JPH02219028A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、マトリクス状に配設され多数の絵素電極によ
り、液晶層の各絵素を駆動するマトリクス型の液晶表示
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a matrix type liquid crystal display device in which each picture element of a liquid crystal layer is driven by a large number of picture element electrodes arranged in a matrix.
（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
示セルが構成される。絵素電極基板は、透明基板上に多
数の絵素電極がマトリクス状に配設されており、各絵素
電極に所定の電圧を印加するための機能素子が各絵素電
極に電気的に接続されている。このような機能素子とし
ては、通常、Ｔ Ｐ Ｔ （Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔ
ｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）、ＭＩＭ（金
属−絶縁層−金属）トランジスタ、ダイオード、バリス
タ等が用いられる。(Prior Art) In an active matrix type liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched between a picture element electrode substrate and a counter electrode substrate to form a liquid crystal display cell. A picture element electrode substrate has a large number of picture element electrodes arranged in a matrix on a transparent substrate, and a functional element for applying a predetermined voltage to each picture element electrode is electrically connected to each picture element electrode. has been done. Such a functional element is usually T P T (Thin Film T
transistors (thin film transistors), MIM (metal-insulating layer-metal) transistors, diodes, varistors, etc. are used.
このような絵素電極では、各絵素電極及び機能素子の機
械的損傷や化学的損傷を防止し、かつ、各絵素電極間に
電流がリークすることを防止するために、各絵素電極お
よび機能素子が、５ｔｙｘ、 ５ｉ０２等の絶縁性保護
膜にて、外部端子等と接続される一部を除いて全面に被
覆されている。そして、該絶縁性保護膜上に、液晶層の
液晶分子を配向させるために、例えば、ポリイミド系樹
脂を用いた配向膜が積層されている。該配向膜にて、絵
素電極基板上に積層される液晶層の液晶分子がツイスト
配向される。液晶層を挟んで該絵素電極と対向配設され
る対向電極基板には、各絵素電極に対向して対向電極が
配設されている。In such picture element electrodes, in order to prevent mechanical damage and chemical damage to each picture element electrode and functional elements, and to prevent current leakage between each picture element electrode, The entire surface of the functional element is covered with an insulating protective film such as 5tyx or 5i02, except for a portion connected to an external terminal or the like. Then, an alignment film made of, for example, a polyimide resin is laminated on the insulating protective film in order to align the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer. The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer laminated on the picture element electrode substrate are twistedly oriented by the alignment film. A counter electrode substrate is disposed opposite to each picture element electrode with the liquid crystal layer in between, and a counter electrode is disposed to face each picture element electrode.
（発明が解決しようとする課題）
このような液晶表示装置では、配向膜としてポリイミド
系樹脂を用いた場合には、該配向膜と絵素電極との間に
内部分極が生じる。この内部分極については、その詳細
については解明されていないが、ポリイミド系樹脂製の
配向膜内または表面に極性分子またはイオン等が特異吸
着し、電気二重層が絵素電極との間に形成されることが
原因と考えられる。このような内部分極は、液晶層に印
加される電圧に悪影響を与える。具体的には、液晶層を
駆動するために、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印加され、この印加
交流電圧を非平衡状態とする。(Problems to be Solved by the Invention) In such a liquid crystal display device, when a polyimide resin is used as an alignment film, internal polarization occurs between the alignment film and the picture element electrode. Although the details of this internal polarization have not been elucidated, polar molecules or ions are specifically adsorbed within or on the surface of the alignment film made of polyimide resin, and an electric double layer is formed between the pixel electrode and the alignment film. This is thought to be the cause. Such internal polarization adversely affects the voltage applied to the liquid crystal layer. Specifically, in order to drive the liquid crystal layer, a DC offset voltage is applied to the AC voltage applied between the picture element electrode and the counter electrode, and the applied AC voltage is brought into an unbalanced state.
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になると、液晶層の表示には
、フリッカ−の発生、コントラストの低下等が生じ、さ
らには、重畳される直流成分のばらつきにより、コント
ラストむらが生じる等、表示品位を著しく低下させる。In this way, when a DC component is superimposed on the AC voltage applied to the liquid crystal layer, resulting in an offset state, the display on the liquid crystal layer will suffer from flickering, a decrease in contrast, etc. Variations in the components cause contrast unevenness, which significantly degrades display quality.
このような内部分極の容量は、ポリイミド系樹脂製の配
向膜と絵素電極との間に絶縁性保護膜が介装されている
場合には、その膜厚により影響され、絶縁性保護膜が厚
くなるほど内部分極が大きくなる。If an insulating protective film is interposed between the alignment film made of polyimide resin and the pixel electrode, the capacity of such internal polarization will be affected by the thickness of the insulating protective film. The thicker the layer, the greater the internal polarization.
また、各絵素電極に接続される機能素子として、ＴＰＴ
を用いた場合には、該ＴＰＴのドレイン電圧に、ゲート
・ドレイン電極間容量によるゲート電圧がカップリング
して、直流成分が重畳する。In addition, as a functional element connected to each picture element electrode, TPT
When using the TPT, the gate voltage due to the capacitance between the gate and drain electrodes is coupled to the drain voltage of the TPT, and a DC component is superimposed.
