JPH0695094A - Active matrix type liquid crystal display panel - Google Patents

Active matrix type liquid crystal display panel

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Publication number
JPH0695094A
JPH0695094A JP24304692A JP24304692A JPH0695094A JP H0695094 A JPH0695094 A JP H0695094A JP 24304692 A JP24304692 A JP 24304692A JP 24304692 A JP24304692 A JP 24304692A JP H0695094 A JPH0695094 A JP H0695094A
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JP
Japan
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liquid crystal
black matrix
reverse tilt
active matrix
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP24304692A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirobumi Wakemoto
博文 分元
Keisuke Tsuda
圭介 津田
Yuji Satani
裕司 佐谷
Shoichi Ishihara
將市 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP24304692A priority Critical patent/JPH0695094A/en
Publication of JPH0695094A publication Critical patent/JPH0695094A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133512Light shielding layers, e.g. black matrix

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent light drop-out and to enable a high contrast with a high opening rate by providing projecting parts for forming gaps in the regions shielded with a black matrix near places where reverse tilt domains are generated. CONSTITUTION:The liquid crystal panel constituted by combining a TFT array side glass substrate 1 and a counter side glass substrate 13 having the black matrix 14 is provided with the the projecting parts for forming the gaps in the regions shielded with the black matrix 14 near the places where the reverse tilt domains are generated at the driving time. The surfaces of the projecting parts 22 for forming the gaps have no uniaxial orientability of the liquid crystal and therefore, the orientation state of the liquid crystal is considered to be different from the ambient near these parts. Discrimination lines are trapped and exist stably and do not spread into picture elements any more when the reverse tilt discrimination lines arrive at these parts. Then, the infiltration of the reverse tilt domains into the picture elements is prevented and simultaneously, the light drop-out occurring in space beads is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス型
液晶表示パネルに関し、特にその表示品位向上に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display panel, and more particularly to improving the display quality thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】画素ごとに薄膜トランジスタ(TFT)
やダイオード等のスイッチング素子を設けたアクティブ
マトリクス型液晶表示パネルは、液晶TV等の種々のデ
ィスプレイに応用されており、最近ではOA用ディスプ
レイやプロジェクションTVとしても大いに期待を集め
ている。
2. Description of the Related Art A thin film transistor (TFT) for each pixel
The active matrix type liquid crystal display panel provided with a switching element such as a diode or a diode has been applied to various displays such as a liquid crystal TV, and recently, it has been greatly expected as an OA display and a projection TV.

【0003】現在、アクティブマトリクス型液晶表示パ
ネルにおいては、一般に上下基板間で液晶を90゜ねじ
ったTN液晶表示モードが用いられている。TN表示に
は上下偏光板の配置によって、電圧無印加時に黒表示を
行なうノーマリブラック表示モードと、電圧印加時に黒
表示を行なうノーマリホワイト表示モードがある。それ
ぞれの表示モードには一長一短があるが、黒の均一性と
コントラストの点ではノーマリホワイト表示モードが優
れている。
At present, in the active matrix type liquid crystal display panel, a TN liquid crystal display mode in which liquid crystal is twisted 90 ° between upper and lower substrates is generally used. The TN display has a normally black display mode in which black display is performed when no voltage is applied and a normally white display mode in which black display is performed when voltage is applied, depending on the arrangement of upper and lower polarizing plates. Each display mode has advantages and disadvantages, but the normally white display mode is superior in terms of black uniformity and contrast.

【0004】アクティブマトリクス液晶表示パネルは、
表示品位向上の流れの中で高密度化、大画面化の方向に
進んでいる。それにともなって、液晶を均一配向させる
のが困難となってきている。
The active matrix liquid crystal display panel is
In the trend of improving display quality, we are moving toward higher density and larger screens. Along with this, it has become difficult to uniformly align the liquid crystal.

【0005】液晶表示に必要な液晶の均一配向処理は、
配向膜として形成したポリイミド膜の表面を、柔らかい
布で擦るラビング処理によってなされている。液晶パネ
ルは、表面に配向処理を施した2枚の基板間の数μmの
ギャップに液晶を充填して形成される。液晶の充填方法
としては、一般に真空チャンバー内で行なう真空注入法
が用いられている。液晶の配向は注入時の流れの影響を
受けて乱れやすいため、パネルの温度を液晶−等方性液
体転移温度以上に一旦上げた後、冷却して液晶を再配列
させて、均一配向させる手段もとられている。しかし、
アクティブマトリクス型液晶表示パネルにおいては、基
板表面にTFTやソース、ゲート配線による凸凹が存在
するため、均一にラビング処理することが困難で、配向
欠陥が発生しやすい。
The uniform alignment treatment of liquid crystal necessary for liquid crystal display is
The surface of the polyimide film formed as an alignment film is rubbed with a soft cloth. A liquid crystal panel is formed by filling a liquid crystal in a gap of several μm between two substrates whose surfaces are oriented. As a liquid crystal filling method, a vacuum injection method performed in a vacuum chamber is generally used. Since the orientation of the liquid crystal is apt to be disturbed by the flow at the time of injection, the temperature of the panel is once raised above the liquid crystal-isotropic liquid transition temperature, and then cooled to rearrange the liquid crystal to uniformly align it. It has been taken. But,
In an active matrix type liquid crystal display panel, since unevenness due to TFTs, sources and gate wirings are present on the surface of the substrate, it is difficult to uniformly perform rubbing treatment, and alignment defects easily occur.

