JP2013047829A - Liquid crystal display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display device with wide viewing angle.SOLUTION: A pixel electrode 19 for driving a liquid crystal is formed on a flattened insulating film 18 covering a thin-film transistor, a vertical alignment film 31 which is not to be subjected to rubbing process is formed on the pixel electrode 19, an orientation control window 24 having no electrode is formed in a common electrode 23, and a vertical alignment film 32 which is not to be subjected to the rubbing process is formed on the common electrode 23. The liquid crystal having negative dielectric anisotropy is initial-orientation-controlled along a normal direction without having pre-tilt, an inclination direction is controlled by inclined electric fields in an end of the pixel electrode 19 and an end of the orientation control window 24, by applying voltage, and pixels are divided. A black matrix between the pixels is omitted, a light shielding film 21BL is formed only in an area corresponding to a TFT, and light leak current is prevented.

Description

本発明は、半導体装置、特に、液晶表示装置(LCD)に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a liquid crystal display (LCD).

近年、LCD、有機エレクトロルミネッセンス(EL)ディスプレイ、プラズマディスプレイ等、のフラットパネルディスプレイの開発が盛んに行われ、実用化が進められている。中でも、LCDは薄型、低消費電力などの点で優れており、既にOA機器、AV機器の分野で主流となっている。特に、各画素に画素情報の書き換えタイミングを制御するスイッチング素子としてTFTを配したアクティブマトリクス型LCDは、大画面、高精細の動画表示が可能となるため、各種テレビジョン、パーソナルコンピュータ、更には、携帯コンピュータ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等のモニターに多く用いられている。   In recent years, flat panel displays such as LCDs, organic electroluminescence (EL) displays, plasma displays, etc. have been actively developed and put into practical use. Above all, LCDs are excellent in terms of thinness and low power consumption, and have already become mainstream in the field of OA equipment and AV equipment. In particular, an active matrix LCD in which TFTs are arranged as switching elements for controlling the pixel information rewriting timing for each pixel enables large-screen, high-definition video display, so that various televisions, personal computers, It is often used for monitors of portable computers, digital still cameras, video cameras and the like.

TFTは絶縁性基板上に金属層とともに半導体層を所定の形状に形成することにより得られる電界効果型トランジスタ(FET:field effect transistor)である。アクティブマトリクス型LCDにおいては、TFTは、液晶を挟んだ一対の基板間に形成された、液晶を駆動するための各キャパシタンスに接続されている。   A TFT is a field effect transistor (FET) obtained by forming a semiconductor layer together with a metal layer in a predetermined shape on an insulating substrate. In the active matrix LCD, the TFT is connected to each capacitance for driving the liquid crystal formed between a pair of substrates sandwiching the liquid crystal.

図13はLCDの表示画素部の拡大平面図、図14はそのB−B線に沿った断面図である。基板(50)上に、Cr、Ti、Ta等のゲート電極(51)が形成され、これを覆ってゲート絶縁膜(52)が形成されている。ゲート絶縁膜(52)上には、非晶質シリコン即ちa−Si膜(53)が、ゲート電極(51)の上方を通過するように、島状に形成されている。a−Si膜(53)上には、両端に不純物がドーピングされたN+型a−Si膜(53N)が形成され、オーミック層となっている。a−Si膜(53)のチャンネル領域の上には、エッチストッパー(54)が残されている。N+a−Si膜(53N)上には、各々、ドレイン電極(56)及びソース電極(57)が形成されている。これらを覆って層間絶縁膜(58)が形成され、層間絶縁膜(58)上には、ITO(indium tin oxide)、あるいは、Alからなる画素電極(59)が形成され、層間絶縁膜(58)に開口されたコンタクトホールを介してソース電極(57)に接続されている。この上には、ポリイミド等の配向膜(71)が形成され、図15に示すようにラビング処理が施されている。以上で、TFT基板が構成されている。   FIG. 13 is an enlarged plan view of a display pixel portion of the LCD, and FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the line BB. A gate electrode (51) such as Cr, Ti, or Ta is formed on the substrate (50), and a gate insulating film (52) is formed so as to cover it. On the gate insulating film (52), an amorphous silicon, that is, an a-Si film (53) is formed in an island shape so as to pass over the gate electrode (51). On the a-Si film (53), an N + type a-Si film (53N) doped with impurities at both ends is formed to form an ohmic layer. An etch stopper (54) is left on the channel region of the a-Si film (53). A drain electrode (56) and a source electrode (57) are formed on the N + a-Si film (53N), respectively. An interlayer insulating film (58) is formed so as to cover them, and a pixel electrode (59) made of ITO (indium tin oxide) or Al is formed on the interlayer insulating film (58), and the interlayer insulating film (58 ) Is connected to the source electrode (57) through the contact hole opened in the above. On top of this, an alignment film (71) such as polyimide is formed, and a rubbing process is performed as shown in FIG. The TFT substrate is configured as described above.

TFT基板(50)に対向して配置された基板(60)上には、フィルムレジストからなるR、G、Bのカラーフィルター(61)が形成され、各々の画素電極(59)に対応する位置に設けられている。また、画素電極(59)の間隙及びTFTに対応する位置には遮光性のフィルムレジストからなるブラックマトリクス(61BM)が、カラーフィルター(61)間に隙間無く形成されている。これらカラーフィルターの層上には、ITO等の共通電極(62)が形成されている。共通電極(62)上には、基板(50)側と同じ配向膜(72)が設けられ、図16に示すように、ラビング処理が施されている。以上で、対向基板が構成されている。   On the substrate (60) disposed opposite to the TFT substrate (50), R, G, B color filters (61) made of film resist are formed, and positions corresponding to the respective pixel electrodes (59). Is provided. Also, a black matrix (61BM) made of a light-shielding film resist is formed between the color filters (61) without any gaps at positions corresponding to the gaps between the pixel electrodes (59) and the TFTs. On these color filter layers, a common electrode (62) such as ITO is formed. On the common electrode (62), the same alignment film (72) as that on the substrate (50) side is provided, and a rubbing process is performed as shown in FIG. The counter substrate is configured as described above.

これらTFT基板(50)および対向基板(60)の間には、液晶層(80)が装填され、画素電極(59)と共通電極(62)間に印加された電圧によって形成された電界強度に応じて液晶分子(81)の向き即ち配向が制御される。基板(50)および(60)の外側には、不図示であるが、偏光板が設けられており、偏光軸を直交させた配置とされている。これら偏光板間を通過する直線偏光は、各表示画素毎に異なる配向に制御された液晶層(80)を通過する際に変調され、所望の透過率に制御される。   A liquid crystal layer (80) is loaded between the TFT substrate (50) and the counter substrate (60), and the electric field strength formed by the voltage applied between the pixel electrode (59) and the common electrode (62) is increased. Accordingly, the direction, that is, the orientation of the liquid crystal molecules (81) is controlled. Although not shown, a polarizing plate is provided outside the substrates (50) and (60), and the polarization axes are orthogonal to each other. The linearly polarized light passing between the polarizing plates is modulated when passing through the liquid crystal layer (80) controlled to have a different orientation for each display pixel, and is controlled to a desired transmittance.