このように、ＴＰＴのドレイン電圧に直流成分が重畳さ
れる場合には、対向電極に印加される電圧に直流成分を
印加して、対向電極の電圧波形をオフセットすることに
より、ドレイン電圧に重畳される直流成分を補償するこ
とが知られている。しかし、ドレイン電圧に重畳される
直流成分は、ソース電圧のレベルにより大きく変化する
ことが知られており、実際には、ドレイン電圧に重畳さ
れる直流成分を完全には補償することができない。In this way, when a DC component is superimposed on the drain voltage of the TPT, by applying the DC component to the voltage applied to the counter electrode and offsetting the voltage waveform of the counter electrode, the DC component can be superimposed on the drain voltage. It is known to compensate for the DC component caused by However, it is known that the DC component superimposed on the drain voltage varies greatly depending on the level of the source voltage, and in reality, the DC component superimposed on the drain voltage cannot be completely compensated for.
完全に補償されない直流成分は、液晶層に印加され、上
述した内部分極の容量を増大させる。内部分極が増大す
ると、該内部分極の極性を緩和するために長時間を要す
る。その結果、画像信号として印加されたソース電圧に
より生じる内部分極は、所定時間にわたってメモリーさ
れることになるため、ソース電圧（画像信号）の変化に
追従させて液晶層を駆動させることができなくなり、該
液晶層に残像となって表示される。ＴＰＴを機能素子と
して用いたアクティブマトリクス基板型表示装置では、
残像が表示される原因の一つは、この内部分極の発生に
あることが判明している。A fully uncompensated DC component is applied to the liquid crystal layer and increases the capacitance of the internal polarization mentioned above. When the internal polarization increases, it takes a long time to relax the polarity of the internal polarization. As a result, the internal polarization caused by the source voltage applied as an image signal is stored in memory for a predetermined period of time, making it impossible to drive the liquid crystal layer in accordance with changes in the source voltage (image signal). The image is displayed as an afterimage on the liquid crystal layer. In an active matrix substrate type display device using TPT as a functional element,
It has been found that one of the causes of afterimages is the occurrence of this internal polarization.
絵素電極上に絶縁性保護膜を介してポリイミド系樹脂の
配向膜を積層する場合には、このように、内部分極の発
生により、様々な問題が生じるが、配向膜として５ｔＯ
２等の無機材料やシランカップリング剤を用いる場合に
は、上述のような問題はほとんど生しない。When laminating an alignment film made of polyimide resin on a picture element electrode via an insulating protective film, various problems arise due to the occurrence of internal polarization.
When using an inorganic material such as No. 2 or a silane coupling agent, the above-mentioned problems hardly occur.
ポリイミド系樹脂を配向膜として用いた場合には、絵素
電極上に積層される絶縁性保護膜の影響により、上述し
た問題が生じるため、例えば、絶縁性保護膜を絵素電極
基板上に配設しないことも考えられる。しかし、絶縁性
保護膜を配設しない場合には、絵素電極基板の製造時の
機械的および化学的損傷に対する耐性が劣化し、例えば
、配向膜として用いられるポリイミド系樹脂をラビング
配向処理する際に、透明基板上の絵素電極等の膜はがれ
が生じる。さらに、各絵素電極間のリーク電流の増加、
例えば、ＴＰＴのオフ電流の増加等により、表示むら等
が生じて、表示品位が低下すると共に、表示性能の信頼
性も低下する。When polyimide resin is used as an alignment film, the above-mentioned problems occur due to the influence of the insulating protective film laminated on the pixel electrode. It is also possible not to set one. However, if an insulating protective film is not provided, the resistance to mechanical and chemical damage during the manufacturing of the pixel electrode substrate deteriorates, for example, when the polyimide resin used as the alignment film is subjected to rubbing alignment treatment. Moreover, peeling of a film such as a picture element electrode on a transparent substrate occurs. Furthermore, an increase in leakage current between each pixel electrode,
For example, an increase in the off-state current of the TPT causes display unevenness, which deteriorates display quality and reduces reliability of display performance.
このような問題を解決するために、例えば、絵素電極基
板における各絵素電極上の絶縁性保護膜を取り除き、各
絵素電極上にポリイミド系樹脂製の配向膜を直接積層さ
せ、それ以外の各ＴＰＴ等を絶縁性保護膜にて被覆する
構成が考えられる。In order to solve such problems, for example, the insulating protective film on each pixel electrode of the pixel electrode substrate is removed, an alignment film made of polyimide resin is directly laminated on each pixel electrode, and other A conceivable configuration is to cover each TPT and the like with an insulating protective film.
このような構成とすることにより、各絵素電極での内部
分極の発生を抑制し、しかも、各絵素電極間のリーク電
流の防止や各ＴＰＴを保護し得る。With such a configuration, it is possible to suppress the occurrence of internal polarization in each picture element electrode, and also prevent leakage current between each picture element electrode and protect each TPT.
しかしながら、このような構成であれば、液晶層内に異
物が混入し、絵素電極基板における絶縁保護膜が積層さ
れていない領域と対向電極との間に位置すると、画電極
と異物とがそれぞれポリイミド系樹脂製の配向膜を介し
て接触することになり、両電極間に電流がリークするお
それがある。However, with such a configuration, if foreign matter gets into the liquid crystal layer and is located between the area on the picture element electrode substrate where the insulating protection film is not laminated and the counter electrode, the picture electrode and the foreign matter may be separated from each other. Since the two electrodes come into contact with each other through the alignment film made of polyimide resin, there is a risk that current may leak between the two electrodes.
