JP2582479B2 - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

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JP2582479B2
JP2582479B2 JP7329591A JP7329591A JP2582479B2 JP 2582479 B2 JP2582479 B2 JP 2582479B2 JP 7329591 A JP7329591 A JP 7329591A JP 7329591 A JP7329591 A JP 7329591A JP 2582479 B2 JP2582479 B2 JP 2582479B2
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誠司 深見
基 松井
基一 乾
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、マトリクス状に配設さ
れた多数の絵素電極により表示を行う、マトリクス型の
液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a matrix type liquid crystal display device which performs display with a large number of picture element electrodes arranged in a matrix.

【0002】[0002]

【従来の技術】アクティブマトリクス型の液晶表示装置
では、絵素電極基板と対向電極基板との間に液晶層が挟
まれて、液晶表示セルが構成されている。絵素電極基板
は、絶縁性の透明基板上にマトリクス状に配設された多
数の絵素電極を有している。各絵素電極には所定の電圧
を印加するための機能素子が接続されている。絵素電極
に接続される機能素子として、TFT(薄膜トランジス
タ)、MIM(金属−絶縁層−金属)素子、トランジス
タ、ダイオード、バリスタ等が用いられる。
2. Description of the Related Art In an active matrix type liquid crystal display device, a liquid crystal display cell is formed by sandwiching a liquid crystal layer between a picture element electrode substrate and a counter electrode substrate. The pixel electrode substrate has a large number of pixel electrodes arranged in a matrix on an insulating transparent substrate. A functional element for applying a predetermined voltage is connected to each picture element electrode. As the functional element connected to the picture element electrode, a TFT (thin film transistor), an MIM (metal-insulating layer-metal) element, a transistor, a diode, a varistor, and the like are used.

【0003】このような絵素電極基板では、各絵素電極
及び各機能素子の機械的損傷や化学的損傷を防止し、且
つ、各絵素電極間の電気的リークを防止するために、外
部端子等と接続するための部分を除いて、絵素電極基板
の全面に絶縁保護膜が形成されている。絶縁保護膜はS
iNX、SiO2等の無機質窒化物、無機質酸化物等から
なる。絶縁保護膜上には液晶層の液晶分子を配向させる
ための配向膜が積層される。配向膜は、例えば、ポリイ
ミド系樹脂の膜をラビング処理することにより形成され
る。
[0003] In such a pixel electrode substrate, in order to prevent mechanical or chemical damage to each of the pixel electrodes and each of the functional elements, and to prevent electrical leakage between the respective pixel electrodes, an external device is provided. An insulating protective film is formed on the entire surface of the pixel electrode substrate except for a portion for connecting to a terminal or the like. The insulating protective film is S
It is made of an inorganic nitride such as iN x or SiO 2 , an inorganic oxide or the like. An alignment film for aligning liquid crystal molecules of the liquid crystal layer is laminated on the insulating protective film. The alignment film is formed, for example, by rubbing a polyimide resin film.

【0004】液晶層を挟んで絵素電極基板に対向する対
向電極基板には、対向電極が配設される。更に対向電極
上の全面に、配向膜が形成される。この配向膜は絵素電
極基板上の配向膜と同様にして形成されている。絵素電
極基板上の配向膜と対向電極基板上の配向膜とにより、
液晶分子のツイスト配向が可能となる。
A counter electrode is provided on a counter electrode substrate opposed to a picture element electrode substrate with a liquid crystal layer interposed therebetween. Further, an alignment film is formed on the entire surface on the counter electrode. This alignment film is formed in the same manner as the alignment film on the pixel electrode substrate. By the alignment film on the pixel electrode substrate and the alignment film on the counter electrode substrate,
Twist alignment of liquid crystal molecules becomes possible.

【0005】上述のように配向膜としてポリイミド系樹
脂を用いた液晶表示装置に於いては、該配向膜と絵素電
極との間に内部分極が生じ易いことが明らかにされてい
る(特開平2−171721号)。内部分極の発生の詳
細なメカニズムは明らかにされておらず、種々の説があ
る。本発明らは、極性分子、イオン等のポリイミド膜内
又は表面への特異吸着により、絵素電極との間に形成さ
れる電気二重層が原因であると考えている。この内部分
極は液晶層に印加される電圧に悪影響を及ぼす。即ち、
この内部分極により、液晶分子を配向変換させるために
絵素電極と対向電極との間に印加される交流電圧に、直
流オフセット電圧が重畳され、該交流電圧が非平衡状態
となる。このように、液晶層に印加される交流電圧に直
流成分が重畳されてオフセット状態となると、表示画面
上にはフリッカ(ちらつき)が発生し、コントラストの
低下が生じる。更に、重畳される直流成分のばらつきに
より、コントラストのムラが生じ、表示品位を著しく低
下させる。
As described above, in a liquid crystal display device using a polyimide resin as an alignment film, it has been clarified that internal polarization easily occurs between the alignment film and a pixel electrode (see Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 9-163572). No. 2-171721). The detailed mechanism of the occurrence of internal polarization has not been clarified, and there are various theories. The present inventors believe that the cause is an electric double layer formed between the pixel electrodes due to the specific adsorption of polar molecules and ions to the polyimide film inside or on the surface. This internal polarization adversely affects the voltage applied to the liquid crystal layer. That is,
Due to this internal polarization, a DC offset voltage is superimposed on an AC voltage applied between the picture element electrode and the counter electrode to change the orientation of the liquid crystal molecules, and the AC voltage is in a non-equilibrium state. As described above, when the DC component is superimposed on the AC voltage applied to the liquid crystal layer to be in an offset state, flicker occurs on the display screen, and the contrast is reduced. Furthermore, the unevenness of the DC component to be superimposed causes unevenness of the contrast, thereby significantly deteriorating the display quality.

