する前記アクティブ素子に接続された画素電極
と、前記アクティブ素子及び前記画素電極の上に形成さ
れ、表面に前記アクティブ素子に応じた凸凹が形成され
た平坦化膜と、前記平坦化膜の上に形成され、前記平坦
化膜の表面の凸凹に応じた凸凹が表面に形成された第1
の配向膜と、前記第1の基板に対向して配置された第2
の基板と、前記第2の基板の前記第1の基板に対向する
面に形成され、前記画素電極に対向する対向電極と、前
記対向電極上に形成された第2の配向膜と、前記第1と
第2の配向膜の間に、螺旋構造を有して封入された液晶
と、とより形成され、前記第1の配向膜の表面の凸凹に
よる該表面の最大傾斜角は、前記螺旋構造の螺旋の軸と
液晶分子のダイレクタの成す角度よりも小さく形成され
ている、ことを特徴とする。
【0009】
【作用】この発明の構成によれば、液晶が螺旋構造を維
持したスメクティック相である液晶表示素子において、
凸凹の大きいアクティブ素子が形成された基板側の配向
膜の最大傾斜角が液晶分子の螺旋軸と液晶分子のダイレ
クタの成す角度(コーンアングル)よりも小さく形成さ
れている。従って、配向膜表面の傾きによる配向の乱れ
を液晶分子1層分の1つの螺旋構造の歪みで吸収するこ
とができる。従って、配向の乱れが広い範囲に波及する
ことがなく、比較的狭い範囲に限定される。従って、配
向の乱れが少ない液晶素子を提供できる。
持したスメクティック相である液晶表示素子において、
凸凹の大きいアクティブ素子が形成された基板側の配向
膜の最大傾斜角が液晶分子の螺旋軸と液晶分子のダイレ
クタの成す角度(コーンアングル)よりも小さく形成さ
れている。従って、配向膜表面の傾きによる配向の乱れ
を液晶分子1層分の1つの螺旋構造の歪みで吸収するこ
とができる。従って、配向の乱れが広い範囲に波及する
ことがなく、比較的狭い範囲に限定される。従って、配
向の乱れが少ない液晶素子を提供できる。
【0010】
【実施例】以下、この発明の実施例にかかる液晶表示素
子を図面を参照して説明する。 (第1実施例)まず、この発明の第1実施例にかかるカ
ラー液晶表示素子全体の構成を図1、図2、図3を参照
して説明する。図1は第1実施例の液晶表示素子の全体
断面図、図2は画素電極と薄膜トランジスタを形成した
透明基板(TFT基板)の平面図、図3はTFT基板の
拡大断面図である。
子を図面を参照して説明する。 (第1実施例)まず、この発明の第1実施例にかかるカ
ラー液晶表示素子全体の構成を図1、図2、図3を参照
して説明する。図1は第1実施例の液晶表示素子の全体
断面図、図2は画素電極と薄膜トランジスタを形成した
透明基板(TFT基板)の平面図、図3はTFT基板の
拡大断面図である。
【0011】この液晶表示素子は、アクティブマトリク
ス方式のものであり、図1に示すように、対向して配置
された一対の透明基板(例えば、ガラス基板)11、1
2と、透明基板11と12の間に配置された液晶23と
より構成される液晶セル27と液晶27を挟んで配置さ
れた偏光板25、26と、から構成される。
ス方式のものであり、図1に示すように、対向して配置
された一対の透明基板(例えば、ガラス基板)11、1
2と、透明基板11と12の間に配置された液晶23と
より構成される液晶セル27と液晶27を挟んで配置さ
れた偏光板25、26と、から構成される。
【0012】図1、図2に示すように、透明基板(TF
T基板)11にはITO等の透明導電材料からなる画素
電極13と画素電極13に接続されたTFT(薄膜トラ
ンジスタ)14とがマトリクス状に配列形成されてい
る。画素電極13の行間にゲートライン15が配線さ
れ、画素電極13の列間にデータライン16が配線され
ている。各TFT14のゲート電極は対応するゲートラ
イン15に接続され、ドレイン電極は対応するデータラ
イン16に接続され、ソース電極は対応する画素電極1
3に接続されている。
T基板)11にはITO等の透明導電材料からなる画素
電極13と画素電極13に接続されたTFT(薄膜トラ
ンジスタ)14とがマトリクス状に配列形成されてい
る。画素電極13の行間にゲートライン15が配線さ
れ、画素電極13の列間にデータライン16が配線され
ている。各TFT14のゲート電極は対応するゲートラ
イン15に接続され、ドレイン電極は対応するデータラ
イン16に接続され、ソース電極は対応する画素電極1
3に接続されている。
【0013】図3に拡大して示すように、TFT14
は、TFT基板11の上に形成されたゲート電極33
と、ゲート電極33の上に形成されたゲート絶縁膜34
と、ゲート絶縁膜34上に形成され、例えば、アモルフ