このようなリーク電流が生じると、その部分の液晶層に
は電圧が十分に印加されずに絵素欠陥となり、液晶表示
装置の表示品位の低下を来し、しかも製造歩留りが低下
する。When such a leakage current occurs, a sufficient voltage is not applied to the liquid crystal layer at that portion, resulting in pixel defects, resulting in a decrease in the display quality of the liquid crystal display device, and furthermore, a decrease in manufacturing yield.
本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、その
目的は、ポリイミド系樹脂を配向膜として用いた場合に
も、内部分極現象の影響を抑制し得て、しかも、絵素電
極と対向電極との間がリークすることにより生じる絵素
欠陥の発生も抑制し得る液晶表示装置を提供することに
ある。The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to suppress the influence of internal polarization even when polyimide resin is used as an alignment film, and to It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device that can suppress the occurrence of pixel defects caused by leakage between electrodes.
（課題を解決するための手段）
本発明の液晶表示装置は、液晶層と、該液晶層の各絵素
を駆動すべく基板上にマトリクス状に配設された多数の
絵素電極と、各絵素電極にそれぞれ電気的に接続されて
該基板上にマトリクス状に配設された機能素子と、各絵
素電極上の複数領域を除いて基板上に積層された無機質
窒化物または無機質酸化物でなる絶縁保護膜と、該絶縁
保護膜および各絵素電極上の前記複数領域に直接積層さ
れたポリイミド系樹脂製の配向膜とを有する絵素電極基
板と、該絵素電極基板とは前記液晶層を挟んで配設され
、各絵素電極に対向する対向電極を有する対向電極基板
と、を具備してなり、そのことにより上記目的が達成さ
れる。(Means for Solving the Problems) The liquid crystal display device of the present invention includes a liquid crystal layer, a large number of pixel electrodes arranged in a matrix on a substrate to drive each pixel of the liquid crystal layer, and each pixel electrode. Functional elements electrically connected to the picture element electrodes and arranged in a matrix on the substrate, and inorganic nitride or inorganic oxide layered on the substrate except for a plurality of areas on each picture element electrode. a pixel electrode substrate having an insulating protective film consisting of the insulating protective film and an alignment film made of a polyimide resin laminated directly on the insulating protective film and the plurality of regions on each pixel electrode; A counter electrode substrate having a counter electrode facing each picture element electrode, which is disposed with a liquid crystal layer in between, is provided, thereby achieving the above object.
（実施例） 以下に本発明を実施例について説明する。(Example) The present invention will be described below with reference to Examples.
本発明の液晶表示装置は、第１図および第２図に示すよ
うに、ＩＴＯ膜でなる多数の絵素電極１２が配設された
絵素電極基板１０と、該絵素電極基板ＩＯとは液晶層３
０を介して対向配設された対向電極基板２０とを有する
。As shown in FIGS. 1 and 2, the liquid crystal display device of the present invention includes a picture element electrode substrate 10 on which a large number of picture element electrodes 12 made of an ITO film are disposed, and a picture element electrode substrate IO. liquid crystal layer 3
and a counter electrode substrate 20 which is disposed to face each other with the electrode 0 interposed therebetween.
絵素電極ＩＯは、透明基板１１上に、チタン（ＴＩ）よ
りなる多数のソース配線■３が相互に平行に配線されて
おり、また、各ソース配線１３とは絶縁状態で相互に直
交して、タンタル（Ｔａ）よりなる多数のゲート配線１
４が配線されている。そして、各ソース配線１３および
各ゲート配線１４とにより囲まれた透明基板１１の領域
内に、各絵素電極１２がそれぞれ位置されて、マトリク
ス状にパターン化されている。各ゲート配置１１１４に
おける各ソース配線１３との交差部近傍には、機能素、
子としてのＴ Ｆ Ｔ １５がそれぞれ配設されており
、各Ｔ Ｆ Ｔ １５と所定の絵素電極１２とが電気的
に接続されている。In the picture element electrode IO, a large number of source wires 3 made of titanium (TI) are wired in parallel to each other on a transparent substrate 11, and are insulated from each source wire 13 and are orthogonal to each other. , a large number of gate wirings 1 made of tantalum (Ta)
4 is wired. Each picture element electrode 12 is located within a region of the transparent substrate 11 surrounded by each source wiring 13 and each gate wiring 14, and is patterned in a matrix. In the vicinity of the intersection with each source wiring 13 in each gate arrangement 1114, a functional element,
TFTs 15 as children are arranged, and each TFT 15 and a predetermined picture element electrode 12 are electrically connected.
各Ｔ Ｆ Ｔ １５および絵素電極１２の具体的な構成
は次のとおりである。第１図に示すように、透明基板１
１上に配線されたタンタル製のゲート配線１４の一部に
てゲート電極が構成されている。該ゲート電極を構成す
る部分は、ゲート絶縁膜を構成する酸化タンタル（Ｔａ
２０６） １５ａにて覆われており、該酸化タンタル１
５ａは、ゲート絶縁膜を構成する窒化シリコン（ＳＩに
Ｘ）膜１５ｂにより覆われている。該窒化シリコン膜１
５ｂは、酸化タンタル膜１５ａおよび各ゲート配線１４
間の透明基板１１表表面体を覆っている。The specific configuration of each TFT 15 and picture element electrode 12 is as follows. As shown in FIG.
