〔第1の実施の形態〕
本発明の第1の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図1及び図2を用いて説明する。まず、本実施の形態による液晶表示装置1の概略の構成を図1及び図2を用いて説明する。図1は、本実施の形態による液晶表示装置1の構成を模式的に示している。図1(a)は、マトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、3行3列の隣接する9つの画素を示している。図1(b)は、液晶表示装置1の断面構成を示している。また、図2は、m行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素の等価回路を示している。
図1(a)に示すように、液晶表示装置1には、図中左右方向に延びる複数(図1(a)では4本)のゲートバスライン7a、7b、7c、7dが互いに並列してTFT基板2上に形成されている。ゲートバスライン7a〜7dの一端は、入力端子8a、8b、8c、8dにそれぞれ接続されている。液晶表示装置1を電子機器の表示部として用いる際には、入力端子8a〜8d上に、ゲートバスラインを駆動するゲートバスライン駆動回路(不図示)が接続される。
ゲートバスライン7a〜7dに絶縁膜を介して交差して、図中上下方向に延びる複数(図1(a)では4本)のドレインバスライン9a、9b、9c、9dが互いに並列して形成されている。ドレインバスライン9a〜9dの一端は、入力端子10a、10b、10c、10dにそれぞれ接続されている。液晶表示装置1を電子機器の表示部として用いる際には、入力端子10a〜10d上に、ドレインバスライン9a〜9dを駆動するドレインバスライン駆動回路(不図示)が接続される。
隣接するドレインバスライン9a、9b間には、液晶に混入されたモノマーを重合する際に、ドレインバスライン9a、9b間を導通させる重合用TFT29a(第1の重合用薄膜トランジスタ)が形成されている。図2に示すように、重合用TFT29aのドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続され、ソース電極(S)はドレインバスライン9bに接続されている。また、重合用TFT29aのゲート電極(G)は制御用配線(第1の制御用配線)31に接続されている。制御用配線31には重合用TFT29aのオンオフのスイッチングを制御する制御信号が入力される。制御用配線31はドレインバスライン9a、9b、9cに絶縁膜を介して交差し、図中左右方向に延びて形成されている。制御用配線31の一端には、制御信号が入力される入力端子33が接続されている。
同様に、隣接するドレインバスライン9b、9c間には、モノマーを重合する際に、ドレインバスライン9b、9c間を導通させる重合用TFT(第1の重合用薄膜トランジスタ)29bが形成されている。重合用TFT29bのドレイン電極(D)はドレインバスライン9bに接続され、ソース電極(S)はドレインバスライン9cに接続され、ゲート電極(G)は制御用配線31に接続されている。
図1に戻って、隣接するドレインバスライン9c、9d間には、モノマーを重合する際に、ドレインバスライン9c、9d間を導通させる重合用TFT(第1の重合用薄膜トランジスタ)29cが形成されている。重合用TFT29cのドレイン電極はドレインバスライン9cに接続され、ソース電極はドレインバスライン9dに接続され、ゲート電極は制御用配線31に接続されている。以降同様に、ドレインバスライン9a〜9dに並列して形成された複数のドレインバスライン(不図示)の隣接間にも、同様の構成の重合用TFT(第1の重合用薄膜トランジスタ)がそれぞれ形成されている。
隣接するドレインバスライン間に形成された重合用TFT(以下、重合用TFT29a、29b、29cと略記する。)の各ゲート電極は制御用配線31に接続されている。制御用配線31に流れる制御信号に基づいて、重合用TFT29a、29b、29cのオン/オフを同時に制御することができる。また、モノマーを重合する際には、重合用TFT29a、29b、29cをオン状態にすることにより、ドレインバスライン9a、9b、9c同士を低抵抗で接続して導通することができる。一方、例えば、電子機器の表示画面として液晶表示装置1を使用する際には、重合用TFT29a、29b、29cをオフ状態にすることにより、ドレインバスライン9a、9b、9c同士を高抵抗で接続して非導通状態にすることができる。
図1(a)及び図2に示すように、ゲートバスライン7a及びドレインバスライン9aの交差位置近傍には、TFT11aが形成されている。図2に示すように、TFT11aのゲート電極(G)はゲートバスライン7aに接続され、ドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続されている。ソース電極(S)は画素領域に形成された画素電極13aに接続されている。
ゲートバスライン7b及びドレインバスライン9aの交差位置近傍には、TFT11bが形成されている。TFT11bのゲート電極(G)はゲートバスライン7bに接続され、ドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続されている。ソース電極(S)は画素領域に形成された画素電極13bに接続されている。
図1(a)に示すように、ゲートバスライン7a〜7d及びドレインバスライン9a〜9dの他の交差位置近傍にも、TFT11がそれぞれ形成されている。各TFT11のゲート電極はゲートバスライン7a〜7dにそれぞれ接続され、ドレイン電極はドレインバスライン9a〜9dにそれぞれ接続されている。ソース電極は画素毎に形成された画素電極13に接続されている。以降同様に、両バスライン7a〜7dに並列して形成された複数のゲートバスライン(不図示)と、ドレインバスライン9a〜9dに並列して形成された複数のドレインバスライン(不図示)との交差位置近傍にもTFTが形成されている。当該TFTには画素電極がそれぞれ接続されている。
ドレインバスライン9a〜9dに絶縁膜を介して交差して、ゲートバスライン7a〜7dに並列して延びる4本の蓄積容量バスライン15a、15b、15c、15dが形成されている。図2に示すように、蓄積容量バスライン15a、画素電極13a及びそれらの間の挟まれた絶縁膜により蓄積容量Cs1が形成されている。同様に、蓄積容量バスライン15b、画素電極13b及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により蓄積容量Cs2が形成されている。蓄積容量バスライン、画素電極及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により形成される蓄積容量は画素毎に形成されている。各蓄積容量バスライン15a〜15dの一端は、1本の共通蓄積容量配線17に電気的に接続されている。共通蓄積容量配線17の一端には、共通蓄積容量端子19が配置されている。共通蓄積容量配線17及び蓄積容量バスライン15a〜15dには、共通蓄積容量端子19を介して所定の電圧Vcsが印加できるようになっている。
リペア用配線35a、35bは、ゲートバスライン7a〜7dにほぼ並列して延び、ゲートバスライン7a〜7dゲートバスラインを挟んで形成されている。また、リペア用配線35a、35bは、絶縁膜を介してドレインバスライン9a〜9dに交差して形成されている。リペア用配線35a、35bの一端部には、接続用端子37a、37bがそれぞれ接続されている。接続用端子37a、37bは、例えば、ゲートバスライン駆動回路上に形成されたリペア用配線に接続される。
対向基板上のほぼ全面には共通電極21が形成されている。図2に示すように、共通電極21、画素電極13a及びそれらの間に挟まれた液晶45により液晶容量Clc1が形成されている。共通電極21、画素電極13b及びそれらの間に挟まれた液晶45により液晶容量Clc2が形成されている。以降同様に、各画素には、共通電極、画素電極及びそれらの間に挟まれた液晶により液晶容量が形成されている。共通電極21の一端には、共通電極端子23が接続されている。共通電極21には、共通電極端子23を介して所定の電圧Vcが印加できるようになっている。共通電極21の他端と共通蓄積容量配線17の他端とは、モノマーを重合してポリマーを形成する工程の後に、従来の液晶表示装置101のように、接続配線125を介して電気的に接続されてもよい。