【0006】また、各絵素電極に接続される機能素子と
してTFTを用いる場合には、ゲート電極及びドレイン
電極間に形成される容量によるゲート電圧がドレイン電
圧にカップリングし、直流成分が重畳される。この直流
成分は対向電極に直流成分を印加することにより、或程
度は補償される。しかし、このドレイン電極に重畳され
る直流成分は、ソース電極電圧レベルにより大きく変化
するので、完全には補償され得ない。従って、完全に補
償され得ない直流成分はポリイミド系樹脂の配向膜に印
加され、上述の内部分極を更に増大させる。このように
増大した内部分極は、残像の一つの原因となっている。
When a TFT is used as a functional element connected to each pixel electrode, the gate voltage due to the capacitance formed between the gate electrode and the drain electrode is coupled to the drain voltage, and the DC component is superimposed. You. This DC component is compensated to some extent by applying a DC component to the counter electrode. However, the DC component superimposed on the drain electrode greatly varies depending on the source electrode voltage level, and cannot be completely compensated. Therefore, the DC component that cannot be completely compensated is applied to the polyimide-based resin alignment film, and further increases the internal polarization described above. The increased internal polarization is one cause of an afterimage.

【0007】上述した問題点を解決するために、例え
ば、各絵素電極上の絶縁保護膜を部分的に除去し、ポリ
イミド系樹脂の配向膜を絵素電極の一部分に接するよう
に直接積層する構成が考えられる。この構成によれば、
絵素電極以外の部分の機能素子等は、絶縁保護膜によっ
て保護され、しかも、各絵素電極上に生じる内部分極が
抑制され得る。
In order to solve the above problems, for example, the insulating protective film on each pixel electrode is partially removed, and an alignment film of a polyimide resin is directly laminated so as to be in contact with a part of the pixel electrode. Configurations are possible. According to this configuration,
Functional elements and the like in portions other than the pixel electrodes are protected by the insulating protective film, and the internal polarization generated on each pixel electrode can be suppressed.

【0008】しかし、このような構成では液晶層内に導
電性の異物が混入し、絵素電極の絶縁保護膜が形成され
ていない領域上の配向膜と、対向電極上の配向膜とに接
触すると、これらの電極間にリーク電流が生じる。この
ようなリーク電流が生じると、該電流が生じている部分
の液晶層には電圧が十分に印加されず、絵素欠陥を生じ
ることになる。絵素欠陥の発生は液晶表示装置の表示品
位の低下を招き、表示装置の歩留りを低下させる。
However, in such a structure, conductive foreign matter is mixed in the liquid crystal layer, and the alignment film on the region of the pixel electrode where the insulating protective film is not formed and the alignment film on the counter electrode are in contact with each other. Then, a leak current is generated between these electrodes. When such a leak current is generated, a voltage is not sufficiently applied to the liquid crystal layer in a portion where the current is generated, which causes a pixel defect. The occurrence of picture element defects causes a decrease in display quality of the liquid crystal display device, and lowers the yield of the display device.

【0009】液晶層への異物混入による絵素欠陥の発生
の問題を解決するために、特開平2−219028号に
開示されているように、絶縁保護膜が除去された領域を
多数に分割し、該分割された部分の面積を小さくするこ
とが考えられる。この公報に記載の絵素電極基板では、
ゲートバス配線及びソースバス配線によって規定される
矩形の領域に形成された絵素電極上には、多数の小さな
矩形領域を除く領域に絶縁保護膜が形成されている。こ
のように絶縁保護膜が除去された領域を多数の小さな部
分に分割すれば、たとえ異物が液晶層内に混入しても、
リーク電流の発生を抑制することができる。
In order to solve the problem of the occurrence of picture element defects due to the incorporation of foreign matter into the liquid crystal layer, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H2-219028, the region from which the insulating protective film has been removed is divided into a large number. It is conceivable to reduce the area of the divided part. In the picture element electrode substrate described in this publication,
On a pixel electrode formed in a rectangular area defined by the gate bus wiring and the source bus wiring, an insulating protective film is formed in an area excluding a large number of small rectangular areas. If the region where the insulating protective film is removed is divided into a number of small portions in this way, even if foreign matter enters the liquid crystal layer,
Generation of a leak current can be suppressed.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところが、絵素電極上
に絶縁保護膜が形成されている領域と、形成されていな
い領域とが存在すると、その上に形成される配向膜に凹
凸を生じることになる。このような凹凸が存在する配向
膜をラビング処理すると、十分なラビング処理ができな
い部分が生じる。配向膜のラビング処理が不十分な部分
では液晶層の配向が乱れ、液晶表示装置の表示品位の低
下を招く。
However, if there is a region where the insulating protective film is formed on the picture element electrode and a region where the insulating protective film is not formed, the alignment film formed thereon may have irregularities. become. When the rubbing treatment is performed on the alignment film having such irregularities, there are portions where the rubbing treatment cannot be sufficiently performed. In a portion where the rubbing treatment of the alignment film is insufficient, the alignment of the liquid crystal layer is disturbed, and the display quality of the liquid crystal display device is reduced.

