CN1378657A - 液晶元件、液晶显示装置及其制造方法 - Google Patents
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- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
Abstract
利用紫外线照射使封入液晶后的封口用树脂切实固化。改善横向电场方式液晶元件的显示特性等。为解决上述课题,降低封口用树脂的粘度,并且用超声等除去混入封口用树脂内部的气泡。另外,探寻到消除液晶层内的离子、电荷的方法。
Description
技术领域
本发明涉及液晶元件,特别是涉及横向电场方式液晶元件。
背景技术
(一般背景技术)
液晶元件,特别是液晶显示装置正被使用于以笔记本型个人计算机、台式个人计算机的监视器为代表,以及电视摄像机的取景器、投影型显示器等各种装置的显示部或与此相关的部分,最近又被用作了电视机的显示部。另外,还被作光打印机头、光傅里叶变换元件、光阀等光电子学相关元件。
现在液晶元件最多被使用于显示装置中,作为液晶显示模式,一般的是TN(扭曲向列)模式、VA(垂直取向)模式、IPS(In-Plane-Switching,面内开关)模式等。
尤其是,ISP模式也称作横向电场方式或梳状电极方式,它使液晶分子与基板面大致平行地取向,由于借助于产生与基板面平行的电场使液晶分子在基板面内旋转,明亮度随视角方向的变化较少,进而具有视角特性优越的特点(《液晶显示技术》第4页,产业图书刊;另外还有特开平10-206867号公报)。
除上述外,作为ISP方式的改进型,有将电极间隔做窄利用倾斜电场进行驱动的FFS模式(Fringe Field Switching Mode,边缘场开关模式)以及在对置基板侧形成电极,利用倾斜电场的HS模式(Hybrid Switching Mode,混合开关模式)等。另外,严格地说或者从纯技术上说,这两种方式也有不包含于IPS方式中的方面,但就下面将要说明的本申请发明的目的、结构、效果而言,它们是共同的(或者可以利用本申请发明的思想)。因此,在本说明书中,特别是在其权利要求范围内,当述及IPS方式或横向电场方式时,也包含这些FFS模式和HS模式。
图1中示出了这3种类型仅供参考。在该图中,1是阵列基板。2是对置基板。3是液晶。6是源线。7是扫描线。17是薄膜半导体。但是,由于该各模式的技术内容是所谓众所周知的技术,故其说明从略。
还有,不仅是IPS方式,其它方式都要向液晶面板内充填液晶,如图2所示,首先借助于印刷,在一块玻璃基板2上将密封树脂带201薄薄地印刷成四边形,接着与另一块玻璃基板1并合形成盒,之后从密封树脂的一部分空缺而形成的注入口向盒内真空充填液晶,再后在注入口处涂敷紫外线固化性树脂202以封入液晶。然后借助于紫外线(U.V)照射使该封口用树脂固化。
但是,采用这种方法,在涂敷紫外线树脂时会在注入口的2块玻璃基板的间隙部分残留气泡151或异物15。于是,当有这样的气泡等残留时,则如图3所示,在紫外线照射时,残留在紫外线固化树脂内的气泡或异物等或使紫外线散射、折射,或将其吸收,从紫外线照射方向看,处于气泡后侧的紫外线固化树脂受紫外线照射不足。其结果是,这样不仅仅是照射不足部分的紫外线树脂仍然未固化,而且由于在使用时未固化的树脂向液晶中扩散,成为液晶元件的长期可靠性下降的原因之一。因此,作为其措施,要从各个方向照射紫外线,使得工序复杂化。
其次,当连续使用该IPS模式的TFT液晶显示装置时,若为黑白显示,则存在本来应为白显示处产生被看成黑点状的显示斑点的情形。由于这种所谓黑点状的斑点很可能会大大降低显示品质,所以必须设法将其消除。而且,关于对该黑点状显示斑点的措施、解决方法,在特开平10-206857号中进行了论述。依据该论述,黑点状斑点是由于在像素电极、源极信号布线的保护层的裂缝部分发生了电化学反应,产生了离子性物质,因而液晶层的电压保持率下降,液晶的排列发生了变化(因此,根据所谓常白或常黑的显示模式的情况等,也会有白点状显示斑点。另外,若为彩色显示,则显示斑点的颜色均不限于黑白。因此本说明书中所说的“黑点状显示斑点”等是还包括“由电压保持率下降所引起的附有白色或彩色的点状的显示斑点”的概念)。其结果是,通过使保护层的厚度比电极厚度厚,或者形成有机高分子的保护层,可以消除黑点斑点。
下面利用附图对现有的该IPS方式的液晶显示装置进行说明。
图4是原理性地示出一个液晶显示装置的阵列基板的1个像素的平面图。图5的(1)和(2)是分别示出图4的A-A、B-B剖面的图。图6的(1)、(2)、(3)是分别示出图1的C-C、D-D、E-E剖面的图。但是在(2)和(3)中,由于对置基板与(1)相同,故省略了其图示。
在图4和图5中,5是共用电极,7是栅极信号布线,它们形成在同一层中。其次,在它的上层(液晶层侧)形成绝缘层8,进而形成由半导体层构成的薄膜晶体管(TFT)17、源极信号布线6、像素电极4的图形,在其上层淀积保护层10,构成阵列基板1。在该阵列基以及与该阵列基板相向的对置(滤色片)基板2的相向面侧形成取向膜9。再在两基板间形成液晶层3,构成液晶显示面板。图6是稍许精密的剖面图。另外,下面就其内容进行说明。
如该3个图所示,与TN型液晶面板不同,IPS面板的电极存在于同一平面上。
另外,将与薄膜晶体管的漏极连接的电极称为像素电极,将不与漏极连接的电极称为公用电极。
可是,由于在这种液晶显示面板的制造工序中要求非常微细的加工,所以在制造中有异物混入时,将由此引起在栅极信号布线和源极信号布线的交叉部分或栅极信号布线和公用电极相接近的部分等发生短路,成为生产成品率下降的很大的主要原因。
即,如图4~图6所示,在同一面上形成栅极信号布线和公用电极时,通常在用溅射等方法淀积电极材料后,用光刻法形成图形,但是当如图7和图8所示,在抗蚀剂材料等中所含的异物15存在于应除去电极材料的部位时,会因该异物的存在而不能曝光,使本来应该如图4所示那样进行除去的、形成各布线、电极的部位残留电极材料,形成连续的布线,从而发生短路。
通常,这样的短路部位在液晶显示面板中多数情况是约有数处。因此,作为其措施可以用激光等将短路部分进行切断。
但是,用激光除去由异物所致的短路部分时,该部位的电极也将被切断,并且破坏栅电极上部的绝缘膜,使栅电极露出。
可是,已知在栅电极露出的状态下液晶显示装置进行高温工作时,在该部分产生黑点状的显示斑点。
作为其原因,一般认为是由于:除为驱动液晶层而进行充电时之外,在栅极电位为负电位,即大部分的期间发生电子向液晶层中注入,在液晶层中生成了很多离子,或者液晶层中的离子集中到栅极露出的部分,引起离子集中于局部。在图9中原理性地示出了该发生机制。在该图中将向液晶中注入的电子标作e-,原理性地示出了液晶中的物质A被电离成为A-的状态。
特别是在施加与基板平行或者倾斜的电场,实现广视角的液晶模式中,使用了现有的氰基类液晶。然而,氰基类液晶虽有利于高速化,但这只是定性而言,不过因液晶容易分解,故液晶内的离子数量容易增加,由这方面看,恐怕容易发生黑点状斑点。
不过,关于防止此黑点状斑点的发生,在上述特开平10-206857号公报中也有所论及。根据该公报,最好使保护膜或绝缘膜8的膜厚比起与该保护膜接触的电极的膜厚厚0.4μm以上。但是,在采用此方法作为防止短路的措施而照射激光来切断电极时,保护膜无论怎样厚,该保护膜也会被破坏,因而会发生黑点状斑点。
特别是在特开平10-186391号公报中,提出了使液晶的电阻率在1013Ω·cm以上,去除掉在光学上构成电压保持率下降之原因的绝缘膜,使产生电场的电极结构的一部分直接与取向膜接触而形成的方法。
这样,采用使电极结构的一部分直接与取向膜接触而形成的方法,其黑点状斑点的大小与全部电极被绝缘膜覆盖的情形相比略有减小。但是,用此方法,黑点状斑点减小的效果很小,不能充分满足近年来所要求的高水平的显示性能。
另外,还显著地呈现了显示图像长时间保留的现象(长时间显示某一恒定图形后,即使切换为其他图形还保留原来图形的现象)。
因此,本专利申请发明人进行研究的结果,作为其原因阐明了如下事实。即,构成黑点状斑点之原因的液晶中的离子性物质如在图10中原理性地示出的那样,不仅在阵列基板1侧,而且还扩展至对置基板2侧(滤色片基板侧)。因此,形成只在一块基板侧(阵列基板侧)除去绝缘膜的电极无论如何是不够的。
作为其措施,虽然也考虑了从像素电极、源极信号布线、公用布线、公用电极向液晶层直接提供对栅极信号布线为正的电位,中和掉所生成的离子性物质,但是这些布线、电极无论哪一个都是为驱动液晶层所必需的,该布线、电极上为进行驱动所必需的电位随与液晶的电极反应而变,这不仅在显示图像质量方面成为问题,而且从长期可靠性的观点来讲也是不利的。
另外,仅仅是通过形成电极,对液晶中的离子性物质的中和、回收用的面积是小的,因此不能充分防止黑点状斑点的发生。
另外,对横向电场方式的液晶面板,为提高开口率提出了使导电性的黑矩阵与公用电极处于大致相同的电位上,或在黑矩阵上形成与公用电极大致同电位的导电膜的方法(特开平10-206867号公报或特开平9-269504号公报)。但是,如上所述,由于构成黑点状斑点之原因的液晶中的离子性物质如在图10中原理性地示出的那样,不仅在对置基板侧(滤色片基板侧),而且还扩展至阵列基板侧,所以形成只在一块基板侧(对置基板侧)除去绝缘膜的电极还是不够的。
此外,采用这些方法虽然黑斑点缺陷多少有所改善,但在长期连续驱动时还不能完全消除。
(从发明所要解决的课题方面来看的背景技术)
因此,现正期待着开发2块基板间的切实的高可靠性的液晶注入用孔(口)的密封技术。
另外,借助于紫外线照射使树脂的固化,虽然可任意设定固化时间,但必须考虑对操作人员眼睛的保护。因此,有打算用某种其他树脂的愿望。
另外,正期待着开发经过长期使用时间不发生黑显示,且对开口率不产生不利影响,对其他显示特性不产生不利影响,并且制造工序不复杂、成本低廉的IPS方式的液晶显示元件、装置。
另外,在近年来显示装置大型化、高价格化的形势下,往往其使用期间变得极长。在这种场合,人们正期待着开发除因上述原因产生离子之外,纵使还存在由用户失误或者自然放射线引起的液晶分解、加水分解,也不发生黑显示的技术。
发明的公开
本发明是以解决以上课题为目的的发明。
第1大发明组由2个发明组组成。而且,第1发明组是在2块基板间夹持液晶的液晶元件,其特征在于:对于在其制造中向基板间充填液晶时使用的注入口的密封,使用粘度在20Pa·s以下,最好是10Pa·s以下的树脂。
另外,为使树脂粘度降低,用红外线等加热至80℃~50℃,从除气的方面看最好是加热至80℃~90℃。还有,用红外线等加热是因为从设备方面看工序容易。
另外,其特征还在于:在树脂涂敷中或涂敷后,为将其内部的由空气、空气中悬浮的微小尘埃或水分构成的异物排至外部,用20kHz以上的超声或1MHz以上的兆赫级声波对树脂施加振动。
另外,其特征还在于:在树脂涂敷中或在其后,为排除其内部的空气,(将制品)置于比大气压低的环境中,例如置于0.5个大气压,最好是0.1个大气压,再好一些的是0.01个大气压以下。
另外,其特征还在于:在树脂涂敷时或在其后,为将内部的空气排至外部,施加1g、2g等加速度。
另外,其特征还在于:在向注入口进行树脂涂敷时或在其后,至少反复进行2次树脂拭除并再次涂敷。
另外,其特征还在于:在涂敷树脂时或在其后,为将内部的空气排至外部,施加了加速度。
另外,其特征还在于:作为树脂使用了丙烯基类或环氧树脂类的紫外线固化树脂。据此,可以任意设定树脂的固化时间,而且固化速度也快。
另外,本发明组的其他发明是从材料方面进行的发明。
第2发明组是使用厌气性树脂作为密封用树脂的发明。这里所谓的厌气性树脂是指在与空气接触时不固化,借助于以短暂的间隙隔绝空气进行固化的树脂而言。一般来说,是要作成螺纹锁等的树脂,另外,也有靠空气隔绝和加压、加热进行固化的树脂。
其原理是通过空气的隔绝使二甲基丙烯酸酯聚合,变成聚丙烯酸酯而固化。因此,在粘接面上形成聚合物,产生强粘结力,在空气隔绝后数小时达到最大强度。因此,它具有不需要紫外线照射,内部不易产生由杂质引起的固化不均匀这样的性质。
第2大发明组由8个发明组组成,各发明组如前所述是广义的横向电场方式的液晶元件,以消除所谓黑反转为共同目的。
已知现有的方法不具有防止长期使用时的黑显示的效果,这是因为:现有的滤色片侧的基板,一般来说如图5等所示,其最外表面上是ITO等导电层,其次是玻璃基板、遮光层、滤色片、外覆盖层、取向膜的结构,没有露出电极(导电性物质)的部位,故而作为黑斑点缺陷之原因的离子或离子化成分在滤色片侧基板处完全不被回收。因此,本发明在于用某种方法切实地、并且几乎完全地持续消除离子等。
首先,第1发明组,作为横向电场方式的液晶元件着眼于:在其电极上的绝缘层(膜)与取向膜的膜厚之和非常薄时,通过绝缘膜上产生的微孔等消除液晶层中的离子、电荷,从而几乎不发生黑斑点。
本发明组的第1发明其特征在于:在由电极或信号布线构成的金属层和液晶层之间存在绝缘层和取向膜,此外还存在往往兼有它们功能的保护膜等第3层,并且还存在这些绝缘层和取向膜的厚度总计在1000以下,最好是小于500的区域。这里,所谓电极是在纯粹的横向电场方式下的像素电极、附属(伴随)于它的存储电容电极、公用电极。如果是SH等广义的横向电场方式,其中还包含其他电极等。另外,像素电极、公用电极连同它们和液晶层之间的绝缘膜、取向膜等的总计厚度也可以小于500,特别是还可以有它们不存在的部分。另外,在取向膜不存在时,或在一部分膜不存在区域中,恐怕在该部分采取某种其他取向方式为好。当然,若是在黑矩阵的下部(使用者的对侧)等,这些措施是不必要的。另外,在将来技术发达时,也可使用不需要取向膜的液晶材料。
以下,在各发明中,
同样,其特征在于,例如黑矩阵等遮光膜是导电性的。另外,其特征还在于,导电性遮光膜在对置基板上形成。另外,其特征还在于,取向膜和保护膜是导电性物质膜。
据此,电场使离子在液晶中移动,消除液晶分子中或液晶层中的离子、电荷,消除绝缘缺陷部位等处的液晶分子排列不一致等,进而形成良好的显示。
除此以外,当然要在开关元件上、与发挥本发明的效果无关的部分的电极、布线上形成用于防止短路的绝缘膜或其他兼有绝缘作用的保护膜等。当然,为发挥其他发明组的作用、效果,一部分保护膜等也可以不形成。另外,还可以附设对导电性遮光膜施加规定电位的结构。
同样,其特征在于,在横向电场方式液晶元件的制造方法中包括涂敷取向膜的工序,以及去除与显示品质无关的黑矩阵的正下部位的或其中央部位等的取向膜的工序。
同样,其特征还在于,存在在涂敷取向膜的工序之后,去除一部分取向膜的刻蚀工序,进而在其后对剩下的取向膜用紫外线照射等进行取向处理的工序。
同样,其特征还在于,进行取向膜的摩擦,剥离电极上或布线上的取向膜的至少一部分(包括不仅剥去其全部,也包括只是剥去其上部(液晶层侧),以形成微孔和龟裂)。作为这时的摩擦条件,当使挤入量在0.5mm以上时,取向膜剥离容易发生,能得到更好的结果。
第2发明组着眼于用中和电极消除离子。
在本发明组的一项发明中,在源极信号布线、栅极信号布线、像素电极、公用电极、公用布线等许多场合,原则上除由金属构成的导电层以外,还设置了由直接地或经取向层(膜)间接地与液晶层接触的导电性物质构成的中和电极,而且原则上当然是设置在与显示无关的位置上。
黑点状斑点的发生原因是由于生成的离子未被中和,故缺陷部附近的液晶中的离子浓度变高,因此电压保持率下降。但是,当有直接向液晶层暴露的,或者有由导电性物质构成的、经取向膜与液晶层电连通的中和电极时,则在中和电极处能够再度将电子给予电极,故而绝缘层缺陷部附近的离子浓度不太增多,能将电压保持率的下降抑制到最低限度,进而能抑制黑点状斑点的发生。
以下,在各发明中,形成中和电极,并使其与液晶层或取向层相接,以及设置对该中和电极提供对栅极信号布线为正的电位的装置。
据此,更有效地中和了所生成的阴离子,抑制了黑点状斑点的发生。
另外,在其他发明中,沿栅极信号布线形成中和电极,并使其与液晶层或取向膜相接,以及设置对该中和电极提供对栅极信号布线为正的电位的装置。
据此,在阴离子从阴离子发生源向像素扩散之前,能够更有效地中和所生成的阴离子。
另外,在与形成有栅极信号布线的基板相向的基板上,沿栅极信号布线形成中和电极,并使其与液晶层或取向层相接,以及设置对该中和电极提供对栅极信号布线为正的电位的装置。
据此,能够加宽与栅极信号线的间隔,减小在与栅极信号布线之间所形成的寄生电容,从而消除对栅极信号延迟的影响。
另外,在其他发明中,在与形成有栅极信号布线的基板相向的基板上形成中和电极,并使其与液晶层或取向层相接,以及设置对该中和电极提供对栅极信号布线为正的电位的装置,同时还使该中和电极构成黑矩阵等遮光膜或者它的一部分。
据此,中和电极兼用作黑矩阵等,因而能减少形成该电极的工时。
除此之外,作为导电性遮光膜宜用Cr、Ti、石墨、导电性树脂,或者作成氧化钼和钼的2层结构。另外,采取在源线或栅线的方向形成中和电极,以及与这些线同时形成等方法,以求减少所需工序是不言而喻的。