【0006】アクティブマトリクス型液晶表示パネルに
おいて問題となる配向欠陥は2種類ある。ひとつは逆ね
じれドメインである。これは周囲の正常部と液晶のねじ
れ方向が反対のドメインであり、正常部との境界のディ
スクリネーションラインが光散乱を起こし、これが表示
領域に存在すると表示欠陥となる。この欠陥は電圧無印
加時にも存在し、とくにノーマリブラック表示モードで
輝点となり顕著な問題となる。そこで、通常はねじれ方
向を一方向に規定するために、右または左ねじれのカイ
ラル物質を添加すること等によって、逆ねじれドメイン
の発生を防止している。
There are two types of alignment defects that pose a problem in an active matrix type liquid crystal display panel. One is the reverse twist domain. This is a domain in which the twisting direction of the liquid crystal is opposite to the surrounding normal part, and the disclination line at the boundary with the normal part causes light scattering, and if this exists in the display area, it becomes a display defect. This defect is present even when no voltage is applied, and becomes a bright spot in a normally black display mode, which is a serious problem. Therefore, in order to normally define the twisting direction as one direction, a right-handed or left-handed chiral substance is added to prevent the occurrence of the reverse-twisted domain.

【0007】従来、液晶を充填するためのパネルギャッ
プは、樹脂またはシリカの球(スペーサビーズ)を液晶
パネル内に分散することによって、形成されていた。し
かし、画素サイズが小さくなると、画素部に存在するス
ペーサビーズによる光抜けが無視できなくなってくる。
Conventionally, the panel gap for filling the liquid crystal has been formed by dispersing spheres (spacer beads) of resin or silica in the liquid crystal panel. However, as the pixel size becomes smaller, light leakage due to spacer beads existing in the pixel portion cannot be ignored.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明で問題とするT
N配向のアクティブマトリクス型液晶パネルにおける配
向欠陥は、電圧印加時にゲート配線とソース配線近傍に
誘起される逆チルトドメインによるものである。逆チル
トドメインはゲート電極とソース電極および画素電極の
電位関係によって大きさが変化し、通常の駆動条件では
このドメインが画素電極内部まで侵入する。こうなる
と、正常部との境界のディスクリネーションラインが逆
ツイストドメインの場合と同様に光散乱を起こし、表示
欠陥となる。このディスクリネーションラインによる光
散乱の影響は、電圧印加時に黒表示を行なうノーマリホ
ワイト表示モードにおいて顕著であり、画素の高密度化
により画素サイズが小さくなる程影響が大きくなり、コ
ントラスト低下を引き起こす。
[Problems to be Solved by the Invention]
The alignment defect in the N-aligned active matrix liquid crystal panel is due to the reverse tilt domain induced near the gate wiring and the source wiring when a voltage is applied. The size of the reverse tilt domain changes depending on the potential relationship among the gate electrode, the source electrode, and the pixel electrode, and under normal driving conditions, this domain penetrates into the pixel electrode. In this case, the disclination line at the boundary with the normal portion causes light scattering as in the case of the reverse twist domain, resulting in a display defect. The influence of the light scattering due to the disclination line is remarkable in the normally white display mode in which black display is performed when a voltage is applied. The influence increases as the pixel size becomes smaller due to the higher pixel density, which causes a decrease in contrast. .

【0009】ディスクリネーションラインによる光抜け
を防ぐために、ブラックマトリクスの幅を広げると、開
口率が低下して表示輝度が低下してしまう。逆チルトド
メインは液晶のプレチルト角を高くすることである程度
抑制できるが、プレチルト角の効果だけでは、ディスク
リネーションラインの画素内への侵入を完全には防止で
きない。
If the width of the black matrix is widened in order to prevent light leakage due to the disclination line, the aperture ratio is lowered and the display brightness is lowered. The reverse tilt domain can be suppressed to some extent by increasing the pretilt angle of the liquid crystal, but the effect of the pretilt angle cannot completely prevent the disclination line from entering the pixel.