図1(b)に示すように、対向して貼り合わされたTFT基板2と対向基板4との間には、液晶45が封止されている。液晶45は誘電率異方性Δεが−3〜−5のネガ型液晶材料であり、重合性成分として液晶アクリレート系材料が微量(0.1〜1%)配合されている。TFT基板2側のガラス基板39上には、TFT11及び画素電極13が形成されている。さらに、ガラス基板39上には、液晶分子の初期配向状態を決定する垂直配向膜43が形成されている。垂直配向膜43は垂直配向性を有するポリイミド材料で形成されている。対向基板4側のガラス基板41上には、カラーフィルタ(CF)樹脂層49、共通電極21及び垂直配向膜47が形成されている。垂直配向膜47も同様に、垂直配向性を有するポリイミド材料で形成されている。両基板2、4間のセルギャップは、TFT基板2上又は対向基板4上に散布された球状スペーサ51により維持されている。
各画素には、共通電極端子23と共通蓄積容量端子19とを両端に有する、液晶容量Clcと蓄積容量Csとが直列結合された回路が形成されている。共通電極端子23と共通蓄積容量端子19とを介して共通電極21と蓄積容量バスライン15a〜15dとの間に電圧値がVaの交流電圧Vaを印加すると、液晶容量Clc1、Clc2には、従来の液晶表示装置101、201と同様に、以下の式で表される電圧Vlcがそれぞれ印加される。
Vlc={Cs/(Clc+Cs)}×Va ・・・(1)
式(1)において、Clcは液晶容量Clc1、Clc2等の各容量値を示し、Csは蓄積容量Cs1、Cs2等の各容量値を示している。なお、共通電極端子23と共通蓄積容量端子19との間に印加する電圧は直流電圧でもよい。
液晶表示装置1の製造工程において、液晶45に電圧Vlcを印加した状態で、図1(b)の太矢印方向に光(UV光)を照射すると、液晶45内に混入されたモノマーが重合してポリマーが形成される。これにより、液晶分子の初期配向状態として所定のプレチルト角が得られる。プレチルト角は、ポリマーが形成される際に液晶45に印加される電圧値が大きいほど小さくなる。
液晶表示装置1を実際に表示装置として用いる際は、所定のタイミングでゲートバスライン7a〜7dに、例えば+25Vの電圧のゲートパルスが順次印加され、TFT11が順次オン状態になる。当該タイミングに合わせて、ドレインバスライン9a〜9dには、所定の画素に書き込まれる、例えば0V±5V程度の階調電圧が印加される。共通電極21と共通蓄積容量配線17とはトランスファを介して電気的に接続されており、例えば0Vの電圧が印加される。
図2に示すように、ドレインバスライン9a、蓄積容量バスライン15a、15b並びにその他不図示の複数の蓄積容量バスライン(以下、蓄積容量バスライン15a、15bと略記する。)及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により結合容量Cps1が形成されている。また、ドレインバスライン9a、共通電極21及びそれらの間に挟まれた液晶により結合容量Cpc1が形成されている。同様に、ドレインバスライン9b、蓄積容量バスライン15a、15b及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により結合容量Cps2が形成されている。また、ドレインバスライン9b、共通電極21及びそれらの間に挟まれた液晶により結合容量Cpc2が形成されている。同様に、ドレインバスライン9c、蓄積容量バスライン15a、15b及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により結合容量Cps3が形成されている。また、ドレインバスライン9c、共通電極21及びそれらの間に挟まれた液晶により結合容量Cpc3が形成されている。
ところで、重合用TFT29a、29bがオン状態になると、ドレインバスライン9aはドレインバスライン9b、9cに並列に接続される。このため、ドレインバスライン9a、9b、9cと、蓄積容量バスライン15a、15bとの間で形成されている結合容量Cps1〜Cps3同士も並列に接続される。同様に、ドレインバスライン9a、9b、9cと、共通電極21との間で形成されている結合容量Cpc1〜Cpc3同士も並列に接続される。従って、重合用TFT29a、29bがオン状態になると、ドレインバスライン9aが蓄積容量バスライン15a、15b及び共通電極21との間でそれぞれ形成する結合容量Cps1、Cpc1の容量値は、オフ状態における容量値のほぼ3倍になる。
例えば、XGA型の液晶表示装置では、1024×3=3072本のドレインバスラインが形成されている。当該ドレインバスライン間に重合用TFTがそれぞれ形成されている場合、当該全ての重合用TFTをオン状態にすることにより、1本のドレインバスラインが蓄積容量バスライン及び共通電極との間でそれぞれ形成する結合容量の容量値は、従来の液晶表示装置の3072倍になる。
また、結合容量Cps1の容量値をCpsとし、結合容量Cpc1の容量値をCpcとし、蓄積容量バスライン15a、15bに印加される電圧をVcsとし、共通電極21に印加される電圧をVcとすると、重合用TFT29aがオフ状態の場合のフローティング状態におけるドレインバスライン9aの電位Vdは、以下のように表すことができる。
Vd={Cpc/(Cps+Cpc)}×(Vc−Vcs) ・・・(2)
式(2)は、接続された重合用TFTがオフ状態の場合のドレインバスラインについて成り立つ。
ここで、n本のドレインバスラインがm本の蓄積容量バスラインとの間で形成する結合容量Cps1〜Cpsnの各容量値はほぼ同一と仮定し、共通電極21との間でそれぞれ形成する結合容量Cpc1〜Cpcnの各容量値はほぼ同一と仮定する。n本のドレインバスライン間に形成されたn−1個の重合用TFTをオン状態にすると、n本のドレインバスラインは並列に接続されるので、フローティング状態におけるn本のうちの1本のドレインバスラインの電位Vdnは、以下のように表すことができる。
Vdn={(n×Cpc)/(n×Cps+n×Cpc)}×(Vc−Vcs)
={Cpc/(Cps+Cpc)}×(Vc−Vcs) ・・・(3)
式(3)に示すように、n本のドレインバスラインが並列に接続されても、各ドレインバスラインの電位Vdnは、1本の場合の電位Vdとほとんど変わらない。従って、例えば、重合用TFT29a、29bがオン/オフいずれの状態であっても、フローティング状態のドレインバスライン9aの電位Vdはほぼ同一の電位を維持することになる。
このように、重合用TFT29a、29bをオン状態にすると、フローティング状態におけるドレインバスライン9aの電位Vdの大きさはほとんど変わらない。ところが、蓄積容量バスライン15a、15b及び共通電極21との間でそれぞれ形成する結合容量Cps1、Cpc1の容量値Cps、Cpcはn倍(図2では3倍)になる。このため、当該結合容量の充放電には時間が掛かるようになり、ドレインバスライン9aの電位Vdは変動し難くなる。
ところで、図2の図中にAで示すように、画素電極13bと蓄積容量バスライン15bとが短絡していると((1)の問題)、モノマーを重合する際に、液晶容量Clc2に印加される電圧Vlcは、共通電極端子23と共通蓄積容量端子19との間に印加された交流電圧Vaにほぼ等しくなる。このため、液晶容量Clc2には所望の電圧Vlcが印加されなくなる。
またこの場合、画素電極13bの電位は共通蓄積容量端子19に印加された電圧Vcsにほぼ等しくなる。このため、画素電極13bの電位が容量値Csと容量値Clcとの比で定まる電位より低くなり、TFT11bのゲート−ソース間電圧が大きくなると、画素電極13bからドレインバスライン9aに向かってTFT11bに微弱なリーク電流が流れる。
ところが、ドレインバスライン9aは、重合用TFT29a、29bをオン状態にすることにより、従来のドレインバスライン109aに比べて、容量値の大きい結合容量Cps1、Cpc1により所定の電位Vdに保持されている。このため、TFT11bから微弱なリーク電流が流れても、ドレインバスライン9aの電位Vdに電位変動はほとんど生じない。これにより、ドレインバスライン9aに接続されたTFT11aのゲート−ドレイン間電圧もほとんど変化せず、TFT11aにはリーク電流は生じない。従って、液晶容量Clc1の電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。同様に、ドレインバスライン9aに関連する他の画素についても、液晶容量Clcの電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。なお、蓄積容量バスライン15a、15b及び共通蓄積容量配線17の合成抵抗の抵抗値は比較的大きい。このため、画素電極13bが蓄積容量バスライン15bに短絡しても、蓄積容量バスライン15a、15b及び共通蓄積容量配線17に印加されている電圧Vcsの電圧降下はほとんど生じない。