A gate electrode is formed by a part of the tantalum gate wiring 14 wired on the top of the gate wiring 14 . The portion constituting the gate electrode is made of tantalum oxide (Ta) constituting the gate insulating film.
206) Covered with 15a, the tantalum oxide 1
5a is covered with a silicon nitride (SI to X) film 15b that constitutes a gate insulating film. The silicon nitride film 1
5b is the tantalum oxide film 15a and each gate wiring 14
The transparent substrate 11 in between covers the surface body.
各ゲート電極に相当するゲート配線１４部分は、酸化タ
ンタル膜１５ａおよび窒化シリコン膜１５ｂの二層にて
構成されるゲート絶縁膜を介して、ａ−Ｓｉ膜１５ｃに
て覆われている。該ａ−Ｓ ｌ膜１５ｃの各側部を除く
中央部上には、例えばＳｉＮｘでなる保護膜１ｓｄが積
層されており、該保護膜１５ｄの中央部を除く各側部に
一対のａ−Ｓｉ （ｎ”）膜１５ｅおよび１５ｅの一側
部がそれぞれ積層されている。各ａ−Ｓｉ （ｎ”）膜
１５ｅは、保護膜ＩＳｄが積層された部分を除いて、ａ
−Ｓ１膜１５ｃ上に積層されている。A portion of the gate wiring 14 corresponding to each gate electrode is covered with an a-Si film 15c via a gate insulating film composed of two layers: a tantalum oxide film 15a and a silicon nitride film 15b. A protective film 1sd made of, for example, SiNx is laminated on the central portion of the a-Sl film 15c excluding the side portions, and a pair of a-Si (n") films 15e and 15e are stacked on one side. Each a-Si (n") film 15e has a
- Laminated on the S1 film 15c.
一方のａ−Ｓｔ （ｎ”）膜１５ｅ上には、ソース配線
１３から延出したソース電極１５ｆが積層されている。A source electrode 15f extending from the source wiring 13 is laminated on one a-St (n'') film 15e.
該ソース電極１５ｆは、ゲート絶縁膜のＳｉＮｘ膜１５
ｂの上方に達している。The source electrode 15f is made of a SiNx film 15 as a gate insulating film.
It has reached the upper part of b.
他方のａ−Ｓｉ （ｎ’）膜１５ｅ上には、チタンで構
成されたドレイン電極１５ｇが積層されている。該ドレ
イン電極１５ｇはゲート絶縁膜を構成する５ＪＮｘ膜１
５ｂの上方に達しており、該５ＩＮｘ膜１５ｂの上方に
積層されたドレイン電極１５ｇ上に、絵素電極１２の一
部が積層されている。A drain electrode 15g made of titanium is laminated on the other a-Si (n') film 15e. The drain electrode 15g is a 5JNx film 1 constituting a gate insulating film.
5b, and a part of the picture element electrode 12 is stacked on the drain electrode 15g stacked above the 5INx film 15b.
各Ｔ Ｆ Ｔ １５は、このような構成により、ソース
配！＠１３およびゲート配線１４とは電気的に接続され
、かつ所定のＴ Ｆ Ｔ １５とも電気的に接続されて
いる。With this configuration, each TFT 15 can distribute the source! @13 and the gate wiring 14 are electrically connected, and also to a predetermined TFT 15.
透明基板ｌｌ上に配線された各ゲート配線１４、各ソー
ス配線１３およびＴ Ｆ Ｔ １５全体は、外部端子と
の接続部等の不要部を除いて、例えば５ＬＮｘでなる絶
縁保護膜１６にて覆われている。また、各絵素電極１２
は、第２図に二点鎖線で示すように、縦および横方向に
それぞれ３列ずつ適当な間隔をあけて、矩形状の９カ所
の領域１２ａ、 １２ａ、・・・を除いた部分に、該絶
縁保護膜１６が積層されている。透明基板１１上に積層
された該絶縁保護膜１６および該絶縁保護膜１６が積層
されていない絵素電極１２部分には、全体にわたってポ
リイミド製の配向膜１７が積層されている。従って、各
絵素電極１２における複数の所定領域１２ａには、ポリ
イミド製の配向ｒｔＩ４１１が絶縁保護膜１６を介する
ことなく直接積層されている。Each gate wiring 14, each source wiring 13, and the entire TFT 15 wired on the transparent substrate 11 is covered with an insulating protective film 16 made of, for example, 5LNx, except for unnecessary parts such as connection parts with external terminals. It is being said. In addition, each picture element electrode 12
As shown by the two-dot chain line in FIG. 2, the area excluding nine rectangular areas 12a, 12a, . The insulating protective film 16 is laminated. An alignment film 17 made of polyimide is laminated over the entire portion of the insulating protective film 16 laminated on the transparent substrate 11 and the portion of the picture element electrode 12 where the insulating protective film 16 is not laminated. Therefore, in a plurality of predetermined regions 12 a of each picture element electrode 12 , oriented rtI 411 made of polyimide is directly laminated without using an insulating protective film 16 .