【0010】また、画素サイズの減少にともなって、画
素部に存在するスペーサビーズの影響による光抜けが問
題となる。黒表示時におけるビーズ及びその周囲からの
光抜けによって、コントラスト低下がおこる。
Further, as the pixel size decreases, light leakage due to the influence of spacer beads existing in the pixel portion becomes a problem. The contrast is deteriorated due to light leakage from the beads and their surroundings during black display.

【0011】本発明はかかる点に鑑み、液晶パネルに発
生する表示欠陥、とくに電圧印加によってソース電極と
ゲート電極近傍に生じる逆チルトドメインの画素侵入を
防止し、かつスペーサの影響によるコントラスト低下を
排除して、高開口率で高品位のアクティブマトリクス型
液晶表示パネルを提供することを目的とする。
In view of the above points, the present invention prevents display defects that occur in a liquid crystal panel, in particular, pixels of a reverse tilt domain that occur in the vicinity of a source electrode and a gate electrode due to voltage application, and eliminates contrast deterioration due to the influence of spacers. Then, an object is to provide an active matrix type liquid crystal display panel having a high aperture ratio and a high quality.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】TFTアレイ基板とブラ
ックマトリクスを有する対向基板を組み合わせて成る液
晶パネルにおいて、駆動時に逆チルトドメインが発生す
る場所の近傍、かつブラックマトリクスで遮光された領
域にギャップ形成用の凸部を設ける。これによって逆チ
ルトドメインの画素内への侵入を防止すると同時に、ス
ペーサビーズに起因する光抜けも防止し、高開口率、高
コントラストなアクティブマトリクス型液晶表示パネル
が得られる。
In a liquid crystal panel formed by combining a TFT array substrate and a counter substrate having a black matrix, a gap is formed in the vicinity of a place where a reverse tilt domain occurs during driving and in a region shielded by a black matrix. Protrusions are provided. This prevents the reverse tilt domain from penetrating into the pixel and at the same time prevents the light leakage due to the spacer beads, thereby obtaining an active matrix type liquid crystal display panel with a high aperture ratio and a high contrast.

【0013】また、上記液晶パネルの製造工程におい
て、液晶配向処理を行なった後にギャップ形成用の凸部
を形成することで、配向欠陥のないアクティブマトリク
ス型液晶表示パネルを得ることができる。
Further, in the manufacturing process of the liquid crystal panel described above, the active matrix type liquid crystal display panel having no alignment defect can be obtained by forming the gap forming convex portion after performing the liquid crystal alignment treatment.

【0014】[0014]

【作用】TFT液晶表示パネルの駆動時に発生するドメ
インは、ドメイン内部の液晶の立ち上がり方が周囲の正
常部と異なる逆チルトドメインである。逆チルトドメイ
ンの発生機構は次のように考えられる。ソース、ゲート
配線と画素電極間に発生する横方向電界の影響によっ
て、液晶分子がプレチルトによって規定された方向とは
逆向きに立ち上がる。正規の立ち上がり方をする領域と
逆向きに立ち上がる領域の境界部がディスクリネーショ
ンラインとなり、光抜けを生じる。逆チルトが発生する
領域は、液晶の配向処理方向と横方向電界の向きによ
り、その大きさ及び形状が変化する。
The domain generated when the TFT liquid crystal display panel is driven is a reverse tilt domain in which the rise of the liquid crystal inside the domain is different from the surrounding normal part. The mechanism of generation of the reverse tilt domain is considered as follows. Due to the influence of the lateral electric field generated between the source / gate wiring and the pixel electrode, the liquid crystal molecules rise in the direction opposite to the direction defined by the pretilt. The boundary between the region that rises normally and the region that rises in the opposite direction becomes a disclination line, causing light leakage. The size and shape of the region in which the reverse tilt occurs changes depending on the orientation processing direction of the liquid crystal and the direction of the lateral electric field.

【0015】本発明において、駆動時に逆チルトドメイ
ンが発生する場所の近傍、かつブラックマトリクスで遮
光された領域にギャップ形成用の凸部を設けることによ
って、逆チルト領域の画素侵入が防止される。この理由
については詳細は不明であるが、現時点では次のように
推定している。ギャップ形成用の凸部の表面は、液晶の
一軸配向性をもたないため、この近傍では液晶の配向状
態が周囲と異なっていると思われる。この部分に逆チル
トディスクリネーションラインが到達すると、ディスク
リネーションラインがトラップされて安定に存在し、そ
れ以上画素内部へ広がらなくなる。さらに、本発明にお
いては、画素内にスペーサを配置する必要がないことか
ら、スペーサ部分およびスペーサ周囲の液晶の異常配向
部からの光抜けによるコントラスト低下の防止効果もあ
る。
In the present invention, by providing the convex portion for forming the gap in the vicinity of the place where the reverse tilt domain occurs during driving and in the region shielded by the black matrix, the invasion of pixels in the reverse tilt region is prevented. The reason for this is unknown, but it is currently estimated as follows. Since the surface of the convex portion for forming the gap does not have the uniaxial orientation of the liquid crystal, it seems that the orientation state of the liquid crystal is different from that of the surrounding in this vicinity. When the reverse tilt disclination line reaches this portion, the disclination line is trapped, exists stably, and does not further spread inside the pixel. Further, in the present invention, since it is not necessary to dispose the spacer in the pixel, there is also an effect of preventing deterioration of contrast due to light leakage from the spacer portion and the abnormal alignment portion of the liquid crystal around the spacer.