【0011】このような問題点を解決するために、図6
に示す絵素電極基板が提案されている(特願平1−27
6332号)。図6の基板では、絶縁保護膜が除去され
た領域を縦長領域25とし、この縦長領域25の長手方
向を、ラビング処理方向26と一致させている。このよ
うな縦長領域25の形状及び方向により、絵素電極12
上にはラビング処理されない部分は殆ど生じない。
To solve such a problem, FIG.
(Japanese Patent Application No. 1-27) has been proposed.
No. 6332). In the substrate of FIG. 6, the region from which the insulating protective film has been removed is defined as a vertically long region 25, and the longitudinal direction of the vertically long region 25 matches the rubbing direction 26. Depending on the shape and direction of such a vertically long region 25, the pixel electrode 12
There is almost no rubbed portion on the top.

【0012】しかし、絶縁保護膜が形成されない領域を
このような形状としても、ラビング処理されない部分が
残存する場合がある。図7に図6のC−C線に沿ったこ
の絵素電極基板の断面図を示す。図6に示すように、こ
の基板10では、絶縁性基板11上にゲートバス配線1
4が形成され、ゲートバス配線14を覆うゲート絶縁膜
15b上にはソースバス配線13が配設されている。ゲ
ート絶縁膜15b上には絵素電極12が形成されてい
る。図6及び図7に示すように、絵素電極12上の縦長
領域25を除く領域には、絶縁保護膜16が形成され
る。配向膜17は絶縁保護膜16及び絵素電極12の縦
長領域25上の全面に形成されている。
However, even if the region where the insulating protective film is not formed is formed in such a shape, a portion that is not subjected to the rubbing treatment may remain. FIG. 7 is a sectional view of the picture element electrode substrate taken along the line CC in FIG. As shown in FIG. 6, the substrate 10 has a gate bus line 1 on an insulating substrate 11.
4 are formed, and the source bus wiring 13 is provided on the gate insulating film 15b covering the gate bus wiring 14. The picture element electrode 12 is formed on the gate insulating film 15b. As shown in FIGS. 6 and 7, an insulating protective film 16 is formed in a region other than the vertically long region 25 on the picture element electrode 12. The alignment film 17 is formed on the entire surface of the insulating protection film 16 and the vertically long region 25 of the pixel electrode 12.

【0013】図7に示すように、絵素電極12上では縦
長領域25の端部に絶縁保護膜16による段差が生じて
いるため、縦長領域25の端部近傍の配向膜17にはラ
ビング処理されない部分が生じることがある。ラビング
処理が不十分であると、液晶層の液晶分子の配向が不十
分となり、表示画面上には表示ムラとなって現れる。こ
のような表示ムラは画像品位を低下させることとなる。
As shown in FIG. 7, on the picture element electrode 12, a step is formed at the end of the vertical region 25 by the insulating protective film 16, so that the alignment film 17 near the end of the vertical region 25 is subjected to the rubbing treatment. Some parts may not be created. If the rubbing treatment is insufficient, the orientation of the liquid crystal molecules in the liquid crystal layer will be insufficient, and this will appear as display unevenness on the display screen. Such display unevenness degrades image quality.

【0014】本発明は上述の問題点を解決するものであ
り、本発明の目的は、ポリイミド系樹脂を配向膜として
用いた場合に、内部分極現象の影響を抑制し得て、しか
も絵素電極と対向電極間のリークによる絵素欠陥の発生
も抑制し得て、更に、ラビング処理を絵素電極上で均一
に施し得る液晶表示装置を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to suppress the influence of the internal polarization phenomenon when using a polyimide resin as an alignment film, It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device capable of suppressing the generation of picture element defects due to leakage between the liquid crystal display and the counter electrode, and capable of uniformly performing a rubbing treatment on the picture element electrodes.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、一対の絶縁性基板と、該一対の基板の何れか一方の
基板内面にマトリクス状に配設された多数の絵素電極
と、該一対の基板間に封入された液晶層と、該絵素電極
上の縦長領域を除いた領域に形成された、無機質窒化物
及び無機質酸化物の何れかからなる絶縁保護膜と、該絶
縁保護膜及び該縦長領域上の全面に形成された、ラビン
グ処理されたポリイミド系樹脂からなる配向膜と、を備
え、該縦長領域の端部が該絵素電極の外部に位置し、該
縦長領域の長手方向と該配向膜のラビング処理の方向と
が略一致しており、そのことによって上記目的が達成さ
れる。
According to the present invention, there is provided a liquid crystal display device comprising: a pair of insulating substrates; a large number of picture element electrodes arranged in a matrix on an inner surface of one of the pair of substrates; A liquid crystal layer sealed between the pair of substrates, an insulating protective film formed of any of an inorganic nitride and an inorganic oxide formed in a region excluding a vertically long region on the picture element electrode; A film and an alignment film formed of a rubbed polyimide resin formed on the entire surface of the vertical region, wherein an end of the vertical region is located outside the pixel electrode, and The longitudinal direction substantially coincides with the direction of the rubbing treatment of the alignment film, whereby the object is achieved.