このような構成の絵素電極基板ｌＯは、公知のプロセス
により、透明基板ｌｌ上に、スノでツタリングによりタ
ンタル（Ｔａ）を３０００人の厚さに積層し、ホトエツ
チングにより、ゲート配線１４およびゲート電極をパタ
ーニングする。次に、陽極酸化法により、ゲート絶縁膜
として酸化タンタル（Ｔａ２０５）膜１５ａを２０００
人の厚さにを形成する。その後にプラズマＣＶＤ法によ
り、ゲート絶縁膜として窒化シリコン（ＳｉＮｘ）膜１
５ａを厚さ２０００人の厚さに形成した後に、半導体膜
として３００人の厚さのａ−Ｓ ｉ膜１５ｃ、保護膜と
して２０００人の厚さのＳｉＮｘ膜１５ｂを形成して、
ホトエツチングによりパターニングする。さらに、プラ
ズマＣＶＤ法により、半導体コンタクト膜として４００
人の厚さのａ−Ｓｔ（ｎつ膜１５ｅを形成してホトエツ
チングによりパターニングする。次に、スパッタリング
法によりチタン（Ｔｉ）あるいはモリブデン（ＭＯ）を
３０００人の厚さに形成してホトエツチングによりパタ
ーニングすることにより、ソース配線１３およびソース
電極とドレイン電極とを形成する。このようにして機能
素子としてのＴＦＴ１５とソース配線１３およびゲート
配線１４が形成される。The picture element electrode substrate IO having such a structure is made by laminating tantalum (Ta) to a thickness of 3000 nm on a transparent substrate 11 by slatting with a saw blade, and then forming the gate wiring 14 and gate electrodes by photo-etching. pattern. Next, a tantalum oxide (Ta205) film 15a is formed as a gate insulating film by an anodic oxidation method.
Form the thickness of a person. After that, a silicon nitride (SiNx) film 1 is used as a gate insulating film by plasma CVD method.
5a to a thickness of 2000 nm, an a-Si film 15c with a thickness of 300 nm as a semiconductor film, and an SiNx film 15b with a thickness of 2000 nm as a protective film,
Patterning is done by photo etching. Furthermore, by plasma CVD method, 400%
An a-St film 15e with a thickness of 3,000 mm is formed and patterned by photo-etching.Next, a titanium (Ti) or molybdenum (MO) film 15e with a thickness of 3,000 mm is formed by sputtering and patterned by photo-etching. By doing so, the source wiring 13, the source electrode, and the drain electrode are formed.In this way, the TFT 15 as a functional element, the source wiring 13, and the gate wiring 14 are formed.
その後、スパッタリング法により透明導電膜としてＩＴ
Ｏ膜を１０００人の厚さに積層してホトエツチングによ
りパターニングすることにより絵素電極１２を形成する
。After that, IT is made into a transparent conductive film by sputtering method.
The picture element electrode 12 is formed by laminating an O film to a thickness of 1,000 layers and patterning it by photoetching.
このようにしてＴ Ｆ Ｔ １５、ソース配線１３、ゲ
ート配線１４、および絵素電極１２が形成された透明基
板全面にＳｉＮｘでなる絶縁保護膜１６を積層し、フォ
トエツチングにより、第２図に二点鎖線で示すように、
絵素電極１２の？ｊｆ数の所定領域１２ａ上に積層され
た絶縁保護膜１６を除去する。そして、該絶縁保護膜１
６上および該絶縁保護膜１６が除去された部分の全面に
わたって、ポリイミド（例えば日本合成ゴム■社製、商
品名オプトマーＡＬ）を６００人の厚さにオフセット印
刷によりパターニング形成した後に、２００℃の温度に
て１時間の熱処理を行い、さらに、ナイロン織布にてラ
ビングして配向膜１７を形成する。An insulating protective film 16 made of SiNx is laminated on the entire surface of the transparent substrate on which the TFT 15, the source wiring 13, the gate wiring 14, and the picture element electrode 12 have been formed in this way, and by photoetching, it is made as shown in FIG. As shown by the dotted line,
Picture element electrode 12? The insulating protective film 16 stacked on the predetermined region 12a of jf number is removed. Then, the insulating protective film 1
6 and the entire surface of the area from which the insulating protective film 16 has been removed, polyimide (for example, manufactured by Nippon Gosei Rubber Co., Ltd., trade name Optomer AL) is patterned to a thickness of 600 mm by offset printing, and then printed at 200°C. Heat treatment is performed at a high temperature for 1 hour, and further, rubbing is performed with a nylon fabric to form an alignment film 17.
このようにして製造される絵素電極基板ＩＯに、液晶層
を挟んで対向配設される対向電極基板２０は、例えばゼ
ラチン染色法により、光三原色である赤色（Ｒ）、緑色
（Ｇ）、青色（Ｂ）三色の、カラーフィルターパターン
２２が各絵素電極１２とそれぞれ対向して配設されてい
る。そして、全カラーフィルターパターン２２を覆うよ
うに、例えばＩＴＯ膜をスパッタ法により積層して形成
された対向電極２３が設けられている。該対向電極２３
上にはポリイミドの配向膜２４が全面にわたって積層さ
れている。The counter electrode substrate 20, which is disposed opposite to the picture element electrode substrate IO manufactured in this way with the liquid crystal layer in between, is dyed with the three primary colors of light, red (R), green (G), A color filter pattern 22 of three colors (blue (B)) is arranged to face each picture element electrode 12, respectively. A counter electrode 23 formed by laminating, for example, an ITO film by sputtering is provided so as to cover the entire color filter pattern 22 . The counter electrode 23
A polyimide alignment film 24 is laminated over the entire surface.