另外,当然要制作对中和电极施加规定电位的结构。
第3发明组的特征在于它具有开口部(露出部、无绝缘膜的部分)和对置基板的中和电极。
本发明组的1项发明的特征在于:在像素电极、公用电极、信号布线电极之中的至少某1种电极之上的至少一部分上有未形成绝缘膜的部位或区域,在该部分电极只经取向膜或直接地与液晶相接,并且在不形成像素电极和上述公用电极的基板侧形成中和电极,该中和电极上也有未形成绝缘膜的部位,或者完全不形成绝缘膜。
按照上述结构,由于存在栅极以外的电位露出的部分,所以集中在栅极电位部的离子在栅极以外的电位露出部分对电极释放(或接受)电子,进行非离子化而被消除,因此不产生离子集中,能抑制黑点状斑点的发生。
特别是由于在两基板(阵列侧基板和相向侧基板)上存在未形成绝缘膜的部位,故离子在两基板侧进行非离子化,因此抑制黑点状斑点的发生是理所当然的。
另外,使封入液晶面板中的液晶的电阻率小于1013Ω·cm。
据此,能够抑制显示图像长时间保留现象(长时间显示某恒定图形后,即使切换为其他图形还保留原来图形的现象)。
另外,其特征在于,对中和电极施加对扫描布线的最低电压电平为正的电位。
据此,能有效地使所生成的离子非离子化。
另外,中和电极被设定成与公用电极(大致)相同的电位。
据此,能更有效地使所生成的离子非离子化,抑制黑点状斑点的发生。另外,由于在使中和电极有与公用电极相同的电位的场合,对中和电极没有必要设置特别的电位提供装置,所以能求得结构简单、工序简化。
另外,其特征还在于,中和电极兼用作黑矩阵或滤色片。
另外,对取向膜的材料也下了工夫。
另外,采取了在液晶面板上形成TFT等开关元件,在该开关元件的上部形成绝缘膜等措施。
据此,能够防止晶体管、变阻器等开关元件变坏。
第4发明组着眼于在绝缘膜上有开口部,据此对液晶进行中和。
本发明组的1项发明的特征在于:像素电极和对置电极不在同一层,例如在下部的(构成为液晶的对侧)对置电极上形成绝缘膜,在上部的像素电极上完全不形成绝缘膜。
根据上述结构,由于栅极以外的电位露出,故集中在栅极电位部的离子扩散至导电层的露出部分,进行非离子化,因而能得到不产生显示斑点的、有良好的显示品质的液晶面板。
而且,由于在对置电极上有绝缘膜,所以短路缺陷也不会增大。
另外,其特征还在于,像素电极和对置电极不在同一层,在像素电极上形成绝缘膜,在对置电极上完全不形成绝缘膜。
根据上述结构,同样能得到短路缺陷不增大、有良好的显示品质的液晶面板。
另外,其特征还在于,与其他发明组一样,封入液晶面板中的液晶的电阻率小于1013Ω·cm。
据此,能够抑制显示图像的长时间保留现象。
另外,其特征还在于,在开关元件、信号布线、扫描布线的上部(液晶层侧)形成绝缘膜。
据此,能防止晶体管等的变坏等,并且还能进行对各部分的保护。
另外,其特征还在于,在沿摩擦方向的部分存在绝缘膜。
根据上述结构,由于在摩擦时绝缘膜不造成干扰,所以形成了有良好显示品质的液晶面板。
第5发明组的特征在于,在遮光层(膜)、黑矩阵的至少是液晶层侧的一面的至少一部分上有凹凸结构。
本发明组的1项发明的特征在于,在一块基板上形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线等,在没有形成像素电极等的基板侧形成黑矩阵和用于防止半导体的误动作及用于保护等的遮光层等遮光膜,该遮光膜至少在液晶层侧的表面有凹凸结构。
按照上述结构,由于集中在栅极电位部的离子在栅极以外的电位露出部分(例如黑矩阵部)释放电子,进行非离子化,所以不产生离子集中,能抑制黑点状斑点的发生。特别是因为黑矩阵等的液晶侧表面有凹凸形成,所以开口率维持原样而回收离子的表面积增大,能取得充分的效果。
另外,在各发明中的特征在于,在形成有像素电极的基板侧,或在未形成它的对置基板侧形成黑矩阵等遮光膜,并且其表面有凹凸结构。
按照上述结构,有与先前的发明相似的作用,发挥相似的效果。
进而,在形成像素电极的基板侧(阵列侧)形成黑矩阵等时,能够不用贴合机,并且开口率增大。
另外,其特征还在于,在没有像素电极等形成的基板侧,或在有像素电极等形成的基板侧形成中和电极,并且该电极的表面有凹凸结构。
根据上述结构,不产生离子集中,能抑制黑点状斑点的发生。特别是因为在中和电极的表面形成了凹凸,所以回收离子的表面积增大,能取得充分的效果。
另外,其特征还在于,对置电极的表面有凹凸结构。
按照上述结构,由于在采用倾斜电场方式的液晶模式(如果因留意此事而加以记述的话,它含于横向电场方式中)中,集中在栅极电位部的离子在栅极以外的电位露出部分向电极释放电子,进行非离子化,所以不产生离子集中,能抑制黑点状斑点的发生。特别是因为对置电极的表面有凹凸形成,所以回收离子的表面积增大,能取得充分的效果。
另外,其特征还在于,黑矩阵等遮光膜是导电性的。
按照上述结构,由于集中在栅极电位部的离子在栅极以外的电位露出部分向电极释放电子,进行非离子化,所以能够抑制黑点状斑点的发生。
另外,其特征还在于,封入液晶元件的面板内的液晶的电阻率小于1013Ω·cm
据此,与其他发明一样,能够抑制显示图像的长时间保留现象。
另外,其特征还在于,像素显示装置中使用的滤色片侧部的黑矩阵等遮光膜至少在液晶侧的表面有凹凸结构,最好是存在有许多孔、并有凹凸的结构。
按照上述结构,不产生离子集中,能抑制黑点状斑点的发生。
另外,其特征还在于凹凸结构的凹部和凸部之差在0.1μm以上,最好在0.3μm以上。
按照上述结构,由于能够增大回收离子的表面积,所以能取得充分的效果。
另外,其特征还在于,遮光膜或中和电极,或者两者经取向膜或直接地与液晶相接。据此,可以从取向膜的微孔,或直接地进行离子回收。
按照上述结构,可以切实地回收离子。
第6发明组的特征在于,具有导电性遮光膜(层)。
本发明组的1项发明是在一对基板间夹持液晶,在上述基板的一块基板上形成像素电极和公用电极,在像素电极和公用电极之间施加电压以驱动液晶,在另一块基板上有导电性遮光膜的液晶元件其特征在于,该遮光膜与液晶层相接,或者特别是经导电性取向膜与液晶层相接。
另外,其特征还在于,呈在信号线方向或扫描线方向延伸的条状或者呈在信号线方向和扫描线方向延伸的网格状,存在遮光层与液晶层相接的区域。
因此,遮光膜可以兼用作黑矩阵等,提高开口率。
作为在这些液晶元件中使用的导电性遮光膜,只要是具有遮光性和导电性的材料,什么都可以,但是若用Cr、Ti、导电性树脂等,其遮光性高,因而较好。另外,若用有机导电膜,则工序简单。
另外,其特征还在于,与遮光膜或从遮光膜延伸的遮光膜大致同电位的布线和与公用电极或从公用电极延伸的公用电极大致同电位的布线,借助于一对基板间至少1种以上的导电性物质进行电连接。
另外,其特征还在于,遮光膜或从遮光膜延伸的布线和与公用电极或从公用电极延伸的公用电极大致同电位的布线,借助于一对基板间至少1种以上导电性物质进行电连接。
另外,作为有遮光膜和外覆盖层的液晶元件,其特征在于,对外覆盖层使用感光材料,借助于光刻剥去导电性遮光膜上的外覆盖层,在遮光膜上制成不存在外覆盖层的区域。
其他发明其特征在于,对导电性遮光膜施加与公用电极大致同电位的电位。
第7发明组的特征在于,有开口和在对置基板上有遮光层(膜)。
本发明组的1项发明是在一对基板间夹持液晶,在基板的至少一块基板上形成像素电极、公用电极、信号布线电极、扫描布线电极,在像素电极和公用电极之间施加电压,使液晶分子的排列发生变化等的横向电场方式的液晶元件,其特征在于,用于回收离子的导电性物质等在两基板上形成。
按照上述结构,由于集中在栅极电位部的离子在栅极以外的电位露出的部分向电极释放电子,进行非离子化,所以不产生离子集中,能抑制黑点状斑点的发生。
另外,其特征还在于,在像素电极、公用电极、信号布线电极的至少某种电极之上的至少一部分上有不形成绝缘膜的部位,借助于没有绝缘膜形成的部分,电极仅经取向膜或直接地与液晶相接,在没有形成像素电极和公用电极的基板侧形成导电性黑矩阵,显示区域内的导电性黑矩阵的一部分或全部直接与取向膜或液晶相接。
通过制成这样的结构,由于栅极以外的电位露出,故集中在栅极电位部的离子在栅极以外的电位露出的部分对电极释放电子,进行非离子化,因而不产生离子集中。
特别是由于在两基板(阵列侧基板和相向侧基板)上存在未形成绝缘膜的部位,故离子在两基板侧进行非离子化,因而能抑制黑点状斑点的发生。
另外,在像素电极上完全不形成绝缘膜,在没有绝缘膜形成的部分,像素电极仅经取向膜或直接地与液晶相接。另外,在没有像素电极和公用电极形成的基板侧形成导电性黑矩阵,显示区域内的导电性黑矩阵的一部分或全部直接与取向膜或液晶相接。
通过制成上述结构,能够抑制黑点状斑点的发生。
另外,其特征还在于,在公用电极上完全不形成绝缘膜,借助于没有绝缘膜形成的部分,公用电极仅经取向膜或直接地与液晶相接。而且,在没有像素电极和公用电极形成的基板侧形成导电性黑矩阵,其一部或全部直接与取向膜或液晶相接。
按照以上结构,由于在公用电极上完全不形成绝缘膜,并且在对置基板侧形成导电性黑矩阵,故而能够借助于离子的消失来抑制黑点状斑点的发生。
另外,其特征还在于,在像素电极和公用电极上完全不形成绝缘膜,在该部分,像素电极和公用电极仅经取向膜或直接地与液晶相接。而且,在没有像素电极等形成的基板侧形成导电性黑矩阵,该黑矩阵的一部或全部直接与取向膜或液晶相接。
按照上述结构,能够抑制黑点状斑点的发生。(但是,由于在像素电极上和公用电极上没有绝缘膜,故容易产生电极间短路。)
另外,与其他发明组一样,使封入液晶元件(面板)内的液晶的电阻率小于1013Ω·cm,以抑制显示图像的长时间保留现象(长时间显示某一恒定图形后,即使切换为其他图形还保留原来图形的现象)。
另外,在液晶元件中形成了用于其驱动的开关元件,在其上部形成了绝缘膜。据此,能够防止半导体等的变坏。
另外,其特征还在于,对黑矩阵施加对扫描布线的最低电压电平为正的电位。
按照上述结构,能够更有效地使所生成的离子非离子化,能够抑制黑点状斑点的发生。
另外,其特征还在于,黑矩阵被设定为与公用电极大致同电位。据此,能够更有效地使所生成的离子非离子化,能够抑制黑点状斑点的发生。另外,当使黑矩阵与公用电极同电位时,由于没有必要设置黑矩阵用的特别的电位供给装置,所以能求得结构简单、工序简化。
另外,导电性黑矩阵由导电性树脂形成。因此,能够在形成滤色片的同一工序中制作。另外,由于与形成Cr等金属不同,没有必要高温形成,所以能够在形成滤色片后形成黑矩阵,而且能在与取向膜或液晶相接的部位形成黑矩阵。
另外,其特征还在于作为使液晶元件的基板间隔保持恒定的衬垫,在特定的部位形成小柱。由于借助于这样进行限制可以选择上下基板难以短路的部位设置衬垫,所以即使在两基板上形成导电物质也难以短路。
在第8发明组中,在作为取向膜,或者在它的至少一部分表面上、中和电极的至少一部分表面等上,具有由发泡剂造成的微胞结构(具有直径非常小的空间的海绵状结构),据此求得对所产生的离子的吸收。
附图简述
图1是示出各种方式的横向电场方式的液晶元件的结构图。
图2是示出现有技术的向液晶面板内充填液晶以及其后的封口树脂的固化状态图。
图3是示出树脂固化用紫外线被封口树脂中的气泡折射的状态图。
图4是示出现有技术的IPS模式液晶显示装置的平面图。
图5是示出上述液晶显示装置的A-A、B-B剖面图。
图6是示出上述液晶显示装置的C-C、D-D、E-E剖面图。
图7是示出液晶显示装置的异物附着状态的平面图。
图8是示出液晶显示装置的异物附着状态的剖面图
图9是原理性地示出黑点状斑点的发生机制图。
图10是原理性地示出黑点状斑点发生的扩大的机制图。
图11是示出本发明的第1大发明组的各实施形态的图。
图12是本发明第2-1-1实施形态的液晶元件的剖面图。
图13是本发明第2-1-2实施形态的液晶元件的剖面图。
图14是本发明第2-1-3实施形态的液晶元件的剖面图。
图15是本发明第2-1-4实施形态的液晶元件的剖面图。
图16是示出本发明第2-1-5实施形态的液晶元件的制造方法的主要部分的图。
图17是本发明第2-2-1实施形态的液晶元件的阵列基板的平面图。
图18是上述液晶元件的A-A剖面图。
图19是上述实施形态的液晶元件的变例的平面图。
图20是上述实施形态的液晶元件的变例的剖面图。
图21是本发明第2-2-3实施形态的液晶显示的平面图和剖面图。
图22是上述实施形态的液晶显示面板的变例的平面图。
图23是本发明第2-3-1实施形态的液晶面板的阵列侧基板的平面图。
图24是上述液晶面板的剖面图。
图25是上述实施形态的液晶面板的对置基板的平面图。
图26是上述对置基板的剖面图。
图27是概念性地示出上述实施形态和比较例的面板结构之不同的图。
图28是示出本发明第2-3-2实施形态的液晶面板的结构图。
图29是示出上述2个实施形态的液晶面板的变例的图。
图30是相同的上述2个实施形态的变例的图。
图31是相同的上述2个实施形态的变例的图。
图32是相同的上述2个实施形态的变例的图。
图33是相同的上述2个实施形态的变例的图。
图34是相同的上述2个实施形态的变例的图。
图35是示出本发明第2-3-3实施形态的液晶面板的结构图。
图36是示出本发明第2-3-4实施形态的液晶面板的变例的图。
图37是示出本发明第2-3-5实施形态的液晶面板的结构图。
图38是示出本发明第2-3-6实施形态的液晶面板的变例的图。
图39是示出本发明第2-3-7实施形态的液晶面板的结构图。
图40是示出本发明第2-3-8实施形态的液晶面板的变例的结构图。
图41是示出本发明第2-4-1实施形态的液晶面板的结构图。
图42是作为上述实施形态之比较例的液晶面板的结构图。
图43是示出本发明第2-4-2实施形态的液晶面板的结构图。
图44是示出本发明第2-4-3和第2-4-4实施形态的液晶面板的结构图。
图45是示出本发明第2-4-5实施形态的液晶面板的结构图。
图46是示出本发明第2-4-6和第2-4-7实施形态的液晶面板的结构图。
图47是示出本发明第2-4-8实施形态的液晶面板的结构图。
图48是示出本发明第2-5-1实施形态的液晶元件的对置基板的结构图。
图49是示出上述实施形态的黑矩阵的凹凸部的结构图。
图50是示出本发明第2-5-2实施形态的液晶元件的阵列基板侧的结构图。
图51是示出上述实施形态的变例的图。
图52是示出上述实施形态的变例的图。
图53是示出本发明第2-5-3实施形态的液晶元件的对置基板侧的结构图。
图54是示出现有的IPS和HS模式的结构图。
图55是示出本发明第2-5-5实施形态的液晶元件的结构图。
图56是上述实施形态的变例的图。
图57是上述实施形态的变例的图。
图58是上述实施形态的变例的图。
图59是示出本发明第2-5-7实施形态的液晶元件的结构图。
图60是示出本发明第2-6-1实施形态的液晶元件图。
图61是上述实施形态的液晶元件的滤色片侧基板的略图。
图62是本发明第2-6-4实施形态的液晶元件的剖面图。
图63是示出本发明第2-7-1实施形态的液晶元件的阵列侧基板的结构图。
图64是上述实施形态的对置基板的结构图。
图65是示出上述实施形态和比较例之不同的图。
图66是示出本发明第2-7-2实施形态的液晶元件的对置基板的结构图。
图67是第2-7-1和第2-7-2实施形态的变例的图。
图68是相同实施形态的其他变例的图。
图69是相同实施形态的其他变例的图。
图70是相同实施形态的其他变例的图。
图71是示出本发明第2-7-3实施形态的液晶元件的阵列基板侧的结构图。
图72是上述实施形态的阵列侧基板的变例的图。
图73是示出本发明第2-7-4实施形态的液晶元件的阵列侧基板的结构图。
图74是示出上述实施形态的阵列侧基板的变例的图。
图75是示出本发明第2-7-5实施形态的液晶元件的阵列基板侧的结构图。
图76是上述实施形态的阵列侧基板的变例的图。
图77是示出作为本发明第2-7-6实施形态的液晶元件的主要部分的阵列基板侧的图。
图78是示出本发明第2-8-1实施形态的主要部分的结构图。
图79是示出采用本发明的反射型液晶显示装置的主要部分的结构图。
图80是采用本发明的液晶光逻辑元件的结构图。
图81是采用本发明的LE显示器的结构图。
图82是示出本发明第1-2-1实施形态的变例的图。
图83是示出本发明的第2大发明组的各实施形态的变例的图。
符号的说明
1 阵列基板
2 对置基板
26 对置基板侧电极
201 密封树脂带
202 封口用树脂
2021 厌气性的封口用树脂
211 封口部的夹具
212 封口部的栓
213 封口部的螺钉
214 封口部的螺孔
3 液晶(层)
4 像素电极
41 存储电容电极(部)
5 公用电极(对置电极)
51 公用电极
6 信号布线(源线)
7 扫描布线(栅线)
8 绝缘层(膜)
80 没有绝缘膜的部分
81 绝缘层(膜)
82 没有绝缘膜的部分
9 取向膜
91 使用或含有发泡剂的离子回收
兼取向用的树脂
10 保护膜(兼绝缘膜等)
100 保护膜(兼绝缘膜等)