【0016】[0016]

【作用】内部分極の大きさは、表示画面上のフリッカを
消去するのに必要な対向電極のオフセット直流電圧を測
定することにより求め得る。この測定に際しては、ゲー
ト電圧波形のカップリングを除去するために、ゲート電
圧をON電圧に固定する必要がある。また、TFT等の
機能素子のない単純な液晶セルを作製し、液晶層を挟む
電極間に外部より模擬波形を印加することにより評価す
ることも可能である。
The magnitude of the internal polarization can be determined by measuring the offset DC voltage of the counter electrode required to eliminate flicker on the display screen. In this measurement, it is necessary to fix the gate voltage to the ON voltage in order to remove the coupling of the gate voltage waveform. It is also possible to make a simple liquid crystal cell without a functional element such as a TFT and evaluate by applying a simulated waveform from the outside between electrodes sandwiching the liquid crystal layer.

【0017】絶縁保護膜の有無による内部分極の大きさ
の違いを図4に示す。図4は、この図の横軸に示す直流
電圧を表示装置に30分間印加した後の内部分極の大き
さを示している。内部分極の値は、上述のようにフリッ
カを消去するのに必要な電圧を測定することによって求
めた。絵素電極基板上の全面に絶縁保護膜を形成し、更
にその上からポリイミド系樹脂の配向膜を形成した絵素
電極基板を有する表示装置の内部分極を、図4のに示
してある。また、絵素電極基板の絵素電極上のみの絶縁
保護膜を除去した表示装置の内部分極を、図4のに示
してある。図4の及びの比較から明らかなように、
絵素電極上の絶縁保護膜が除去されている表示装置の内
部分極は、絵素電極基板の全面に絶縁保護膜が形成され
ている表示装置のそれより小さくなっている。絶縁保護
膜が除去されている領域の大きさが絵素電極面積の約1
/100以上あれば、内部分極を抑制する効果があるこ
とが確かめられている。
FIG. 4 shows the difference in the magnitude of the internal polarization depending on the presence or absence of the insulating protective film. FIG. 4 shows the magnitude of the internal polarization after applying the DC voltage shown on the horizontal axis to the display device for 30 minutes. The value of internal polarization was determined by measuring the voltage required to eliminate flicker as described above. FIG. 4 shows the internal polarization of a display device having a pixel electrode substrate in which an insulating protective film is formed on the entire surface of the pixel electrode substrate, and a polyimide resin alignment film is further formed thereon. FIG. 4 shows the internal polarization of the display device in which the insulating protective film only on the pixel electrodes of the pixel electrode substrate has been removed. As is clear from the comparison of and in FIG.
The internal polarization of the display device in which the insulating protective film on the pixel electrode is removed is smaller than that of the display device in which the insulating protective film is formed on the entire surface of the pixel electrode substrate. The size of the area from which the insulating protective film has been removed is about 1 of the pixel electrode area.
It has been confirmed that an effect of suppressing internal polarization is obtained when the ratio is / 100 or more.

【0018】本発明の絶縁保護膜が形成されていない縦
長領域によって、リーク電流の発生が抑制される様子を
説明する為の模式図を、図5(a)に示す。比較のた
め、絶縁保護膜が形成されていない領域が1つの大きな
領域を成している場合の模式図を、図5(b)に示す。
図5(a)に於いて、絶縁性基板40上に絵素電極41
及び機能素子48が設けられ、その上から絶縁保護膜4
6が堆積されている。絶縁保護膜46は、絵素電極41
上の縦長領域50を除いた領域に堆積されている。絶縁
保護膜46上には配向膜43が全面に堆積され、絵素電
極基板52が構成されている。絵素電極基板52に対向
する対向電極基板53では、絶縁性基板45上にカラー
フィルタ47が形成され、カラーフィルタ47上の全面
に対向電極42が形成されている。更に、対向電極42
上の全面に配向膜44が形成されている。絵素電極基板
52及び対向電極基板53の間には、液晶55が封入さ
れている。
FIG. 5 (a) is a schematic diagram for explaining how the occurrence of leakage current is suppressed by the vertically long region where the insulating protective film of the present invention is not formed. For comparison, FIG. 5B is a schematic diagram illustrating a case where the region where the insulating protective film is not formed forms one large region.
In FIG. 5A, a pixel electrode 41 is placed on an insulating substrate 40.
And a functional element 48 are provided.
6 have been deposited. The insulating protective film 46 is formed of the pixel electrode 41.
It is deposited in a region excluding the upper vertical region 50. An alignment film 43 is deposited on the entire surface of the insulating protection film 46 to form a pixel electrode substrate 52. In the counter electrode substrate 53 facing the pixel electrode substrate 52, the color filter 47 is formed on the insulating substrate 45, and the counter electrode 42 is formed on the entire surface of the color filter 47. Further, the counter electrode 42
An alignment film 44 is formed on the entire upper surface. Liquid crystal 55 is sealed between the pixel electrode substrate 52 and the counter electrode substrate 53.