ァス(或いはポリ)シリコン等からなるi型(真性)半
導体層35と、i型半導体層35のチャネル領域をエッ
チングから保護するためのブロッキング層36と、n型
高濃度層からなるオーミックコンタクト層37と、オー
ミックコンタクト層37を介してi型半導体層35に接
続されたソース電極SEとドレイン電極DEとより構成
される。
は、TFT基板11の上に形成されたゲート電極33
と、ゲート電極33の上に形成されたゲート絶縁膜34
と、ゲート絶縁膜34上に形成され、例えば、アモルフ
ァス(或いはポリ)シリコン等からなるi型(真性)半
導体層35と、i型半導体層35のチャネル領域をエッ
チングから保護するためのブロッキング層36と、n型
高濃度層からなるオーミックコンタクト層37と、オー
ミックコンタクト層37を介してi型半導体層35に接
続されたソース電極SEとドレイン電極DEとより構成
される。
【0014】画素電極13はゲート絶縁膜34の上に形
成され、対応するTFT14のソース電極SEに接続さ
れている。ゲートライン15はゲート電極33と一体に
TFT基板11上に形成される。データライン16はド
レイン電極DEと一体にゲート絶縁膜34上に形成され
ている。
成され、対応するTFT14のソース電極SEに接続さ
れている。ゲートライン15はゲート電極33と一体に
TFT基板11上に形成される。データライン16はド
レイン電極DEと一体にゲート絶縁膜34上に形成され
ている。
【0015】画素電極13、TFT14、ゲートライン
15、データライン16等の上には、シリコン酸化膜
(SiO2)等からなる平坦化膜17が形成されてい
る。平坦化膜17は、例えば、TFT14の高さ(30
0〜900nm)の2倍程度の高さを有し、その表面は
TFT14の形状に対応する凸凹が形成されている。平
坦化膜17の上には、ポリイミド等からなる第1の配向
膜18が形成され、その表面には、ラビング処理等の配
向処理が施されている。第1の配向膜18の表面の後述
する液晶23の液晶分子の螺旋軸(又はTFT基板11
の内面)に対する最大傾斜角φは、液晶23の螺旋軸と
液晶分子の角度(コーン角)θ以下に形成されている。
この条件を満足するように、平坦化膜17および第1の
配向膜18の厚さが設定されている。
15、データライン16等の上には、シリコン酸化膜
(SiO2)等からなる平坦化膜17が形成されてい
る。平坦化膜17は、例えば、TFT14の高さ(30
0〜900nm)の2倍程度の高さを有し、その表面は
TFT14の形状に対応する凸凹が形成されている。平
坦化膜17の上には、ポリイミド等からなる第1の配向
膜18が形成され、その表面には、ラビング処理等の配
向処理が施されている。第1の配向膜18の表面の後述
する液晶23の液晶分子の螺旋軸(又はTFT基板11
の内面)に対する最大傾斜角φは、液晶23の螺旋軸と
液晶分子の角度(コーン角)θ以下に形成されている。
この条件を満足するように、平坦化膜17および第1の
配向膜18の厚さが設定されている。
【0016】図1に示すように、透明基板(対向基板)
12の内面には、各画素電極13と対向する透明な対向
電極20が形成されている。対向電極20の上には、第
2の配向膜21が形成されている。第2の配向膜21の
表面にも配向処理が施されている。
12の内面には、各画素電極13と対向する透明な対向
電極20が形成されている。対向電極20の上には、第
2の配向膜21が形成されている。第2の配向膜21の
表面にも配向処理が施されている。
【0017】TFT基板11と対向基板12は、その外
周縁部において枠状のシール材22を介して接着されて
いる。TFT基板11と対向基板12の間隔(より正確
には、第1の配向膜18と第2の配向膜21の間隔=液
晶層厚d)は、ギャップ材24により一定値に保持され
る。
周縁部において枠状のシール材22を介して接着されて
いる。TFT基板11と対向基板12の間隔(より正確
には、第1の配向膜18と第2の配向膜21の間隔=液
晶層厚d)は、ギャップ材24により一定値に保持され
る。
【0018】TFT基板11、対向基板12、シール材
22で囲まれた領域には液晶23が封入されている。液
晶23は、カイラルスメクティックC相の螺旋ピッチが
セルギャップより小さく、螺旋構造を有した状態で液晶
セル内に封止され、カイラルスメクティックC相の螺旋
構造が印加電圧により歪む性質を有するDHF(Deform
ed Helix Ferroelectric)液晶から構成される。
22で囲まれた領域には液晶23が封入されている。液
晶23は、カイラルスメクティックC相の螺旋ピッチが