ここに挙げた例では、液晶は負の誘電率異方性を有しており、配向膜(71,72)は、液晶の初期配向を、基板の垂直方向に制御した垂直配向膜である。この場合、電圧無印加時には、一方の偏光板を抜けた直線偏光は、液晶層(80)を通過して他方の偏光板により遮断されて表示は黒として認識される。電圧印加時には、一方の偏光板を抜けた直線偏光は、液晶層(80)にて複屈折を受け、楕円偏光に変化して他方の偏光板を通過し、表示は白に近づいていく。この方式は、ノーマリブラック(NB)モードと呼ばれる。特に、垂直配向膜(71,72)はラビング処理が施され、液晶分子(81)の初期状態における向きが、法線方向から僅かの傾斜(プレチルト)をもって制御されている。このプレチルト角(θ)は、通常、1°から5°にされている。液晶分子(81)は電気的に一軸性であり、電界方向とのなす角度は、電界強度により決定されるが、電界方向を軸とした方位角は制御されない。負の誘電率異方性を有する液晶分子(81)は、電界方向と異なる方向に傾くが、プレチルトを付与することで、電圧印加により、プレチルト方向に向かって一律に傾斜するように仕向けられる。このように、プレチルト角を付与して液晶分子(81)が傾斜する向きが揃うように制御することにより、液晶の配向が平面方向に関してばらつくことを抑え、表示品位が低下することを防いでいる。   In the example given here, the liquid crystal has negative dielectric anisotropy, and the alignment films (71, 72) are vertical alignment films in which the initial alignment of the liquid crystal is controlled in the vertical direction of the substrate. In this case, when no voltage is applied, the linearly polarized light passing through one polarizing plate passes through the liquid crystal layer (80) and is blocked by the other polarizing plate, and the display is recognized as black. When a voltage is applied, the linearly polarized light that has passed through one polarizing plate undergoes birefringence in the liquid crystal layer (80), changes to elliptically polarized light, passes through the other polarizing plate, and the display approaches white. This method is called normally black (NB) mode. In particular, the vertical alignment films (71, 72) are rubbed, and the orientation of the liquid crystal molecules (81) in the initial state is controlled with a slight inclination (pretilt) from the normal direction. This pretilt angle (θ) is normally set to 1 ° to 5 °. The liquid crystal molecules (81) are electrically uniaxial, and the angle formed with the electric field direction is determined by the electric field strength, but the azimuth angle about the electric field direction is not controlled. The liquid crystal molecules (81) having negative dielectric anisotropy are tilted in a direction different from the electric field direction. However, by applying a pretilt, the liquid crystal molecules (81) are directed to be uniformly tilted in the pretilt direction by applying a voltage. In this way, by providing a pretilt angle and controlling the liquid crystal molecules (81) to be aligned, the orientation of the liquid crystal is prevented from varying in the plane direction and the display quality is prevented from deteriorating. .

また、ブラックマトリクス(61BM)は、表示画素間の電圧が印加されない領域において、プレチルトが付与された液晶により複屈折が生じることによる光抜けを防ぐ目的で設けられている。   In addition, the black matrix (61BM) is provided for the purpose of preventing light leakage due to birefringence caused by liquid crystal to which a pretilt is applied in a region where a voltage between display pixels is not applied.

負の誘電率異方性を有する液晶は電界方向に対して配向方向が電界方向と垂直になるように配向を変化する。この時、液晶は電界に抗する作用を発生するが、このような液晶の垂直配向からの変化は、一般にTN等の正の誘電率異方性を有する液晶が平行配向から変化する場合よりも、安定性が悪い。特に、TFTやカラーフィルター層の段差に起因した配向膜(71,72)との接触界面における凹凸は、配向変化に影響を及ぼし、表示品位の悪化を招く。   The liquid crystal having negative dielectric anisotropy changes the orientation so that the orientation direction is perpendicular to the electric field direction. At this time, the liquid crystal generates an action against an electric field, but such a change from the vertical alignment of the liquid crystal is generally more than the case where the liquid crystal having positive dielectric anisotropy such as TN changes from the parallel alignment. The stability is bad. In particular, the unevenness at the contact interface with the alignment films (71, 72) due to the steps of the TFT and the color filter layer affects the alignment change and causes the display quality to deteriorate.

また、図15および図16に示すように、従来では、垂直配向膜(71,72)にラビング処理を施すことにより、図14に示すように、液晶の初期配向にプレチルト(θ)を付与しているため、電圧印加時には、全ての液晶分子(81)はプレチルトの方向(図14では右方向)に傾斜する。このため、例えば、図14の右上方向からの視認と、左上方向からの視認の場合とでは、光路に対する液晶分子(81)の傾斜角度が相対的に異なり、透過率が変化して見える。このため、輝度あるいはコントラスト比が視る方向によって変化する、いわゆる視角依存性の問題がある。   Further, as shown in FIGS. 15 and 16, conventionally, by applying a rubbing process to the vertical alignment films (71, 72), a pretilt (θ) is imparted to the initial alignment of the liquid crystal as shown in FIG. Therefore, when a voltage is applied, all the liquid crystal molecules (81) are tilted in the pretilt direction (rightward in FIG. 14). For this reason, for example, the angle of inclination of the liquid crystal molecules (81) with respect to the optical path is relatively different between the viewing from the upper right direction in FIG. 14 and the viewing from the upper left direction, and the transmittance appears to change. For this reason, there is a problem of so-called viewing angle dependency in which the luminance or contrast ratio changes depending on the viewing direction.

また、対向基板(60)側に形成されたブラックマトリクス(61BM)は、画素電極(59)間の領域を漏れなく覆わなければならないため、TFT基板(50)側との貼り合わせ時のずれを考慮して、大きめに形成されている。このため、有効表示領域が縮小し、開口率が低下する問題もあった。更に、TFT基板側の垂直配向膜(71)を形成するためのラビング処理は、TFTの静電破壊を招き、表示不良となり、歩留まり低下の原因となっていた。   Further, since the black matrix (61BM) formed on the counter substrate (60) side must cover the area between the pixel electrodes (59) without omission, there is no deviation at the time of bonding to the TFT substrate (50) side. Considering this, it is formed larger. For this reason, there is a problem that the effective display area is reduced and the aperture ratio is lowered. Further, the rubbing treatment for forming the vertical alignment film (71) on the TFT substrate side causes the electrostatic breakdown of the TFT, resulting in a display defect and a decrease in yield.