【0019】このような液晶表示装置に於いて、液晶層
に導電性の異物49が混入した場合には、異物49は対
向電極基板45上の対向電極42と配向膜44を介して
電気的に接続された状態となる。しかし、絵素電極基板
52上に配向膜43が接している縦長領域50は幅が狭
いので、異物49と絵素電極41とは、電気的に接続さ
れた状態とはならない。即ち、絵素電極41と対向電極
42との間は、電気的に絶縁された状態を保持してい
る。従って、異物49によるリーク電流は生じない。
In such a liquid crystal display device, when conductive foreign matter 49 is mixed in the liquid crystal layer, the foreign matter 49 is electrically connected to the counter electrode 42 on the counter electrode substrate 45 via the alignment film 44. It will be in the connected state. However, since the vertically long region 50 where the alignment film 43 is in contact with the pixel electrode substrate 52 is narrow, the foreign matter 49 and the pixel electrode 41 are not electrically connected. That is, the state between the pixel electrode 41 and the counter electrode 42 is kept electrically insulated. Therefore, no leak current due to the foreign matter 49 occurs.

【0020】一方、図5(b)に示すように、絵素電極
41上の絶縁保護膜46が形成されない大きな領域51
を有する表示装置では、導電性の異物49は絵素電極基
板52上の絵素電極41と配向膜を介して電気的に接続
された状態となる。従って、絵素電極41と対向電極4
2との間は電気的に接続された状態となり、これらの電
極の間にリーク電流が発生する。
On the other hand, as shown in FIG. 5B, a large area 51 on the picture element electrode 41 where the insulating protective film 46 is not formed.
, The conductive foreign matter 49 is electrically connected to the pixel electrode 41 on the pixel electrode substrate 52 via the alignment film. Therefore, the pixel electrode 41 and the counter electrode 4
2 are electrically connected to each other, and a leak current is generated between these electrodes.

【0021】本発明に於いて、絶縁保護膜が形成されて
いない縦長領域の長手方向と、配向膜のラビング処理の
方向とが略一致しているので、ラビング処理が均一に行
われ得る。しかも、縦長領域の端部は絵素電極上には無
いので、もし縦長領域の端部にラビング処理されない領
域が生じたとしても、この未処理領域は絵素電極上に発
生することはない。従って、液晶分子の配向不良による
画像品位の低下は生じない。
In the present invention, since the longitudinal direction of the vertically long region where the insulating protective film is not formed substantially coincides with the direction of the rubbing treatment of the alignment film, the rubbing treatment can be performed uniformly. In addition, since the end of the vertical region is not on the pixel electrode, even if a region that is not subjected to the rubbing process is generated at the end of the vertical region, the unprocessed region does not occur on the pixel electrode. Therefore, deterioration of image quality due to poor alignment of liquid crystal molecules does not occur.

【0022】[0022]

【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。本
発明の液晶表示装置の1実施例に用いられる絵素電極基
板の平面図を図1に示す。絶縁性基板上に多数のゲート
バス配線14が平行して形成され、ゲートバス配線14
に直交して多数のソースバス配線13が形成されてい
る。ゲートバス配線14及びソースバス配線13によっ
て規定されるマトリクス状の多数の矩形領域には、絵素
電極12が配設されている。ゲートバス配線14及びソ
ースバス配線13の交差部近傍のゲートバス配線14上
には、機能素子としてTFT15が設けられている。絵
素電極12はTFT15を介して、ゲートバス配線14
及びソースバス配線13によって駆動される。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a plan view of a picture element electrode substrate used in one embodiment of the liquid crystal display device of the present invention. A large number of gate bus lines 14 are formed in parallel on an insulating substrate,
A large number of source bus lines 13 are formed orthogonally to. The pixel electrodes 12 are arranged in a large number of rectangular regions in a matrix defined by the gate bus lines 14 and the source bus lines 13. On the gate bus wiring 14 near the intersection of the gate bus wiring 14 and the source bus wiring 13, a TFT 15 is provided as a functional element. The picture element electrode 12 is connected to the gate bus wiring 14 via the TFT 15.
And the source bus line 13.