図2の図中にBで示すように、画素電極13bと共通電極21とが短絡した場合((2)の問題)も同様に、ドレインバスライン9aの電位Vdはほとんど変動しないので、TFT11aにリーク電流は流れず、液晶容量Clc1に印加される電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。ドレインバスライン9aに接続された、TFT11a、11b以外の他のTFTについても、同様にリーク電流は流れず、液晶容量に印加される電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。
また、ドレインバスライン9aは容量値の大きい結合容量Cps1及び結合容量Cpc1により、所定の電位Vdに維持されているので、図2の図中にCで示すように、ドレインバスライン9aがゲートバスライン7aと短絡しても((3)の問題)、ドレインバスライン9aの電位変動はほとんど生じない。また、この場合、TFT11aのゲート−ドレイン間電圧はほぼ0になるので、TFT11aはオフ状態のままである。さらに、ドレインバスライン9aとゲートバスライン7bとの交差部に形成されたTFT11bのゲート−ドレイン間電圧もほとんど変動しないので、TFT11bもオフ状態のままである。同様に、ドレインバスライン9aと他のゲートバスラインとの交差部に形成されたTFTもオフ状態のままである。従って、ドレインバスライン9aに接続された全てのTFT11a、11b等にリーク電流は流れず、液晶容量Clc1、Clc2等に印加されている電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。なお、共通電極21の抵抗値は比較的大きい。このため、画素電極13bが共通電極21に短絡しても、共通電極21に印加されている電圧Vcの電圧降下はほとんど生じない。
このように、本実施の形態による液晶表示装置1は隣接するドレインバスライン間に重合用TFT29a、29b等を有している。液晶表示装置1は、モノマーを重合する際に、重合用TFT29a、29bをオン状態にして、ドレインバスライン9a、9b、9c同士を導通させ、ドレインバスライン9a、9b、9cと蓄積容量バスライン15a、15bとの間で形成される結合容量Cps1、Cps2、Cps3と、共通電極21との間で形成される結合容量Cpc1、Cpc2、Cpc3のそれぞれの容量値を大きくすることができる。
これにより、液晶表示装置1はドレインバスライン9a、9b、9cがフローティング状態であっても、ドレインバスライン9a、9b、9cの電位Vdを所定の値に維持し易くなる。従って、例えば、画素電極13bと蓄積容量バスライン15bとの短絡や画素電極13bと共通電極21との短絡が生じてTFT11bにリーク電流が流れても、ドレインバスライン9aの電位Vdはほとんど変動しない。これにより、モノマーを重合する際に、ドレインバスライン9aに繋がる画素領域の液晶容量Clc1等に印加されている電圧Vlcはほとんど変動せず、当該画素領域の液晶分子のプレチルト角をドレインバスライン9a以外のドレインバスラインに繋がる他の画素領域の液晶分子のプレチルト角とほぼ同じ角度に形成できる。従って、表示部として使用する際に、液晶表示装置1は表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示ムラの発生を防止することができる。
画素電極13a、13bと蓄積容量バスライン15a、15b又は共通電極21とが短絡して、液晶分子のプレチルト角が所望の角度に形成されていない画素が、数百万画素中に分散されて形成されても、これによる表示不良はほとんど目立たず、液晶表示装置1の実使用上の問題にはならない。
次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法について説明する。以下では、マトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、3行3列の隣接する9つの画素を例にとって説明する。図1に示すように、ゲートバスライン7a〜7dの入力端子8a〜8d、ドレインバスライン9a〜9dの入力端子10a〜10d及びリペア用配線35a、35bの接続用端子37a、37bには何も接続しない状態で、制御用配線31に接続された入力端子33から制御信号を入力する。これにより、重合用TFT29a、29bをオン状態にして、ドレインバスライン9a、9b、9c同士を導通する。制御用配線31には、例えば基準電位(グランド電位)に対して正の直流電圧が印加される。
次に、共通電極端子23に電圧Vcs=±20Vの交流電圧(方形波)を印加し、共通蓄積容量端子19に電圧Vcs=0Vを印加する。これにより、各画素の液晶容量Clc1、Clc2には、式(1)に基づいて、所望の電圧Vlcが印加される。液晶容量Clc1、Clc2の容量値Clcを250fFとし、蓄積容量Cs1、Cs2の容量値Csを250fFとすると、電圧Vlcの電圧値は約±10Vとなる。
次に、図1(b)に太矢印で示すように、TFT基板2側から液晶表示装置1にUV光を照射する。液晶45には電圧Vlc=±10Vが印加されているので、液晶分子は所定の方向に傾いている。このため、液晶分子が倒れた方向に引きずられて、液晶45に混入された液晶アクリレート系材料が架橋する。次に、共通電極端子23及び共通蓄積容量端子19への電圧Vc、Vcsの印加を終了する。次いで、制御用配線31への制御信号の入力を終了し、重合用TFT29a、29b、29cをオフ状態にする。こうして、液晶表示装置1の全ての画素領域の液晶分子の初期配向状態は、垂直配向の状態から所定の方向に僅かに傾いた状態に形成される。
重合性成分の液晶アクリレート系材料を重合する際に、重合用TFT29a、29bをオン状態にすることにより、ドレインバスライン9a、9b、9cは容量値の大きい結合容量Cps1〜Cps3、Cpc1〜Cpc3で所定の電位Vdにそれぞれ保持される。このため、例えば、図2の図中にAで示すように、画素電極13bと蓄積容量バスライン15bとが短絡していても、ドレインバスライン9aの電位Vdはほとんど変動しない。これにより、ドレインバスライン9aに接続されたTFT11aのゲート−ドレイン間電圧はほとんど変化せず、TFT11aにはリーク電流は生じない。従って、液晶容量Clc1に印加された電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。
このように、本実施の形態による液晶表示装置1の製造方法によれば、モノマーを重合する際に、重合用TFT29a、29bをオン状態にして、ドレインバスライン9a、9b、9c同士を導通させることができる。これにより、ドレインバスライン9a、9b、9cと蓄積容量バスライン15a、15bとの間で形成される結合容量Cps1、Cps2、Cps3と、共通電極21との間で形成される結合容量Cpc1、Cpc2、Cpc3のそれぞれの容量値を大きくすることができる。
これにより、液晶表示装置1はドレインバスライン9a、9b、9cがフローティング状態であっても、ドレインバスライン9a、9b、9cの電位Vdを所定の値で維持し易くなる。従って、例えば、画素電極13bと蓄積容量バスライン15bとの短絡や画素電極13bと共通電極21との短絡が生じていても、この影響は他の画素領域には及ばず、ドレインバスライン9aに繋がる画素領域の液晶容量Clc1に所定の電圧Vlc=±10Vを印加することができる。これにより、当該画素領域の液晶分子のプレチルト角をドレインバスライン9b、9cに繋がる他の画素領域の液晶分子のプレチルト角とほぼ同じ角度に形成できる。従って、液晶表示装置1は表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示不良の発生を防止することができる。
また、液晶表示装置1は、ポリマー化工程において、ゲートバスライン7a〜7dやドレインバスライン9a〜9dに所定の電圧を入力しなくてもよいので、当該配線に電圧を入力する工程を省略することができ、液晶表示装置1の製造効率の向上を図ることができる。
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図3を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、液晶に混入されたモノマーを重合する際にゲートバスライン間を導通させる重合用TFTを備えている点に特徴を有している。図3は、本実施の形態による液晶表示装置50のマトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素の等価回路を示している。