対向配置された第1の基板と第2の基板の間に負の誘電率異方性を有する液晶が封入され、前記第1の基板または/および前記第2の基板の外側面には、偏光板が設けられてなり、前記偏光板を抜けた偏光を前記液晶にて変調することにより表示を行う、垂直配向方式の液晶表示装置において、 前記第1の基板となる一方の支持基板の対向面側に、行列状に配列された複数の薄膜トランジスタと、液晶駆動用の画素電極と、前記画素電極上に形成されたラビング処理が施されていない垂直配向膜と、が設けられ、前記第2の基板となる他方の支持基板の対向面側に、カラーフィルター層と、液晶駆動用の共通電極と、ラビング処理が施されていない垂直配向膜と、が設けられ、前記第2の基板の対向面側には、前記画素電極間の領域に対向し、かつ、前記画素電極間の領域よりも小さい遮光膜がさらに設けられ、前記カラ―フィルタ層は、対応する前記画素電極に対向し、かつ、当該画素電極周囲の前記画素電極間の領域において前記遮光膜が設けられていない領域にも対向するよう、前記対応する画素電極より大きく形成され、前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することによって前記画素電極の周囲と前記共通電極間に斜め方向電界を発生させることで、液晶の配向方向を前記画素電極の端部から前記画素電極の内側に向かって傾斜させる構成である。 A liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is sealed between the first substrate and the second substrate which are arranged to face each other, and polarized light is polarized on the outer surface of the first substrate and / or the second substrate. In a vertical alignment type liquid crystal display device provided with a plate and performing display by modulating polarized light that has passed through the polarizing plate with the liquid crystal, an opposing surface of one support substrate serving as the first substrate A plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a pixel electrode for driving a liquid crystal, and a vertical alignment film that is formed on the pixel electrode and is not subjected to rubbing treatment, A color filter layer, a common electrode for driving a liquid crystal, and a vertical alignment film that has not been rubbed are provided on the opposite surface side of the other support substrate to be the substrate, and the opposite surface of the second substrate On the side, facing the area between the pixel electrodes And a light-shielding film smaller than a region between the pixel electrodes is further provided, and the color filter layer is opposed to the corresponding pixel electrode and in the region between the pixel electrodes around the pixel electrode. The pixel electrode is formed larger than the corresponding pixel electrode so as to face a region where no light-shielding film is provided, and a voltage is applied between the pixel electrode and the common electrode to surround the pixel electrode and the common electrode. By generating an oblique electric field therebetween, the alignment direction of the liquid crystal is inclined from the end of the pixel electrode toward the inside of the pixel electrode.

これにより、前記第2の基板は、少なくとも前記画素電極および前記画素電極間に対応する領域が透光性であり、前記画素電極間に対応する領域の少なくとも一部は、前記液晶と前記偏光板とにより遮光される構成である。これにより、第1の基板と第2の基板の貼り合わせのずれを考慮して画素電極間よりも遮光膜を大きく形成する必要が無くなり、有効表示領域が拡大され、開口率が上昇する。   Accordingly, in the second substrate, at least a region corresponding to the pixel electrode and the region between the pixel electrodes is translucent, and at least a part of the region corresponding to the region between the pixel electrodes includes the liquid crystal and the polarizing plate. And is shielded from light. This eliminates the need to form a light-shielding film larger than between the pixel electrodes in consideration of the difference in bonding between the first substrate and the second substrate, enlarges the effective display area, and increases the aperture ratio.

以上の説明から明らかな如く、本発明では、画素電極間よりも遮光膜を小さく形成することで、開口率が上昇し、さらに、画素電極間を遮光することでコントラスト比をさらに向上させることができる。   As is apparent from the above description, in the present invention, the aperture ratio is increased by forming the light shielding film smaller than between the pixel electrodes, and the contrast ratio is further improved by shielding the light between the pixel electrodes. it can.

本発明の第1の実施の形態かかる液晶表示装置の平面図である。1 is a plan view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. 図1及び図9のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG.1 and FIG.9. LCDの構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of LCD. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態かかる液晶表示装置の平面図である。It is a top view of the liquid crystal display device concerning the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 本発明の実施の形態にかかる製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method concerning embodiment of this invention. 従来の形態かかる液晶表示装置の平面図である。It is a top view of the liquid crystal display device which concerns on the conventional form. 図13のB−B線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of FIG. 従来の液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional liquid crystal display device. 従来の液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional liquid crystal display device.

図1は、本発明の第1の実施の形態にかかるLCDの表示画素部の平面図であり、図2はそのA−A線に沿った断面図である。基板(10)上に、Cr、Ti、Ta等のゲート電極(11)が形成され、これを覆ってゲート絶縁膜(12)が形成されている。ゲート絶縁膜(12)上には、p−Si膜(13)が、ゲート電極(11)の上方を通過するように、島状に形成されている。p−Si膜(13)は、ゲート電極(11)の直上領域がノンドープのチャンネル領域(CH)とされ、チャンネル領域(CH)の両側は、燐等のN型不純物が低濃度にドーピングされたLD(lightly doped)領域(LD)、更にその外側は、同じ不純物が高濃度にドーピングされたソース領域(NS)及びドレイン領域(ND)となっており、LDD構造とされている。 FIG. 1 is a plan view of a display pixel portion of the LCD according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA. On the substrate (10), a gate electrode (11) made of Cr, Ti, Ta or the like is formed, and a gate insulating film (12) is formed covering the gate electrode (11). On the gate insulating film (12), a p-Si film (13) is formed in an island shape so as to pass above the gate electrode (11). In the p-Si film (13), a region immediately above the gate electrode (11) is a non-doped channel region (CH), and both sides of the channel region (CH) are doped with N-type impurities such as phosphorus at a low concentration. An LD (lightly doped) region (LD) and the outside thereof are a source region (NS) and a drain region (ND) doped with the same impurity at a high concentration, and have an LDD structure.

チャンネル領域(CH)の上には、LD領域(LD)を形成する際に、イオン注入時のマスクとして用いられた注入ストッパー(14)が残されている。p−Si膜(13)を覆って層間絶縁膜(15)が形成され、層間絶縁膜(15)上にはドレイン電極(16)及びソース電極(17)が形成され、各々層間絶縁膜(15)に開口されたコンタクトホールを介して、p−Si膜(13)のドレイン領域(ND)及びソース領域(NS)に接続されている。これらドレイン電極(16)およびソース電極(17)を覆って、SOG、BPSG、アクリル樹脂等の平坦化絶縁膜(18)が形成され、この平坦化絶縁膜(18)上にはITO(ind ium tin oxide)、あるいは、Alからなる画素電極(19)が形成され、平坦化絶縁膜(18)に開口されたコンタクトホールを介してソース電極(17)に接続されている。この上には、ポリイミド等の垂直配向膜(31)が形成されている。   On the channel region (CH), an implantation stopper (14) used as a mask at the time of ion implantation when the LD region (LD) is formed is left. An interlayer insulating film (15) is formed to cover the p-Si film (13), and a drain electrode (16) and a source electrode (17) are formed on the interlayer insulating film (15). ) Is connected to the drain region (ND) and the source region (NS) of the p-Si film (13) through the contact hole opened in. A flattening insulating film (18) such as SOG, BPSG, or acrylic resin is formed so as to cover the drain electrode (16) and the source electrode (17), and ITO (indium) is formed on the flattening insulating film (18). A pixel electrode (19) made of tin oxide) or Al is formed and connected to the source electrode (17) through a contact hole opened in the planarization insulating film (18). A vertical alignment film (31) such as polyimide is formed thereon.

このTFT基板(10)に対向する位置には、間に液晶層(40)を挟んで対向基板となる基板(20)が配置されている。基板(20)上には、フィルムレジストからなるR、G、Bのカラーフィルター(21)が形成され、各々の画素電極(19)に対応する位置に設けられている。また、TFTに対向する領域には、非透光性のフィルムレジストからなる遮光膜(21BL)が形成され、カラーフィルター(21)間に位置している。これらカラーフィルター(21)及び遮光膜(21BL)上には、アクリル樹脂等の平坦化絶縁膜からなる保護膜(22)が形成され、更に、保護膜(22)の上にはITO等の共
通電極(23)が形成されている。共通電極(23)中には、ITOの不在により形成された配向制御窓(24)が設けられている。配向制御窓(24)は、図1に示されているように、画素の中央部を縦断するとともに、そこから45°程度の角度をもって二股に別れて画素の角部へ向かった形状とされている。共通電極(23)上には、基板(10)側と同じ垂直配向膜(32)が設けられている。
At a position facing the TFT substrate (10), a substrate (20) serving as a counter substrate is disposed with a liquid crystal layer (40) interposed therebetween. On the substrate (20), R, G and B color filters (21) made of a film resist are formed and provided at positions corresponding to the respective pixel electrodes (19). A light shielding film (21BL) made of a non-translucent film resist is formed in a region facing the TFT, and is located between the color filters (21). A protective film (22) made of a flattening insulating film such as acrylic resin is formed on the color filter (21) and the light shielding film (21BL), and further, a common material such as ITO is formed on the protective film (22). An electrode (23) is formed. In the common electrode (23), an orientation control window (24) formed by the absence of ITO is provided. As shown in FIG. 1, the orientation control window (24) is formed in a shape that vertically cuts through the central portion of the pixel and then divides into two branches at an angle of about 45 ° from the central portion toward the corner of the pixel. Yes. On the common electrode (23), the same vertical alignment film (32) as that on the substrate (10) side is provided.