セルギャップより小さく、螺旋構造を有した状態で液晶
セル内に封止され、カイラルスメクティックC相の螺旋
構造が印加電圧により歪む性質を有するDHF(Deform
ed Helix Ferroelectric)液晶から構成される。
【0019】DHF(Deformed Helical Ferroelectri
c)液晶の分子は、図4に模式的に示すように、スメク
ティック相の有する層構造の層毎に液晶分子の長軸方向
(ダイレクタ)が一定角度ずつ回転していき、全体とし
て螺旋構造を形成する。この螺旋構造は、固定的なもの
ではなく、外部から印加される電界、磁界、接触面の傾
き等に応じて、適宜歪んだ状態で配向を維持しうる。
c)液晶の分子は、図4に模式的に示すように、スメク
ティック相の有する層構造の層毎に液晶分子の長軸方向
(ダイレクタ)が一定角度ずつ回転していき、全体とし
て螺旋構造を形成する。この螺旋構造は、固定的なもの
ではなく、外部から印加される電界、磁界、接触面の傾
き等に応じて、適宜歪んだ状態で配向を維持しうる。
【0020】そこで、上述のように、液晶分子の螺旋軸
に対する第1の配向膜18の表面の最大傾斜角(傾き
角)φを液晶分子の螺旋軸に対する角度(コーンアング
ル)θ以下とすれば、図5に模式的に示すように、第1
の配向膜18の表面の傾きによる配向の乱れを液晶分子
が描く1つの螺旋の歪みで抑えることができ、配向の乱
れが広い領域に波及する事態を防止できる。
に対する第1の配向膜18の表面の最大傾斜角(傾き
角)φを液晶分子の螺旋軸に対する角度(コーンアング
ル)θ以下とすれば、図5に模式的に示すように、第1
の配向膜18の表面の傾きによる配向の乱れを液晶分子
が描く1つの螺旋の歪みで抑えることができ、配向の乱
れが広い領域に波及する事態を防止できる。
【0021】図3に示す構成の場合、第1の配向膜18
の表面を完全に平坦化する必要がないので、平坦化膜1
7及び第1の配向膜18の厚さを従来と比較して薄くす
ることができ、液晶表示素子の特性を向上することがで
きる。
の表面を完全に平坦化する必要がないので、平坦化膜1
7及び第1の配向膜18の厚さを従来と比較して薄くす
ることができ、液晶表示素子の特性を向上することがで
きる。
【0022】液晶分子と螺旋軸のなす角(コーンアング
ル)θは、DHF液晶の材質等により異なり、一般に、
27〜45°である。このため、使用するDHF液晶の
材質に応じて第1の配向膜18の表面の最大傾斜角φが
θ以下となるように、平坦化膜17および第1の配向膜
18の厚さ等を調整する。
ル)θは、DHF液晶の材質等により異なり、一般に、
27〜45°である。このため、使用するDHF液晶の
材質に応じて第1の配向膜18の表面の最大傾斜角φが
θ以下となるように、平坦化膜17および第1の配向膜
18の厚さ等を調整する。
【0023】次に、上記構成の液晶表示素子の製造方法
を図3を参照して説明する。初めに、TFT基板11側
の製造工程を説明する。まず、ガラス等からなるTFT
基板11の全面に厚さ50nm〜100nm程度のクロ
ム、アルミニウム等の金属膜をスパッタリング等により
形成し、この金属膜をフォトリソグラフィー法等を用い
てパターニングしてゲート電極33とゲートライン15
を形成する。
を図3を参照して説明する。初めに、TFT基板11側
の製造工程を説明する。まず、ガラス等からなるTFT
基板11の全面に厚さ50nm〜100nm程度のクロ
ム、アルミニウム等の金属膜をスパッタリング等により
形成し、この金属膜をフォトリソグラフィー法等を用い
てパターニングしてゲート電極33とゲートライン15
を形成する。
【0024】TFT基板11の全面に厚さ200nm〜
400nmのシリコン窒化膜(SiN)等からなるゲー
ト絶縁膜34をCVD等により形成する。このゲート絶
縁膜34は全てのTFT14に共通に形成される。ゲー
ト絶縁膜34上にi型(真性)半導体層(例えば、真性
アモルファスシリコン層或いは真性ポリシリコン層)3
5をCVD等により堆積し、これを各TFT14の素子
形状にパターニングする。
400nmのシリコン窒化膜(SiN)等からなるゲー
ト絶縁膜34をCVD等により形成する。このゲート絶
縁膜34は全てのTFT14に共通に形成される。ゲー
ト絶縁膜34上にi型(真性)半導体層(例えば、真性
アモルファスシリコン層或いは真性ポリシリコン層)3
5をCVD等により堆積し、これを各TFT14の素子
形状にパターニングする。
【0025】TFT基板11全面に厚さ100nm〜2
00nmのシリコン窒化膜(SiN)を形成し、これを
パターニングして、i型半導体層35のチャネル領域を