絵素電極基板ｌＯと対向電極基板２０とは適当な間隔を
あけて配設され、両糸板間の周縁部がシールされてその
間隙内に液晶が注入されて液晶層３０が構成されている
。The picture element electrode substrate 1O and the counter electrode substrate 20 are arranged with an appropriate distance between them, the peripheral edge between both thread plates is sealed, and liquid crystal is injected into the gap to form a liquid crystal layer 30. .
本実施例の液晶表示装置では、各ゲート配線１４から入
力される走査信号と、各ソース配線１３から入力される
表示データ信号とに基づき、各ＴＦＴ１５がオンされ、
各絵素電極１２に所定の電圧が印加される。これにより
、所定電圧が印加された各絵素電極１２に対向する液晶
層３０部分（絵素部分）が駆動される。In the liquid crystal display device of this embodiment, each TFT 15 is turned on based on the scanning signal inputted from each gate wiring 14 and the display data signal inputted from each source wiring 13.
A predetermined voltage is applied to each picture element electrode 12. As a result, the portion of the liquid crystal layer 30 (picture element portion) facing each picture element electrode 12 to which a predetermined voltage is applied is driven.
このとき、各絵素電極１２には、複数の所定領域１２ａ
を除いて、ポリイミド系樹脂製の配向膜１７が直接積層
されているため、各絵素電極Ｉ２に所定電圧が印加され
ても、内部分極の発生が抑制される。At this time, each picture element electrode 12 has a plurality of predetermined areas 12a.
Since the alignment film 17 made of polyimide resin is directly laminated except for , the occurrence of internal polarization is suppressed even if a predetermined voltage is applied to each picture element electrode I2.
各絵素電極１２は、複数の所定領域１２ａを除いて、配
向膜１７との間に絶縁保護膜１６が介在されているが、
該絶縁保護膜１６は、膜質が緻密でしかも高耐湿性およ
び高誘電率を有するＳｉＮｘ膜で構成されているため、
膜厚は、２０００人程度０薄さとされており、該絶縁保
護膜１６に積層された配向膜１７部分においても内部分
極の発生が抑制される。しかも、各絵素電極１２により
液晶層３０の各絵素に印加される電圧は、絶縁保護膜１
６が積層された部分と、ポリイミド配向膜１７が直接積
層された複数の領域１２ａとでもほとんど差がなく均一
になっているため、駆動される絵素にフリッカ−が発生
するおそれがなく、フントラストむらのない高品位な画
像が得られる。Each picture element electrode 12 has an insulating protective film 16 interposed between it and the alignment film 17 except for a plurality of predetermined regions 12a.
The insulating protective film 16 is composed of a SiNx film that is dense and has high moisture resistance and high dielectric constant.
The film thickness is approximately 2000 mm thin, and the occurrence of internal polarization is also suppressed in the alignment film 17 portion laminated on the insulating protective film 16. Moreover, the voltage applied to each picture element of the liquid crystal layer 30 by each picture element electrode 12 is
There is almost no difference between the area where the polyimide alignment film 17 is laminated and the plurality of areas 12a where the polyimide alignment film 17 is directly laminated, and the area is uniform, so there is no risk of flickering occurring in the driven picture elements, and the High-quality images without uneven trust can be obtained.
各絵素電極１２上におけるポリイミド配向膜１７が絶縁
保護膜１６を介することなく直接積層される領域１２ａ
の総面積は、各絵素電極１２の面積のｌ／１００以上で
あれば内部分極の発生を抑制し得る。内部分極の発生が
抑制される理由は、各絵素電極１２とポリイミド配向膜
１７とが直接積層される部分での電気容量が大きくなる
ために、その部分にイオン、極性分子等が集中するため
と考えられる。Region 12a on each picture element electrode 12 where the polyimide alignment film 17 is directly laminated without intervening the insulating protective film 16
If the total area is 1/100 or more of the area of each picture element electrode 12, the occurrence of internal polarization can be suppressed. The reason why the occurrence of internal polarization is suppressed is that the electric capacitance increases in the portion where each pixel electrode 12 and the polyimide alignment film 17 are directly laminated, and ions, polar molecules, etc. are concentrated in that portion. it is conceivable that.
本実施例の液晶表示装置における内部分極の発生状態を
調べたところ、第３図に示す結果が得られた。内部分極
の発生は、所定の直流電圧を３０分間印加して、フリッ
カ−（ちらつき）の消去に必要な対句電極基板のオフセ
ット電圧の波形を検出して評価した。このとき、ゲート
電圧の波形のカップリングを除くために、ゲート電圧を
オン電圧に固定した。なお、各ＴＰＴおよび各絵素電極
の全てにＳｉＮｘ製の絶縁保護膜を設けた場合の内部分
極について測定し、その結果を第３図に併記した。When the state of occurrence of internal polarization in the liquid crystal display device of this example was investigated, the results shown in FIG. 3 were obtained. The occurrence of internal polarization was evaluated by applying a predetermined DC voltage for 30 minutes and detecting the waveform of the offset voltage of the couplet electrode substrate necessary to eliminate flicker. At this time, the gate voltage was fixed at the on-voltage in order to eliminate coupling in the gate voltage waveform. Note that internal polarization was measured when an insulating protective film made of SiNx was provided on each TPT and each picture element electrode, and the results are also shown in FIG.
Ｏｖは、初期状態を示す。本実施例の液晶表示装置では
、内部分極はほとんど発生しなかった。Ov indicates the initial state. In the liquid crystal display device of this example, almost no internal polarization occurred.