本発明では、TFT基板側の平坦化絶縁膜(18)及び対向基板側の平坦化保護膜(22)は、各々画素電極(19)及び共通電極(23)の下地として平坦性を高める働きをしている。特に、負の誘電率異方性を有する液晶が垂直配向から変化する際、電界との相互作用、即ち、電界に抗する作用を発生する時に、良好な配向変化を促す。また、高精細LCDにあって、TFTあるいはカラーフィルター層(21)の凹凸が相対的に大きくなることを考慮して、これらの段差を緩和することで、液晶層(80)との接触界面の平坦性を高め、配向の均一性を改善して、表示品位を向上している。   In the present invention, the planarization insulating film (18) on the TFT substrate side and the planarization protective film (22) on the counter substrate side serve to enhance the planarity as the base of the pixel electrode (19) and the common electrode (23), respectively. doing. In particular, when a liquid crystal having negative dielectric anisotropy changes from the vertical alignment, a favorable alignment change is promoted when an interaction with the electric field, that is, an action against the electric field is generated. Further, in the high-definition LCD, in consideration of the relatively large unevenness of the TFT or the color filter layer (21), by relaxing these steps, the contact interface with the liquid crystal layer (80) can be reduced. Display quality is improved by improving flatness and improving uniformity of orientation.

更に、垂直配向膜(31,32)には、ラビング処理が施されておらず、図2に示されているように、プレチルト角は1°以内、理想的には0°とされている。即ち、微小範囲内の平均的な配向を示す配向ベクトルは、初期状態において法線方向に一致するか、または、1°の範囲内にある。従って、電圧印加時においても、表示画素間では、液晶分子(41)は法線方向、または、法線方向から1°の範囲内に向いている。   Further, the vertical alignment films (31, 32) are not rubbed, and as shown in FIG. 2, the pretilt angle is within 1 °, ideally 0 °. That is, the orientation vector indicating the average orientation within the minute range coincides with the normal direction in the initial state, or is within the range of 1 °. Therefore, even when a voltage is applied, the liquid crystal molecules (41) are oriented in the normal direction or within a range of 1 ° from the normal direction between display pixels.

この構成で、電圧を印加すると、画素電極(19)と共通電極(23)間に電界(42)が形成され、液晶分子(41)は傾斜するが、画素電極(19)の端部では、電界(42)は、画素電極(19)から共通電極(23)側へ向かって斜めに傾いた形状になる。このため、液晶分子(41)は、最短で電界(42)から傾斜するように配向を変化する。即ち、従来の如くプレチルトにより付与された指向性に依ることなく、斜め電界の作用により画素電極(19)の内側方向に向かって傾斜する。図1に示されるように、画素電極(19)の4辺について同様に内側に向かって傾斜する。   In this configuration, when a voltage is applied, an electric field (42) is formed between the pixel electrode (19) and the common electrode (23), and the liquid crystal molecules (41) tilt, but at the end of the pixel electrode (19), The electric field (42) is inclined obliquely from the pixel electrode (19) toward the common electrode (23). For this reason, the orientation of the liquid crystal molecules (41) changes so as to incline from the electric field (42) at the shortest. That is, it is inclined toward the inner side of the pixel electrode (19) by the action of the oblique electric field without depending on the directivity imparted by the pretilt as in the prior art. As shown in FIG. 1, the four sides of the pixel electrode (19) are similarly inclined inward.

また、配向制御窓(24)では、共通電極(23)が不在であるので電圧印加によっても電界が形成されず、配向制御窓(24)の領域内では、液晶分子(41)は初期配向状態に固定される。画素電極(19)の4辺にて制御された配向は、液晶の連続体性のため、画素電極(19)の中央領域にまで及ぶが、これら液晶の配向が異なる領域の境界は配向制御窓(24)上で固定される。即ち、図1において、配向制御窓(24)により仕切られた表示画素内の各小領域では、液晶の配向は各々異なる4つの方向に向いており、いわゆる画素分割が行われている。従って、一つの表示画素に関して、透過率の異なる各小
領域が平均化されて認識されるので、あらゆる視角に対しても一定の輝度で視認され、視角依存性の問題が解決される。
Further, in the alignment control window (24), since the common electrode (23) is absent, an electric field is not formed even when voltage is applied, and the liquid crystal molecules (41) are in the initial alignment state in the region of the alignment control window (24). Fixed to. The alignment controlled by the four sides of the pixel electrode (19) extends to the central region of the pixel electrode (19) due to the continuity of the liquid crystal. (24) Fixed above. That is, in FIG. 1, in each small region in the display pixel partitioned by the orientation control window (24), the liquid crystal orientations are directed in four different directions, and so-called pixel division is performed. Accordingly, since each small region having different transmittance is averaged and recognized with respect to one display pixel, it is visually recognized at a constant luminance at any viewing angle, and the problem of viewing angle dependency is solved.

特に、本発明の構造では、画素電極(19)の下地として平坦化絶縁膜(18)を用いているので、初期状態における液晶の配向は、高い均一性をもって法線方向、あるいは、法線方向から1°の範囲内に収められる。また、平坦化絶縁膜(18)は膜厚が1μm程度と厚く形成されており、液晶は、その下のTFTおよびその電極ライン(1,2,16,17)の電界の影響を受けにくく、前述の如く、画素電極(19)の端部における斜め方向電界(42)、および、配向制御窓(24)における無電界との合同作用による画素分割が極めて良好に行われる。   In particular, in the structure of the present invention, since the planarization insulating film (18) is used as the base of the pixel electrode (19), the alignment of the liquid crystal in the initial state is the normal direction or the normal direction with high uniformity. Within 1 °. Further, the planarization insulating film (18) is formed as thick as about 1 μm, and the liquid crystal is not easily affected by the electric field of the TFT below and the electrode lines (1, 2, 16, 17), As described above, the pixel division by the combined action of the oblique electric field (42) at the end of the pixel electrode (19) and the no electric field in the alignment control window (24) is performed very well.