11 滤色片
12 黑矩阵、遮光层
123 导电性树脂膜
13 透明导电膜
14 接触孔
15 异物
151 封口树脂中的空气
16 半导体层
17 薄膜晶体管
171 二极管
18 漏
19 光致抗蚀剂
191 残留的光致抗蚀剂
20 曝光掩模
21 摩擦用辊
30 中和电极
60 基板间隔保持用突起物
70 刷子
发明的实施形态下面依据其实施形态对本发明进行说明。{第1大发明组}本大发明组由2个发明组组成,涉及密封液晶注入口的树脂。(第1发明组)
本发明组涉及使密封液晶注入口所用的紫外线固化性等的树脂的内部不进入气泡。
(第1-1-1实施形态)
(这里所谓1-1-1实施形态系指第1大发明组的第1发明组的第1实施形态。)
本实施形态是作为密封液晶注入口用的紫外线固化树脂,选择粘度低的树脂。粘度一低,在注入口涂敷树脂时带入气泡的可能性就减少。特别是若为20Pa·s以下的粘度,则几乎不带入气泡,因而较好。
第2,采取在注入口涂敷紫外线固化树脂时用红外线(I.R.)等对基板侧加热,或者在涂敷树脂后仅对树脂或整个基板加热等方法进行加温,具有实质上使树脂粘度降低的效果。另外,如果通过这样的加温,树脂的粘度达到了20Pa·s以下,则几乎不带入气泡,因而较好。
第3,也可预先在适当的温度下,例如70℃~80℃,加热紫外线固化树脂,使其粘度降低后进行涂敷。如果加热温度过高,则树脂开始固化,所以要在80℃~90℃以下,虽说是因树脂而异,从操作方面看最好是在50℃,更好一些是在40℃为宜。另外,加热后的树脂的粘度在20Pa·s以下为宜。
第4,用现有的方法涂敷紫外线固化树脂,在带入气泡之后对整个基板或树脂部分给予加速度(g),使之产生重力。作为这种方法,有使用例如洗衣机的脱水机那样旋转的装置的方法,也可不用这种方法。借助这样的操作,除气泡、异物外还有水分向与加速度方向相反的方向移动而消失。
另外,这时为保持上下基板的间隔最好是不用玻璃球或玻璃纤维,而是使用光刻法在一块基板上,竭力避开TFT部,制作固定在黑矩阵部的正下方(从用户看为背面侧)而形成的间隔保持用支撑柱。
第5,也可用现有的方法涂敷紫外线固化树脂,在带入气泡之后对整个基板或树脂部分施加振动以消除气泡。另外,作为这时的施加振动的方法,如果使用超声(U.W.)或兆赫级声波(M.W.)是更为有效。
另外,这时如预先加热基板,由于树脂的粘度降低,因而更好。
第6,也可用现有的方法涂敷紫外线固化树脂,在带入气泡之后用硬物、纤维、刷子70之类的物体接触气泡部分以除去气泡。
第7,用现有的方法涂敷紫外线固化树脂,在带入气泡之后用真空泵等对整个基板或树脂部分抽真空(V),使其暴露在低于大气压的环境中,例如0.1个大气压下。这样,气泡的直径会变大,最后破裂而使气泡消失。
第8,用现有的方法涂敷紫外线固化树脂,在带入气泡之后用布等对树脂轻轻擦拭一次。这样做,注入口附近的玻璃表面就留下不存在空气的薄薄的树脂,并且树脂被埋入2块玻璃基板的缝隙间。然后如果再涂敷紫外线固化树脂时,则树脂的涂敷性能变得非常良好,不留下气泡。另外,也可反复进行此工序。
如图11所示,用上述的各种方法在注入口涂敷紫外线固化树脂202后,一照射紫外线,则紫外线固化树脂内完全不混入气泡,因此,紫外线大致均匀地照射(但是有衰减)紫外线固化树脂而不产生大的折射,使全部树脂完全固化。
这样制作的液晶元件,作为其初始特性显示出99%的电压保持率,而且经高温(70℃)试验确认能稳定10000小时,另外连续驱动试验也确认经10000小时其特性无变化。
(第2发明组)
(第1-2-1实施形态)
本实施形态是对图2所示的液晶封入后的密封用树脂使用厌气性树脂,利用薄板加压取代紫外线照射,使树脂固化。
另外,后面将参照附图对本实施形态的变例进行说明。
{第2大发明组}
本第2大发明组涉及防止横向电场方式的液晶元件中的黑点状斑点的发生。
(第1发明组)
本发明是为了防止黑点状斑点的发生,使在基板上形成的电极等的上部(液晶侧)的绝缘膜、兼作绝缘膜的保护膜等的厚度减薄。
下面对本发明组的各发明进行说明。
(第2-1-1实施形态)
(所谓第2-1-1,意味着第2大发明组的第1发明组的第1实施形态。)
下面参照附图对本实施形态进行说明。
在图12中示出了本实施形态的液晶元件。如该图所示,该液晶元件具有像素电极4和公用电极5,这些电极产生的电场大致平行于在阵列侧基板1的整个面上形成的绝缘膜81的表面,在由像素电极4、公用电极5或信号布线6等构成的金属层(严格地说,有时是由ITO等非金属构成的电极。另外,原则上是在金属线、金属电极间,在距基板面的同一高度上存在绝缘物质、取向膜的下部。)与液晶层3之间,作为与上述金属层、液晶层不同的第3层,存在绝缘层8和取向膜9(严格地说,在图12中是绝缘层的上部和取向膜),并存在有该绝缘层8和取向膜9的总厚度小于500的区域。更为详细地说,也有在像素电极4、公用电极5、信号布线6等电极的上、下进行制造的情形,并且还存在另外的通常绝缘膜81、保护膜(未图示)等。而且,作为存在于这些液晶层和金属层之间的第3层的绝缘层、取向膜等的总厚度非常薄,以在1000以下,最好是小于500为宜。再有,在图中为400。
这是由于发生黑斑点缺陷的原因在于离子类成分的局部集中导致的电压保持率降低,从而借助于经电极对集中的离子类进行回收来消除黑斑点缺陷的缘故。亦即,使电极上的绝缘层、取向膜的厚度尽可能地减薄,使得借助于电极,通过它们或从它们的微孔中吸取集中的离子类变得容易。另外,该小于500的薄的区域无需在电极的整个面上形成,局部也可存在小于500之处。但是不言而喻,该区域越多或者越大,效果越好。另外还有,取向膜、并且特别是绝缘层的任何一种也可做成多层结构。
除上述之外,虽然由于图形复杂并且不画自明的关系,没有特地进行图示,但在阵列侧基板上还是以矩阵状设置了TFT等开关元件,信号布线包括向开关元件提供影像信号的影像信号布线和控制开关元件的扫描信号布线。而且,TFT与扫描信号同步地向像素电极传送由影像信号布线而来的影像信号电压。另外,为了在TFT关断期间保持像素电极的电压,设置了存储电容器。并且存储电容器的一个电极与像素电极相连接。而且,作为回收上述离子类的电极可以是包括存储电容器电极在内的在基板上形成的任何电极。另外,作为回收离子类的电极虽然采用了电极、信号布线,但如果特别是像素电极4或公用电极5,则总电极面积增大,而且可容易局部地形成绝缘层和取向膜的总膜厚小于500的区域。进而,如果使像素电极、公用电极这两种电极之上的绝缘层和取向膜的总厚度都小于500,则回收离子类的电极面积增加,这就更好了。
(第2-1-2实施形态)
本实施形态的液晶元件是缺少一部分取向膜的情形。
如图13所示,在本液晶元件中,在像素电极4、公用电极5或信号布线6与液晶层3之间只有绝缘层8存在,并且存在有该绝缘层的厚度小于500的区域。即虽然在像素电极4、公用电极5、信号布线6等电极上存在绝缘膜,并且还有在其上的用于控制液晶取向的取向膜,但在本图中,在像素电极4上,局部地存在没有该取向膜的区域,而且该部分的绝缘层或绝缘膜和通常的绝缘性保护层的厚度小于500。这时由于通过将电极上的绝缘层减得更薄,和设置局部地消除绝缘膜的区域,可以比上述的实施形态更容易借助于电极吸取集中的离子类。
另外,与上述实施形态一样,该小于500的薄的区域无需在电极的整个面上形成,但是该区域越多效果越好。另外,绝缘层也可做成多层,电极可以是存储电容器电极、像素电极、公用电极、信号电极。
另外,在本图中虽未示出,当然是最好在黑矩阵的下部等与开口率、显示特性无关的区域进行设置。
另外,没有该取向膜的部分,最好是制作在对置基板的黑矩阵(图中未示出)的正下方,或者另外用紫外线照射,在给电极以取向性而不扰乱液晶取向的状态下制成极细的带状或点状(针孔状)。为此,也可以进行如下事项:相对于黑矩阵的位置进行调整,或者使用具有这样取向性的物质作电极,或者用光刻法形成针孔等。
(第2-1-3实施形态)
本实施形态是电极等仅经取向膜9与液晶层相接的情形。
在图14中示出了本实施形态的液晶元件。如该图所示,在该液晶元件中,在像素电极4、公用电极5或信号布线6与液晶层3之间只存在取向膜9,并且存在其厚度小于500(在图中为300)的区域。再详细地说,在像素电极4、公用电极5或信号布线6等上,虽然通常存在绝缘膜或保护膜,但这里局部地存在没有这些膜的区域,在该部分只有取向膜,而且其厚度小于500。
据此,与上述实施形态一样,可以经电极回收集中的离子类,消除黑斑点缺陷。亦即,将电极上的取向膜减得更薄。
(第2-1-4实施形态)
本实施形态是一部分(一类)电极等不经绝缘层、取向膜等而直接与液晶层相接的情形。
在图15中示出了本实施形态的液晶元件。如该图所示,在该液晶元件中,存在像素电极4、公用电极5或信号布线6与液晶层3直接接触的区域(图中为像素电极)。再详细地说,虽然通常在像素电极、公用电极或信号布线等上存在绝缘膜或保护膜,但这里形成了完全不存在这些层、膜的区域。据此,由于设置了电极等与液晶直接相接的区域,所以比上面的几种实施形态更容易将集中的离子类吸取至电极上。
(第2-1-5实施形态)
本实施形态涉及上述各实施形态的液晶元件的制造方法。
作为其中(这些实施形态)之一,以有不存在取向膜的区域的实施形态的情形为例进行说明。
本发明的液晶元件的制造方法其特征在于,包括在涂敷取向膜工序之后除去一度涂敷过的取向膜的一部分,或使其脱落的工序。此外,在阵列侧基板上除形成各电极、TFT外,还形成绝缘膜,或者形成取向膜的工序本身与通常的横向电场方式的液晶元件的没有不同。因此,关于它们的说明从略。
作为除去一度形成过的取向膜,或使其脱落的工序的具体内容,有如图16所示的以下这样的手段和方法。
(1)用干法刻蚀或湿法刻蚀使基板的整个面上的取向膜减薄。
在本(1)中,在O3(臭氧)中刻蚀除去由采用旋转涂敷法使其表面与基板面平行地涂敷的有机物构成的取向膜9,其结果使得有电极等存在的部分的取向膜的厚度减薄。
(2)用光刻法减薄,或除去仅在规定区域的取向膜。
在本(2)中,使用了光致抗蚀剂19和曝光掩模20。而且,仅减薄了电极上部的取向膜。
(3)用人造丝或棉布擦拭取向膜表面,借助于摩擦强制地局部剥离取向膜。另外,当这时的摩擦挤入量在0.5mm以上时,施加了对取向膜来说是较强的力,因而容易剥离。
在本(3)中,涂敷后位于电极上的取向膜呈突出的形状,因此,只是该部分被摩擦用辊21强力地挤入。
除上述之外,还有利用取向膜的材料或挤压力,不是严格的剥离,而是产生微小的伤痕或针孔的方法,也可以用这类方法。
(第2发明组)
本第2发明组在于形成中和电极。
下面参照附图对本发明组的液晶元件进行说明。
(第2-2-1实施形态)
在图17中示出了本实施形态的液晶元件的阵列侧的平面,在图18中示出了图17的A-A剖面图。
该液晶元件,当与图4~6所示的现有技术的液晶元件进行比较时,具有中和电极30这一点是很大的不同。
本实施形态的液晶元件是画面的对角线长度为15.2英寸、长宽比为16∶9、分辨率为纵768×横1364RGB的IPS模式TFT液晶显示面板,该面板并液晶元件用如下的方法制作。
在两图,特别是图18中,在以玻璃基板为基础的阵列基板1上,对栅极信号布线7、公用布线5、公用电极5,在用以铝为主成分的金属膜成膜后,通过用光刻法只留下必要的部分,以同一平面状制作图形。还有,栅极信号布线的材料虽然最好是布线电阻低的金属,但并不特别限于铝类金属,此外,理所当然地可以是单层膜,也可以是多层膜。
其次,在淀积铝膜的阳极氧化层和氮化硅(SiNx)作为绝缘膜8,淀积无定形硅作为半导体层17之后(在两图中未作详细图示),除去栅极信号布线7上的一部分绝缘层,用溅射法淀积铝/钛(Al/Ti)两层,再用光刻法形成作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)17、源极信号布线6、像素电极4的图形,并同时在像素电极与公用布线间形成存储电容器41(在图18中未作图示)。进而如图18所示,在用CVD法淀积氮化硅(SiNx)10作为保护层(膜)10后,在其上层形成以铝为主成分的金属膜作为中和电极30,再用光刻法沿栅极信号布线7形成图形,另外,在显示区域外形成各中和电极相连接的状态。此外,在其上部还形成薄的绝缘膜9。
在这样形成的阵列基板1,以及与该阵列基板相向、形成有黑矩阵12和红、绿、蓝(R、G、B)滤色片11的取向(滤色片)基板2的相向面侧,印刷形成取向膜9(AL5417:JSR制),并在进行摩擦后以盒隙为3.5μm的间距将两基板贴合,然后向其内部真空注入液晶3形成IPS面板。另外,注入的液晶是作为p型成分,以苯基环己烷取代氰基为主成分的p型向列液晶。在不施加电场时液晶在上下基板间呈不具有扭曲性的取向,其向矢方向与栅极信号布线7成80度角。另外,因与本发明的宗旨无直接关系而未进行图示的偏振片,在基板的上下以偏振轴相互正交、且其中一片偏振片的偏振轴与液晶的向矢方向一致的方式贴附。
在以如上方式制作的液晶显示面板中,与进行激光修补一样,对栅极信号布线部分照射激光束,使栅极信号布线部分向液晶层露出。
将驱动电路连接到该基板上,在60℃环境温度的中连续工作300小时,直至约300小时未发现由栅极信号布线上的绝缘层缺损部分导致的黑点斑点的发生,在300小时时则发现有微小的黑点斑点的发生。在本实施形态中,由于在像素电极和源极信号布线上不存在绝缘层,电极暴露了出来,所以即使在栅极信号布线上的绝缘层上有缺损部分也能将黑点斑点的发生抑制到最低限度。
另外,在本实施形态中,虽然用以铝为主成分的金属形成中和电极,但也可以用ITO等电极材料形成。
另外,在图17中虽然在源信号布线6上也形成了中和电极30,但也可如局部地示于图19(1)中的那样,以只在栅极信号布线7上形成、在显示区域外各中和电极相互连接的方式形成。这时,能够消除在源极信号布线与中和电极之间形成的寄生电容,能够抑制源极信号的延时。
另外,也可如局部地示于图19(2)的那样,使中和电极30偏离栅极信号布线7而形成。这时,能够减小在栅极信号布线与中和电极之间形成的寄生电容,能够抑制栅极信号的延时。关于在栅极信号布线和中和电极的层间形成的保护层,从抑制寄生电容、降低针孔的产生概率的观点出发,以形成得厚些为好,可以是2000以上,最好是3000以上的厚度。
另外,作为中和电极也可用以金属铬、聚吡咯等导电性高分子为主体的具有遮光性的材料形成,使其对栅极信号布线7与公用电极3之间的间隙、源极信号布线与公用电极之间的间隙进行遮光,如图20所示。这时没有必要形成滤色片基板上的黑矩阵,因而可以减少工时,降低成本。
另外,由于形成中和电极,严格地说,在取向膜表面产生了凹凸。因此,可以选用在紫外线照射下变得具有取向性的树脂。
(比较例1)
作为比较例,制作了仅仅是在像素部的整个面上淀积氮化硅(SiNx)作为保护层之后不形成中和电极这一点上与本实施形态的液晶显示面板不同的液晶显示面板。另外,该面板的像素部的阵列形状的平面与图4所示的相同,其剖面与图5所示的相同。
另外,很自然,在该比较例中,为了按范本方式制成栅极信号布线上的绝缘层的缺损部分,对栅极信号布线部分照射了激光光束,除去了栅极信号布线部的一部分绝缘层。
将驱动电路连接到该面板上,使其在60℃的环境温度中连续驱动,结果发现在20小时时有由栅极信号布线上的绝缘层的缺损部分导致的黑点斑点的发生。
在本比较例中,由于在栅极信号布线上的绝缘层缺损部分附近其他电极全部被绝缘层覆盖,所以认为会在比较短的时间内产生黑斑点。
(第2-2-2实施形态)
在将驱动电路连接至以上述的第1实施形态(以下在这种场合下省略掉“第2-2-”)制成的液晶显示面板的同时,将中和电极的一端与该驱动电路的电源电路连接,并施加+6V的电位。使该基板在60℃的环境温度中连续工作至500小时,未发现由栅极信号布线上的绝缘层的缺损部分导致的黑点斑点的发生。
(第2-2-3实施形态)
在本实施形态中,在对置基板侧形成了中和电极。
因此,除形成中和电极外,制作了与上面的第1实施形态相同的阵列基板。然后在与该基板相向的滤色片基板2的黑矩阵12上,用与上述实施形态相同的方法形成中和电极30的图形。进而,在该两基板的相向面侧,印刷形成取向膜(AL5417:JSR制),并进行摩擦,之后用与上述实施形态相同的工序制作。另外,与进行激光修补一样,同样地对栅极信号布线部分照射激光光束,使栅极信号布线部分向液晶层露出。
在将驱动电路连接至该面板的同时,将中和电极的一端连接至驱动电路的电源,并施加+6V的电位。使该液晶显示面板在60℃的环境温度中连续驱动至500小时,未发现由栅极信号布线上的绝缘层的缺损部分导致的黑点斑点的发生。
在本实施形态中,由于形成了中和电极,所以即使有栅极信号布线上的绝缘层的缺损部分存在,也能防止黑点斑点的发生。另外,在本实施形态中,由于没有将中和电极形成在阵列基板侧,而是形成在滤色片基板侧,所以可以几乎不使栅极信号布线或影像信号布线的寄生电容增加而得到无信号延时的液晶显示面板。