【0023】図1の基板10を用いた表示装置の、図1
に於けるA−A線に沿った断面図を図2に示す。また、
図1のB−B線に沿った断面図を図3に示す。本実施例
を製造工程に従って説明する。ガラス基板等の絶縁性基
板11上に、スパッタリング法によりTa金属を300
nmの厚さに堆積した。フォトリソグラフィ法及びエッ
チングにより、このTa金属層のパターニングを行い、
ゲートバス配線14を形成した。ゲートバス配線14の
一部がゲート電極として機能する。次に、陽極酸化によ
り、ゲートバス配線14上に厚さ200nmのTa25
から成る陽極酸化膜15aを形成した。陽極酸化膜15
a上の全面に、プラズマCVD法により厚さ200nm
のSiNxから成るゲート絶縁膜15bを堆積した。ゲ
ート絶縁膜15b上の全面に、後に半導体層15cとな
る真性半導体アモルファスシリコン(a−Si(i))
層を30nmの厚さに、そして、後に絶縁層15dとな
るSiNX層を200nmの厚さに連続して堆積させ
た。上記SiNX層を所定の形状にパターニングし、ゲ
ートバス配線14のゲート電極として機能する部分の上
方のみを残して絶縁層15dを形成した。
FIG. 1 shows a display device using the substrate 10 of FIG.
FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA in FIG. Also,
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. This embodiment will be described according to the manufacturing process. On an insulating substrate 11 such as a glass substrate, a Ta metal
deposited to a thickness of nm. This Ta metal layer is patterned by photolithography and etching,
Gate bus wiring 14 was formed. Part of the gate bus wiring 14 functions as a gate electrode. Next, a 200 nm-thick Ta 2 O 5 is formed on the gate bus line 14 by anodic oxidation.
An anodic oxide film 15a made of was formed. Anodized film 15
a 200 nm thick by plasma CVD
A gate insulating film 15b made of SiN x was deposited. Intrinsic semiconductor amorphous silicon (a-Si (i)) to be a semiconductor layer 15c later on the entire surface on the gate insulating film 15b.
The layer was continuously deposited to a thickness of 30 nm, and a SiN x layer, which later became the insulating layer 15d, was deposited to a thickness of 200 nm. The SiN x layer was patterned into a predetermined shape, and an insulating layer 15 d was formed except for a portion of the gate bus line 14 that functions as a gate electrode.

【0024】絶縁層15dを覆って全面に、後にコンタ
クト層15eとなるa−Si(n+)層を、プラズマC
VD法により40nmの厚さに堆積した。次に、このa
−Si(n+)層及び前述のa−Si(i)層を所定の
形状にパターニングし、半導体層15c及びコンタクト
層15eを形成した。コンタクト層15eは、半導体層
15cと、ソース電極15f及びドレイン電極15gと
の間のオーミックコンタクトのために設けられる。この
時点ではコンタクト層15eは、絶縁層15d上でつな
がっている。
An a-Si (n + ) layer which will later become a contact layer 15 e is formed on the entire surface covering the insulating layer 15 d by plasma C
It was deposited to a thickness of 40 nm by the VD method. Next, this a
The -Si (n + ) layer and the a-Si (i) layer were patterned into a predetermined shape to form a semiconductor layer 15c and a contact layer 15e. The contact layer 15e is provided for ohmic contact between the semiconductor layer 15c and the source electrode 15f and the drain electrode 15g. At this point, the contact layer 15e is connected on the insulating layer 15d.

【0025】この基板の全面にスパッタリング法によ
り、Ti金属又はMo金属から成る金属層を300nm
の厚さに堆積し、この金属層をエッチングによりパター
ニングして、ソース電極15f及びドレイン電極15g
を形成した。この時、絶縁層15d上ではコンタクト層
15eも同時にエッチング除去され、ソース電極15f
の下方の部分と、ドレイン電極15gの下方の部分とに
分割される。以上のようにしてTFT15が作製され
る。また、ソースバス配線13もソース電極15f及び
ドレイン電極15gと同時に形成される。従って、ソー
スバス配線13はゲート絶縁膜15b及び陽極酸化膜1
5aを介して、ゲートバス配線14と交差することにな
る。
A metal layer made of Ti metal or Mo metal is formed on the entire surface of the substrate by sputtering to a thickness of 300 nm.
This metal layer is patterned by etching to form a source electrode 15f and a drain electrode 15g.
Was formed. At this time, the contact layer 15e is also etched away on the insulating layer 15d, and the source electrode 15f is removed.
And a portion below the drain electrode 15g. The TFT 15 is manufactured as described above. Further, the source bus wiring 13 is formed simultaneously with the source electrode 15f and the drain electrode 15g. Therefore, the source bus wiring 13 is formed by the gate insulating film 15b and the anodic oxide film 1
It intersects with the gate bus line 14 via 5a.