【0016】通常、TN方式の液晶パネルのギャップは
数μmである。したがって、ギャップ形成用の凸部の高
さは数μm必要である。しかし、数μmの段差が存在す
る基板にラビングによって配向処理を行なうと、段差部
の近傍が配向処理されにくく、逆ねじれドメイン等の表
示欠陥が発生しやすい。また、凸部の強度によっては、
ラビング処理によって、形状が破壊されることも発生す
る。本発明の液晶パネルの製造工程において、液晶配向
処理を行なった後にギャップ形成用の凸部を形成するこ
とで、上述の表示欠陥や形状破壊の問題を回避すること
ができる。
Normally, the gap of a TN type liquid crystal panel is several μm. Therefore, the height of the convex portion for forming the gap needs to be several μm. However, when an alignment treatment is performed on a substrate having a step of several μm by rubbing, the vicinity of the step is less likely to be oriented and a display defect such as a reverse twist domain is likely to occur. Also, depending on the strength of the convex portion,
The rubbing process may destroy the shape. In the manufacturing process of the liquid crystal panel of the present invention, the above-mentioned problems of display defect and shape destruction can be avoided by forming the gap forming convex portion after performing the liquid crystal alignment treatment.

【0017】[0017]

【実施例】本発明において、ギャップ形成用の凸部は、
基本的にすべての画素の近傍に設けることが望ましい。
しかし、駆動方法によっては、パネル内で逆チルトドメ
インの画素侵入が問題となる場所が決まっている場合も
あり、その場合、ギャップ形成に支障がなければ、逆チ
ルトドメインの発生しやすい部分にのみ設置してもよ
い。ギャップ形成用の凸部はソース配線とゲート配線の
いずれか、または両方の近傍に設置する。対向基板に設
置する場合は、ブラックマトリクスで隠された領域で、
組み合わせた時にソースまたはゲート線近傍となる位置
に設置する。ギャップ形成用凸部を設置する位置は、ソ
ース、ゲート配線の近傍であり、配線に接していても、
離れていてもよい。凸部の大きさはとくに限定するもの
ではないが、あまり大きくすると開口率が減少し、パネ
ルの光透過率低下を招き問題である。
EXAMPLES In the present invention, the convex portion for forming the gap is
Basically, it is desirable to provide them in the vicinity of all pixels.
However, depending on the driving method, there are cases where the invasion of pixels in the reverse tilt domain is a problem in the panel, and in that case, if there is no problem in forming the gap, only in the part where the reverse tilt domain is likely to occur. May be installed. The protrusion for forming the gap is provided near either or both of the source wiring and the gate wiring. When installing on the opposite substrate, in the area hidden by the black matrix,
Install in a position near the source or gate line when combined. The position where the convex portion for forming the gap is installed is near the source and the gate wiring, and even if it is in contact with the wiring,
You may be separated. The size of the convex portion is not particularly limited, but if it is too large, the aperture ratio decreases, and the light transmittance of the panel decreases, which is a problem.

【0018】ゲートまたはソース配線の近傍、かつブラ
ックマトリクスで遮光された領域にギャップ形成用凸部
を設ける方法としては、フォトリソグラフィーによる方
法や印刷による方法が可能である。
As a method of providing the gap forming convex portion in the vicinity of the gate or source wiring and in the region shielded by the black matrix, a method by photolithography or a method by printing can be used.