図3に示すように、本実施の形態による液晶表示装置50は、上記第1の実施の形態による液晶表示装置1の構成に加え、液晶に混入されたモノマーを重合する際に、ゲートバスライン7a、7b、7c間を導通させる重合用TFT(第2の重合用薄膜トランジスタ)53a、53bと、ゲートバスライン7aとドレインバスライン9aとの間を導通させる重合用補助TFT(第1の重合用補助薄膜トランジスタ)55を有している。
隣接するゲートバスライン7a、7b間には、重合用TFT53aが形成されている。重合用TFT53aのドレイン電極(D)はゲートバスライン7aに接続され、ソース電極(S)はゲートバスライン7bに接続されている。また、重合用TFT53aのゲート電極(G)は制御用配線(第2の制御用配線)59に接続されている。制御用配線59は重合用TFT53aのスイッチングを制御する制御信号が入力される。制御用配線59はゲートバスライン7a、7b、7cに絶縁膜を介して交差し、図中上下方向に延びて形成されている。制御用配線59の一端は、例えば、制御用配線31に接続されている。
同様に、隣接するゲートバスライン7b、7c間には、重合用TFT53bが形成されている。重合用TFT53bのドレイン電極(D)はゲートバスライン7bに接続され、ソース電極(S)はゲートバスライン7cに接続されている。また、重合用TFT53bのゲート電極(G)は、制御用配線59に接続されている。以降同様に、ゲートバスライン間には、重合用TFT53a、53bと同様の構成の重合用TFTが形成されている。
ゲートバスライン7aと、ドレインバスライン9aとの間には、重合用補助TFT55が形成されている。重合用補助TFT55のドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続され、ソース電極(S)はゲートバスライン7aに接続されている。重合用補助TFT55のゲート電極(G)は制御用配線31に接続されている。ゲート電極(G)には、制御用配線31を流れる制御信号が入力され、重合用補助TFT55のスイッチングが制御される。
重合用補助TFT55は、ゲートバスライン7a及びドレインバスライン9aに必ずしも接続されている必要はない。重合用補助TFT55のソース電極(S)がゲートバスラインのいずれか1つと接続され、ドレイン電極(D)がドレインバスラインの少なくともいずれか1つに接続されていればよい。また、重合用補助TFT55のドレイン電極(D)がゲートバスラインのいずれか1つと接続され、ソース電極(S)がドレインバスラインの少なくともいずれか1つに接続されていてもよい。また、重合用補助TFT55のゲート電極(G)は制御用配線59に接続されていてもよい。
重合用TFT53a、53bをオン状態にすると、ゲートバスライン7a、7b、7c同士は並列に接続される。さらに、重合用補助TFT55及び重合用TFT29a、29bをオン状態にすると、ゲートバスライン7a、7b、7cの電位Vgはドレインバスライン9a、9b、9cの電位Vdと同電位になる。これにより、ゲート−ドレイン間電圧はほぼ0Vになるので、TFT11a、11bはオフ状態になる。また、図3の図中にCで示すように、ゲートバスライン7aとドレインバスライン9aとの間に短絡欠陥が生じても((3)の問題)、重合用TFT53a、53b及び重合用補助TFT55により、ゲートバスライン7a、7b、7cの電位Vgとドレインバスライン9a、9b、9cの電位Vdとは同電位になっているため、当該短絡欠陥の影響は生じない。
このように、ポリマー化工程の際に、重合用TFT53a、53b等及び重合用補助TFT55を用いて、TFT基板2上の全てのゲートバスライン7a、7b、7c等とドレインバスライン9a、9b、9c等とを予め同電位にしておくと、例えばゲートバスライン7aとドレインバスライン9aとの短絡欠陥の影響は生じない。これにより、TFT11a、11bのリーク電流の発生が防止され、液晶容量Clc1、Clc2に印加される電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。従って、全ての画素領域の液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。これにより、表示部として使用する際に、液晶表示装置50は表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示ムラの発生を防止することができる。
液晶表示装置50は、重合用TFT53a、53b等及び重合用補助TFT55により、ゲートバスライン7a、7b、7c等の電位Vgとドレインバスライン9a、9b、9c等の電位Vdを確実にほぼ同じ電位にすることができる。このため、液晶表示装置50は、液晶表示装置1に比べて、ゲートバスラインと、ドレインバスラインとの短絡欠陥の影響をより確実に生じないようにできる。
本実施の形態による液晶表示装置50の製造方法は、液晶に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT53a、53b及び重合用補助TFT55をオン状態にすることを除いては、上記実施の形態による液晶表示装置1と同様であるため、説明は省略する。
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図4を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、液晶に混入されたモノマーを重合する際にドレインバスラインとリペア用配線との間を導通させる重合用TFTを備えている点に特徴を有している。図4は、本実施の形態による液晶表示装置70のマトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素の等価回路を示している。
図4に示すように、本実施の形態による液晶表示装置70は、上記第1の実施の形態による液晶表示装置1の構成に加え、液晶に混入されたモノマーを重合する際にリペア用配線35a、35bとドレインバスライン9aとの間を導通させる重合用TFT(第3の重合用薄膜トランジスタ)57a、57bと、リペア用配線35a、35b間を導通させる重合用補助TFT(第2の重合用補助薄膜トランジスタ)58とを有している。
リペア用配線35aとドレインバスライン9aとの間には、重合用TFT57aが形成されている。重合用TFT57aのソース電極(S)はリペア用配線35aに接続され、ドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続されている。また、重合用TFT57aのゲート電極(G)は制御用配線(第3の制御用配線)61に接続されている。制御用配線61は重合用TFT57aのスイッチングを制御する制御信号が入力される。制御用配線61はゲートバスライン7a、7b、7cに絶縁膜を介して交差し、図中上下方向に延びて形成されている。制御用配線61の一端は、例えば、制御用配線31に接続されている。
同様に、リペア用配線35bとドレインバスライン9aとの間には、重合用TFT57bが形成されている。重合用TFT57bのソース電極(S)はリペア用配線35bに接続され、ドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続されている。また、重合用TFT57bのゲート電極(G)は、制御用配線61に接続されている。
重合用TFT57a、57bのドレイン電極(D)は、ドレインバスライン9aに必ずしも接続されている必要はない。ドレイン電極(D)は、ドレインバスライン9a、9b、9cの少なくともいずれか1つに接続されていればよい。また、重合用TFT57a、57bのドレイン電極(D)がリペア用配線35a、35bにそれぞれ接続され、ソース電極(S)がドレインバスライン9a、9b、9cの少なくともいずれか1つに接続されていてもよい。また、重合用TFT57a、57bのゲート電極(G)は制御用配線61に接続されずに、制御用配線31に直接接続されていてもよい。
リペア用配線35a、35b間には、重合用補助TFT58が形成されている。重合用補助TFT58のソース電極(S)はリペア用配線35aに接続され、ドレイン電極(D)はリペア用配線35bに接続されている。また、重合用補助TFT58のゲート電極(G)は、制御用配線61に接続されている。ゲート電極(G)には、制御用配線61に流れる制御信号が入力され、重合用補助TFT58のスイッチングが制御される。重合用補助TFT58のゲート電極(G)は制御用配線61に接続されずに、制御用配線31に接続されていてもよい。