内部分極の発生状態は、ＴＰＴ等の機能素子のない単純
な液晶セルを製造し、液晶層を挟む電極間に外部より模
擬電圧を印加することによっても、評価し得る。The state of occurrence of internal polarization can also be evaluated by manufacturing a simple liquid crystal cell without a functional element such as a TPT, and applying a simulated voltage from the outside between electrodes that sandwich the liquid crystal layer.
さらに、本発明の液晶表示装置では、絵素電極１２にお
ける絶縁保護膜１６を介することなく直接ポリイミド配
向膜１７が積層された領域１２ａが複数になっているた
めに、液晶層３０内に異物が混入しても、第１図に二点
鎖線で示すように、その異物４０は、通常、絵素電極１
２の所定領域１２ａ上に直接積層されたポリイミド配向
膜１７に接するおそれがほとんどなく、該異物４０と絵
素電極１２との間には、ポリイミド配向膜１７および絶
縁保護膜１６が介在するため、該異物４０による絵素電
極１２と対向電極２３との間のリークを防止し得る。Furthermore, in the liquid crystal display device of the present invention, since there are a plurality of regions 12a in which the polyimide alignment film 17 is directly laminated without intervening the insulating protective film 16 in the picture element electrode 12, foreign matter may not be present in the liquid crystal layer 30. Even if the foreign matter 40 is mixed in, the foreign matter 40 is usually removed from the picture element electrode 1, as shown by the two-dot chain line in FIG.
There is almost no risk of contacting the polyimide alignment film 17 directly laminated on the predetermined region 12a of 2, and the polyimide alignment film 17 and the insulating protective film 16 are interposed between the foreign matter 40 and the picture element electrode 12. Leakage between the picture element electrode 12 and the counter electrode 23 due to the foreign matter 40 can be prevented.
第１図および第２図に示す本実施例の液晶表示装置にお
けるＴ Ｆ Ｔ １５のオフ特性劣化による表示むら、
内部分極による表示品位の低下（ちらつき、コントラス
ト等）、および残像について調べたところ、表１の実施
例１に示す結果が得られた。比較のために、第１図にお
いて対向電極基板２０の対向電極２２とポリイミド配向
膜２４との間に、厚さ２０００人のＳｔＯ，、絶縁保護
膜を設けたもの（実施例２）、絵素電極に絶縁保護膜を
まったく設けず、かつ対向電極基板にも絶縁保護膜を設
けないもの（比較例１）、絵素電極の絶縁保護膜を、各
絵素電極の全面に積層するとともに、対向電極基板に絶
縁保護膜を設けたもの（比較例２）、対向電極基板に絶
縁保護膜を設けないこと以外は比較例２と同様のもの（
比較Ｐ１３）それぞれについても、ＴＰＴのオフ特性劣
化による表示むら、内部分極による表示品位の低下、お
よび残像について調べた。それぞれの結果を表１に併記
する。Display unevenness due to deterioration of off-characteristics of T F T 15 in the liquid crystal display device of this embodiment shown in FIGS. 1 and 2,
When we investigated the deterioration of display quality (flickering, contrast, etc.) and afterimage due to internal polarization, the results shown in Example 1 in Table 1 were obtained. For comparison, in FIG. 1, an insulating protective film with a thickness of 2000 StO was provided between the counter electrode 22 of the counter electrode substrate 20 and the polyimide alignment film 24 (Example 2), and a picture element. In the case where no insulating protective film is provided on the electrode and no insulating protective film is provided on the counter electrode substrate (Comparative Example 1), the insulating protective film of the picture element electrode is laminated on the entire surface of each picture element electrode, and the opposite One in which an insulating protective film was provided on the electrode substrate (Comparative Example 2), and one similar to Comparative Example 2 except that an insulating protective film was not provided on the counter electrode substrate (
Comparison P13) For each, display unevenness due to deterioration of TPT off-characteristics, deterioration of display quality due to internal polarization, and afterimage were investigated. The respective results are also listed in Table 1.
（以下余白）
０・・・最良、
Ｏ・・・良、
表
△・・・やや良、
×・・・不良
このように、本発明の液晶表示装置は、ＴＰＴオフ特性
劣化による表示むら、内部分極による表示品位の低下、
および残像がほとんど生じず、良好な表示が得られた。(Margins below) 0...Best, O...Good, Table △...Slightly good, ×...Poor As described above, the liquid crystal display device of the present invention has problems such as display unevenness due to TPT off characteristic deterioration and internal Decrease in display quality due to polarization,
A good display was obtained with almost no afterimage.
なお、対向電極基板の対向電極とポリイミド配向膜との
間に、絶縁保護膜を介在させない方が、より良好な表示
が得られる。また、絵素電極基板の絶縁保護膜として５
ｉ０２を用いた場合にも同様の結果が得られた。Note that better display can be obtained if no insulating protective film is interposed between the counter electrode of the counter electrode substrate and the polyimide alignment film. In addition, 5
Similar results were obtained when i02 was used.