【0019】以下に本発明の実施例および比較例に用い
たアクティブマトリクス型液晶パネルの概略を説明す
る。アクティブ素子としてTFTを有し、画面対角2.
8インチサイズ(アスペクト比3:4)で横ゲートライ
ン479本×縦ソースライン720本、画素数3448
80のマトリクス基板を用いた。画素ピッチは縦89μ
m、横79μmである。なお、配線部の段差はソース配線
側が約7000Å、ゲート配線側が約1000Åで、配
線の幅は8μmである。対向側にはクロム(厚み100
0Å)をパターニングしたブラックマトリクスを有する
基板を用いた。具体的な実施例においてはカラーフィル
タ層をもたない対向基板を用いたが、当然ながらカラー
フィルタ付きの基板を用いても同様の効果が得られる。
The outline of the active matrix type liquid crystal panel used in Examples and Comparative Examples of the present invention will be described below. It has a TFT as an active element and has a screen diagonal 2.
8 inch size (aspect ratio 3: 4) horizontal gate line 479 x vertical source line 720, number of pixels 3448
Eighty matrix substrates were used. Pixel pitch is vertical 89μ
m, horizontal 79 μm. The step difference of the wiring portion is about 7,000 Å on the source wiring side and about 1000 Å on the gate wiring side, and the width of the wiring is 8 μm. Chrome (thickness 100
A substrate having a black matrix patterned with 0Å) was used. Although the counter substrate having no color filter layer is used in the specific example, naturally the same effect can be obtained by using a substrate with a color filter.

【0020】液晶材料はΔnが約0.09のPCH系混
合液晶を用いた。カイラル剤として、右ねじれの4’−
(S−2−メチルブチル)−4−シアノビフェニルを、
0.2%添加した。パネルギャップは約5μmとした。
配向膜はポリイミド系樹脂のラビング処理膜を用いた。
これによって発生する液晶のプレチルト角は、クリスタ
ルローテーション法によって測定して、約2゜であっ
た。
As the liquid crystal material, a PCH-based mixed liquid crystal having Δn of about 0.09 was used. Right-handed 4'- as a chiral agent
(S-2-methylbutyl) -4-cyanobiphenyl,
0.2% was added. The panel gap was about 5 μm.
A rubbing treatment film of a polyimide resin was used as the alignment film.
The pretilt angle of the resulting liquid crystal was about 2 ° as measured by the crystal rotation method.

【0021】電界印加時に発生するドメインの観察は偏
光顕微鏡下で行なった。 (比較例)(図5)は(比較例)に用いたアクティブマ
トリクス型液晶パネルの1画素の概略構造を示す断面図
であり、(図6)はその平面図である。TFTアレイ基
板と対向基板のラビング配向処理方向は、図中に示した
とおりである。実線の矢印20で示したのがTFTアレ
イ基板のラビング方向、破線の矢印21で示したのが対
向基板のラビング方向である。パネルギャップは直径約
5μmの樹脂ビーズを200個/mm2の密度で分散し
て、形成した。ブラックマトリクスパターン19の開口
率は40%である。偏光板15はノーマリホワイトモー
ドに配置し、パネル温度は50℃の条件で評価した。こ
のパネルを対向電位を一定にして画面上部からゲートを
走査し、1フィールドごとにソース信号の極性を反転さ
せる通常駆動条件で表示し、ソース信号レベルが10V
p-pの時のディスクリネーションラインライン発生の様
子を観察した。すると画面下部において、(図5)の2
4に示したような形状で、逆チルトディスクリネーショ
ンラインの画素内への侵入がみられた。電圧無印加の場
合とソース信号レベルが10Vp-pの時のパネルの透過
光強度を測定し、コントラスト比を評価すると、画面上
部では200:1であったのに対して、画面下部ではデ
ィスクリネーションラインの影響で50:1に低下し
た。
The domain generated when an electric field was applied was observed under a polarizing microscope. (Comparative Example) (FIG. 5) is a sectional view showing a schematic structure of one pixel of the active matrix type liquid crystal panel used in (Comparative Example), and (FIG. 6) is a plan view thereof. The rubbing orientation treatment directions of the TFT array substrate and the counter substrate are as shown in the figure. The solid arrow 20 indicates the rubbing direction of the TFT array substrate, and the broken arrow 21 indicates the rubbing direction of the counter substrate. The panel gap was formed by dispersing resin beads having a diameter of about 5 μm at a density of 200 beads / mm 2 . The aperture ratio of the black matrix pattern 19 is 40%. The polarizing plate 15 was placed in a normally white mode, and the panel temperature was evaluated at 50 ° C. This panel is displayed under a normal drive condition in which the gate is scanned from the upper part of the screen with the opposite potential kept constant and the polarity of the source signal is inverted every field, and the source signal level is 10V.
The appearance of the disclination line line at pp was observed. Then, at the bottom of the screen, 2 of (Fig. 5)
In the shape as shown in FIG. 4, the reverse tilt disclination line invaded into the pixel. When the transmitted light intensity of the panel was measured when the voltage was not applied and the source signal level was 10 Vp-p, and the contrast ratio was evaluated, it was 200: 1 at the upper part of the screen, whereas the discrepancy was found at the lower part of the screen. It decreased to 50: 1 due to the influence of the nation line.