液晶に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT29a、29b、重合用TFT57a、57b及び重合用補助TFT58をオン状態にすると、ドレインバスライン9a、9b、9cはリペア用配線35a、35bと低抵抗で導通されるので、ドレインバスライン9a、9b、9cの電位Vdはリペア用配線35a、35bの電位と同電位になる。図4に示すように、ドレインバスライン9aに断線欠陥(×印)が生じると、ドレインバスライン9aを修復するために、図中にD、D’で示すように、ドレインバスライン9aとリペア配線35a、35bとの交差部を接続する((4)の問題)。ドレインバスライン9aは重合用TFT57a、57b及び重合用補助TFT58を用いて予めリペア用配線35a、35bに接続されているため、ドレインバスライン9aを修復しても、ドレインバスライン9aの電位Vdはほとんど変動しない。
また、重合用TFT29a、29bにより、ドレインバスライン9aは、蓄積容量バスライン15a、15b及び共通電極21との間で形成される結合容量Cps1、Cpc1の容量値が大きくなっているので、ドレインバスライン9aの電位Vdは変動し難くなっている。従って、ドレインバスライン9aの断線を修復しても、ドレインバスライン9aに接続されたTFT11a、11b等のゲート−ドレイン間電圧は変動せず、リーク電流は発生しない。これにより、液晶容量Clc1、Clc2に印加される電圧Vlcは所望の電圧値を維持できる。従って、モノマーを重合する際に、全ての画素領域の液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。これにより、表示部として使用する際に、液晶表示装置70は表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示ムラの発生を防止することができる。
本実施の形態による液晶表示装置70に、上記第2の実施の形態による液晶表示装置50の重合用TFT53a、53b及び重合用補助TFT55を形成することにより、ゲートバスライン7a、7b、7cと、ドレインバスライン9a、9b、9cとの短絡欠陥の影響が、より確実に生じなくなる。これにより、液晶表示装置70は上記(1)乃至(4)の問題に対応可能になる。
本実施の形態による液晶表示装置70の製造方法は、液晶に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT57a、57b及び重合用補助TFT58をオン状態にすることを除いては、上記実施の形態による液晶表示装置1と同様であるため、説明は省略する。
〔第4の実施の形態〕
次に、本発明の第4の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図5を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置80は、画素領域毎に2つの画素電極を有し、2つの画素電極で形成される所定の電気容量を備えている点に特徴を有している。図5は、本実施の形態による液晶表示装置80のマトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素の等価回路を示している。
図5に示すように、ゲートバスライン7aとドレインバスライン9aとの交差部に形成されたTFT11aのソース電極(S)には、画素領域に形成された第1の画素電極63aが接続されている。また、当該画素領域には第2の画素電極64aが形成されている。第1の画素電極63a、第2の画素電極64a及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により、重合用電気容量(所定の電気容量)Cpp1が形成されている。また、第2の画素電極64a、蓄積容量バスライン15a及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により、蓄積容量Cs1が形成されている。蓄積容量バスライン15aは蓄積容量Cs1の一方の電極になり、第2の画素電極64aは他方の電極になる。また、第2の画素電極64a、共通電極21及びそれらの間に挟まれた液晶45により、液晶容量Clc1が形成されている。共通電極21は液晶容量Clc1の一方の電極になり、第2の画素電極64aは他方の電極になる。
同様に、ゲートバスライン7bとドレインバスライン9aとの交差部に形成されたTFT11bのソース電極(S)には、画素領域に形成された第1の画素電極63bが接続されている。また、当該画素領域には第2の画素電極64bが形成されている。第1の画素電極63b、第2の画素電極64b及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により、重合用電気容量(所定の電気容量)Cpp2が形成されている。また、第2の画素電極64b、蓄積容量バスライン15b及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により、蓄積容量Cs2が形成されている。蓄積容量バスライン15bは蓄積容量Cs2の一方の電極になり、第2の画素電極64bは他方の電極になる。また、第2の画素電極64b、共通電極21及びそれらの間に挟まれた液晶45により、液晶容量Clc2が形成されている。共通電極21は液晶容量Clc2の一方の電極になり、第2の画素電極64bは他方の電極になる。以降同様に、他の画素領域も同様の画素構成を有している。
液晶に混入されたモノマーを重合する際の液晶容量Clc1、Clc2に印加される電圧Vlcは、蓄積容量Cs1、Cs2の各容量値をCsとし、液晶容量Clc1、Clc2の各容量値Clcとし、共通電極端子23と共通蓄積容量端子19との間に印加される交流電圧をVaとすると、以下のように表すことができる。
Vlc={Cs/(Cs+Clc)}×Va ・・・(4)
液晶表示装置80を電子機器の表示部として用いる際に、共通電極21及び蓄積容量バスライン15a、15bに同電位の電圧Vcが印加されると仮定する。また、第1の画素電極63a、63bの電位をVpとし、重合用電気容量Cpp1、Cpp2の容量値をCppとすると、液晶容量Clc1、Clc2に印加される電圧Vlcは、以下のように表すことができる。
Vlc={Cpp/(Cs+Clc+Cpp)}×(Vp−Vc) ・・・(5)
また、重合用電気容量Cpp1、Cpp2の容量値Cppと液晶容量Clc1、Clc2の容量値Clc及び蓄積容量Cs1、Cs2の容量値Csとの関係を
Cpp≫Clc、Cs ・・・(6)
とすることにより、式(5)は、以下のようになる。
Vlc≒(Vp−Vc) ・・・(7)
従って、画素領域内の容量値が式(6)を満たすように、重合用電気容量Cpp1、Cpp2、液晶容量Clc1、Clc2及び蓄積容量Cs1、Cs2を形成することにより、重合用電気容量Cpp1、Cpp2に依存しない電圧を液晶容量Clc1、Clc2に印加することができる。
また、第1の画素電極63a、63bには、ドレインバスライン9aに印加された階調電圧がTFT11a、11bを介して印加される。このため、基準電位(グランド電位)と第1の画素電極63a、63bの電位Vpとの電位差は階調電圧と看做すことができる。従って、重合用電気容量Cpp1、Cpp2を有していても、液晶表示装置80は、実駆動表示時に階調電圧と共通電極21の電圧Vcとの差の電圧Vlcを液晶容量Clc1、Clc2に印加することができる。
ところで、従来の液晶表示装置101、201において、上記の問題(1)乃至(4)に基づく線欠陥状の表示不良が発生するのは、モノマーを重合する際に、ドレインバスライン109aと画素電極113a、113cとが完全に絶縁されていなかったり、又はTFT111a、111cにリーク電流の発生しない抵抗状態が実現されていなかったりすることに起因している。ところが、画素電極113a、113cに接続されているTFT111a、111cを完全にオフ状態にする電圧をそれらのゲート電極(G)に印加することは非常に困難である。なぜなら、画素電極113a、113cと共通電極121との間には±10V程度の電圧が印加されているため、±10Vという両極端の電圧のいずれにおいても、TFT111a、111cが十分なオフ特性を有する状態を実現することが困難だからである。つまり、TFT111a、111cのゲート電圧に対して、画素電極113a、113cの電圧が大きくても、又は小さくても、TFT111a、111cのリーク電流は大きくなる。