另外,在本实施形态中,虽然在源极信号布线上也形成了中和电极,但也可如局部地示于图22(1)的那样,只在栅极信号布线7上,或只在它的方向上形成。此外,虽然是另外在黑矩阵上形成了中和电极,但也可如局部地示于图22(2)的那样,以导电性材料,例如金属铬、聚吡咯等导电性高分子为主体形成黑矩阵,以黑矩阵12本身作中和电极。这时,由于没有必要另外形成中和电极,所以可以减少工时,降低成本。
(第3发明组)
本发明组组合了绝缘膜等的开口部和相向侧的中和电极。
(第2-3-1实施形态)
图23是本实施形态的液晶面板的阵列基板侧的平面图。
图24(1)是图23的A-A剖面图,(2)是B-B剖面图,(3)是C-C剖面图。
下面对两图所示的液晶面板进行说明。
以下虽然多为所谓的熟知技术,但因也存在与本发明有关的方面,所以对包含TFT在内的其制造方法简单地进行说明。
在玻璃基板1上,作为金属布线形成矩阵状的影像信号线(源线)6和扫描信号线(栅线)7,在其交点处作为有源元件(开关元件)形成了半导体层(TFT:Thin Film Transistor,薄膜晶体管)。
用Al之类的金属在玻璃基板1上有选择地(在规定位置上)形成栅电极7和公用电极5。
其次,用等离子体CVD法依次形成3000厚的、构成第1栅绝缘膜以及保护膜10的SiNx,形成500厚的、构成晶体管的沟道部的半导体层(无定形硅层),形成1500厚的、构成刻蚀中止层兼保护膜100的SiNx。这时如图24(3)所示,作为晶体管沟道部的形成方法,形成比栅电极小的栅电极上的绝缘膜SiNx作为腐蚀中止层,再用等离子体CVD法在其上形成500厚的、含磷的n+无定形硅层,得到欧姆结(n+:为高浓度掺杂,n型杂质的添加比例高)。
其次,在形成电极等的边缘部分形成接触孔,实现与布线部分接触。
其次,用Al/Ti等金属4000的厚度形成信号布线(源线)6、漏线、像素电极4。
之后,为保护布线,用等离子体CVD法形成3500厚的SiNx作为第2绝缘膜(钝化膜)或保护膜10。
可是这时,在将基板清洗之后,借助于利用转盘涂敷抗蚀剂,进行掩模曝光,有选择地(在部分区域上)形成第2绝缘膜(钝化膜)10,使得在像素部分存在未形成绝缘膜(或保护膜10)的一部分的区域80。具体而言,如图23的中央或图24(1)所示,在存储电容器4上的部分区域80上不形成第2绝缘膜(钝化膜)10。
然后在进行显影、烘干,并借助于RIE(reactive ion etching:反应性离子刻蚀)进行干法刻蚀后除去抗蚀剂。
其次,在附有滤色片11的对置的玻璃基板2侧的黑矩阵12部分形成Al电极30作为中和电极。
在该Al电极上有选择地(仅在部分区域上)形成SiNx作为绝缘膜。这时,除去部分绝缘膜,使得可以对在对置电极侧产生的离子进行非离子化。
图25是示出对置的玻璃基板侧的结构的上表面图。
图26(1)是图25的A-A剖面图,(2)是B-B剖面图。在该图26中,82是对置基板侧的绝缘膜,820是位于中和电极兼黑矩阵12的正下方的它的一部分缺损部。另外,9是取向膜,10是保护膜,11是滤色片。
其次,在附有滤色片11的对置的玻璃基板2和有阵列形成的基板1上印刷取向膜9(AL5417:JSR制),并使其固化,对其进行摩擦。
其次,在玻璃基板的边缘部印刷密封树脂(Stract粘结剂:三井东压制)。在密封树脂中掺入4.0μm的玻璃纤维(日本电气硝子制)作为衬垫。
之后,为保持基板间隔,在显示区域内散布直径为3.5μm的树脂球(Eposter-GP-HC:日本触媒(株)制)作为衬垫。
之后,将两基板贴合在一起,在150℃下加热2小时使密封树脂固化。
用真空注入法(借助于将空面板置于减压后的槽内,使空面板内为真空之后,让注入口与液晶接触,并使槽内恢复至常压,而将液晶注入面板内的方法)向以如上方法制作的空面板中注入介电常数各向异性为正的液晶3。
(表1)中示出了所用的液晶及其电阻率。
(表1)
电阻率(Ω·cm) | 显示图像的长时间保留 | |
液晶A | 大于1011,小于1012 | ○ |
液晶B | 大于1012,小于1013 | ○ |
液晶C | 大于1013,小于1014 | △ |
液晶D | 大于1014,小于1015 | × |
之后,用光固化性树脂(Locktite 352A:日本Locktite制)作为对液晶面板注入口的封口树脂在整个注入口进行涂敷,再以10mW/cm2的光照射5分钟使封口树脂固化。
之后,在这些基板的上下(玻璃基板的外侧)粘贴偏振片(NPF-HEG1425DU:日东电工制,无图示)。
作为比较例,制作了(表2)所示的的面板。
(表2)
阵列基板侧绝缘膜 | 对置基板侧电极 | 对置基板侧绝缘膜 | 黑点状斑点的大小 | |
本发明 | 除去绝缘膜 | 有 | 除去绝缘膜 | 0.1mm |
比较例1 | 未除去绝缘膜 | 无 | — | 5mm |
比较例2 | 未除去绝缘膜 | 有 | 未除去绝缘膜 | 5mm |
比较例3 | 未除去绝缘膜 | 有 | 除去绝缘膜 | 2mm |
比较例4 | 除去绝缘膜 | 无 | — | 2mm |
比较例5 | 除去绝缘膜 | 有 | 未除去绝缘膜 | 2mm |
在比较例1、2中,由于用于使集中在栅极电位的离子非离子化的电极未露出,故黑点状斑点大。
在比较例3中,阵列基板的绝缘膜虽未除去,但在对置基板侧形成了用于非离子化的电极,因此黑点状斑点虽比比较例1、2减小,但还不十分小。
在比较例4、5中,由于除去了阵列基板的绝缘膜,所以能够在某种程度上使集中在栅极电位的离子非离子化,但是由于在对置基板侧未形成用于非离子化的电极,或者对置基板侧的电极未露出,所以黑点状斑点虽比比较例1、2减小,但还不十分小。
在本实施形态中,由于除去了阵列基板侧的绝缘膜,并且还在对置基板侧形成了用于非离子化的电极,故而黑点状斑点能够被抑制得十分小,达0.1mm以下。
另外,在图27中概念性地示出了本实施形态和比较例的不同。
用激光照射这些面板的栅极部分,使栅极电位露出,再将其置入70℃的高温槽中驱动12小时后,进行了中间色调显示以作为评价。
将对置基板侧的中和电极的电位设定得与阵列基板侧的公用电极同电位。
其结果如表2所示,在比较例1、2中,由于用于使集中在栅极电位的离子非离子化的电极未露出,故黑点状斑点变大。
在比较例3中,阵列基板的绝缘膜虽未除去,但在对置基板侧形成了用于非离子化的电极,因此黑点状斑点虽比比较例1、2减小,但还不十分小。
在比较例4、5中,由于除去了阵列基板的绝缘膜,所以能够在某种程度上使集中在栅极电位的离子非离子化,但是由于在对置基板侧未形成用于非离子化的电极,或者对置基板侧的电极未露出,所以黑点状斑点虽比比较例1、2减小,但还不十分小。
在本发明中,由于除去了阵列基板侧的绝缘膜,并且还在对置基板侧形成了用于非离子化的电极,故而黑点状斑点能够被抑制得十分小,达0.1mm以下。
另外,由表1可知,通过使液晶的电阻率小于1013Ω·cm,可以得到无显示图像长时间保留的良好显示。
(第2-3-2实施形态)
在图28中示出了本实施形态的液晶面板的对置玻璃基板侧的结构。
该图的(1)是平面图,(2)是(1)的剖面图。
在上面的实施形态中,除去了对置基板侧的中和电极上的一部分绝缘膜,而在本实施形态中,在对置基板侧的黑矩阵兼中和电极12上完全不形成绝缘膜。
其他方面与上面的实施形态相同。
在做成如本图那样时,由于在中和电极上完全没有绝缘膜形成,所以与上面的实施形态相比,更能抑制黑点状斑点的发生。
在本实施形态等中,虽然如图23那样除去了存储电容器上的像素电极上的绝缘膜,但也可以如图29和30所示,除去信号布线电极6上(在图中为上下方向),或像素电极4上(在图中为像素的中央部分),或在以跨这些电极等的方式的其他组合上的除去部分80。
另外,也可如图31所示,将公用电极5形成在比像素电极4还要靠上处,除去公用电极上的一部分绝缘膜。
另外,也可如图32所示,将公用电极5和像素电极4形成在同一层上,除去其上的一部分绝缘膜。
另外,在本实施形态等中,作为在对置基板侧形成的电极,虽然如图25和28所示,在黑矩阵部以矩阵状形成,但也可以如图33(1)所示,只在箭头所示的与信号布线电极6对应的方向、部分,或同样地如该图33(2)所示,只在与扫描布线7对应的部分、方向等处形成,也可如图34所示,形成为岛状。
(第2-3-3实施形态)
在上面的2个实施形态中,作为除去第2绝缘膜的部位,只是除去存储电容器上的一部分,而在本实施形态中,如图35(1)所示,仅在作为开关元件的TFT的上部形成第2绝缘膜(钝化膜)10(即,如(2)所示,在像素电极4上完全不形成绝缘膜)。其他方面与前面的实施形态相同。
在图35中示出了本实施形态的液晶面板的结构。
该图的(1)是平面图,(2)是其剖面图。
另外,在对置基板侧,也如图25所示,在中和电极上形成了一部分绝缘膜未形成的部位。
通过做成这样的结构,由于在像素电极上完全没有绝缘膜形成,所以与上面的2个实施形态相比,更能够抑制黑点状斑点的发生。
(第2-3-4实施形态)
在本实施形态中,与上面的实施形态不同,未在对置基板侧形成绝缘膜,其他方面与上面的实施形态相同。
即,在对置基板侧如图28所示,不形成绝缘膜,在阵列基板侧如图35所示,仅在作为开关元件的TFT的上部形成第2绝缘膜(钝化膜)10(即,在像素电极4上完全不形成绝缘膜)。
通过这样制作,由于在像素电极上和对置基板侧的黑矩阵兼中和电极上完全没有形成绝缘膜,所以与上面的3个实施形态相比,更能够抑制黑点状斑点的发生。
在本实施形态和上面的实施形态中,也可将对置基板侧制成如图33和图35所示的那样,另外,在阵列基板侧,也可如图36所示在扫描布线电极上或信号布线电极上,或者在扫描布线电极上和信号布线电极上形成绝缘膜10。
(第2-3-5实施形态)
在图37中示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在上面的实施形态中,在玻璃基板上形成了扫描线和公用电极,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上形成了半导体层、信号线、像素电极,而在本实施形态中,在玻璃基板上形成了信号线、漏极、像素电极、半导体层,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上有选择地形成了扫描线和公用电极。
即,在上面的第3实施形态中,在部分像素电极上无绝缘膜,在公用电极上形成了绝缘膜,而在本实施形态中,在像素电极上形成了绝缘膜,在公用电极上未形成绝缘膜。
另外,对置基板的形成与第1实施形态的相同。
另外,在对置基板侧,如图25所示,在中和电极或中和电极兼黑矩阵上形成了一部分绝缘膜未形成的部位、区域。
由于借助于这样除去公用电极上的绝缘膜和对置基板上的中和电极上的一部分绝缘膜,集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有黑点状斑点的、有良好显示品质的液晶面板。
(第2-3-6实施形态)
在上面的第5实施形态中,在对置基板侧设置了有绝缘膜形成的部位,而在本实施形态中,不形成绝缘膜。其他方面与上面的第5实施形态相同。
即,在对置基板侧如图28所示,不形成绝缘膜,在阵列基板侧如图37所示,仅在作为开关元件的TFT的上部形成绝缘膜(钝化膜)(即,在公用电极上完全不形成绝缘膜)。
通过这样制作,由于在公用电极上和对置基板侧的中和电极上完全没有绝缘膜形成,所以与上面的第5实施形态相比,更能够抑制黑点状斑点的发生。
在本实施形态和上面的第5实施形态中,也可将对置基板侧制成如图33和图34所示的那样。另外,在阵列基板侧,除了如图38所示在扫描布线电极上形成保护膜或兼作保护膜的绝缘膜10外,也可在信号布线电极上,或者在扫描布线电极上和信号布线电极上形成绝缘膜。
(第2-3-7实施形态)
在图39中示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在前面的第3实施形态中,在玻璃基板1上形成了扫描线和公用电极,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上形成了半导体层、信号线、像素电极,而在本实施形态中,在玻璃基板1上形成了信号线6、漏极、像素电极4、半导体层,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上有选择地形成了扫描线7、公用电极5和像素电极4。
即,在本实施形态中,在同一层上形成像素电极和公用电极一事与第1实施形态相同。
在对置基板侧,如图25所示,在中和电极上形成了一部分绝缘膜未形成的部位。
由于借助于如此除去像素电极上和公用电极上的绝缘膜,以及对置基板上的中和电极上的一部分绝缘膜,集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有黑点状斑点的、有良好显示品质的液晶面板。
(第2-3-8实施形态)
在上面的第7实施形态中,在对置基板侧设置了有绝缘膜形成的部位,而在本实施形态中,在对置基板侧不形成绝缘膜。其他方面与上面的实施形态相同。
即,在对置基板侧如图28所示,不形成绝缘膜,在阵列基板侧如图39所示,仅在作为开关元件的TFT的上部形成绝缘膜(钝化膜)(即,在公用电极上完全不形成绝缘膜)。
根据这样的结构,由于在公用电极上和对置基板侧的中和电极上完全不形成绝缘膜,所以与上面的实施形态相比,更能够抑制黑点状斑点的发生。
另外,在本实施形态等中,对置基板侧也可是如图33和图34所示的形状,另外,在阵列基板侧,也可如图40所示在扫描布线电极上或信号布线电极上,或者在扫描布线电极上和信号布线电极上形成绝缘膜。
(第4发明组)
本发明组是以除TFT部分外的最上部(液晶层侧)的金属层(电极信号线)为开口部。
(第2-4-1实施形态)
在图41中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
该图的(1)是平面图,(2)是它的A-A剖面图。(3)是B-B剖面的阵列基板侧的图。(4)是其(同样的)C-C剖面的阵列基板侧的图。另外,B-B剖面和C-C剖面的对置基板与A-A剖面的相同,因此图示从略。
下面参照该图对该液晶面板进行说明。
在玻璃基板1上,作为金属布线形成了矩阵状的影像信号线(源线)6和扫描信号线(栅线)7,在其交点处作为有源元件(开关元件)形成了半导体层(TFT)16。
关于其形成,首先,(最初)用Al之类的金属在玻璃基板1上有选择地形成栅电极7和对置电极5。
其次,用等离子体CVD法依次形成3000厚的、构成第1栅绝缘膜8的SiNx,形成500厚的、构成晶体管的沟道部的半导体层(无定形硅层),形成1500厚的、构成刻蚀中止层的SiNx。
这时,如图41(4)所示,作为晶体管沟道部的形成方法,形成比栅电极小的栅电极上的绝缘膜SiNx作为刻蚀中止层,再用等离子体CVD法在其上形成500厚的、含磷的n+无定形硅层,得到欧姆结(n+:为高浓度掺杂,n型杂质的添加比例高)。
其次,在形成电极等的周边部分形成接触孔,实现与布线部分接触。
其次,用Al/Ti等金属形成4000厚的信号布线(源线)6、漏线、像素电极4。
之后,为保护布线,用等离子体CVD法形成3500厚的SiNx作为第2绝缘膜(钝化膜)10。
将基板清洗后借助于利用转盘涂敷抗蚀剂,进行掩模曝光,仅在作为开关元件的TFT的上部形成第2绝缘膜(钝化膜)10(即,如图41的剖面图所示在像素电极4上不形成绝缘膜)。
之后,在进行显影、烘干,并借助于RIE进行干法刻蚀后除去抗蚀剂。
另外,作为比较例,还制作了如图42所示的在全部像素上形成第2绝缘膜的面板。
用激光照射这些基板的栅极部分,使栅极电位露出。
其次,在附有滤色片11的对置的玻璃基板2和有阵列形成的基板1上印刷取向膜9(AL5417:JSR制),并进行摩擦。
摩擦在沿阵列基板的信号布线(源线)6的方向进行,并以阵列基板1和滤色片基板2的摩擦方向相平行的方式进行。
其次,在玻璃基板2的边缘部印刷密封树脂(Stract粘结剂:三井东压制)。
在密封树脂中掺入4.0μm的玻璃纤维(日本电气硝子制)作为衬垫。
之后,为保持基板间隔,在显示区域内散布直径为3.5μm的树脂球(Eposter-GP-HC:日本触媒(株)制)作为衬垫。
之后,将基板1和对置基板2贴合在一起,在150℃下加热2小时使密封树脂固化。
用真空注入法(借助于将空面板置于减压后的槽内,使空面板内为真空之后,让注入口与液晶接触,并使槽内恢复至常压,而将液晶注入面板内的方法)向以如上方法制作的空面板中注入介电常数各向异性为正的液晶3。
(表1)中示出了所用的液晶及其电阻率。
(表1)
电阻率(Ω·cm) | 显示图像的长时间保留 | |
液晶A | 大于1011,小于1012 | ○ |
液晶B | 大于1012,小于1013 | ○ |
液晶C | 大于1013,小于1014 | △ |
液晶D | 大于1014,小于1015 | × |