【0026】次に、スパッタリング法により基板11上
の全面に、ITO膜を100nmの厚さに堆積した。こ
のITO膜を所定の形状にパターニングし、絵素電極1
2を形成した。次に、絵素電極12上の全面に、SiN
xから成る絶縁保護膜16を500nmの厚さに堆積し
た。フォトリソグラフィ法及びエッチングにより絶縁保
護膜16を除去し、図1に示す形状の縦長領域25を形
成した。絶縁保護膜16の材料としては、SiNx等の
無機質窒化物に限らず、SiO2、Ta25、Al
23、Y23、TiO2等の無機質酸化物を用いること
もできる。縦長領域25は1つの絵素電極12当り3箇
所に設けられ、ほぼ絵素電極12の対角線の方向に向け
て形成されている。この縦長領域25の長手方向は、後
に形成されるポリイミド系樹脂からなる配向膜17のラ
ビング処理の方向に一致している。3箇所の縦長領域2
5のうち、中央に位置する縦長領域25が、他の2つ縦
長領域よりも長い。図1及び図3に示すように、縦長領
域25の端部は何れも絵素電極12上には存在せず、絵
素電極12とゲートバス配線14との間、及び絵素電極
12とソースバス配線13との間に位置している。
Next, an ITO film was deposited to a thickness of 100 nm on the entire surface of the substrate 11 by a sputtering method. This ITO film is patterned into a predetermined shape, and the picture element electrode 1 is formed.
2 was formed. Next, the entire surface of the pixel electrode 12 is covered with SiN.
An insulating protective film 16 made of x was deposited to a thickness of 500 nm. The insulating protective film 16 was removed by photolithography and etching to form a vertically long region 25 having the shape shown in FIG. The material of the insulating protective film 16 is not limited to inorganic nitrides such as SiN x , but may be SiO 2 , Ta 2 O 5 , Al
Inorganic oxides such as 2 O 3 , Y 2 O 3 and TiO 2 can also be used. The vertically long regions 25 are provided at three places per one pixel electrode 12 and are formed substantially in the diagonal direction of the pixel electrode 12. The longitudinal direction of the vertically long region 25 coincides with the rubbing direction of the alignment film 17 made of a polyimide resin to be formed later. 3 vertical areas 2
5, the vertically long region 25 located at the center is longer than the other two vertically long regions. As shown in FIGS. 1 and 3, neither end of the vertically long region 25 exists on the pixel electrode 12, but between the pixel electrode 12 and the gate bus line 14 and between the pixel electrode 12 and the source. It is located between the bus wiring 13.

【0027】更に絶縁保護膜16上の全面にポリイミド
系樹脂からなる配向膜17を形成した。配向膜17は、
ポリイミド樹脂(商品名オプトマーAL、日本合成ゴム
社製)を60nmの厚さにオフセット印刷した後、20
0°Cで1時間の熱処理が施すことにより形成される。
配向膜17にはナイロン織布を用いて図1の矢印26に
示す方向にラビング処理される。前述のように、本実施
例では縦長領域25の長手方向は、配向膜17のラビン
グ処理の方向に一致させてある。以上のようにして、絵
素電極基板10が完成される。
Further, an alignment film 17 made of a polyimide resin was formed on the entire surface of the insulating protective film 16. The alignment film 17
After offset printing of a polyimide resin (trade name Optmer AL, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.) to a thickness of 60 nm, 20
It is formed by performing a heat treatment at 0 ° C. for one hour.
The alignment film 17 is rubbed using a nylon woven fabric in a direction indicated by an arrow 26 in FIG. As described above, in the present embodiment, the longitudinal direction of the vertically elongated region 25 is made to coincide with the direction of the rubbing treatment of the alignment film 17. As described above, the picture element electrode substrate 10 is completed.

【0028】次に、対向電極基板20について説明す
る。まず、ガラス基板21上にゼラチン染色法によりカ
ラーフィルタ22を形成した。カラーフィルタ22の色
は、赤、緑、青の3色である。カラーフィルタ22上の
全面に、ITOから成る対向電極23を堆積した。更
に、対向電極23上に配向膜24を形成した。配向膜2
4は前述の配向膜17と同様にして形成されている。
Next, the counter electrode substrate 20 will be described. First, a color filter 22 was formed on a glass substrate 21 by a gelatin staining method. The colors of the color filter 22 are three colors of red, green, and blue. A counter electrode 23 made of ITO was deposited on the entire surface of the color filter 22. Further, an alignment film 24 was formed on the counter electrode 23. Alignment film 2
4 is formed in the same manner as the alignment film 17 described above.

【0029】絵素電極基板10及び対向電極基板20の
間に、5μmのプラスチックビーズをスペーサとして挟
み、エポキシ系接着剤を用いてこれらの基板10及び2
0を貼り合わせた。更に、これらの基板10及び20の
間に液晶(フェニルシクロヘキサン系液晶、メルク社
製)を封入し、液晶表示装置を完成させた。
A plastic bead of 5 μm is interposed between the pixel electrode substrate 10 and the counter electrode substrate 20 as a spacer, and these substrates 10 and 2 are separated by using an epoxy adhesive.
0 were pasted together. Further, a liquid crystal (phenylcyclohexane-based liquid crystal, manufactured by Merck) was sealed between the substrates 10 and 20 to complete a liquid crystal display device.

【0030】本実施例では絶縁保護膜16が形成されて
いない領域が設けられているので、内部分極が殆ど発生
しない。従って、フリッカの発生やコントラストの低下
が防止されている。また、本実施例では絶縁保護膜16
が形成されていない領域が長い形状を有する縦長領域2
5として形成されているので、導電性異物が液晶層30
に混入しても絵素電極12と対向電極23との間のリー
ク電流は殆ど発生しない。更に、縦長領域25の長手方
向と配向膜17のラビング処理の方向とが一致している
ので、配向膜17のラビング処理は均一に施されてい
る。しかも、縦長領域25の端部が絵素電極12上には
ないので、配向膜17のラビング処理されていない部分
が生じても、その未処理部分が絵素電極12上に存在す
ることはない。
In this embodiment, since the region where the insulating protective film 16 is not formed is provided, internal polarization hardly occurs. Therefore, generation of flicker and reduction in contrast are prevented. In this embodiment, the insulating protective film 16 is used.
Vertically long area 2 in which the area where no is formed has a long shape
5, conductive foreign matter is removed from the liquid crystal layer 30.
, Almost no leakage current occurs between the pixel electrode 12 and the counter electrode 23. Furthermore, since the longitudinal direction of the vertically long region 25 and the direction of the rubbing process of the alignment film 17 are coincident, the rubbing process of the alignment film 17 is performed uniformly. In addition, since the end of the vertically elongated region 25 is not on the pixel electrode 12, even if a portion of the alignment film 17 that has not been subjected to the rubbing process occurs, the unprocessed portion does not exist on the pixel electrode 12. .