図5に示すように、本実施の形態による液晶表示装置80では、容量値が比較的大きい重合用電気容量Cpp1、Cpp2を介して、第2の画素電極64a、64bはTFT11a、11bのソース電極(S)にそれぞれ接続されている。このため、液晶45に混入されたモノマーを重合する際に、例えば、第2の画素電極64aと蓄積容量バスライン15a又は共通電極21とが短絡していても((1)及び(2)の問題)、重合用電気容量Cpp1の充放電には時間が掛かるので、重合用電気容量Cpp1に印加される電圧はほとんど変動しない。このため、TFT11aのソース電極(S)の電圧もほとんど変動せず、TFT11aにはリーク電流が発生しない。従って、ドレインバスライン9aの電位変動も生じない。このため、TFT11bのゲート−ドレイン間電圧は変動せず、TFT11bにもリーク電流は流れない。従って、重合用電気容量Cpp2に印加される電圧もほとんど変動せず、第2の画素電極64bの電位は変動しないので、液晶容量Clc2には、所望の電圧Vlcが印加される。
また、例えば、ドレインバスライン9aがゲートバスライン7aに短絡して((3)の問題)、ドレインバスライン9aの電位が変動し、TFT11a、11bにリーク電流が生じても、重合用電気容量Cpp1、Cpp2により、第2の画素電極64a、64bの電位変動を防止できる。これにより、液晶容量Clc1、Clc2には、所定の電圧Vlcを印加することができる。
また、例えば、リペア用配線35a、35bにドレインバスライン9aを接続して断線欠陥を修復すると((4)の問題)、ドレインバスライン9aの電位が変動する場合がある。当該電位変動により、TFT11a、11bにリーク電流が生じても、重合用電気容量Cpp1、Cpp2により、第2の画素電極64a、64bの電位変動を防止できる。これにより、液晶容量Clc1、Clc2には、所定の電圧Vlcを印加することができる。
このように、本実施の形態による液晶表示装置80は各画素領域に重合用電気容量を有している。これにより、例えば、第2の画素電極64a、64bはドレインバスライン9aと絶縁された状態又は高抵抗で接続された状態と看做すことができる。このため、モノマーを重合する際に、第2の画素電極64aが蓄積容量バスライン15a又は共通電極21に短絡しても、ドレインバスライン9aの電位変動を防止できる。また、ドレインバスライン9aがゲートバスライン7aと短絡したり、リペア用配線35a、35bと短絡されたりしてドレインバスライン9aの電位変動が生じても、第2の画素電極64a、64bの電位変動を防止できる。従って、蓄積容量バスライン15a、15b又は共通電極21に短絡している画素を除く全ての画素の液晶45にほぼ同じ電圧Vlcを印加できる。他の画素領域についても同様に、第2の画素電極が共通電極21等に短絡しても、第2の画素電極の電位変動を防止できる。これにより、モノマーを重合する際に、液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。従って、液晶表示装置80は、実駆動表示時において、表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示ムラの発生を防止することができる。
第2の画素電極64a、64bと蓄積容量バスライン15a、15b又は共通電極21とが短絡して、液晶分子のプレチルト角が所望の角度に形成されていない画素が、数百万画素中に分散されて形成されても、これによる表示不良はほとんど目立たず、液晶表示装置80の実使用上の問題にはならない。
次に、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法について説明する。以下では、マトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素を例にとって説明する。図5に示すように、全ての入力端子8a、8b、10a、10b、10c等及び接続用端子37a、37bには何も接続せずに、ゲートバスライン7a、7b等、ドレインバスライン9a、9b、9c等及びリペア用配線35a、35bをフローティング状態にする。
次に、共通電極端子23に電圧Vcs=±20Vの交流電圧(方形波)を印加し、共通蓄積容量端子19に電圧Vcs=0Vを印加する。これにより、各画素の液晶容量Clc1、Clc2には、式(1)に基づいて、電圧Vlcが印加される。
次に、TFT基板側から液晶表示装置80にUV光を照射して、液晶45に混入された重合性成分を重合する。液晶45には電圧Vlcが印加されているので、液晶分子は所定の方向に傾く。このため、液晶分子が倒れた方向に引きずられて、重合性成分の液晶アクリレート系材料が架橋する。次に、共通電極端子23及び共通蓄積容量端子19への電圧Vc、Vcsの印加を終了する。こうして、液晶表示装置80の全ての画素領域の液晶分子の初期配向状態は、垂直配向の状態から所定の方向に僅かに傾いた状態に形成される。
モノマーを重合する際に、例えば、第2の画素電極64aと蓄積容量バスライン15aとが短絡していたとしても、重合用電気容量Cpp1により、第2の画素電極64aはドレインバスライン9aと絶縁された状態又は高抵抗で接続された状態と看做すことができる。このため、ドレインバスライン9aの電位は当該短絡によって変動しないので、ドレインバスライン9aに繋がる他の画素領域の第2の画素電極64bの電位変動を防止できる。従って、蓄積容量バスライン15a、15b又は共通電極21に短絡している画素を除く全ての画素の液晶45にほぼ同じ電圧Vlcを印加できる。これにより、液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。
このように、本実施の形態による液晶表示装置の製造方法によれば、液晶表示装置80は重合用電気容量Cpp1、Cpp2を有しているので、モノマーを重合する際に、短絡欠陥による第2の画素電極64a、64bの電位変動の影響はドレインバスライン9aの電位に及ばない。また、ドレインバスライン9aの電位変動の影響は第2の画素電極64a、64bの電位に及ばない。これにより、モノマーを重合する際に、液晶表示装置80の表示領域内の全ての画素領域の液晶45にほぼ同一の電圧Vlcを印加できるので、液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。従って、実駆動表示時に、液晶表示装置80の表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示ムラの発生を防止することができる。
また、液晶表示装置80は、モノマーを重合する際に、ゲートバスライン7a、7bやドレインバスライン9a、9b、9cに所定の電圧を入力しなくてもよいので、当該配線に電圧を入力する工程を省略することができ、ポリマー化工程を簡略化することができる。これにより、液晶表示装置80の製造効率の向上を図ることができる。
〔第5の実施の形態〕
次に、本発明の第5の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図6を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、液晶に混入されたモノマーを重合する際に、ドレインバスラインと共通蓄積容量配線との間を導通させる重合用TFTを備えている点に特徴を有している。図6は、本実施の形態による液晶表示装置85のマトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素の等価回路を示している。
図6に示すように、本実施の形態による液晶表示装置85は、上記第4の実施の形態による液晶表示装置80の構成に加え、液晶45に混入されたモノマーを重合する際にドレインバスライン9a、9bと共通蓄積容量配線17との間を導通させる重合用TFT65a、65bを有している。
重合用TFT65aのドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続され、ソース電極(S)は共通蓄積容量配線17に接続されている。また、重合用TFT65aのゲート電極(G)は制御用配線67に接続されている。制御用配線67は重合用TFT65aのスイッチングを制御する制御信号が入力される。制御用配線67はドレインバスライン9a、9bに絶縁膜を介して交差し、図中左右方向に延びて形成されている。制御用配線67の一端は制御信号を入力する入力端子69に接続されている。