之后,用光固化性树脂(Locktite 352A:日本Locktite制)作为对液晶面板注入口的封口树脂在整个注入口进行涂敷,再以10mW/cm2的光照射5分钟使封口树脂固化。
在该基板1、2的上下(玻璃基板的外侧)粘贴偏振片(NPF-HEG1425DU:日东电工制)。
当将这些面板置入70℃的高温槽中驱动12小时后,进行中间色调显示以作评价时,与在全部像素上形成SiNx的现有液晶面板上从激光照射的部位产生显示斑点相对照,在除去了像素电极上部的绝缘膜的面板中能够观察到没有显示斑点的良好显示。
由于借助除去像素电极上部绝缘膜,集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有显示斑点的、显示品质良好的液晶面板。
另外,由表1可知,通过使液晶的电阻率小于1013Ω·cm,可以得到无显示图像长时间保留的良好显示。
还有,以往虽然在整个像素部形成了第2绝缘膜,但在取出电极的周边部分未形成。因此,需要实现此目标的工序。而在本实施形态中,虽然在像素内形成了无第2绝缘膜形成的部位,但仅将现有的掩模加以改变就可以了,所以工序数未变。
(第2-4-2实施形态)
在图43中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
该图的(1)是平面图,(2)~(4)是剖面图。另外,对置基板侧的B-B剖面、C-C剖面与A-A剖面的相同。
在本实施形态中,除将第2绝缘膜81在TFT上和信号布线(源极布线)6上形成之外,与上面的实施形态相同。
关于摩擦的方向,沿阵列基板的信号布线(源线)6进行,并在阵列基板和滤色片基板上以摩擦方向相平行的方式进行。
通过制成该图那样的结构,能保护TFT和(源极)信号布线6。
另外,由于第2绝缘膜沿信号布线形成,摩擦也沿源极信号布线进行,所以在摩擦时绝缘膜不造成干扰,因而能得到良好的取向。
(第2-4-3实施形态)
在图44(1)中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在该图中,81是TFT上的绝缘膜。除将该第2绝缘膜81在TFT17上和扫描布线(栅极布线)7上形成、摩擦方向以及液晶以外,与前面的第1实施形态相同。
通过制成这样的结构,可以保护TFT和扫描布线7。
另外,由于第2绝缘膜81沿扫描布线7形成,摩擦也沿扫描布线进行,所以在摩擦时绝缘膜不造成干扰,因而能得到良好的取向。在第1实施形态中使用了介电常数各向异性为正的液晶,而在本实施形态中,借助于使用介电常数各向异性为负的液晶,可将摩擦方向定在扫描布线方向。
(第2-4-4实施形态)
在图44(2)中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在本实施形态中,除将第2绝缘膜81在TFT17上、信号布线(源极布线)6和扫描布线(栅极布线)7上形成以外,与第1实施形态相同。
通过制成这样的结构,可以保护TFT、信号布线和扫描布线。
(第2-4-5实施形态)
在图45中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在该图中,所有对置基板侧皆与A-A剖面的相同。
在第1实施形态中,在玻璃基板1上形成扫描线和对置电极,在其上形成第1绝缘膜,再在其上形成半导体层、信号线、像素电极,再在其上局部地形成第2绝缘膜,而在本实施形态中,在玻璃基板上形成信号线6、漏极、像素电极4、半导体层16,在其上形成第1绝缘膜8,再在其上有选择地形成扫描线7和对置电极5,再在其上局部地形成第2绝缘膜81。
即,在第1实施形态中,在像素电极4上无绝缘膜,在对置电极上形成了绝缘膜,而在本实施形态中,是在像素电极4上形成绝缘膜81,在对置电极5上不形成绝缘膜的结构。
通过这样进行制造,由于集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有显示斑点的、显示品质良好的液晶面板。
(第2-4-6实施形态)
在图46(1)中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在本实施形态中,除将第2绝缘膜在TFT上和信号布线(源极布线)6上形成以外,与上面的第5实施形态相同。
关于摩擦的方向,也是在沿阵列基板的信号布线(源线)的方向进行,并以阵列基板和滤色片基板的摩擦方向为平行方向的方式进行。
通过这样进行制造,可以保护TFT和信号布线。
另外,由于第2绝缘膜沿信号布线形成,摩擦也沿信号布线进行,所以在摩擦时绝缘膜不造成干扰,因而能得到良好的取向。
(第2-4-7实施形态)
在图46(2)中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在本实施形态中,除将第2绝缘膜在TFT上和扫描布线(栅极布线)7上形成、摩擦方向以及液晶以外,与前面的第5实施形态相同。
通过这样进行制造,可以保护TFT和扫描布线。
另外,由于第2绝缘膜沿扫描布线形成,摩擦也沿扫描布线进行,所以在摩擦时绝缘膜不造成干扰,因而能得到良好的取向。
(第2-4-8实施形态)
在图47中,示出了本实施形态的液晶面板的结构。
在本实施形态中,除将第2绝缘膜在TFT上、信号布线(源极布线)和扫描布线(栅极布线)上形成以外,与前面的第5实施形态相同。
通过制成这样的结构,可以保护TFT、信号布线和扫描布线。
另外,当未形成第2绝缘膜的部分过于小时,则集中在栅极电位部的离子回收不尽,所以未形成第2绝缘膜的部分有必要不在全部像素电极上或全部对置电极上形成。
另外,如果在像素电极和对置电极的任何一方上都不形成绝缘膜,则发生短路等问题,因此是不可以的。
(第5发明组)
本发明组涉及在黑矩阵等上设置凹凸结构。
(第2-5-1实施形态)
在图48中示出了本实施形态的液晶元件的对置(滤色片侧)基板侧的结构。
下面参照该图对该液晶元件进行说明。
另外,阵列基板侧用图4所示的与现有方法相同的方法制作。
即,在玻璃基板1上,作为金属布线形成矩阵状的图像信号线(源极)和扫描信号线(栅极),在其交点处形成半导体层(TFT)作为有源元件(开关元件)。
用Al之类的金属在玻璃基板1上有选择地形成栅电极和公用电极5。
其次,用等离子体CVD法依次形成3000厚的、构成第1栅绝缘膜的SiNx,形成500厚的、构成晶体管的沟道部的半导体层(无定形硅层),形成1500厚的、构成刻蚀中止层的SiNx。这时,作为晶体管沟道部的形成方法,形成比栅电极小的栅电极上的绝缘膜SiNx作为刻蚀中止层,再用等离子体CVD法在其上形成500厚的、含磷的n+无定形硅层41,得到欧姆结(n+:为高浓度掺杂,n型杂质的添加比例高)。
其次,在形成电极等的周边部分形成接触孔,实现与布线部分接触。
其次,用Al/Ti等金属形成4000厚的信号布线(源线)6、漏线、像素电极。
之后,为保护布线,用等离子体CVD法形成3500厚的SiNx作为第2绝缘膜(钝化膜)。
然后,制成图48(2)所示的、附有滤色片11的对置玻璃基板侧的导电性黑矩阵部的一部分与取向膜相接的结构。进而在对置基板2的黑矩阵12上,如图48(2)所示形成凹凸部以增大表面积,使得也能对在对置基板侧产生的离子进行非离子化。
作为导电性黑矩阵的形成方法,将导电性金属掺入树脂中而形成。凹凸结构通过对该黑矩阵局部地两次构制图形、层叠而制成。
作为凹凸部的结构,制作了以凹部和凸部之差为0.1μm的方式形成的结构以及以凹部和凸部之差为0.3μm的方式形成的结构2种。本图的(2)示出了表示凹凸部的结构的图解式图。
通过这样制作,黑矩阵的实际表面积,与不形成凹凸的场合相比,分别为其约2倍和约6倍。
其次,在附有滤色片的对置玻璃基板2和有阵列形成的基板1的内表面(液晶)侧印刷取向膜9(AL5417:JSR制),使之固化,并进行摩擦。
其次,在玻璃基板2的边缘部印刷密封树脂(Stract粘结剂:三井东压制)。在密封树脂中掺入4.0μm的玻璃纤维(日本电气硝子制)作为衬垫。
之后,为保持基板间隔,在显示区域内散布直径为3.5μm的树脂球(Eposter-GP-HC:日本触媒(株)制)作为衬垫。
之后,将基板1和对置基板2贴合在一起,在150℃下加热2小时使密封树脂固化。
用真空注入法(借助于将空面板置于减压后的槽内,使空面板内为真空之后,让注入口与液晶接触,并使槽内恢复至常压,而将液晶注入面板内的方法)向以如上的方法制作的空面板中注入介电常数各向异性为正的液晶。在表1中示出了所用的液晶及其电阻率。(表1)
电阻率(Ω·cm) | 显示图像的长时间保留 | |
液晶A | 大于1011、小于1012 | ○ |
液晶B | 大于1012、小于1013 | ○ |
液晶C | 大于1013、小于1014 | △ |
液晶D | 大于1014、小于1015 | × |
之后,用光固化性树脂(Locktite 352A:日本Locktite制)作为对液晶元件注入口的封口树脂在整个注入口进行涂敷,再以10mW/cm2的光照射5分钟使封口树脂固化。
在两基板的上下(玻璃基板的外侧)粘贴偏振片(NPF-HEG1425DU:日东电工制)。
作为比较例,制作了在对置基板侧的黑矩阵上未形成凹凸的面板。
用激光照射这些面板的栅极部分,使栅极电位露出,再将其置入70℃的高温槽中驱动12小时后,进行中间色调显示以作评价。
将对置基板侧的黑矩阵的电位设定得与阵列基板侧的公用电极同电位。
其结果是,在本实施形态中,由于在黑矩阵上形成了凹凸,故回收离子的面积相应地增大,因而能够将黑点状斑点抑制得很小。
在以凹凸部之差为0.1μm的方式形成的结构中,黑点状斑点的直径在0.1mm以下,在以凹凸部之差为0.3μm的方式形成的结构中,黑点状斑点完全不发生,与此相对照,在比较例中使用的面板中产生了3mm的黑点状斑点。
另外,由表1可知,通过使液晶的电阻率小于1013Ω·cm,可以得到无显示图像长时间保留的良好显示。
(第2-5-2实施形态)
在图49中,示出了本实施形态的液晶元件的阵列基板侧的结构。
在图50(1)和(2)中示出了其剖面。
在上面的第1实施形态中在对置基板侧制作了黑矩阵12,而在本实施形态中则如图50(3)所示,在阵列基板侧制作了凹凸状的黑矩阵12。其他方面与上面的第1实施形态相同。
通过这样制作,由于在黑矩阵上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大,进而能得到不产生黑点状斑点的良好显示。
在本实施形态中,制成了黑矩阵包围像素的结构,但也可以如图51所示仅在与扫描布线(栅线)7对应的部分形成,或仅在与信号布线(源线)6对应的部分形成。
另外,也可如图52所示,形成岛状。还有,关于该矩阵,当然它也可以不只是在滤色片的各色彩用的像素之间存在,而且还是起保护TFT、防止光引起的误动作等作用的遮光膜(层)。
另外,理所当然地,在与滤色片侧基板的纯粹黑矩阵相比凹凸宽度狭窄等的场合,不仅在本来就与液晶相接的上表面,而且也可在侧面形成。
(第2-5-3实施形态)
在图53中示出了本发明的第2-5-3实施形态的液晶元件的结构。
在上面的第1实施形态中,在导电性黑矩阵上形成了凹凸,而在本实施形态中,则是在对置基板的黑矩阵部上形成外覆盖层,在其上形成凹凸状的中和电极30。然后使该凹凸状的电极的电位成为与公用电极相同的电位。其他方面与上面的第1实施形态相同。
通过这样制作,由于在电极上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大,能够得到不产生黑点状斑点的良好显示。
(第2-5-4实施形态)
在上面的第3实施形态中,在对置基板侧形成了凹凸状的中和电极,在本实施形态中,由于除剖面的上下相颠倒外与图53所示的大体相同,所以虽未特地进行图示,但凹凸状的中和电极是在阵列基板侧形成的。其他方面与上面的第3实施形态相同。
在本实施形态中,由于在中和电极上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大(加宽),能够得到不产生黑点状斑点的良好显示。
亦即,由于集中在栅极电位部的离子向中和电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有黑点状斑点的、显示品质良好的液晶元件。
另外,在本实施形态中,中和电极是在像素电极、各信号布线之外另外形成的。
(第2-5-5实施形态)
图54(1)是示出现有的IPS的剖面结构的图,(2)是示出作为现有的IPS的改进型在对置基板侧形成电极的HS模式(HybridSwitching Mode,混合开关模式)的结构的剖面图。
在这些模式中,也与IPS模式一样产生黑点状斑点。
在图55中示出了本实施形态的液晶元件的结构。
下面对该图所示的液晶元件的实施形态进行说明。
在前面的第3实施形态中,在对置基板侧的黑矩阵部分形成了凹凸状的中和电极30,而在本实施形态中,如图55(2)所示,在黑矩阵以外的部分形成凹凸状的中和电极。其他方面与前面的第3实施形态相同。
在本实施形态中,由于在电极上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大,能够得到不产生黑点状斑点的良好显示。
另外,在本实施形态中,虽然未在黑矩阵部分形成电极,但也可如图56所示,在该部分形成电极。另外,也可如图57所示,仅将在黑矩阵部分形成的电极制成凹凸状,或者如图58所示,将在黑矩阵部分形成的电极和在其以外的部分形成的电极两者都形成凹凸状。
(第2-5-6实施形态)
在上面的第5实施形态中,在对置基板侧形成了凹凸状的中和电极,而本实施形态是在阵列基板侧形成凹凸状的中和电极。其他方面与第5实施形态相同。
在本实施形态中,由于在电极上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大,能够得到不产生黑点状斑点的良好显示。
(第2-5-7实施形态)
在图59(1)中示出了本实施形态的液晶元件的剖面结构。
在上面的第5实施形态中,在对置基板侧形成了凹凸状的中和电极,而本实施形态是将对置基板侧的黑矩阵形成凹凸状。其他方面与第5实施形态相同。
在本实施形态中,由于在黑矩阵上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大,能够得到不产生黑点状斑点的良好显示。
除以上所述外,也可如图59(2)所示,在对置基板侧形成的中和电极30和黑矩阵12两者之上形成凹凸。或者也可如(3)和(4)所示,在外覆盖层上形成电极或黑矩阵。
(第2-5-8实施形态)
在上面的第7实施形态中,在对置基板侧形成了黑矩阵,而在本实施形态中是在阵列基板侧形成,其他方面与第7实施形态相同。在本实施形态中,由于在黑矩阵上形成了凹凸,所以回收离子的面积增大,能够得到不产生黑点状斑点的良好显示。
另外,在本发明组的实施形态中,作为凹凸的形成方法,虽然采用了局部地重复2次构制图形、层叠的方法,但当然,凹凸也可以用吹砂器等形成细点,或用蒸发等其他方法形成。另外,如果采用半色调曝光,通过1次曝光也能形成高度不同的膜。
另外,理所当然,凹凸的形状也可以是点状,也可以是条形、圆形或多边形之类的图形。
(第6发明组)
本发明是采用导电性遮光膜的发明。
以下根据其实施形态对本发明组的液晶元件进行说明。
(第2-6-1实施形态)
本实施形态的液晶元件是下述结构的液晶元件:如图60所示,用在其上部外表面形成了透明导电膜13的玻璃基板上形成称为黑矩阵的遮光层12、滤色片11、取向膜9的滤色片侧基板2和以例如在玻璃基板上配备公用电极5、绝缘层8、信号电极6、像素电极4、上部第2绝缘层81的In-Plane-Switching(IPS:面内开关)模式为目的的薄膜晶体管(TFT)基板1(在图中省略了TFT部分)这2块基板夹住液晶3,在该液晶元件中,以存在直接与液晶3相接的区域120的方式制作遮光层12。
借助于液晶如此直接与导电性遮光层相接,即使譬如说液晶中产生了离子性杂质,并进行了集中,该导电性遮光层也能进行液晶中所含的离子性物质和电子的交换,使离子性杂质变成非离子性的。因此黑斑点缺陷不会产生。
液晶直接与该导电性遮光层相接的区域可以在任何部分,也可以有任意的个数,不过当然是总接触面积越大,效果越好。
另外,在图61(1)中虽然只示出了滤色片侧基板的图,但是只要在红色滤色片111、绿色滤色片112、蓝色滤色片113的边界部分,以及遮光层开口部120之间的部分,总之,如以围绕在显示像素周围的方式配置液晶与遮光层相接的的区域115,则即使存在譬如杂质离子,离子性杂质的扩散也被抑制在1个像素内,黑斑点缺陷的大小变得在1个像素以下,因而这样是比较好的。另外,如(2)和(3)所示,当在信号线方向或扫描线方向以条形连续地配置液晶与遮光层相接的区域时,杂质离子在横向、纵向的移动可完全不发生。进而如(4)所示,借助于用液晶层与所有遮光层相接的区域205将像素的周围围住,能够得到最好的效果。