（発明の効果）
本発明の液晶表示装置は、このように、各絵素電極の複
数の領域を除いて無機質窒化物または無機質酸化物でな
る絶縁保護膜が積層されて、該絶縁保護膜および絵素電
極上にポリイミド系樹脂製の配向膜が積層されているた
め、絵素電極上のポリイミド系樹脂製の配向膜が直接積
層された複数領域にて内部分極の発生が抑制されるとと
もに、液晶層に異物が混入しても該異物により、絵素電
極と対向電極との間がリークするおそれがほとんどない
。絶縁保護膜は絵素電極基板上の機能素子を覆っている
ため、各機能素子を保護し得るとともに、各絵素電極間
のリーク電流の発生も防止し得る。(Effects of the Invention) In this way, the liquid crystal display device of the present invention has the insulating protective film made of inorganic nitride or inorganic oxide laminated except for a plurality of regions of each picture element electrode, and the insulating protective film and Since the alignment film made of polyimide resin is laminated on the picture element electrode, the occurrence of internal polarization is suppressed in multiple areas where the alignment film made of polyimide resin on the picture element electrode is directly laminated, and Even if foreign matter gets mixed into the liquid crystal layer, there is little risk of leakage between the picture element electrode and the counter electrode due to the foreign matter. Since the insulating protective film covers the functional elements on the picture element electrode substrate, it can protect each functional element and also prevent leakage current between the picture element electrodes.
４、 の。 な説６
第１図は本発明の液晶表示装置の一例を示す断面図、第
２図はその絵素電極の平面図、第３図は絵素電極に直流
電圧を印加した場合に発生する内部分極について示すグ
ラフである。4. of. Theory 6 Figure 1 is a cross-sectional view showing an example of the liquid crystal display device of the present invention, Figure 2 is a plan view of the picture element electrode, and Figure 3 shows the internal structure that occurs when a DC voltage is applied to the picture element electrode. It is a graph showing polarization.
ｌＯ・・・絵素電極基板、１１・・・透明基板、１２・
・・絵素電極、１３・・・ソース配線、１４・・・ゲー
ト配線、１５・・・ＴＦＴ１１６・・・絶縁保ＬＩ膜、
１７・・・配向膜、２ｏ・・・対句電極基板、２３・・
・対向電極、３０・・・液晶層。lO...Picture element electrode substrate, 11...Transparent substrate, 12.
...Picture element electrode, 13...Source wiring, 14...Gate wiring, 15...TFT116...Insulating LI film,
17... Alignment film, 2o... Couple electrode substrate, 23...
- Counter electrode, 30...liquid crystal layer.
以上that's all
Claims (1)
配設された多数の絵素電極と、各絵素電極にそれぞれ電
気的に接続されて該基板上にマトリクス状に配設された
機能素子と、各絵素電極上の複数領域を除いて基板上に
積層された無機質窒化物または無機質酸化物でなる絶縁
保護膜と、該絶縁保護膜および各絵素電極上の前記複数
領域に直接積層されたポリイミド系樹脂製の配向膜とを
有する絵素電極基板と、 該絵素電極基板とは前記液晶層を挟んで配設され、各絵
素電極に対向する対向電極を有する対向電極基板と、 を具備してなる液晶表示装置。[Claims] 1. A liquid crystal layer, a large number of picture element electrodes arranged in a matrix on a substrate to drive each picture element of the liquid crystal layer, and electrically connected to each picture element electrode. functional elements arranged in a matrix on the substrate, an insulating protective film made of inorganic nitride or inorganic oxide laminated on the substrate except for a plurality of areas on each picture element electrode, and the insulating a picture element electrode substrate having a protective film and an alignment film made of polyimide resin laminated directly on the plurality of regions on each picture element electrode, the picture element electrode substrate being disposed with the liquid crystal layer sandwiched therebetween; A liquid crystal display device comprising: a counter electrode substrate having a counter electrode facing each picture element electrode.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119089A JPH0782171B2 (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Liquid crystal display |
| US07/454,781 US5066110A (en) | 1988-12-26 | 1989-12-22 | Liquid crystal display apparatus |
| DE68915524T DE68915524T2 (en) | 1988-12-26 | 1989-12-22 | Liquid crystal display device. |
| EP89313515A EP0376648B1 (en) | 1988-12-26 | 1989-12-22 | A liquid crystal display apparatus |
| KR1019890019514A KR0136867B1 (en) | 1988-12-26 | 1989-12-26 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4119089A JPH0782171B2 (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Liquid crystal display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219028A true JPH02219028A (en) | 1990-08-31 |
| JPH0782171B2 JPH0782171B2 (en) | 1995-09-06 |
Family
ID=12601501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4119089A Expired - Lifetime JPH0782171B2 (en) | 1988-12-26 | 1989-02-20 | Liquid crystal display |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782171B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366813A (en) * | 1991-06-13 | 1992-12-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thin-film transistor type liquid crystal display device |
| US5477355A (en) * | 1992-01-28 | 1995-12-19 | Hitachi, Ltd. | Process for producing the passivation layer of an active matrix substrate by back exposure |
| JP2021093536A (en) * | 2013-01-30 | 2021-06-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP4119089A patent/JPH0782171B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04366813A (en) * | 1991-06-13 | 1992-12-18 | Oki Electric Ind Co Ltd | Thin-film transistor type liquid crystal display device |
| US5477355A (en) * | 1992-01-28 | 1995-12-19 | Hitachi, Ltd. | Process for producing the passivation layer of an active matrix substrate by back exposure |
| JP2021093536A (en) * | 2013-01-30 | 2021-06-17 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | Display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0782171B2 (en) | 1995-09-06 |
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