エッチングから保護するためのブロッキング層36を形
成する。TFT基板11全面にn型高濃度シリコン層を
形成し、これをパターニングしてオーミックコンタクト
層37を形成する。
00nmのシリコン窒化膜(SiN)を形成し、これを
パターニングして、i型半導体層35のチャネル領域を
エッチングから保護するためのブロッキング層36を形
成する。TFT基板11全面にn型高濃度シリコン層を
形成し、これをパターニングしてオーミックコンタクト
層37を形成する。
【0026】ITO等の透明導電膜をスパッタリング等
により形成し、これをパターニングしてオーミックコン
タクト層37に接続された画素電極13を形成する。T
FT基板11全面に厚さ30nm〜70nmのクロム層
38と150nm〜250nmのアルミニウム層39を
順次スパッタリング等により堆積する。クロム層38と
アルミニウム層39をパターニングして、画素電極13
とオーミックコンタクト相37に接続されたソース電極
SE、ドレイン電極DE、ドレイン電極DEと一体に形
成されたドレインライン16を形成する。
により形成し、これをパターニングしてオーミックコン
タクト層37に接続された画素電極13を形成する。T
FT基板11全面に厚さ30nm〜70nmのクロム層
38と150nm〜250nmのアルミニウム層39を
順次スパッタリング等により堆積する。クロム層38と
アルミニウム層39をパターニングして、画素電極13
とオーミックコンタクト相37に接続されたソース電極
SE、ドレイン電極DE、ドレイン電極DEと一体に形
成されたドレインライン16を形成する。
【0027】次に、スピンコータなどを用いて、Si−
(OH)4溶液等をTFT基板11全面に塗布し、加熱
してSiO2からなる平坦化膜17を形成する。CV
D,スパッタリング等と異なり、スピンコート法を用い
てある程度の層厚を確保することにより、表面が比較的
ななだらかな平坦化膜17を形成できる。平坦化膜17
の表面は完全に平坦である必要はなく、後で形成される
第1の配向膜18の表面の最大傾斜角φが液晶分子の螺
旋軸(又はTFT基板11の表面)に対する角度(コー
ンアングル)θ以下となる程度に選定する。
(OH)4溶液等をTFT基板11全面に塗布し、加熱
してSiO2からなる平坦化膜17を形成する。CV
D,スパッタリング等と異なり、スピンコート法を用い
てある程度の層厚を確保することにより、表面が比較的
ななだらかな平坦化膜17を形成できる。平坦化膜17
の表面は完全に平坦である必要はなく、後で形成される
第1の配向膜18の表面の最大傾斜角φが液晶分子の螺
旋軸(又はTFT基板11の表面)に対する角度(コー
ンアングル)θ以下となる程度に選定する。
【0028】次に、平坦化膜17の上に芳香族系ポリア
ミック酸等の溶液をスピンコータ等を用いて塗布し、1
00〜350℃で加熱して、ポリイミド系高分子被膜を
形成する。形成されたポリイミド系高分子被膜にラビン
グ等の配向処理を施し、凸凹を有し、表面の最大傾斜角
φがコーンアングルθ以下である第1の配向膜18を完
成する。
ミック酸等の溶液をスピンコータ等を用いて塗布し、1
00〜350℃で加熱して、ポリイミド系高分子被膜を
形成する。形成されたポリイミド系高分子被膜にラビン
グ等の配向処理を施し、凸凹を有し、表面の最大傾斜角
φがコーンアングルθ以下である第1の配向膜18を完
成する。
【0029】一方、対向基板12については、ITO等
の透明導電層を堆積してパターニングして対向電極20
を形成し、次に、対向電極20上に第2の配向膜21を
形成し、これにラビング等の配向処理を施す。
の透明導電層を堆積してパターニングして対向電極20
を形成し、次に、対向電極20上に第2の配向膜21を
形成し、これにラビング等の配向処理を施す。
【0030】その後、両基板11、12をシール材2
2、スペーサ24を介して接合し、基板11と12の間
に真空注入法等を用いて液晶23を注入することにより
液晶セル27を形成する。
2、スペーサ24を介して接合し、基板11と12の間
に真空注入法等を用いて液晶23を注入することにより
液晶セル27を形成する。
【0031】(第2実施例)図3に示す構成において
は、画素電極13の上に平坦化膜17が形成されてお
り、画素電極13と液晶23との間隔が広いため、平坦
化膜17での電圧降下が大きくなり、駆動電圧が高くな
ってしまう。
は、画素電極13の上に平坦化膜17が形成されてお
り、画素電極13と液晶23との間隔が広いため、平坦
化膜17での電圧降下が大きくなり、駆動電圧が高くな
ってしまう。
【0032】そこで、例えば図6に示すように、平坦化