【0022】(実施例1)(図1)は(実施例1)に用
いたアクティブマトリクス型液晶パネルの1画素の概略
構造を示す断面図であり、(図2)はその平面図であ
る。これは(比較例)の構造にソース、ゲート配線17
の近傍にギャップ形成用の凸部22を付加形成したもの
であり、凸部の形状は5μm□、高さは約5μmであ
る。凸部22は断面図中では非常に細長い形状になって
いるが、これは縦と横の倍率の違いによるもので、実際
の形状は縦、横、高さとも5μmの立方体形状である。
この凸部によって、約5μmのパネルギャップが形成で
きた。この凸部は以下の方法で形成した。TFTアレイ
基板上にポリアミック酸溶液を塗布、焼成して5μm厚
みのポリイミド膜を形成した。全面にCrを約2000
A蒸着し、ポジ型フォトレジストを使って5μm□のパ
ターニングを行なった。Crエッチング液を用いて凸部
形成場所以外のCrを除去し、Crをマスクにして反応
性イオンエッチング(RIE)(条件:酸素100%、
300W、5分)によって、ポリイミドをパターニング
した。Crエッチング液に浸漬してCrを除去後、水洗
乾燥し、5μm□、高さ約5μmの凸部を形成した。こ
の基板上に配向膜ポリイミドを700A形成し、ラビン
グによる配向処理を行い、ブラックマトリクス基板と組
み合わせて、ギャップを形成し、液晶を真空注入後、封
止した。
(Embodiment 1) (FIG. 1) is a sectional view showing a schematic structure of one pixel of the active matrix type liquid crystal panel used in (embodiment 1), and (FIG. 2) is a plan view thereof. This is the structure of (Comparative Example)
A convex portion 22 for forming a gap is additionally formed in the vicinity of, and the shape of the convex portion is 5 μm □ and the height is about 5 μm. Although the convex portion 22 has a very elongated shape in the cross-sectional view, this is due to the difference in magnification between the vertical and horizontal directions, and the actual shape is a cubic shape with vertical, horizontal and height of 5 μm.
A panel gap of about 5 μm could be formed by these protrusions. This convex portion was formed by the following method. A polyamic acid solution was applied onto the TFT array substrate and baked to form a polyimide film having a thickness of 5 μm. Approximately 2000 Cr on the entire surface
A was vapor-deposited, and 5 μm square patterning was performed using a positive photoresist. Cr is removed by using a Cr etching solution except the place where the convex portion is formed, and reactive ion etching (RIE) is performed using Cr as a mask (condition: 100% oxygen,
The polyimide was patterned by 300 W for 5 minutes. After immersing in a Cr etching solution to remove Cr, it was washed with water and dried to form a protrusion having a size of 5 μm □ and a height of about 5 μm. An alignment film polyimide 700A was formed on this substrate, alignment treatment was performed by rubbing, and a gap was formed by combining with a black matrix substrate, and liquid crystal was vacuum-injected and then sealed.

【0023】ラビング方向は(比較例)と同様である。
このパネルを(比較例)と同様に駆動して評価したとこ
ろ、画面下部においても、ディスクリネーションライン
の画素内への侵入がみられなかった。コントラストは画
面の上下とも300:1程度得られた。このような高コ
ントラストの実現は、逆チルトディスクリネーションラ
インの画素侵入が防止されたことと、スペーサビーズの
影響によるによる光抜けがないことの両方の効果による
ものである。
The rubbing direction is the same as in (Comparative Example).
When this panel was driven and evaluated in the same manner as in (Comparative Example), no intrusion of disclination lines into the pixels was observed even in the lower part of the screen. The contrast was about 300: 1 at the top and bottom of the screen. The realization of such a high contrast is due to both the prevention of pixel intrusion of the reverse tilt disclination line and the absence of light leakage due to the influence of the spacer beads.