ここで、配向制御窓(24)の幅を十分に大きくすることで、図2に示すように配向制御窓(24)の端部においても斜め方向電界(42)が生じる。この場合、図1に示すような配向制御窓(24)の形状においては、画素電極(19)の端部における液晶分子(41)の傾斜方向と、配向制御窓(24)の端部における液晶分子(41)の傾斜方向とは、任意の領域について同一、あるいは、少なくとも45°以内に収められており、画素電極(19)の端部における配向制御作用と配向制御窓(24)の端部における配向制御作用とは概ね同一となり、制御性が向上される。即ち、配向制御窓(24)にて仕切られ
た表示画素の各小領域では、画素電極(19)端部および配向制御窓(24)端部から同様の配向制御を受け、高い均一性をもって配向が揃えられる。
Here, by sufficiently increasing the width of the orientation control window (24), an oblique electric field (42) is generated at the end of the orientation control window (24) as shown in FIG. In this case, in the shape of the alignment control window (24) as shown in FIG. 1, the inclination direction of the liquid crystal molecules (41) at the end of the pixel electrode (19) and the liquid crystal at the end of the alignment control window (24). The tilt direction of the molecule (41) is the same for any region, or at least within 45 °, and the alignment control action at the end of the pixel electrode (19) and the end of the alignment control window (24). The orientation control action in is almost the same, and the controllability is improved. That is, in each small area of the display pixel partitioned by the alignment control window (24), the same alignment control is applied from the end of the pixel electrode (19) and the end of the alignment control window (24), and the alignment is performed with high uniformity. Are aligned.

一方、対向基板(20)側には、従来の図13および図14に示すような画素間の全域を覆うようなブラックマトリクス(61BM)は設けられていない。これは、本発明において、液晶分子(41)が、初期状態において法線方向あるいは法線方向から1°以内にあるので、画素間においてプレチルト角による光抜けが抑えられ、完全に遮光されるためである。しかしながら、本発明では、TFTへの光入射によるリーク電流を抑えるため、TFT上のみ遮光膜(21BL)を設けている。このため、対向基板(20)側に、貼り合わせずれを考慮した大きめのブラックマトリクスを形成する必要が無くなるので、遮光膜により有効表示領域が縮小して開口率が低下することが防がれる。   On the other hand, the conventional substrate (20) is not provided with a black matrix (61BM) that covers the entire area between the pixels as shown in FIGS. In the present invention, since the liquid crystal molecules (41) are in the normal direction or within 1 ° from the normal direction in the initial state, light leakage due to the pretilt angle between the pixels is suppressed and light is completely blocked. It is. However, in the present invention, a light shielding film (21BL) is provided only on the TFT in order to suppress a leakage current due to light incident on the TFT. For this reason, since it is not necessary to form a large black matrix in consideration of the bonding deviation on the counter substrate (20) side, it is possible to prevent the effective display area from being reduced by the light shielding film and the aperture ratio from being lowered.

ここに挙げたTFTは、能動層に用いる半導体層として、それまで多用されてきた非晶質シリコン(a−Si)の代わりに多結晶シリコン(p−Si)を用いている。このp−SiTFTはオン電流が大きく、TFTサイズの小型化が図られ、開口率の向上や高精細化が達成される。また、p−SiTFTは動作速度が速く、画素部のみならず、周辺の駆動回路(ドライバー)をも同一基板上に一体形成することが可能となり、ドライバー内蔵型LCDが作製されるに至っている。なお、周辺ドライバー部は、図2と同じ構造のTFTのN−chとP−chからなるCMOSが構成されてなる。ただし、P−chTFTに
ついては、LD領域(LD)は形成されない。
The TFT described here uses polycrystalline silicon (p-Si) instead of amorphous silicon (a-Si) which has been widely used as a semiconductor layer used as an active layer. This p-Si TFT has a large on-current, the size of the TFT is reduced, and the aperture ratio is improved and the definition is increased. Further, the p-Si TFT has a high operating speed, and not only the pixel portion but also a peripheral drive circuit (driver) can be integrally formed on the same substrate, and a driver built-in type LCD has been manufactured. Note that the peripheral driver portion is configured by a CMOS composed of N-ch and P-ch TFTs having the same structure as in FIG. However, the LD region (LD) is not formed for the P-ch TFT.

図3に、ドライバー内蔵型LCDの構成を示す。中央部には、ゲート電極(11)に接続されたゲートライン(1)と、ドレイン電極(16)に接続されたドレインライン(2)が交差配置され、その交差部には、TFT(3)及びTFT(3)に接続された画素電極(4)が形成され、画素部となっている。画素部の周辺にはゲートライン(1)に走査信号を供給するゲートドライバー(5)、及び、ドレインライン(2)に画素信号を供給するドレインドライバー(6)が形成されている。これら画素部、ゲートドライバー(5)およびドレインドライバー(6)は、同一の基板上に形成されている。一方、液晶を間に挟んだ別の基板上には共通電極(7)が形成されている。これら共通電極(7)および液晶が画素電極(4)により区画される形で、表示画素が構成されている。   FIG. 3 shows the configuration of the driver built-in type LCD. A gate line (1) connected to the gate electrode (11) and a drain line (2) connected to the drain electrode (16) are arranged to intersect at the center, and the TFT (3) is arranged at the intersection. A pixel electrode (4) connected to the TFT (3) is formed to form a pixel portion. A gate driver (5) for supplying a scanning signal to the gate line (1) and a drain driver (6) for supplying a pixel signal to the drain line (2) are formed around the pixel portion. The pixel portion, the gate driver (5) and the drain driver (6) are formed on the same substrate. On the other hand, a common electrode (7) is formed on another substrate sandwiching the liquid crystal. The display pixel is configured such that the common electrode (7) and the liquid crystal are partitioned by the pixel electrode (4).

図4から図7に本発明の実施の形態にかかるLCDのTFT基板の製造方法を示す。まず、図4(a)の工程において、基板(10)上にCrをスパッタリングにより成膜し、これをエッチングすることにより、ゲート電極(11)を形成する。   4 to 7 show a manufacturing method of the TFT substrate of the LCD according to the embodiment of the present invention. First, in the process of FIG. 4A, a gate electrode (11) is formed by depositing Cr on the substrate (10) by sputtering and etching it.

図4(b)の工程において、ゲート電極(11)を覆って全面に、プラズマCVDによりSiNx及びSiO2からなるゲート絶縁膜(12)を形成し、引き続き、連続してプラズマCVDによりアモルファスシリコン(a−Si)(13a)を成膜する。a−Si(13a)は、材料ガスであるモノシランSiH4、あるいは、ジシランSi2H4を400°程度の熱及びプラズマにより分解堆積することで形成される。   In the step of FIG. 4B, a gate insulating film (12) made of SiNx and SiO2 is formed on the entire surface covering the gate electrode (11) by plasma CVD, and then amorphous silicon (a -Si) (13a) is deposited. The a-Si (13a) is formed by decomposing and depositing monosilane SiH4, which is a material gas, or disilane Si2H4 by heat and plasma of about 400 °.

図4(c)の工程において、レーザーアニールを行うことにより、a−Si(13a)を結晶化して、p−Si(13)を形成する。レーザーアニールは、例えばパルスレーザーのラインビーム走査により行われるが、基板温度が600℃以下の比較的低温で行うことができるので、基板(10)として比較的安価な無アルカリガラス基板を用いることがき、低コストのプロセスが実現される。   In the step of FIG. 4C, laser annealing is performed to crystallize a-Si (13a) to form p-Si (13). Laser annealing is performed by, for example, pulse laser line beam scanning. Since the substrate temperature can be performed at a relatively low temperature of 600 ° C. or less, a relatively inexpensive non-alkali glass substrate can be used as the substrate (10). A low cost process is realized.