膜17の上に画素電極13を形成することにより、平坦
化膜17での電圧降下を除去し、駆動電圧を低くするこ
とができる。画素電極13は、平坦化膜17に形成され
たコンタクトホール41を介してTFT14のソース電
極SEに接続され、平坦化膜17と画素電極13上に第
1の配向膜18が形成される。
膜17の上に画素電極13を形成することにより、平坦
化膜17での電圧降下を除去し、駆動電圧を低くするこ
とができる。画素電極13は、平坦化膜17に形成され
たコンタクトホール41を介してTFT14のソース電
極SEに接続され、平坦化膜17と画素電極13上に第
1の配向膜18が形成される。
【0033】(第3実施例)図3及び図6に示す構成に
おいては、平坦化膜は1層構造であったが、第1の配向
膜18の表面をより平坦化するために、平坦化膜17を
多層構造としてもよい。
おいては、平坦化膜は1層構造であったが、第1の配向
膜18の表面をより平坦化するために、平坦化膜17を
多層構造としてもよい。
【0034】例えば、図7に示すように、ソース電極S
Eとほぼ等しい厚さの第1の平坦化膜17Aを形成し、
この上に画素電極13を形成し、さらに、それらの上に
表面がほぼ平坦な第2の平坦化膜17Bを形成し、第2
の平坦化膜17Bの上に第1の配向膜18を形成しても
よい。このような構成によれば、第1の平坦化膜17A
によりTFT14間の領域がほぼ埋められているので、
第2の平坦化膜17Bが比較的薄くても、その表面を平
坦化することができる。また、図3の構成に比較して、
画素電極13と液晶23の間隔を狭くし、駆動電圧を低
くすることができる。
Eとほぼ等しい厚さの第1の平坦化膜17Aを形成し、
この上に画素電極13を形成し、さらに、それらの上に
表面がほぼ平坦な第2の平坦化膜17Bを形成し、第2
の平坦化膜17Bの上に第1の配向膜18を形成しても
よい。このような構成によれば、第1の平坦化膜17A
によりTFT14間の領域がほぼ埋められているので、
第2の平坦化膜17Bが比較的薄くても、その表面を平
坦化することができる。また、図3の構成に比較して、
画素電極13と液晶23の間隔を狭くし、駆動電圧を低
くすることができる。
【0035】なお、図7に示す構成は、例えば、ソース
電極SEとドレイン電極DEとデータライン16とを形
成した後で、それらのパターニングマスクを残存したま
ま第1の平坦化膜17Aをスピンコートし、その後、パ
ターニングマスクとその上の第1の平坦化膜17Aを除
去し、次に、第2の平坦化膜17Bをスピンコートし、
その後、第1の配向膜18を形成することにより、形成
可能である。
電極SEとドレイン電極DEとデータライン16とを形
成した後で、それらのパターニングマスクを残存したま
ま第1の平坦化膜17Aをスピンコートし、その後、パ
ターニングマスクとその上の第1の平坦化膜17Aを除
去し、次に、第2の平坦化膜17Bをスピンコートし、
その後、第1の配向膜18を形成することにより、形成
可能である。
【0036】また、図8に示すように、第1の平坦化膜
17Aの上に画素電極13を形成し、さらに、それらの
上に第2の平坦化膜17Bを形成し、その上に第1の配
向膜18を形成してもよい。
17Aの上に画素電極13を形成し、さらに、それらの
上に第2の平坦化膜17Bを形成し、その上に第1の配
向膜18を形成してもよい。
【0037】(第4実施例)次に、第1の配向膜18の
表面の最大傾斜角φをコーンアングルθ以下に抑えるの
に適した構造の画素電極13及びTFT14を図9を参
照して説明する。
表面の最大傾斜角φをコーンアングルθ以下に抑えるの
に適した構造の画素電極13及びTFT14を図9を参
照して説明する。
【0038】この実施例の画素電極13とTFT14と
の基本構造は、図3に示す第1実施例の構成とほぼ同一
である。しかし、画素電極13とTFT14を形成する
各層の端部にテーパーが形成されている点が図3に示す
構成と異なる。
の基本構造は、図3に示す第1実施例の構成とほぼ同一
である。しかし、画素電極13とTFT14を形成する
各層の端部にテーパーが形成されている点が図3に示す
構成と異なる。
【0039】即ち、透明基板11の上には、ゲート電極
33とゲートライン15が形成されているが、これらの
端部はテーパーエッチングによりテーパーが形成されて
いる。ゲート絶縁膜34上に形成されたi半導体層35
の端部もテーパーエッチングされている。さらに、ソー
ス電極SEとドレイン電極DE及びデータライン16の
端部もテーパーエッチングされている。また、画素電極
13の端部もテーパーエッチングされている。このた