(第2-6-2实施形态)
在本实施形态的液晶元件中,在遮光层和液晶层之间存在取向膜层。即,液晶直接与取向膜相接,而取向膜直接与遮光膜相接。
由于取向膜通常非常薄,在2000以下,所以在取向膜上存在许多针孔。因此,例如当在液晶中有作为产生黑斑点缺陷的原因的离子性杂质存在时,与不存在取向膜时一样,在导电性遮光膜和离子性杂质之间能够进行离子交换。
另外,取向膜,特别是IPS模式中用的取向膜,一般地说其极性强,因而易吸附离子性杂质。因此,由于离子性杂质一旦吸附在取向膜上后就与导电性遮光膜进行电子交换,所以能够更有效地除去杂质离子。
另外,由于遮光层经取向膜与液晶相接的区域的形状、配置、面积等与上面的实施形态的相同,故不再重复说明。
(第2-6-3实施形态)
本实施形态涉及外覆盖层的除去。
在以上2个实施形态中虽完全未触及到外覆盖层,但当然,在开口部分等也可存在外覆盖层。但是,如果在液晶层与遮光层相接的区域,或者液晶层经取向膜与遮光层相接的区域部分存在外覆盖层,则没有效果。
因此,在本实施形态的液晶元件中,用感光性树脂形成外覆盖层,并用光刻法预先除去形成遮光层/外覆盖层/液晶这种结构的部分的,或者形成遮光层/外覆盖层/取向膜/液晶的部分的外覆盖层部分。据此,虽然是使用了附有外覆盖层的滤色片基板,但是能够制作不产生黑白斑点的液晶元件。
(第2-6-4实施形态)
其次,是关于本实施形态的液晶元件的驱动,将导电性遮光层设定为与公用电极大致相同的电位。据此,可求得防止由保持遮光层电位引起的,和由像素部的光泄露等引起的对比度降低,另外与不施加电位时相比,离子类容易移动,因而离子的除去速度增加。
在本实施形态的液晶元件中,如图62所示,与遮光层12或由它延伸的遮光层大致同电位的布线122和与公用电极或由它延伸的部分大致同电位的布线51,在滤色片侧基板和TFT侧基板间至少通过1种以上的导电性物质123进行电连接。通过这样制作,能够同时驱动遮光层的电位和阵列基板的公用电极的电位,可以不增加新的取出布线。作为导电性物质,有金属、导电性树脂等,只要具有导电性什么物质都可以,但是掺碳等的具有导电性的树脂最容易使用,因而用它为宜。
借助于添加本发明组的各实施形态的结构,能够非常容易地制成不产生黑斑点缺陷的液晶元件。
(第7发明组)
本发明组利用了开口部和对置基板的黑矩阵等。
(第2-7-1实施形态)
在图63(1)中示出了本实施形态液晶元件的阵列侧基板的平面。
图63(2)是其剖面图。
下面对该图所示的液晶元件进行说明。
首先是阵列侧基板的制造,在为保护布线用等离子体CVD法形成3500厚的SiNx作为第2绝缘膜(钝化膜)81之前,皆与第2-4-1实施形态的相同。
与其不同之处如下:在将基板清洗之后借助于利用转盘涂敷抗蚀剂,进行掩模曝光,有选择地形成第2绝缘膜(钝化膜),在像素部形成一部分绝缘膜未形成的区域。具体而言,如本图63的A-A剖面所示,不形成存储电容器部4上的第2绝缘膜(钝化膜)。
之后,在进行显影、烘干,并借助于RIE进行干法刻蚀后除去抗蚀剂这方面与第2-4-1实施形态相同。
其次,制成附有滤色片的对置玻璃基板侧的导电性黑矩阵部的一部分与取向膜相接的结构,使得能够将在对置基板侧产生的离子非离子化。
作为导电性黑矩阵的形成方法,可在树脂中掺入导电性金属而形成。
在图64中示出了对置玻璃基板的结构。
其次是利用两基板制造液晶面板的方法、内容以及使用的液晶,这些也与前面的第2-4-1实施形态相同。
作为比较例,制作了(表2)所示的的面板。
(表2)
阵列基板侧绝缘膜 | 对置基板侧电极 | 对置基板侧绝缘膜 | 黑点状斑点的大小 | |
本发明 | 除去绝缘膜 | 有 | 除去绝缘膜 | 0.1mm |
比较例1 | 未除去绝缘膜 | 无 | — | 5mm |
比较例2 | 未除去绝缘膜 | 有 | 未除去绝缘膜 | 5mm |
比较例3 | 未除去绝缘膜 | 有 | 除去绝缘膜 | 2mm |
比较例4 | 除去绝缘膜 | 无 | — | 2mm |
比较例5 | 除去绝缘膜 | 有 | 未除去绝缘膜 | 2mm |
在比较例1中,由于用于使集中在栅极电位的离子非离子化的电极未露出,故黑点状斑点大。
在比较例2中,阵列基板的绝缘膜虽未除去,但由于在对置基板侧形成了用于非离子化的黑矩阵,所以黑点状斑点虽比比较例1的小,但还不十分小。
在比较例3中,由于除去了阵列基板的绝缘膜,所以能够在某种程度上使集中在栅极电位的离子非离子化,但是由于在对置基板侧用于非离子化的黑矩阵未露出,所以黑点状斑点虽比比较例1的小,但还不十分小。
在本发明中,由于除去了阵列基板侧的绝缘膜,并且还在对置基板侧形成了用于非离子化的电极,故而黑点状斑点能够被抑制得十分小,达0.1mm以下。
另外,在图65中示出了本发明和比较例的不同。
用激光照射这些面板的栅极部分,使栅极电位露出,再将其置入70℃的高温槽中驱动12小时后,进行中间色调显示以作评价。
将对置基板侧的中和电极的电位设定成与阵列基板侧的公用电极同电位。
其结果如表2所示,在比较例1中,由于用于使集中在栅极电位的离子非离子化的电极未露出,故黑点状斑点大。
在比较例2中,阵列基板的绝缘膜虽未除去,但在对置基板侧形成了用于非离子化的黑矩阵,因此黑点状斑点虽比比较例1的小,但还不十分小。
在比较例3中,由于除去了阵列基板的绝缘膜,所以能够在某种程度上使集中在栅极电位的离子非离子化,但是由于在对置基板侧用于非离子化的黑矩阵未露出,或者对置基板侧的电极未露出,所以黑点状斑点虽比比较例1的小,但还不十分小。
另一方面,在本实施形态中,由于除去了阵列基板侧的绝缘膜,并且还在对置基板侧形成了用于非离子化的导电性黑矩阵,即,用于回收离子的导电性物质在两基板上形成,上述导电性物质直接与取向膜或液晶相接,故黑点状斑点能够被抑制得十分小,达0.1mm以下。
另外,由表1可知,通过使液晶的电阻率小于1013Ω·cm,可以得到无显示图像长时间保留的良好显示。
(第2-7-2实施形态)
在图66(1)中示出了本实施形态的液晶元件的对置(玻璃)基板的结构。
在上面的第1实施形态中制作了用对置基板侧的黑矩阵围住像素周围的结构,而在本实施形态中,对置基板侧的黑矩阵沿信号布线(源线)6构成。
其他方面与上面的第1实施形态相同。
通过这样制作,由于除去了阵列基板侧的绝缘膜,并且还在对置基板侧形成了用于非离子化的导电性黑矩阵,即,用于回收离子的导电性物质在两基板上形成,上述导电性物质直接与取向膜或液晶相接,故而能够将黑点状斑点抑制得很小。
其次,在本实施形态和上面的第1实施形态中,如图63所示,除去了存储电容器上的像素电极上的绝缘膜,但是也可如图67所示,在信号布线电极上或像素电极上,或以跨这些电极的方式除去要除去的部分。
另外,也可如图68所示,在比像素电极更靠上处形成公用电极,除去公用电极上的一部分绝缘膜。在该图中,16是半导体层,161是漏极,162是第2半导体层。
另外,也可如图69所示,将公用电极和像素电极形成在同一层,并除去其上的一部分绝缘膜。
另外,在本实施形态和上面的实施形态中,作为在对置基板侧形成的黑矩阵,制成了如图64(1)和图66(1)所示的结构,但是也可如图66(2)所示,只在与扫描线(栅线)对应的部分形成,或者也可如图70所示形成岛状。
(第2-7-3实施形态)
在图71中,示出了本实施形态的液晶元件的结构。
在前面的第1实施形态中,作为除去第2绝缘膜的部位,仅除去了存储电容器上的一部分,而在本实施形态中,仅在作为开关元件的TFT的上部形成第2绝缘膜(钝化层)81(即,在像素电极上完全不形成绝缘膜)。其他方面与前面的第1实施形态相同。
另外,在对置基板侧,如图62那样形成导电性黑矩阵,并使导电性黑矩阵直接与取向膜相接。
由于通过制成图71那样,在像素电极上完全没有绝缘膜形成,所以与前面的第1实施形态相比,更能抑制黑点状斑点的发生。
另外,在本实施形态3中,对置基板侧也可以是图66、图70所示的形状。另外,阵列基板侧也可如图72所示,在扫描布线电极上或信号布线电极上,或者在扫描布线电极上和信号布线电极上形成绝缘膜。
(第2-7-4实施形态)
在图73中示出了本实施形态的液晶元件的结构。
在上面的第3实施形态中,在玻璃基板1上形成了扫描线7和公用电极5,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上形成了半导体层、信号线、像素电极,而在本实施形态中,在玻璃基板1上形成了信号线6、漏极、像素电极4、半导体层16,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上有选择地形成了扫描线6和公用电极5。
即,在第3实施形态中,在一部分像素电极上没有绝缘膜,在公用电极上形成绝缘膜,而在本实施形态中,在像素电极上形成了绝缘膜,但在公用电极上没有形成绝缘膜。
另外,阵列基板侧如图73所示,仅在作为开关元件的TFT的上部形成绝缘膜(钝化膜)。
还有,对置基板的形成方法与前面的第1实施形态的相同。
在对置基板侧,如图64所示,形成导电性黑矩阵,并使导电性黑矩阵直接与取向膜相接。
由于借助于这样除去公用电极上的绝缘膜,并在对置基板上形成导电性黑矩阵,集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有黑点状斑点的、显示品质良好的液晶元件。
还有,在本实施形态中,对置基板侧也可以是图66、图70所示的形状,另外,阵列基板侧也可如图74所示,在扫描布线电极上或信号布线电极上,或者在扫描布线电极上和信号布线电极上形成绝缘膜。
(第2-7-5实施形态)
图75是示出本发明的第2-7-5实施形态的液晶元件的结构图。
在前面的第3实施形态中,在玻璃基板上形成了扫描线7和公用电极5,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上形成了半导体层16、信号线6、像素电极4,而在本实施形态中,在玻璃基板1上形成了信号线6、漏极、像素电极4、半导体层16,在其上形成了第1绝缘膜,再在其上有选择地形成了扫描线7、公用电极5和像素电极4。
即,在本实施形态中,在同一层形成了像素电极4和公用电极5。
还有,在阵列基板侧,如图75所示,仅在作为开关元件的TFT的上部形成绝缘膜(钝化膜)。
对置基板的形成方法与前面的第1实施形态相同。即,如图64所示,形成导电性黑矩阵,并使导电性黑矩阵直接与取向膜相接。
由于借助于这样除去像素电极上和公用电极上的绝缘膜,并在对置基板上形成导电性黑矩阵,集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以能够得到没有黑点状斑点的、显示品质良好的液晶元件。
还有,在本实施形态中,对置基板侧也可以是图66所示的形状。另外,阵列基板侧也可如图76所示,在扫描布线电极上或信号布线电极上,或者在扫描布线电极上和信号布线电极上形成绝缘膜。
(第2-7-6实施形态)
在图77中示出了本第2-7-6实施形态的液晶元件的结构。
在前面的第1实施形态中,散布树脂球作为使基板间隔保持恒定的衬垫,而在本实施形态中,在滤色片侧形成了突起物(柱)60。除此以外皆与其他实施形态相同。
作为突起物的形成方法,使用感光性丙烯酸树脂(PC335:JSR制)用以下的方法进行。
用旋转涂敷法将感光性丙烯酸树脂(PC335:JSR制)涂敷在滤色片上后,在80℃进行1分钟前烘烤。之后,用规定的掩模以300mJ/cm2进行曝光。然后在显影液CD702AD中在25℃下进行1分钟显影,用流水清洗后在220℃下进行1小时的后烘烤(由室温升温),形成膜厚为5.0μm的突起物60。
作为突起物的形成部位,在阵列侧电极被第1绝缘膜、第2绝缘膜覆盖的部位形成。
由于借助于如本发明这样在特定的部位形成小柱作为使基板间隔保持恒定的衬垫,能够选择上下基板难以短路的部位设置衬垫,所以即使在两基板上形成导电性物质也难以短路。
另外,在黑矩阵、中和电极等上形成凹凸的场合,可以避开这些部分而形成。
另外,由于在封口用树脂固化前除去了其内部的空气等,所以在给予液晶面板以加速度时,没有内部小玻璃珠移动的发生。
另外,使基板间隔保持恒定的衬垫也可形成在阵列基板侧。当然,根据情况,也可在两块基板上形成。进而在多段式显示装置的场合,也可在各基板上形成。
(第8发明组)
本发明组涉及由发泡剂导致的离子等的吸附、吸收。
(第2-8-1实施形态)
本实施形态是在中和电极上形成由发泡剂导致的微小海绵泡状的树脂层。在图78中示出了其制造、形成的主要步骤。下面参照该图对本实施形态的技术内容进行说明。
1)用涂敷等方法在中和电极30上使用过滤器等形成发泡剂层91。该发泡剂是通过将其掺入构成基质的橡胶或树脂中,使其加热分解,产生氮、二氧化碳等气体,在基质中形成直径为2、3μm等的微泡结构的物质。具体而言,有偶氮二羧酸酰胺、N,N-二硝基五亚甲基四胺、苯磺酰基酰肼、碳酸氢钠等。
2)使泡剂加热分解,使基质取向膜剂具多孔性。
2-1)根据需要,给予取向性。
3)使用液晶显示装置时,借助由该泡状结构导致的大的表面积和经中和电极的电荷对液晶中的离子、杂质等进行回收。
(其他实施形态)
以上在将本发明分为2大发明组,进而又分为几个发明组进行说明时,作为液晶元件以透明型液晶显示装置为例进行了说明,但是,无论如何不限于此。即,例如也可制成如下的结构。
1)如图79所示,制成反射型液晶显示装置。在该图中,91是镜子,92是透明绝缘膜。另外,TFT16等在透明绝缘膜上(在本图中)或在对置的基板侧(无图示)形成。
2)遮光层(膜)不是存在于滤色片间的黑矩阵,而是兼有防止由光引起的TFT的误动作等作用的保护膜。另外,这时遮光层的凹凸虽然也依赖于原来的(像素间的)黑矩阵的尺寸、大小,但它也可以不仅设置在遮光膜的液晶侧面,而且还设置在遮光膜侧面。
3)如图80所示,涉及液晶光学元件。近年来正在开发如图80所示的,对入射光790将其运算结果作为透射光791输出的光逻辑元件792。它在应用于光计算机时要求高的对比度比,但是通过改善采用横向电场型液晶的元件的显示特性,可以得到高的可靠性。
4)如图81所示,涉及EL显示器。在该图中911是玻璃基板。912是薄膜晶体管。913是绝缘层。914是布线电极。915是阴极。917是有机EL层。918是阳极。920是支持柱。921是滤色片。922是荧光变换层。923是透明板。不过,由于其原理等是熟知的技术,故其说明从略。
5)如图82所示,对于向面板内注入液晶后的封口,同时采用厌气性树脂2021和机械方法。该图的1)是通过按压将在液晶的对侧涂敷了厌气性树脂2021的栓211,或者在周边部涂敷了厌气性树脂2021的板2110压入向面板注入液晶用的、树脂制的细孔部212内的装置。2)是将在其头部侧涂敷了厌气性树脂2021的螺钉213拧入向面板注入液晶用的螺孔214内的装置。另外,该树脂是用挤压方法进行固化的类型,因此可以调整液晶注入部的密封时间。
6)如图83所示,对施加于中和电极上的电压采取各种方式、类型。该图1)是与栅极相同的电压。因此,大体为负电压。在2)中,不仅与栅极信号线或源极信号线连接,而且还与二极管连接,这样即使为防止液晶充电在每个显示周期交互变换两信号线的电压,也只具有正的或者负的电荷。另外,在其液晶侧表面还形成了使用发泡剂的取向膜91。
以上基于本发明的几种实施形态对本发明进行了说明,但是当然,本发明无论如何不限于此。即,例如也可以作成如下的形式。
1)作为液晶,不是向列液晶,而用例如铁电液晶或反铁电液晶等其它种类的液晶。
2)作为取向方法,采取非摩擦方法(例如借助光进行取向的方法),或者并用之,以得到更均匀的取向,谋求改善对比度。
3)作为有源元件,不是3端元件TFT,而是用2端元件MIM(Metal-Insulator-Metal,金属-绝缘体-金属)、ZnO变阻器或者SiNx二极管、a-Si二极管等。
4)作为晶体管,使用底栅结构和顶栅结构的无定形硅(a-Si)以外的材料,例如多晶硅(p-Si)等。
5)TFT结构不是沟道保护型,而作成沟道刻蚀型。
6)在基板周边形成驱动电路。
7)用薄膜或塑料等形成一块基板或两块基板。
8)在阵列基板侧形成了有滤色片形成的基板。
9)作为像素电极、公用电极、对置侧的中和电极,不是用Al,而是用Cr或Cu等其它金属,或者用ITO(掺入氧化锡的氧化铟膜)等的透明电极。
10)用ITO等透明电极形成对置侧的中和电极,在黑矩阵以外的部位形成中和电极,据此求得开口率的提高。
11)作为对置侧中和电极的形成部位,在黑矩阵部采用与黑矩阵不同的方式形成。
12)在对置基板侧用导电性滤色片,使对置基板侧的中和电极兼作对置基板侧的滤色片。
13)作为盒厚的形成方法,采用衬垫散布法以外的方法(例如利用树脂形成小柱的方法),形成均匀的盒厚。
14)对反射型液晶面板,用着了色的膜作为绝缘膜或取向膜。
15)用颜料法、印刷法、染色法、电植法、喷墨法、薄膜转印法等方法形成黑矩阵、滤色片。