図5(d)の工程において、p−Si(13)が形成された基板上に、SiO2を成膜し、これを裏面露光法を用いてエッチングすることにより、ゲート電極(11)の上方に注入ストッパ(14)を形成する。裏面露光は、SiO2の上にレジストを塗布し、これを基板(10)の下方から露光を行うことにより、ゲート電極(11)を影を利用した形状に感光し、現像することで行われる。この注入ストッパ(14)をマスクとして、p−Si(13)に対して、N型の導電形を示す燐(P)のイオン注入を、10の13乗程度の低ドーズ量に行い、注入ストッパー(14)が形成された領域以外を低濃度にドーピングする(N-)。この時、注入ストッパ(14)直下即ちゲート電極(11)の直上領域は真性層に維持され、TFTのチャンネル領域(CH)となる。注入ストッパ(14)をエッチングしたときのレジストはイオン注入時には残しておき、イオン注入後に剥離してもよい。   In the step of FIG. 5 (d), SiO2 is deposited on the substrate on which p-Si (13) is formed, and this is etched using the backside exposure method, so that it is above the gate electrode (11). An injection stopper (14) is formed. The backside exposure is performed by applying a resist on SiO2 and exposing it from below the substrate (10) to expose and develop the gate electrode (11) in a shape utilizing a shadow. Using this implantation stopper (14) as a mask, ion implantation of phosphorus (P) showing N-type conductivity is performed on p-Si (13) at a low dose of about 10 13. The region other than the region where (14) is formed is doped at a low concentration (N−). At this time, the region immediately below the injection stopper (14), that is, the region directly above the gate electrode (11) is maintained in the intrinsic layer and becomes the channel region (CH) of the TFT. The resist when the implantation stopper (14) is etched may be left at the time of ion implantation and may be removed after the ion implantation.

図5(e)の工程において、ゲート電極(11)よりも少なくともチャンネル長方向に大きなレジスト(RS)を形成し、これをマスクとして、p−Si(13)に対する燐(P)のイオン注入を、10の15乗程度の高ドーズ量に行い、レジスト(RS)以外の領域を高濃度にドーピングする(N+)。この時、レジスト(RS)の直下領域には、低濃度領域(N-)及びチャンネル領域(CH)が維持されている。これにより、チャンネル領域(CH)の両側に各々低濃度のLD領域(LD)を挟んで高濃度のソース及びドレイン領域(NS、ND)が位置したLDD構造が形成される。   In the step of FIG. 5E, a resist (RS) larger than the gate electrode (11) is formed at least in the channel length direction, and using this as a mask, phosphorus (P) ions are implanted into p-Si (13). A high dose of about 10 to the 15th power is performed, and a region other than the resist (RS) is doped at a high concentration (N +). At this time, the low concentration region (N−) and the channel region (CH) are maintained in the region immediately below the resist (RS). As a result, an LDD structure is formed in which the high-concentration source and drain regions (NS, ND) are located on both sides of the channel region (CH) with the low-concentration LD region (LD) interposed therebetween.

レジスト(RS)の剥離後、不純物イオンのドーピングを行ったp−Si膜の結晶性の回復と、不純物の格子置換を目的として、加熱、あるいはレーザー照射等の活性化アニールを行う。   After the resist (RS) is stripped, activation annealing such as heating or laser irradiation is performed for the purpose of restoring the crystallinity of the p-Si film doped with impurity ions and replacing the impurity lattice.

図6(f)の工程において、このp−Si(13)をエッチングすることによりTFTの必要領域にのみ残し島状化した後、SiNx等からなる層間絶縁層(15)を形成し、ソース及びドレイン領域(NS、ND)に対応する部分をエッチングで除去することによりコンタクトホール(CT)を形成し、p−Si(13)を一部露出させる。   In the step of FIG. 6F, this p-Si (13) is etched to leave only the necessary region of the TFT to form an island, and then an interlayer insulating layer (15) made of SiNx or the like is formed. A portion corresponding to the drain region (NS, ND) is removed by etching to form a contact hole (CT), and a part of p-Si (13) is exposed.

図6(g)の工程において、Al/Moをスパッタリングにより成膜し、これをエッチングすることにより、各々コンタクトホール(CT)を介してソース領域(NS)に接続するソース電極(17)、及び、ドレイン領域(ND)に接続するドレイン電極(16)を形成する。TFTはここで完成する。   In the step of FIG. 6G, a source electrode (17) connected to the source region (NS) through the contact hole (CT) by depositing Al / Mo by sputtering and etching it, and A drain electrode (16) connected to the drain region (ND) is formed. The TFT is completed here.

更に図7(h)の工程において、TFTを覆って感光性のアクリル樹脂を被覆して平坦化絶縁膜(18)を形成し、これを露光および現像することにより、表示画素部にコンタクトホールを形成してソース電極(17)の上方を露出した後、ITOをスパッタリングにより成膜して、これをエッチングすることでソース電極(17)に接続された画素電極(19)を形成する。   Further, in the step of FIG. 7 (h), a planarization insulating film (18) is formed by covering a TFT and covering with a photosensitive acrylic resin, and exposing and developing this to form a contact hole in the display pixel portion. After forming and exposing the upper part of the source electrode (17), ITO is formed into a film by sputtering, and this is etched to form the pixel electrode (19) connected to the source electrode (17).

図7(i)の工程において、ポリイミドを印刷により液状に成膜し、80°、10分でプリベークを行い、引き続き、180°、30分で本ベークを行って乾燥することにより垂直配向膜(31)を形成する。   In the step of FIG. 7 (i), a polyimide film is formed into a liquid state by printing, pre-baked at 80 ° for 10 minutes, followed by main baking at 180 ° for 30 minutes and drying to obtain a vertical alignment film ( 31).

以上の工程により、TFT基板が完成する。   The TFT substrate is completed through the above steps.

続いて、図8および図9を用いて対向基板側の製造方法を説明する。まず、図8(a)の工程において、基板(20)上に、R、G、Bのカラーフィルター(21R,21G,21B)を形成する。Rのカラーフィルター(21R)は、まず、感光性のRのフィルムレジストを貼り付け、これをRの表示画素に対応した形状に感光して現像することにより形成する。Gのカラーフィルター(21G)、および、Bのカラーフィルター(21B)を同様に形成する。   Next, a manufacturing method on the counter substrate side will be described with reference to FIGS. First, in the process of FIG. 8A, R, G, and B color filters (21R, 21G, and 21B) are formed on the substrate (20). The R color filter (21R) is formed by first attaching a photosensitive R film resist, exposing it to a shape corresponding to the R display pixel, and developing it. The G color filter (21G) and the B color filter (21B) are formed in the same manner.

図8(b)の工程で、非透光性のフィルムレジストを貼り付ける。   In the step of FIG. 8B, a non-translucent film resist is attached.

図8(c)の工程で、フィルムレジストをTFTに対向する領域のみ画素間に対応した形状に感光して現像することにより、例えばカラーフィルター(21R,21B)の間隙に遮光膜(21BL)を形成する。   In the step of FIG. 8C, the film resist is exposed to a shape corresponding to the pixel only in the region facing the TFT, and developed, for example, a light shielding film (21BL) is formed in the gap between the color filters (21R, 21B). Form.