め、この実施例の画素電極13及びTFT14は段差部
を有するが、段差部の傾きは上述の実施例の画素電極1
3及びTFT14に比較してなだらかなものとなる。
33とゲートライン15が形成されているが、これらの
端部はテーパーエッチングによりテーパーが形成されて
いる。ゲート絶縁膜34上に形成されたi半導体層35
の端部もテーパーエッチングされている。さらに、ソー
ス電極SEとドレイン電極DE及びデータライン16の
端部もテーパーエッチングされている。また、画素電極
13の端部もテーパーエッチングされている。このた
め、この実施例の画素電極13及びTFT14は段差部
を有するが、段差部の傾きは上述の実施例の画素電極1
3及びTFT14に比較してなだらかなものとなる。
【0040】このため、比較的薄い、例えば、600n
m程度の厚さの平坦化膜17を形成した場合でも、第1
の配向膜18の表面の最大傾斜角φを液晶23のコーン
角θ以下にすることができる。
m程度の厚さの平坦化膜17を形成した場合でも、第1
の配向膜18の表面の最大傾斜角φを液晶23のコーン
角θ以下にすることができる。
【0041】なお、クロム(Cr)をテーパーエッチン
グする場合には、例えば、硝酸セリウムアンモニウムと
過塩素酸と水との混合溶液をエッチャントとして使用
し、アルミニウム(Al)をテーパーエッチングする場
合には、例えば、リン酸と比較的高い濃度の硝酸と水と
の混合溶液をエッチャントとして使用し、ITOをテー
パーエッチングする場合には、例えば、塩酸と水と必要
に応じて硝酸との混合溶液をエッチャントとして使用す
ればよい。
グする場合には、例えば、硝酸セリウムアンモニウムと
過塩素酸と水との混合溶液をエッチャントとして使用
し、アルミニウム(Al)をテーパーエッチングする場
合には、例えば、リン酸と比較的高い濃度の硝酸と水と
の混合溶液をエッチャントとして使用し、ITOをテー
パーエッチングする場合には、例えば、塩酸と水と必要
に応じて硝酸との混合溶液をエッチャントとして使用す
ればよい。
【0042】また、シリコンナイトライド(SiN)、
アモルファスシリコン、或いはポリシリコン層等をテー
パーエッチングするためには、CF4又はSF6のエッチ
ングガスに酸素を添加し、酸素によりレジストを後退さ
せならがドライエッチングを行えばよい。
アモルファスシリコン、或いはポリシリコン層等をテー
パーエッチングするためには、CF4又はSF6のエッチ
ングガスに酸素を添加し、酸素によりレジストを後退さ
せならがドライエッチングを行えばよい。
【0043】上記実施例においては、チャネルブロッキ
ング層を有するボトムゲート型のTFTを例にこの発明
を説明したが、他の構成のTFTを採用してもよい。例
えば、図10の構成では、チャネルエッチ型のTFT1
4を用いている。チャネルエッチ型のTFT14では、
チャネルブロッキング層を形成しない分だけ、TFT1
4の高さを低くすることができ、第1の配向膜18の表
面を平坦化し易くなる。図10の構成においても、画素
電極13及びTFT14を形成する各層の端部をテーパ
ーエッチングし、第1の配向膜18の最大傾斜角φを液
晶23のコーン角θより小さくすることが望ましい。
ング層を有するボトムゲート型のTFTを例にこの発明
を説明したが、他の構成のTFTを採用してもよい。例
えば、図10の構成では、チャネルエッチ型のTFT1
4を用いている。チャネルエッチ型のTFT14では、
チャネルブロッキング層を形成しない分だけ、TFT1
4の高さを低くすることができ、第1の配向膜18の表
面を平坦化し易くなる。図10の構成においても、画素
電極13及びTFT14を形成する各層の端部をテーパ
ーエッチングし、第1の配向膜18の最大傾斜角φを液
晶23のコーン角θより小さくすることが望ましい。
【0044】また、第1の配向膜18をある程度厚く
し、図10に示すように、平坦化膜17を用いずに最大
傾斜角φをθ以下に設定してもよい。
し、図10に示すように、平坦化膜17を用いずに最大
傾斜角φをθ以下に設定してもよい。
【0045】上記実施例では、液晶23としてDHF液
晶を使用する場合を例にこの発明を説明したが、液晶2
3はDHF液晶に限定されず、螺旋構造維持したまま透
明基板11と12の間に配置される任意のカイラルスメ
クテック相の液晶を使用でき、例えば、SBF液晶、強
誘電相と反強誘電相を有する反強誘電性液晶等も使用可
能である。
晶を使用する場合を例にこの発明を説明したが、液晶2
3はDHF液晶に限定されず、螺旋構造維持したまま透
明基板11と12の間に配置される任意のカイラルスメ