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の液晶表示装置に於いては、絵素
電極には絶縁保護膜の除去された領域が存在するので、
フリッカの発生やコントラストの低下が防止され、画像
品位が向上している。しかも、機能素子も保護すること
ができる。また、該除去領域が縦長領域であり、導電性
異物による電極間のリーク電流が防止されるので、液晶
表示装置の歩留りが向上している。更に、本発明の液晶
表示装置では、縦長領域の形状により配向膜のラビング
処理が均一に行われ得るので、そのことによっても画像
品位が向上している。もし、ラビング処理されない部分
が生じても、縦長領域の端部が絵素電極上には存在しな
いので、液晶分子の配向の乱れによる画像品位の低下は
生じない。
In the liquid crystal display device of the present invention, the picture element electrode has a region from which the insulating protective film has been removed.
The occurrence of flicker and a decrease in contrast are prevented, and the image quality is improved. In addition, the functional element can be protected. Further, the removal region is a vertically long region, and a leak current between electrodes due to conductive foreign matter is prevented, so that the yield of the liquid crystal display device is improved. Further, in the liquid crystal display device of the present invention, the rubbing treatment of the alignment film can be performed uniformly by the shape of the vertically long region, and thus the image quality is also improved. Even if a portion that is not subjected to the rubbing process occurs, the end of the vertically long region does not exist on the picture element electrode, so that the image quality is not deteriorated due to the disorder of the alignment of the liquid crystal molecules.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明液晶表示装置の1実施例を構成する絵素
電極基板の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a picture element electrode substrate constituting one embodiment of a liquid crystal display device of the present invention.

【図2】図1の絵素電極基板を用いた本発明液晶表示装
置のA−A線に沿った断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the liquid crystal display device of the present invention using the picture element electrode substrate of FIG.

【図3】図1のB−B線に沿った断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;

【図4】絶縁保護膜の有無による内部分極の違いを示す
図である。
FIG. 4 is a diagram showing a difference in internal polarization depending on the presence or absence of an insulating protective film.

【図5】(a)及び(b)は絶縁保護膜が形成されてい
ない領域の形状の違いにより、異物混入によるリーク電
流が発生するか否かを示す図である。
FIGS. 5A and 5B are diagrams showing whether or not a leak current due to foreign matter mixing occurs due to a difference in shape of a region where an insulating protective film is not formed.

【図6】絵素電極基板の改良例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an improved example of a pixel electrode substrate.

【図7】図6のC−C線に沿った断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along the line CC of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 絵素電極基板 11,21 絶縁性基板 12 絵素電極 13 ソースバス配線 14 ゲートバス配線 15 TFT 15a 陽極酸化膜 15b ゲート絶縁膜 16 絶縁保護膜 17,24 配向膜 20 対向電極基板 22 カラーフィルタ 23 対向電極 25 縦長領域 26 ラビング処理方向を示す矢印 Reference Signs List 10 picture element electrode substrate 11, 21 insulating substrate 12 picture element electrode 13 source bus wiring 14 gate bus wiring 15 TFT 15a anodized film 15b gate insulating film 16 insulating protective film 17, 24 alignment film 20 counter electrode substrate 22 color filter 23 Counter electrode 25 Vertical region 26 Arrow indicating rubbing direction

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一対の絶縁性基板と、該一対の基板の何れ
か一方の基板内面にマトリクス状に配設された多数の絵
素電極と、該一対の基板間に封入された液晶層と、該絵
素電極上の縦長領域を除いた領域に形成された、無機質
窒化物及び無機質酸化物の何れかからなる絶縁保護膜
と、該絶縁保護膜及び該縦長領域上の全面に形成され
た、ラビング処理されたポリイミド系樹脂からなる配向
膜と、を備え、該縦長領域の端部が該絵素電極の外部に
位置し、該縦長領域の長手方向と該配向膜のラビング処
理の方向とが略一致している液晶表示装置。
1. A pair of insulating substrates, a large number of picture element electrodes arranged in a matrix on the inner surface of one of the pair of substrates, and a liquid crystal layer sealed between the pair of substrates. An insulating protection film formed of any of an inorganic nitride and an inorganic oxide formed in a region excluding the vertical region on the picture element electrode, and formed on the entire surface of the insulating protection film and the vertical region. An alignment film made of a rubbed polyimide resin, and the end of the elongated region is located outside the picture element electrode, and the longitudinal direction of the elongated region and the rubbing direction of the alignment film. The liquid crystal display device which approximately matches.
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