【0024】(実施例2)(図3)は(実施例2)に用
いたアクティブマトリクス型液晶パネルの1画素の概略
構造を示す断面図であり、(図4)はその平面図であ
る。これは(比較例)の対向基板のブラックマトリクス
内にギャップ形成用の凸部23を設けた構造である。凸
部は(実施例1)と同様に、ポジ型フォトレジストを用
いて、ポリイミドをパターニングして形成したもので、
形状は5μm□、高さ約5μmである。ラビング方向は
(比較例)と同様である。このパネルを(比較例)と同
様に駆動して評価したところ、画面下部においても、デ
ィスクリネーションラインの画素内への侵入がみられな
かった。コントラストは画面の上下とも300:1程度
得られた。このような高コントラストの実現は、逆チル
トディスクリネーションラインの画素侵入が防止された
ことと、スペーサビーズの影響による光抜けがないこと
の両方の効果によるものである。
(Embodiment 2) (FIG. 3) is a sectional view showing a schematic structure of one pixel of the active matrix type liquid crystal panel used in (Embodiment 2), and (FIG. 4) is a plan view thereof. This is a structure in which a convex portion 23 for forming a gap is provided in the black matrix of the counter substrate of (Comparative Example). The convex portion is formed by patterning polyimide using a positive photoresist as in (Example 1).
The shape is 5 μm □ and the height is about 5 μm. The rubbing direction is the same as (Comparative Example). When this panel was driven and evaluated in the same manner as in (Comparative Example), no intrusion of disclination lines into the pixels was observed even in the lower part of the screen. The contrast was about 300: 1 at the top and bottom of the screen. The realization of such a high contrast is due to both the effect of preventing pixels from entering the reverse tilt disclination line and the absence of light leakage due to the influence of the spacer beads.

【0025】ギャップ形成用の凸部は、TFTアレイ基
板側と対向基板側の両方に同時に形成してもよい。ま
た、両方の基板の基板貼合わせ時に重なる場所に形成し
て、両者を合わせて所定のギャップ形成を行なうことも
できる。
The protrusions for forming the gap may be formed on both the TFT array substrate side and the counter substrate side at the same time. Further, it is also possible to form the two substrates at a position where they overlap each other when the substrates are bonded to each other and to form a predetermined gap by combining them.

【0026】(実施例3)(実施例1)のパネル形成工
程において、TFTアレイ基板側のラビング配向処理を
ギャップ形成用凸部を作製する工程の前に行なった。
(Example 3) In the panel forming step of (Example 1), the rubbing orientation treatment on the TFT array substrate side was performed before the step of forming the convex portion for gap formation.

【0027】TFTアレイ基板上に配向膜ポリイミドを
700A形成し、ラビングによる配向処理を行った。全
面にCrを約2000A蒸着し、その上にポリアミック
酸溶液を塗布、焼成して約5μm厚みのポリイミド膜を
形成した。さらに全面にCrを約2000A蒸着し、ポ
ジ型フォトレジストを使って5μm□のパターニングを
行なった。Crエッチング液を用いて凸部形成場所以外
のCrを除去し、Crをマスクにして反応性イオンエッ
チング(RIE)(条件:酸素100%、300W、5
分)によって、ポリイミドをパターニングした。Crエ
ッチング液に浸漬してCrを除去後、水洗乾燥し、5μ
m□、高さ約5μmの凸部を形成した。ブラックマトリ
クス基板と組み合わせて、ギャップを形成し、液晶を真
空注入後、封止した。
An alignment film of polyimide 700A was formed on the TFT array substrate and subjected to an alignment treatment by rubbing. About 2000 A of Cr was vapor-deposited on the entire surface, and a polyamic acid solution was applied onto it and baked to form a polyimide film with a thickness of about 5 μm. Further, about 2000 A of Cr was vapor-deposited on the entire surface, and patterning of 5 μm □ was performed using a positive photoresist. Cr is removed by using a Cr etching liquid except the place where the convex portion is formed, and reactive ion etching (RIE) is performed using Cr as a mask (conditions: oxygen 100%, 300 W, 5
Min) to pattern the polyimide. After immersion in a Cr etching solution to remove Cr, rinse with water and dry,
A convex part having a size of m □ and a height of about 5 μm was formed. In combination with a black matrix substrate, a gap was formed and liquid crystal was vacuum-injected and then sealed.

【0028】凸部を形成した後にラビング処理を行なっ
た(実施例1)のパネルでは、画素内に逆ねじれドメイ
ンが観察された。一方、ラビング処理を行なった後、フ
ォトレジストをパターニングして凸部を形成したパネル
においては、逆ねじれドメインは全く観察されず、非常
に良好な液晶配向状態が得られた。この結果より、凸部
形成前にラビング配向処理を行なった方が、液晶配向の
均一性に優れていることがわかった。
In the panel of Example 1 in which the rubbing treatment was performed after forming the convex portion, the reverse twist domain was observed in the pixel. On the other hand, after the rubbing treatment, in the panel in which the photoresist was patterned to form the convex portions, no reverse twist domain was observed, and a very good liquid crystal alignment state was obtained. From these results, it was found that the rubbing alignment treatment performed before the formation of the protrusions was superior in the uniformity of liquid crystal alignment.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明のアクティブマトリクス型液晶表
示パネルは、液晶パネルに発生する表示欠陥、とくに駆
動電圧印加時に発生する逆チルトドメインとスペーサビ
ーズの影響による光抜けを防止し、高開口率で高コント
ラストのアクティブマトリクス型液晶表示パネルを実現
できる。
The active matrix type liquid crystal display panel of the present invention prevents a display defect generated in the liquid crystal panel, especially light leakage due to the influence of the reverse tilt domain and the spacer beads generated when a driving voltage is applied, and has a high aperture ratio. A high contrast active matrix liquid crystal display panel can be realized.