クテック相の液晶を使用でき、例えば、SBF液晶、強
誘電相と反強誘電相を有する反強誘電性液晶等も使用可
能である。
【0046】上記実施例では、TFTをアクティブ素子
として用いたが、MIM(Metal Insulator Metal)等
をアクティブ素子として使用してもよい。その他、この
発明は上記実施例に限定されず、種々の変形、応用が可
能である。
として用いたが、MIM(Metal Insulator Metal)等
をアクティブ素子として使用してもよい。その他、この
発明は上記実施例に限定されず、種々の変形、応用が可
能である。
【0047】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、配向膜表面の凸凹による配向の乱れの少ない液晶表
示素子を提供できる。
ば、配向膜表面の凸凹による配向の乱れの少ない液晶表
示素子を提供できる。
【図1】この発明の第1実施例にかかる液晶表示素子の
断面図である。
断面図である。
【図2】画素電極と薄膜トランジスタを形成した透明基
板の平面図である。
板の平面図である。
【図3】この発明の第1実施例にかかるTFT基板の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図4】DHF液晶の配向状態を模式的に示す図であ
る。
る。
【図5】配向膜に傾きが存在する場合におけるDHF液
晶の配向状態を模式的に示す図である。
晶の配向状態を模式的に示す図である。
【図6】この発明の第2実施例にかかるTFT基板の拡
大断面図である。
大断面図である。
【図7】この発明の第3実施例の第1の例にかかるTF
T基板の拡大断面図である。
T基板の拡大断面図である。
【図8】この発明の第3実施例の第2の例にかかるTF
T基板の拡大断面図である。
T基板の拡大断面図である。
【図9】この発明の第4実施例にかかるTFT基板の拡
大断面図であり、この発明に好適なTFTの構造を説明
する図である。
大断面図であり、この発明に好適なTFTの構造を説明
する図である。
【図10】図9に示すTFTの変形例を示す図である。
【図11】従来の液晶表示素子の断面図である。
11・・・TFT基板、12・・・対向基板、13・・・画素電
極、14・・・TFT(薄膜トランジスタ)、15・・・ゲー
トライン、16・・・データライン、17・・・平坦化膜、1
8・・・配向膜、20・・・対向電極、21・・・配向膜、22・
・・シール材、23・・・液晶、24・・・ギャップ材、25・・
・偏光板、26・・・偏光板、27・・・液晶セル、33・・・ゲ
ート電極、34・・・ゲート絶縁膜、35・・・i型半導体
層、36・・・ブロッキング層、37・・・オーミックコンタ
クト層、38・・・クロム層、39・・・アルミニウム層、S
E・・・ソース電極、DE・・・ドレイン電極
極、14・・・TFT(薄膜トランジスタ)、15・・・ゲー
トライン、16・・・データライン、17・・・平坦化膜、1
8・・・配向膜、20・・・対向電極、21・・・配向膜、22・
・・シール材、23・・・液晶、24・・・ギャップ材、25・・
・偏光板、26・・・偏光板、27・・・液晶セル、33・・・ゲ
ート電極、34・・・ゲート絶縁膜、35・・・i型半導体
層、36・・・ブロッキング層、37・・・オーミックコンタ
クト層、38・・・クロム層、39・・・アルミニウム層、S
E・・・ソース電極、DE・・・ドレイン電極
Claims (4)
- 【請求項1】それぞれに電極が形成され、対向して配置
された一対の基板と、 前記一対の基板の電極上に形成され、その表面に凸凹を
有して形成された配向膜と、 前記配向膜間に封止され、螺旋構造を有して前記配向膜
間に封止されたカイラルスメクティック相の液晶と、を
備え、 前記配向膜は、前記螺旋構造の螺旋の軸に対する表面の
最大傾斜角が、前記螺旋の軸と液晶分子のダイレクタの
成す角度よりも小さく成るように形成されている、 ことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項2】第1の基板と、 前記第1の基板にマトリクス状に配置されたアクティブ
素子と、 対応する前記アクティブ素子に接続された画素電極と、 前記アクティブ素子及び前記画素電極の上に形成され、
表面に前記アクティブ素子に応じた凸凹が形成された平
坦化膜と、 前記平坦化膜の上に形成され、前記平坦化膜の表面の凸
凹に応じた凸凹が表面に形成された第1の配向膜と、 前記第1の基板に対向して配置された第2の基板と、 前記第2の基板の前記第1の基板に対向する面に形成さ