同様に、重合用TFT65bのドレイン電極(D)はドレインバスライン9bに接続され、ソース電極(S)は共通蓄積容量配線17に接続されている。また、重合用TFT65bのゲート電極(G)は制御用配線67に接続されている。また、以降同様に、ドレインバスラインと共通蓄積容量配線17との間に、重合用TFT65a、65bと同様の構成の重合用TFTが形成されている。
重合用TFT65a、65bのソース電極(S)は、共通蓄積容量配線17に代えて、蓄積容量バスライン15a、15bに接続されていてもよい。また、重合用TFT65a、65bのソース電極(S)がドレインバスライン9a、9bにそれぞれ接続され、ドレイン電極(D)が共通蓄積容量配線17又は蓄積容量バスライン15a、15bに接続されていてもよい。
液晶45に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT65a、65bをオン状態にすると、ドレインバスライン9a、9bは共通蓄積容量配線17と低抵抗で導通されるので、ドレインバスライン9a、9bの電位は共通蓄積容量配線17の電位とほぼ同電位になる。共通蓄積容量配線17は蓄積容量バスライン15a、15bに接続されているので、ドレインバスライン9a、9bの電位は蓄積容量バスライン15a、15bの電位とほぼ同電位になる。このため、ドレインバスライン9a、9bと蓄積容量バスライン15a、15bとの短絡欠陥の有無によらず、ドレインバスライン9a、9bは蓄積容量バスライン15a、15bと同電位の電位を維持することができる。
従って、ドレインバスライン9a、9bと蓄積容量バスライン15a、15bとの短絡欠陥が生じても、ドレインバスライン9a、9bには電位変動が生じず、第2の画素電極64a、64bにも電位変動はほとんど生じない。これにより、液晶容量Clc1、Clc2には所望の電圧Vlcを印加することができる。従って、モノマーを重合する際に、液晶表示装置85の全ての画素領域の液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。これにより、実駆動表示時に、液晶表示装置85の表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示ムラの発生を防止することができる。
本実施の形態による液晶表示装置85の製造方法は、液晶45に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT65a、65bをオン状態にすることを除いては、上記第4の実施の形態による液晶表示装置80と同様であるため、説明は省略する。
〔第6の実施の形態〕
次に、本発明の第6の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法について図7を用いて説明する。本実施の形態による液晶表示装置は、液晶に混入されたモノマーを重合する際に、ドレインバスラインと共通電極との間を導通させる重合用TFTを備えている点に特徴を有している。図7は、本実施の形態による液晶表示装置90のマトリクス状に配置されたm行n列の複数の画素のうち、2行1列の隣接する2つの画素の等価回路を示している。
図7に示すように、本実施の形態による液晶表示装置90は、上記第4の実施の形態による液晶表示装置80の構成に加え、液晶に混入されたモノマーを重合する際にドレインバスライン9a、9bと共通電極21との間を導通させる重合用TFT(別の重合用薄膜トランジスタ)71a、71bを有している。
重合用TFT71aのソース電極(S)は共通電極21に接続され、ドレイン電極(D)はドレインバスライン9aに接続されている。また、重合用TFT71aのゲート電極(G)は制御用配線(別の制御用配線)73に接続されている。制御用配線73は重合用TFT71aのスイッチングを制御する制御信号が入力される。制御用配線73はドレインバスライン9a、9bに絶縁膜を介して交差し、図中左右方向に延びて形成されている。制御用配線73の一端は制御信号を入力する入力端子75に接続されている。
同様に、重合用TFT71bのソース電極(S)は共通電極21に接続され、ドレイン電極(D)はドレインバスライン9bに接続されている。また、以降同様に、ドレインバスラインと共通電極21との間に、重合用TFT71a、71bと同様の構成の重合用TFTが形成されている。
また、重合用TFT71bのゲート電極(G)は制御用配線73に接続されている。重合用TFT71a、71bのソース電極(S)がドレインバスライン9a、9bにそれぞれ接続され、ドレイン電極(D)が共通電極21に接続されていてもよい。
液晶45に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT71a、71bをオン状態にすると、ドレインバスライン9a、9bは共通電極21と低抵抗で導通されるので、ドレインバスライン9a、9bの電位は共通電極21の電位とほぼ同電位になる。このため、ドレインバスライン9a、9bと共通電極21との短絡欠陥の有無によらず、ドレインバスライン9a、9bは共通電極21と同電位の電位を維持する。従って、ドレインバスライン9a、9bと共通電極21との短絡欠陥が生じても((5)の問題)、ドレインバスライン9a、9bの電位Vdは変動しないので、第2の画素電極64a、64bには電位変動が生じず、液晶容量Clc1、Clc2には所望の電圧Vlcを印加することができる。これにより、モノマーを重合する際に、液晶表示装置90の全ての画素領域の液晶分子のプレチルト角を所望の角度に形成できる。従って、実駆動表示時に、液晶表示装置90の表示画面に生じる明るさの異なる線欠陥状の表示不良の発生を防止することができる。
本実施の形態による液晶表示装置90の製造方法は、液晶45に混入されたモノマーを重合する際に、重合用TFT71a、71bをオン状態にすることを除いては、上記第4の実施の形態による液晶表示装置80と同様であるため、説明は省略する。
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
上記第1乃至第3の実施の形態による液晶表示装置1、50、70は、重合用TFTにより隣接するドレインバスライン同士が導通されるが本発明はこれに限られない。ドレインバスライン、共通電極21及びそれらの間に挟まれた液晶で形成される結合容量と、ドレインバスライン、蓄積容量バスライン及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により形成される結合容量の各容量値が、従来の液晶表示装置101、201の当該結合容量の各容量値より大きくなればよい。従って、重合用TFTは、少なくとも2本以上のドレインバスライン同士を導通できるように形成されていればよい。例えば、図1において、重合用TFT29bが形成されていなくても、ドレインバスライン9a、9bは重合用TFT29aで導通され、ドレインバスライン9c、9dは重合用TFT29cで導通されるので、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
また、上記第2の実施の形態による液晶表示装置50は、隣接するゲートバスライン間に形成された重合用TFTによりゲートバスライン同士が導通されるが本発明はこれに限られない。例えば、当該重合用TFTは少なくとも2本以上のゲートバスライン同士を導通できるように形成されていればよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
また、上記第2及び第3の実施の形態による液晶表示装置50、70では、制御用配線59、61が制御用配線31にそれぞれ接続されているが、本発明はこれに限られない。例えば、第2の重合用TFT及び第3の重合用TFTがそれぞれ独立にオン/オフ制御できるように、制御用配線59、61は制御用配線31に接続されず、別の入力端子にそれぞれ接続されていてもよい。この場合も、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
また、上記第4乃至第6の実施の形態による液晶表示装置80、85、90は、第2の画素電極、蓄積容量バスライン及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により蓄積容量を形成しているが、本発明はこれに限られない。例えば、ゲートバスラインが蓄積容量バスラインを兼ねるCsオンゲート構造の液晶表示装置では、第2の画素電極、ゲートバスライン及びそれらの間に挟まれた絶縁膜により蓄積容量を形成してもよい。式(6)を満たすように当該蓄積容量を形成することにより、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