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

【図1】本発明の(実施例1)のアクティブマトリクス
型液晶素子の概略構造を示す断面図
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic structure of an active matrix liquid crystal element of (Example 1) of the present invention.

【図2】本発明の(実施例1)の概略構造を示す平面図FIG. 2 is a plan view showing a schematic structure of (Embodiment 1) of the present invention.

【図3】本発明の(実施例2)のアクティブマトリクス
型液晶素子の概略構造を示す断面図
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a schematic structure of an active matrix type liquid crystal element of (Example 2) of the present invention.

【図4】本発明の(実施例2)の概略構造を示す平面図FIG. 4 is a plan view showing a schematic structure of (Example 2) of the present invention.

【図5】本発明の(比較例)のアクティブマトリクス型
液晶素子の概略構造を示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a schematic structure of an active matrix type liquid crystal device of (Comparative example) of the present invention.

【図6】本発明の(比較例)の概略構造を示す平面図FIG. 6 is a plan view showing a schematic structure of (Comparative example) of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 TFTアレイ側ガラス基板 2 SiO2膜 3 SiNx膜 4 ポリイミド配向膜 5 ITO電極 6 画素電極(ITO) 7 ゲート 8 アモルファスシリコン層 9 ソース 10 ドレイン 11 液晶 12 対向電極(ITO) 13 対向側ガラス基板 14 ブラックマトリクス 15 偏光板 16 ゲート配線 17 ソース配線 18 TFT 19 ブラックマトリクスパターン 20 TFTアレイ基板側ラビング方向 21 対向基板側ラビング方向 22 TFTアレイ基板に形成した凸部 23 対向基板に形成した凸部 24 逆チルトディスクリネーションライン1 TFT Array Side Glass Substrate 2 SiO 2 Film 3 SiNx Film 4 Polyimide Alignment Film 5 ITO Electrode 6 Pixel Electrode (ITO) 7 Gate 8 Amorphous Silicon Layer 9 Source 10 Drain 11 Liquid Crystal 12 Counter Electrode (ITO) 13 Counter Side Glass Substrate 14 Black matrix 15 Polarizing plate 16 Gate wiring 17 Source wiring 18 TFT 19 Black matrix pattern 20 TFT array substrate side rubbing direction 21 Opposing substrate side rubbing direction 22 Convex portion formed on TFT array substrate 23 Convex portion formed on opposing substrate 24 Reverse tilt Disclination line

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 將市 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masaru Ishihara 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】TFTアレイ基板とブラックマトリクスを
有する対向基板を組み合わせて成る液晶パネルにおい
て、TFTアレイ基板側の駆動時に逆チルトドメインが
発生する場所の近傍、かつブラックマトリクスで遮光さ
れた領域にギャップ形成用の凸部を設けたことを特徴と
するアクティブマトリクス型液晶表示パネル。
1. A liquid crystal panel comprising a combination of a TFT array substrate and a counter substrate having a black matrix, wherein a gap is formed in the vicinity of a position where an inverse tilt domain is generated during driving on the TFT array substrate side and in a region shielded by the black matrix. An active matrix type liquid crystal display panel, characterized in that a convex portion for forming is provided.
【請求項2】TFTアレイ基板とブラックマトリクスを
有する対向基板を組み合わせて成る液晶パネルにおい
て、対向基板側の駆動時に逆チルトドメインが発生する
場所の近傍、かつブラックマトリクス領域内部にギャッ
プ形成用の凸部を設けたことを特徴とするアクティブマ
トリクス型液晶表示パネル。
2. A liquid crystal panel comprising a combination of a TFT array substrate and a counter substrate having a black matrix, in the vicinity of a position where a reverse tilt domain is generated at the time of driving on the counter substrate side, and a convex for gap formation inside the black matrix region. An active matrix type liquid crystal display panel characterized by having a section.
【請求項3】TFTアレイ基板とブラックマトリクスを
有する対向基板を組み合わせて成る液晶パネルの製造工
程において、液晶配向処理を行なった後にギャップ形成
用の凸部を形成することを特徴とする請求項1または2
記載のアクティブマトリクス型液晶表示パネルの製造方
法。
3. A process for producing a liquid crystal panel comprising a combination of a TFT array substrate and a counter substrate having a black matrix, wherein a projection for gap formation is formed after a liquid crystal alignment process. Or 2
A method for manufacturing the active matrix type liquid crystal display panel described.
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Cited By (3)

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