図9(d)の工程において、これらカラーフィルター(21R,21G,21B)及び遮光膜(21BL)を覆って、アクリル樹脂を形成することで、これらカラーフィルター(21R,21G,21B)の保護膜(22)を形成する。保護膜(22)は共通電極(23)の下地の平坦化膜も兼ねている。   In the step of FIG. 9 (d), these color filters (21R, 21G, 21B) and the light shielding film (21BL) are covered to form an acrylic resin, thereby protecting the color filters (21R, 21G, 21B). (22) is formed. The protective film (22) also serves as a planarizing film for the base of the common electrode (23).

図9(e)の工程において、ITOをスパッタリングにより成膜し、これをエッチングすることにより、共通電極(23)および共通電極(23)中に電極不在部である配向制御窓(24)を形成する。   In the step of FIG. 9 (e), ITO is formed into a film by sputtering, and this is etched to form the common electrode (23) and the alignment control window (24) which is an electrode absent portion in the common electrode (23). To do.

図9(f)の工程で、ポリイミドを印刷により液状に成膜し、80°で10分のプリベークを行い、引き続き、180°で30分の本ベークを行って乾燥することにより、垂直配向膜(32)を形成する。   In the step of FIG. 9 (f), a polyimide film is formed into a liquid form by printing, pre-baked at 80 ° for 10 minutes, followed by main baking at 180 ° for 30 minutes and drying to obtain a vertical alignment film. (32) is formed.

以上の工程により、対向基板が完成される。   The counter substrate is completed through the above steps.

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。なお、重複する説明は割愛する。図10は、表示画素部の平面図である。図10のA−A線に沿った断面構造は図2と同じである。本実施の形態では、対向基板側には、TFT領域を覆うとともに、画素電極(19)間をやや小さめに覆うブラックマトリクス(21BM)を設けている。前述の如く、液晶はプレチルト角が与えられていないので、画素間の領域において光漏れは殆ど無いが、場合によっては、パネル内部における光の回り込み等により少々の光抜けが生じることがある。このため、TFTのみならず画素間領域をも覆うようにブラックマトリクス(21BM
)を形成することで、画素間を完全に遮光し、コントラスト比を更に向上することができる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, the overlapping description is omitted. FIG. 10 is a plan view of the display pixel portion. The cross-sectional structure along the line AA in FIG. 10 is the same as FIG. In the present embodiment, a black matrix (21BM) that covers the TFT region and slightly covers the space between the pixel electrodes (19) is provided on the counter substrate side. As described above, since the liquid crystal is not given a pretilt angle, there is almost no light leakage in the region between the pixels. However, in some cases, a small amount of light leakage may occur due to wraparound of light inside the panel. For this reason, the black matrix (21BM) is used to cover not only the TFT but also the inter-pixel region.
) Can be completely shielded between pixels, and the contrast ratio can be further improved.

ただし、このブラックマトリクス(21BM)は、貼り合わせ時のずれによりブラックマトリクス(21BM)が画素電極(19)上に割り込むことが無いように、画素間よりもやや小さめに形成されている。   However, the black matrix (21BM) is formed slightly smaller than between the pixels so that the black matrix (21BM) does not interrupt the pixel electrode (19) due to a shift at the time of bonding.

図11及び図12に本実施の形態にかかる対向基板側の製造方法を示す。まず、図11(a)の工程において、基板(20)上に、R、G、Bのカラーフィルター(21R,21G,21B)を、各々対応する画素電極(19)よりもやや大きく形成する。   11 and 12 show a manufacturing method on the counter substrate side according to the present embodiment. First, in the step of FIG. 11A, R, G, and B color filters (21R, 21G, and 21B) are formed on the substrate (20) so as to be slightly larger than the corresponding pixel electrodes (19).

図11(b)の工程で、非透光性のフィルムレジストを貼り付ける。   In the step of FIG. 11B, a non-translucent film resist is pasted.

図11(c)の工程で、フィルムレジストをTFTに対向する領域、及び、画素間の領域に対応した形状に感光して現像することにより、例えばカラーフィルター(21R,21B)の間隙にブラックマトリクス(21BM)を形成する。   In the step of FIG. 11C, the film resist is exposed and developed in a shape corresponding to the region facing the TFT and the region between the pixels, so that, for example, a black matrix is formed in the gap between the color filters (21R, 21B). (21BM) is formed.

図12(d)の工程において、これらカラーフィルター(21R,21G,21B)及びブラックマトリクス(21BM)を覆って、アクリル樹脂を形成することで、これらカラーフィルター(21R,21G,21B)の保護膜(22)を形成する。保護膜(22)は共通電極(23)の下地の平坦化膜も兼ねている。   In the step of FIG. 12D, the color filters (21R, 21G, 21B) and the black matrix (21BM) are covered and an acrylic resin is formed, thereby protecting the color filters (21R, 21G, 21B). (22) is formed. The protective film (22) also serves as a planarizing film for the base of the common electrode (23).

図12(e)の工程において、ITOをスパッタリングにより成膜し、これをエッチングすることにより、共通電極(23)および共通電極(23)中に電極不在部である配向制御窓(24)を形成する。   In the step of FIG. 12 (e), ITO is formed by sputtering, and this is etched to form the common electrode (23) and the alignment control window (24) which is an electrode absent portion in the common electrode (23). To do.

図12(f)の工程で、ポリイミドを印刷により液状に成膜し、80°で10分のプリベークを行い、引き続き、180°で30分の本ベークを行って乾燥することにより、垂直配向膜(32)を形成する。   In the step of FIG. 12 (f), a polyimide film is formed into a liquid form by printing, prebaked at 80 ° for 10 minutes, and subsequently baked at 180 ° for 30 minutes and dried to obtain a vertical alignment film. (32) is formed.

本発明では、前述の如く、TFT基板(10)製造の図7(i)の工程、即ち、垂直配向膜(31)の形成工程、および対向基板(20)製造の図9(f)及び図12(f)の工程、即ち、配向膜(32)の形成工程において、ラビング処理を行っていない。このため、液晶は、初期配向においてプレチルトを有することなく、法線方向、あるいは、法線方向から1°以内の範囲内に収められる。特に、TFT基板側のラビング処理を行わないことで、TFTの静電破壊が防がれる。このため、ドライバー内蔵型にあって、ドライバー部(5,6)にTFTが密集し、画素部に比べて格段に多い構造でも、TFTの静電破壊を招くことが防がれ、歩留まりを向上することができる。   In the present invention, as described above, the step of FIG. 7 (i) for manufacturing the TFT substrate (10), that is, the step of forming the vertical alignment film (31), and FIG. 9 (f) and FIG. In the step 12 (f), that is, the formation step of the alignment film (32), the rubbing treatment is not performed. Therefore, the liquid crystal is contained in the normal direction or within a range of 1 ° from the normal direction without having a pretilt in the initial alignment. In particular, by not performing the rubbing treatment on the TFT substrate side, the electrostatic breakdown of the TFT can be prevented. For this reason, in the driver built-in type, TFTs are densely packed in the driver part (5, 6), and even if the structure is much larger than the pixel part, it is prevented from causing electrostatic breakdown of the TFT and the yield is improved. can do.