また、上記第1乃至第6の実施の形態による液晶表示装置1、50、70、80、85、90では、UV光を照射して液晶に混入された重合性成分を重合してポリマーが形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、液晶に熱を加えて重合性成分を重合してポリマーを形成しても、上記実施の形態と同様の効果が得られる。
以上説明した第1乃至第6の実施の形態による液晶表示装置及びその製造方法は、以下のようにまとめられる。
(付記1)
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された、重合性成分が混入された液晶と、
前記一対の基板の一方に形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差する複数のドレインバスラインと、
前記複数のゲートバスラインと、前記複数のドレインバスラインの交差部毎に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続された画素電極と、
前記重合性成分を重合する際に、スイッチングを制御する制御信号が入力される第1の制御用配線と、
隣接する2本の前記ドレインバスラインの一方に接続されるドレイン電極と、他方に接続されるソース電極と、前記第1の制御用配線に接続されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される第1の重合用薄膜トランジスタと
を有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記2)
付記1記載の液晶表示装置において、
前記重合性成分を重合する際に、スイッチングを制御する制御信号が入力される第2の制御用配線と、
隣接する2本の前記ゲートバスラインの一方に接続されるドレイン電極と、他方に接続されるソース電極と、前記第2の制御用配線に接続されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される第2の重合用薄膜トランジスタを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記3)
付記2記載の液晶表示装置において、
前記複数のドレインバスラインのいずれか1つに接続されるソース/ドレイン電極と、前記複数のゲートバスラインのいずれか1つに接続されるドレイン/ソース電極と、前記制御信号が入力されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される第1の重合用補助薄膜トランジスタを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記4)
付記1乃至3のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の一方は、前記ドレインバスラインの断線欠陥を修復するリペア用配線をさらに有し、
前記重合性成分を重合する際に、スイッチングを制御する制御信号が入力される第3の制御用配線と、
前記リペア用配線に接続されるソース/ドレイン電極と、前記複数のドレインバスラインのいずれか1つに接続されるドレイン/ソース電極と、前記第3の制御用配線に接続されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される第3の重合用薄膜トランジスタとを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記5)
付記4記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の一方は、前記リペア用配線を2本有し、
前記2本のリペア用配線の一方に接続されるソース/ドレイン電極と、他方に接続されるドレイン/ソース電極と、前記制御用信号が入力されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される第2の重合用補助薄膜トランジスタとを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記6)
対向配置された一対の基板と、
前記一対の基板間に封止された液晶と、
前記一対の基板の一方に形成された複数のゲートバスラインと、
前記複数のゲートバスラインに絶縁膜を介して交差する複数のドレインバスラインと、
前記複数のゲートバスラインと、前記複数のドレインバスラインの交差部毎に形成された薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタに接続された第1の画素電極と、
前記第1の画素電極との間に絶縁膜を挟んで、所定の電気容量を形成する第2の画素電極と
を有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記7)
付記6記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の一方は、前記ドレインバスラインに前記絶縁膜を介して交差する複数の蓄積容量バスラインと、前記複数の蓄積容量バスライン同士を接続する共通蓄積容量配線とをさらに有し、
前記重合性成分を重合する際に、スイッチングを制御する制御信号が入力される制御用配線と、
前記共通蓄積容量配線又は前記複数の蓄積容量バスラインのいずれか1つに接続されるソース/ドレイン電極と、前記複数のドレインバスラインのいずれか1つに接続されるドレイン/ソース電極と、前記制御用配線に接続されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される重合用薄膜トランジスタを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記8)
付記6又は7に記載の液晶表示装置において、
前記所定の電気容量の容量値は、前記ゲートバスライン、前記第2の画素電極及び前記ゲートバスラインと前記第2の画素電極との間に挟まれた絶縁膜により形成される電気容量の容量値より大きいことを特徴とする液晶表示装置。
(付記9)
付記7記載の液晶表示装置において、
前記所定の電気容量の容量値は、前記蓄積容量バスライン、前記第2の画素電極及び前記蓄積容量バスラインと前記第2の画素電極との間に挟まれた絶縁膜により形成される電気容量の容量値より大きいことを特徴とする液晶表示装置。
(付記10)
付記6乃至9のいずれか1項に記載の液晶表示装置において、
前記一対の基板の一方は、共通電極を有し、
前記重合性成分を重合する際に、スイッチングを制御する制御信号が入力される別の制御用配線と、
前記共通電極に接続されるソース/ドレイン電極と、前記複数のドレインバスラインのいずれか1つに接続されるドレイン/ソース電極と、前記別の制御用配線に接続されるゲート電極とを有し、前記制御信号に基づいてスイッチングが制御される別の重合用薄膜トランジスタを有することを特徴とする液晶表示装置。
(付記11)
対向配置された一対の基板間に重合性成分が混入された液晶を封止し、
前記一対の基板の一方に形成された複数のドレインバスライン間を導通させながら、前記一対の基板の一方に形成された複数の蓄積容量バスラインと、前記一対の基板の他方に形成された共通電極との間に電圧を印加しつつ、光又は熱を加えて前記重合性成分を重合すること
を特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(付記12)
付記11記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記複数のドレインバスラインに絶縁膜を介して交差する複数のゲートバスライン間を導通することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(付記13)
付記12記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記複数のドレインバスラインのうちの1つと、前記複数のゲートバスラインのうちの1つとを導通することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
(付記14)
付記11乃至13のいずれか1項に記載の製造方法において、
前記複数のドレインバスラインのうちの1つと、前記複数のドレインバスラインに絶縁膜を介して交差するリペア用配線との間を導通することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。