16)将由发泡剂形成的微泡结构做得或者比液晶盒的尺寸小,或者连续。
17)如前所述,为防止液晶充电,可每隔规定的时间使施加于像素电极和公用电极上的电压的正负关系反转,也可与此同时调整、控制施加在中和电极上的电压。
工业上利用的可能性
由以上的说明可知,根据第1大发明组,由于在密封液晶注入口的树脂部分,没有、也不产生异物或气泡,因此即使没有小心注意并且没有从多个方向照射紫外线,也不会有紫外线固化树脂中的未固化部分。因此,不会有未固化的树脂成分向液晶中扩散。其结果是极大地提高了液晶元件的初期特性和长期可靠性。
根据第2大发明组,通过设置夹在由导电物质构成的层和液晶层之间的电极上的取向膜和绝缘层等的第3层的总膜厚小于500的薄膜区域,能够基本消除现有技术产生的、由液晶中的离子类的集中引起的黑斑点缺陷,从而提高制造成品率。
同样地,借助于设置中和电极,在进行激光修补时,或在栅极信号布线上的绝缘层上存在针孔等缺损时,也不会产生黑点斑点。
同样地,由于在像素电极、公用电极、信号布线电极中的至少一种电极上的至少一部分上存在未形成绝缘膜的部位,且在该部分电极的仅经取向膜或直接地与液晶相接,此外还在不形成像素电极等的基板侧形成了存在未形成绝缘膜的部位的中和电极,因此,集中在栅极电位部的离子被非离子化,所以不产生显示斑点。
同样地,由于借助于像素电极和对置电极不在同一层,且不在构成上部侧一方的电极上形成绝缘膜,集中在栅极电位部的离子向像素电极部分扩散并且非离子化,所以形成了没有显示斑点的,显示品质良好的液晶元件。
同样地,由于在不形成像素电极的基板侧的黑矩阵表面形成凹凸结构使表面积增大,据此对集中在栅极电位部的离子进行非离子化,所以能够抑制黑点状斑点的发生。特别是一在黑矩阵表面形成凹凸,回收离子的表面积就增大,能得到充分的效果。
另外,借助于制成遮光层直接地或经取向膜与液晶相接的结构,液晶中的离子性杂质由遮光层回收,可以完全不产生黑斑点缺陷。
另外,由于借助于将用于回收离子的电极形成在两个基板上,集中在栅极电位部的离子进行非离子化,所以能防止显示斑点的发生。
Claims (97)
1.一种液晶元件的制造方法,它是在用2块基板盖住上下、用壁围住周围的空间内夹持液晶的液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
向上述空间内注入液晶后,为密封注入口,用在40℃以上的规定温度下粘度可至20Pa·s以下,并且可由紫外线等电磁波固化的树脂进行涂敷的低粘度树脂涂敷步骤;
使涂敷的树脂具20Pa·s以下的粘度,并除去其内部所含的水分、空气、尘埃等化学方面的异物的异物除去步骤;以及
在该异物除去步骤之后,或与其同时照射紫外线等电磁波使树脂固化的低粘度紫外线固化树脂封入步骤。
2.如权利要求1所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述异物除去步骤包括对上述密封用树脂施加规定的振动的振动小步骤。
3.如权利要求2所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述振动步骤是作为施加上述密封用树脂的振动,使用超声或兆赫级声波的超声·兆赫级声波照射振动小步骤。
4.如权利要求1所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述异物除去步骤包括在前述低粘度树脂涂敷步骤中或在其后,使注入口部的树脂与固体接触进行擦拭,据此除去气泡混入其内部的部分的气泡部分除去小步骤;以及
再次涂敷树脂的再涂敷小步骤。
5.如权利要求1所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述异物除去步骤包括在前述低粘度树脂涂敷步骤中或在其后,使涂敷的密封用树脂暴露于至少要比大气压低的气压下的低压步骤。
6.如权利要求1所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述异物除去步骤包括在前述低粘度树脂涂敷步骤后对树脂施加向液晶对侧的加速度的加速步骤。
7.如权利要求1至6中的任何一项所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述异物除去步骤包括为通过加热使上述涂敷的密封用树脂低粘度化而照射红外线的红外线照射小步骤。
8.一种液晶元件,它是在用2块基板盖住上下、用壁围住周围的空间内保持液晶的液晶元件,其特征在于:
对在向上述空间内充填液晶后的密封部分进行非固化时,使用在40℃以上的规定温度下其粘度为20Pa·s以下的具有电磁波固化性的树脂,并且在固化了的树脂中不含水分、空气、尘埃等光学方面的异物。
9.如权利要求8所述的液晶元件,其特征在于:
前述电磁波固化性树脂是紫外线固化性树脂。
10.如权利要求8所述的液晶元件,其特征在于:
前述电磁波固化性树脂是厌气性树脂。
11.如权利要求8至10中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
前述电磁波固化性树脂是具有在50℃以上的温度下可软化至20Pa·s以下的性质的树脂。
12.一种液晶元件,它是在用2块基板盖住上下、用壁围住周围的空间内保持液晶的液晶元件,其特征在于:
对在向上述空间内充填液晶后进行密封的部分,使用厌气性的树脂。
13.一种液晶元件,它是在一块基板上形成像素电极,在另一块基板上形成公用电极,借助于在两电极间施加电压使经取向膜夹持在两基板的内表面侧的液晶层的分子排列变化的液晶元件,其特征在于:
在某一块,或者两块基板上具有中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
14.一种液晶元件,它是在一块基板上形成像素电极和公用电极,借助于在两电极间施加电压使经取向膜夹持在两基板的内表面侧的液晶层的分子排列变化的液晶元件,其特征在于:
在某一块,或者两块基板上具有中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
15.一种液晶元件,它是在一块基板上形成像素电极和公用电极,在另一块基板上形成对置电极,借助于在上述3种电极间施加规定的电压使经取向膜夹持在两基板的内表面侧的液晶层的分子排列变化的液晶元件,其特征在于:
在某一块,或者两块基板上具有中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
16.如权利要求13至15中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是由导电性物质构成,且兼用作遮光膜的导电遮光性中和电极。
17.如权利要求13至15中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是与液晶层直接相接或经取向膜与其相接,经1000以下的薄膜与其相接或经能透过离子的膜与其相接之中的任何一种。
18.如权利要求16所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是与液晶层直接相接或经取向膜与其相接,经1000以下的薄膜与其相接或经透过离子的膜与其相接之中的任何一种。
19.一种横向电场方式液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在不形成上述像素电极等的基板侧,具有其液晶层侧的表面呈凹凸结构的遮光膜。
20.一种横向电场方式液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在形成上述像素电极等的基板侧,具有其液晶层侧的表面呈凹凸结构的遮光膜。
21.一种横向电场方式液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在不形成上述像素电极等的基板侧,具有其液晶层侧的表面呈凹凸结构的中和电极。
22.一种横向电场方式液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在形成上述像素电极等的基板侧,具有其液晶层侧的表面呈凹凸结构的中和电极。
23.一种液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板、形成与像素电极相向的对置电极的对置基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层,并通过在像素电极、公用电极和对置电极之间施加电压使液晶分子的排列变化的液晶元件,其特征在于:
上述对置电极在其表面具有凹凸结构。
24.一种液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板、形成与像素电极相向的对置电极的对置基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层,并通过在像素电极、公用电极和对置电极之间施加电压使液晶分子的排列变化的液晶元件,其特征在于:
在不形成上述像素电极等的对置基板侧,具有其液晶层侧的表面呈凹凸结构的遮光膜。
25.一种液晶元件,它是具有至少在其一方形成像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线的一对基板、形成与像素电极相向的对置电极的对置基板,以及经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层,并通过在像素电极、公用电极和对置电极之间施加电压使液晶分子的排列变化的液晶元件,其特征在于:
在形成上述像素电极等的基板侧,具有其液晶层侧的表面呈凹凸结构的遮光膜。
26.如权利要求19、20、24或25中所述的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜是由导电性物质构成的导电性遮光膜。
27.如权利要求19至25中的任何一项所述的横向电场方式液晶元件或液晶元件,其特征在于:
上述液晶层是使用其电阻率小于1013Ω·cm的液晶的低电阻率液晶层。
28.如权利要求26所述的横向电场方式液晶元件或液晶元件,其特征在于:
上述液晶层是使用其电阻率小于1013Ω·cm的液晶的低电阻率液晶层。
29.一种滤色片,它是在以横向电场方式驱动液晶的显示装置中使用的滤色片,其特征在于:
遮光膜部的液晶层侧的表面有凹凸结构。
30.如权利要求19、20、24或25所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜的凹凸结构的凹部与凸部之差在0.1μm以上。
31.如权利要求19、20、24或25所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜的凹凸结构的凹部与凸部之差在0.3μm以上。
32.如权利要求26所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜的凹凸结构的凹部与凸部之差在0.3μm以上。
33.如权利要求27所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜的凹凸结构的凹部与凸部之差在0.3μm以上。
34.如权利要求21或22所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极的凹凸结构的凹部与凸部之差在0.1μm以上。
35.如权利要求27所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜的凹凸结构的凹部与凸部之差在0.3μm以上。
36.如权利要求19、20、24或25所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜经取向膜或者直接与液晶相接。
37.如权利要求23所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜经取向膜或者直接与液晶相接。
38.如权利要求24所述的液晶元件,其特征在于:
前述遮光膜经取向膜或者直接与液晶相接。
39.如权利要求21或22所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极经取向膜或者直接与液晶相接。
40.如权利要求27所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极经取向膜或者直接与液晶相接。
41.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有配置成矩阵状的源极信号布线和栅极信号布线、该两种信号布线的各交点部的开关元件和与其连接的像素电极、与其相向的公用电极和形成该各部分之绝缘等的绝缘层的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
具有保持与栅极有规定关系的电压的电极。
42.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有配置成矩阵状的源极信号布线和栅极信号布线、该两种信号布线的各交点部的开关元件和与其连接的像素电极、与其相向的公用电极和形成该各部分之绝缘等的绝缘层的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
具有保持与像素电极有规定关系的电压的电极。
43.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有配置成矩阵状的源极信号布线和栅极信号布线、该两种信号布线的各交点部的开关元件和与其连接的像素电极、与其相向的公用电极和形成该各部分之绝缘等的绝缘层的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
具有保持与对置电极有规定关系的电压,并且至少其一部分直接地,或者经取向膜、1000以下的薄膜或能透过离子的膜之中的任何一种与上述液晶层相接的电极。
44.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有配置成矩阵状的源极信号布线和栅极信号布线、该两种信号布线的各交点部的开关元件和与其连接的像素电极、与其相向的公用电极和形成该各部分之绝缘等的绝缘层的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
具有保持与扫描信号线或栅极信号线的至少一方有规定关系的电压的电极。
45.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有作为导电层的源极和栅极信号布线、用于产生横向电场的像素电极和公用电极,并且还具有形成这些导电层的相互绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在该液晶元件中,形成了由夹在上述导电层和液晶层之间的绝缘膜、取向膜等构成的第3层的膜具有其膜厚的总和小于1000的薄膜化区域。
46.如权利要求45所述的液晶元件,其特征在于:
前述薄膜化区域存在于取向膜和绝缘层的至少一方之上。
47.如权利要求45所述的液晶元件,其特征在于:
前述薄膜化区域在取向膜或保护膜上,该取向膜或保护膜由导电性物质构成。
48.如权利要求45、46或47所述的液晶元件,其特征在于:
前述薄膜化区域位于上述像素电极、公用电极或信号布线上。
49.如权利要求45、46或47所述的液晶元件,其特征在于:
上述液晶元件具有导电性遮光膜,并且
前述薄膜化区域位于导电性遮光膜上。
50.如权利要求49所述的液晶元件,其特征在于:
前述薄膜化区域在与有上述像素电极等形成的基板相向的基板上形成。
51.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有作为导电层的信号布线、存储电容器电极,用于产生横向电场的像素电极和公用电极,并且还具有形成这些导电层的相互绝缘等的绝缘层的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在该液晶元件中,形成由夹在上述导电层和液晶层之间的绝缘膜、取向膜等构成的第3层的膜,或是在规定位置上只存在取向膜,或是在1000以下的薄膜,或是离子透过性膜,或者原本就没有形成。
52.如权利要求51所述的液晶元件,其特征在于:
形成上述液晶层和上述导电层直接接触的规定位置,在像素电极、公用电极、存储电容器电极或信号布线上。
53.如权利要求51所述的液晶元件,其特征在于:
上述液晶元件具有导电性遮光膜,并且