また、対向基板(20)製造の図8(c)及び図11(c)の工程において、遮光膜(21BL)及びブラックマトリクス(21BM)の形成は、図1及び図10に示されているようにTFTに対応する領域及び画素間の狭い領域のみであり、画素間の全域には形成していない。即ち、画素間では、液晶と偏光板との組み合わせにより遮光を行っている。このため、ブラックマトリクスを大きくすることによる有効表示領域の損失が無くされ、開口率が上昇した。   Further, in the process of FIGS. 8C and 11C for manufacturing the counter substrate 20, the formation of the light shielding film 21BL and the black matrix 21BM is as shown in FIGS. Further, only the region corresponding to the TFT and the narrow region between the pixels are not formed in the entire region between the pixels. That is, light shielding is performed between pixels by a combination of a liquid crystal and a polarizing plate. For this reason, the loss of the effective display area due to the enlargement of the black matrix is eliminated, and the aperture ratio is increased.

1 ゲートライン、2 ドレインライン、10 基板、11 ゲート電極、13 p−Si、16 ドレイン電極、17 ソース電極、18 平坦化絶縁膜、19 画素電極、20 基板、21 カラーフィルター、21BL 遮光膜、21BM ブラックマトリクス、22 保護膜、23 共通電極、24 配向制御窓、31,32 垂直配向膜、40 液晶層、41 液晶分子、42 電界。1 gate line, 2 drain line, 10 substrate, 11 gate electrode, 13 p-Si, 16 drain electrode, 17 source electrode, 18 planarization insulating film, 19 pixel electrode, 20 substrate, 21 color filter, 21BL light shielding film, 21BM Black matrix, 22 protective film, 23 common electrode, 24 alignment control window, 31, 32 vertical alignment film, 40 liquid crystal layer, 41 liquid crystal molecule, 42 electric field.

Claims (9)

対向配置された第1の基板と第2の基板の間に負の誘電率異方性を有する液晶が封入され、前記第1の基板または/および前記第2の基板の外側面には、偏光板が設けられてなり、前記偏光板を抜けた偏光を前記液晶にて変調することにより表示を行う、垂直配向方式の液晶表示装置において、
前記第1の基板となる一方の支持基板の対向面側に、
行列状に配列された複数の薄膜トランジスタと、液晶駆動用の画素電極と、前記画素電極上に形成されたラビング処理が施されていない垂直配向膜と、が設けられ、
前記第2の基板となる他方の支持基板の対向面側に、
カラーフィルター層と、液晶駆動用の共通電極と、ラビング処理が施されていない垂直配向膜と、が設けられ、
前記第2の基板の対向面側には、前記画素電極間の領域に対向し、かつ、前記画素電極間の領域よりも小さい遮光膜がさらに設けられ、前記カラ―フィルタ層は、対応する前記画素電極に対向し、かつ、当該画素電極周囲の前記画素電極間の領域において前記遮光膜が設けられていない領域にも対向するよう、前記対応する画素電極より大きく形成され、
前記画素電極と前記共通電極との間に電圧を印加することによって前記画素電極の周囲と前記共通電極間に斜め方向電界を発生させることで、液晶の配向方向を前記画素電極の端部から前記画素電極の内側に向かって傾斜させることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is sealed between the first substrate and the second substrate which are arranged to face each other, and polarized light is polarized on the outer surface of the first substrate and / or the second substrate. In a vertical alignment type liquid crystal display device comprising a plate and performing display by modulating polarized light that has passed through the polarizing plate with the liquid crystal,
On the opposite surface side of one support substrate that is the first substrate,
A plurality of thin film transistors arranged in a matrix, a pixel electrode for driving a liquid crystal, and a vertical alignment film that is formed on the pixel electrode and is not subjected to rubbing treatment are provided,
On the opposite surface side of the other support substrate to be the second substrate,
A color filter layer, a common electrode for driving liquid crystal, and a vertical alignment film not subjected to rubbing treatment,
On the opposite surface side of the second substrate, a light-shielding film that is opposite to the region between the pixel electrodes and smaller than the region between the pixel electrodes is further provided, and the color filter layer includes the corresponding color filter layer. It is formed larger than the corresponding pixel electrode so as to face the pixel electrode and also face the region where the light shielding film is not provided in the region between the pixel electrodes around the pixel electrode,
By applying a voltage between the pixel electrode and the common electrode, an oblique electric field is generated between the periphery of the pixel electrode and the common electrode, so that the alignment direction of the liquid crystal is changed from the end of the pixel electrode. A liquid crystal display device, wherein the liquid crystal display device is inclined toward the inner side of the pixel electrode.
前記第2の基板の対向面側であって、前記共通電極中の前記画素電極に対向する領域内に、配向制御部を設け、前記配向制御部と、前記画素電極の周囲と前記共通電極間に生じる前記斜め方向電界との合同作用によって、液晶の配向方向を前記画素電極の内側に向かって傾斜させることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   An alignment control unit is provided in a region facing the pixel electrode in the common electrode on the opposite surface side of the second substrate, and the alignment control unit, the periphery of the pixel electrode, and between the common electrodes 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the alignment direction of the liquid crystal is inclined toward the inner side of the pixel electrode by a joint action with the oblique electric field generated in the pixel electrode. 前記第1の基板の対向面側には、前記薄膜トランジスタに接続された電極配線が設けられ、前記薄膜トランジスタ及び前記電極配線を覆い、前記薄膜トランジスタ及び前記電極配線に起因する凹凸を緩和する平坦化絶縁膜がさらに設けられることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。   An electrode wiring connected to the thin film transistor is provided on the opposite surface side of the first substrate, covers the thin film transistor and the electrode wiring, and smoothes the unevenness caused by the thin film transistor and the electrode wiring. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising: 前記画素電極の周囲と前記共通電極間に生じる前記斜め方向電界によって制御される液晶の配向方向と、前記配向制御部によって制御される液晶の配向方向とが、同一、あるいは、45°以内に収められることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。 The alignment direction of the liquid crystal controlled by the oblique electric field generated between the periphery of the pixel electrode and the common electrode and the alignment direction of the liquid crystal controlled by the alignment control unit are the same or within 45 °. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is a liquid crystal display device. 前記平坦化絶縁膜は、前記薄膜トランジスタの半導体層を覆って形成される層間絶縁膜上に形成され、前記薄膜トランジスタのソース電極が前記層間絶縁膜上に形成されるとともに、前記層間絶縁膜に開けられた開口部を介して前記薄膜トランジスタの半導体層に接続され、前記画素電極は前記平坦化絶縁膜上に形成されるとともに、前記平坦化絶縁膜の開口部を介して前記ソース電極に接続されることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の液晶表示装置。 The planarization insulating film is formed on an interlayer insulating film formed so as to cover a semiconductor layer of the thin film transistor, and a source electrode of the thin film transistor is formed on the interlayer insulating film and opened in the interlayer insulating film. And the pixel electrode is formed on the planarization insulating film and connected to the source electrode through the opening of the planarization insulating film. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is a liquid crystal display device. 前記共通電極は、前記カラーフィルター層上に形成されていることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the common electrode is formed on the color filter layer. 前記カラーフィルター層上には保護膜が形成され、前記共通電極は前記保護膜上に形成されていることを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 6, wherein a protective film is formed on the color filter layer, and the common electrode is formed on the protective film. 前記保護膜は、前記カラーフィルター層に起因する凹凸を緩和する平坦化膜であることを特徴とする請求項7に記載の液晶表示装置。   The liquid crystal display device according to claim 7, wherein the protective film is a flattening film that relieves unevenness caused by the color filter layer. 前記遮光膜は、さらに前記薄膜トランジスタの形成領域に対向した領域に形成されることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載の液晶表示装置。
9. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the light shielding film is further formed in a region opposed to a region where the thin film transistor is formed.
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