れ、前記画素電極に対向する対向電極と、 前記対向電極上に形成された第2の配向膜と、 前記第1と第2の配向膜の間に、螺旋構造を有して封入
された液晶と、とより形成され、 前記第1の配向膜の表面の凸凹による該表面の最大傾斜
角は、前記螺旋構造の螺旋の軸と液晶分子のダイレクタ
の成す角度よりも小さく形成されている、 ことを特徴とする液晶表示素子。 - 【請求項3】前記アクティブ素子は、複数の層が積層さ
れて形成され、前記複数の層の少なくとも1つは端部が
テーパーエッチングされていることを特徴とする請求項
2に記載の液晶表示素子。 - 【請求項4】前記液晶は、電圧の印加に応じてカイラル
スメクティック相の液晶分子の螺旋構造が歪む強誘電性
を有する液晶材料から構成されていることを特徴とする
請求項1、2又は3に記載の液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25607394A JPH0895063A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25607394A JPH0895063A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0895063A true JPH0895063A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=17287521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25607394A Pending JPH0895063A (ja) | 1994-09-27 | 1994-09-27 | 液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0895063A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6933996B2 (en) | 1996-10-22 | 2005-08-23 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
US7872728B1 (en) | 1996-10-22 | 2011-01-18 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
-
1994
- 1994-09-27 JP JP25607394A patent/JPH0895063A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6933996B2 (en) | 1996-10-22 | 2005-08-23 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
US7158205B2 (en) | 1996-10-22 | 2007-01-02 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
US7184105B2 (en) | 1996-10-22 | 2007-02-27 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device having the same |
US7324171B2 (en) | 1996-10-22 | 2008-01-29 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
US7532292B2 (en) | 1996-10-22 | 2009-05-12 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
US7868961B2 (en) | 1996-10-22 | 2011-01-11 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
US7872728B1 (en) | 1996-10-22 | 2011-01-18 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal panel substrate, liquid crystal panel, and electronic device and projection display device using the same |
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