形成上述液晶层和上述导电层直接接触的规定位置在上述导电性遮光膜线上。
54.如权利要求53所述的液晶元件,其特征在于:
前述薄膜化区域在与有上述像素电极等形成的基板相向的基板上形成。
55.一种液晶元件,它是包含在一块基板上具有像素电极、与该像素电极不在同一层上的对置电极、信号电极和形成它们相互绝缘等的绝缘层的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在该液晶元件中,在上述像素电极或对置电极中的一方形成绝缘膜,在另一方什么也没有形成。
56.如权利要求55所述的液晶元件,其特征在于:
在上述液晶元件中,绝缘层沿摩擦方向形成。
57.如权利要求45至47、51至53、55或56中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
在上述液晶元件中,具有使用其电阻率小于1013Ω·cm的液晶的低电阻率液晶层。
58.如权利要求50所述的液晶元件,其特征在于:
在上述液晶元件中,具有使用其电阻率小于1013Ω·cm的液晶的低电阻率液晶层。
59.如权利要求54所述的液晶元件,其特征在于:
在上述液晶元件中,具有使用其电阻率小于1013Ω·cm的液晶的低电阻率液晶层。
60.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在另一方基板上有与上述液晶层相接的导电性遮光膜。
61.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在另一方基板上有存在着沿上述信号线方向或扫描线方向延伸、并且以条状与液晶层相接的区域的遮光膜。
62.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在另一方基板上有存在着沿信号线方向和扫描线方向延伸、并且以网格状与液晶层相接的区域,并具导电性的遮光膜。
63.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在另一方基板上有经取向膜与液晶层相接的导电性的遮光膜。
64.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在另一方基板上有存在着沿上述信号线方向或扫描线方向延伸、并且以条状经取向膜与液晶层相接的区域,并具导电性的遮光膜。
65.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极、公用电极以及与两种电极对应的信号线和扫描线的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
在另一方基板上有存在着沿上述信号线方向和扫描线方向延伸、并且经1000的薄膜层或离子透过性膜与液晶层相接的网格状区域的导电性的遮光膜。
66.如权利要求60至65中的任何一项所述的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
前述导电性遮光膜的导电部分由Cr、Ti或导电性树脂构成。
67.如权利要求60至65中的任何一项所述的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
前述导电性遮光膜是导电性树脂制遮光膜。
68.如权利要求66所述的液晶元件,其特征在于:
在特定的部位形成小柱,作为使前述液晶元件的基板间隔保持恒定的衬垫。
69.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线和形成该各部分之绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
上述像素电极、公用电极、信号布线中的至少1种,在其液晶侧的至少一部分上不形成绝缘膜,因此该电极或布线是仅经取向膜或直接地与液晶相接的绝缘膜开口电极,
在不形成上述像素电极和公用电极的基板侧,有借助于对液晶层完全不形成绝缘膜,或至少存在局部地不形成的部位,来中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
70.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线和形成该各部分之绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
上述像素电极完全不形成绝缘膜,因此在该部分,像素电极是仅经取向膜或直接地与液晶相接的开口像素电极,
还有,在不形成上述像素电极等的基板侧,有借助于对液晶层完全不形成绝缘膜,或至少存在局部地不形成的部位,来中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
71.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线和形成该各部分之绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
上述公用电极完全不形成绝缘膜,因此在该部分,像素电极是仅经取向膜或直接地与液晶相接的开口公用电极,
还有,在不形成上述公用电极等的基板侧,有借助于对液晶层完全不形成绝缘膜,或至少存在局部地不形成的部位,来中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
72.一种液晶元件,它是包含至少在其一方具有像素电极、公用电极、信号布线、扫描布线和形成该各部分之绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件,其特征在于:
上述像素电极和公用电极分别对该液晶层完全不形成绝缘膜,因此是在该部分仅经取向膜或直接地与液晶相接的开口像素电极、开口公用电极,
还有,在不形成上述像素电极和公用电极的基板侧,有借助于对液晶层完全不形成绝缘膜,或至少存在局部地不形成的部位,来中和液晶层中的离子的电荷的中和电极。
73.如权利要求69至72中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
上述液晶元件的液晶层是使用其电阻率小于1013Ω·cm的液晶的低电阻率液晶层。
74.如权利要求69至72中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
具有对前述中和电极施加对扫描布线的最低电压电平为正的电位的正电位施加装置。
75.如权利要求69至72中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是设定成与上述公用电极同电位的同电位中和电极。
76.如权利要求69至72中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是兼用作遮光膜的遮光膜兼用中和电极。
77.如权利要求69至72中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是兼用作滤色片的滤色片兼用中和电极。
78.如权利要求69至72中的任何一项所述的液晶元件,其特征在于:
由于上述像素电极、公用电极、信号布线中的某一种,其上部未形成绝缘膜,故该部分只经取向膜的部分的取向膜是由导电性物质构成的取向膜。
79.如权利要求76所述的液晶元件,其特征在于:
具有对前述中和电极施加对扫描布线的最低电压电平为正的电位的正电位施加装置。
80.如权利要求77所述的液晶元件,其特征在于:
具有对前述中和电极施加对扫描布线的最低电压电平为正的电位的正电位施加装置。
81.如权利要求76所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是设定成与上述公用电极同电位的同电位中和电极。
82.如权利要求77所述的液晶元件,其特征在于:
前述中和电极是设定成与上述公用电极同电位的同电位中和电极。
83.一种液晶元件的制造方法,它是包含至少在其一方具有产生横向电场的像素电极和公用电极、形成它们相互绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于:
包括除去一度在两基板的内表面侧形成的取向膜的规定部分的取向膜除去步骤。
84.一种液晶元件的制造方法,它是包含至少在其一方具有产生横向电场的像素电极和公用电极、形成它们相互绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
通过刻蚀,除去一度在两基板的内表面侧形成的取向膜的规定部分的取向膜除去步骤;以及
对留下的取向膜进行取向处理的取向步骤。
85.一种液晶元件的制造方法,它是包含至少在其一方具有产生横向电场的像素电极和公用电极、形成它们相互绝缘等的绝缘膜的一对基板,以及原则上经设置在两基板的内表面侧的取向膜而被夹持的液晶层的横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于:
包括通过摩擦,剥离一度在两基板的内表面侧形成的电极或布线上的取向膜的规定部分的剥离步骤。
86.如权利要求85所述的液晶元件的制造方法,其特征在于:
前述剥离步骤是使摩擦时的挤入量为0.5mm以上的挤压摩擦剥离步骤。
87.一种横向电场方式液晶元件,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件,其特征在于,包括:
在另一方基板上形成的导电性遮光膜;以及
将该遮光膜与上述公用电极、像素电极、扫描线或信号布线进行电连接的电连接部。
88.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,它是在其一方形成像素电极和公用电极、与两种电极对应的信号线和扫描线以及绝缘层的一对基板间,经设置在两基板的内表面侧的取向膜夹持液晶的横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在另一方基板的规定位置上形成由导电性物质构成的遮光膜的遮光膜形成步骤;
作为上述遮光膜的外覆盖层材料选择感光材料的外覆盖层材料选择步骤;
用所选择的感光材料形成外覆盖层的外覆盖层形成步骤;以及
用光刻法,以有不存在外覆盖层的区域的形式在该遮光膜上形成前述导电性遮光膜上的外覆盖材料层的利用光刻外覆盖层部分剥离部形成步骤。
89.如权利要求88所述的横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于:
包含形成得以对所形成的导电性遮光膜施加与上述公用电极同电位的电位的电连接部的同电位用导电部形成步骤。
90.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板的规定位置上形成由金属层构成的、兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第1导电层形成步骤;
在上述已形成的扫描线和对置电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在规定位置上形成信号线和像素电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在上述规定位置上的半导体层构成的开关元件上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
91.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板的规定位置上形成由金属层构成的、兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第1导电层形成步骤;
在上述已形成的扫描线和对置电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在规定位置上形成信号线和像素电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件上和上述信号线上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
92.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板的规定位置上形成由金属层构成的、兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第1导电层形成步骤;
在上述已形成的扫描线和对置电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在规定位置上形成信号线和像素电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件上和上述扫描线上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
93.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板的规定位置上形成由金属层构成的、兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第1导电层形成步骤;
在上述已形成的扫描线和对置电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在规定位置上形成信号线和像素电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件上、上述信号线上和上述扫描线上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
94.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于:
包括在第1基板上有选择地形成信号线和像素电极的第1导电层形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在上述已形成的信号线和像素电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在上述已形成的第1绝缘膜的规定位置上形成兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
95.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板上有选择地形成信号线和像素电极的第1导电层形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在上述已形成的信号线和像素电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在上述已形成的第1绝缘膜上有选择地形成兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件上和信号线上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
96.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板上有选择地形成信号线和像素电极的第1导电层形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在上述已形成的信号线和像素电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在上述已形成的第1绝缘膜的规定位置上形成兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件上和扫描线上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
97.一种横向电场方式液晶元件的制造方法,其特征在于,包括:
在第1基板上有选择地形成信号线和像素电极的第1导电层形成步骤;
在规定位置上形成半导体层的半导体层形成步骤;
在上述已形成的信号线和像素电极上形成第1绝缘膜的第1绝缘膜形成步骤;
在上述已形成的第1绝缘膜的规定位置上形成兼作晶体管的栅极的扫描线和对置电极的第2导电层形成步骤;以及
仅在由形成在规定位置上的半导体层构成的开关元件、信号线和扫描线上形成第2绝缘膜的第2绝缘膜形成步骤。
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