JPH0720497A - Active matrix liquid crystal display device - Google Patents
Active matrix liquid crystal display deviceInfo
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- JPH0720497A JPH0720497A JP19171293A JP19171293A JPH0720497A JP H0720497 A JPH0720497 A JP H0720497A JP 19171293 A JP19171293 A JP 19171293A JP 19171293 A JP19171293 A JP 19171293A JP H0720497 A JPH0720497 A JP H0720497A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はアクティブマトリクス液
晶表示装置に関する。より詳しくは、隣接する液晶画素
間の分離構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix liquid crystal display device. More specifically, it relates to a separation structure between adjacent liquid crystal pixels.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１２を参照して、従来のアクティブマ
トリクス液晶表示装置の構成を簡潔に説明する。図示す
る様に、アクティブマトリクス液晶表示装置は所定の間
隙を介して互いに対面配置された一対の基板１０１，１
０２と、該間隙に保持された液晶層１０３とからなるセ
ル構造を有している。一方の基板１０１の上には薄膜ト
ランジスタ（図示せず）や配線１０４が形成されてい
る。さらに、層間絶縁膜１０５を介して画素電極１０６
が形成されている。他方の基板１０２は対向電極１０７
を備えており、個々の画素電極１０６との間で液晶画素
を構成する。2. Description of the Related Art The structure of a conventional active matrix liquid crystal display device will be briefly described with reference to FIG. As shown in the figure, the active matrix liquid crystal display device includes a pair of substrates 101, 1 facing each other with a predetermined gap therebetween.
02, and a liquid crystal layer 103 held in the gap. A thin film transistor (not shown) and a wiring 104 are formed on one substrate 101. Further, the pixel electrode 106 is provided via the interlayer insulating film 105.
Are formed. The other substrate 102 is a counter electrode 107.
And each of the pixel electrodes 106 constitutes a liquid crystal pixel.
【０００３】かかる従来の構造では、画素電極１０６
は、行列状に配設された配線１０４等により周辺を囲ま
れた凹部に設けられている。従って液晶画素間の分離が
保たれている。しかしながら、液晶表示装置の高精細化
に伴ない、画素電極１０６の配列ピッチを微細化してい
くと、基板表面の凹凸により液晶１０３の配向不良が発
生する。例えば、基板１０１を矢印の方向にラビング処
理すると、画素電極１０６の上に限ると液晶分子１０８
は所定のプレティルト角を呈しており、順ティルト状態
にある。しかし、ラビング処理方向に対して影となる斜
面１０９の近傍領域において、液晶分子１０８は順ティ
ルト状態とは反対方向に立ち上がり逆ティルト状態にな
る。この為、両状態の境界でディスクリネーションが発
生し、表示品質が悪化する。In such a conventional structure, the pixel electrode 106
Are provided in a recess surrounded by the wirings 104 arranged in a matrix. Therefore, the separation between the liquid crystal pixels is maintained. However, when the arrangement pitch of the pixel electrodes 106 is made finer as the definition of the liquid crystal display device becomes higher, the alignment defect of the liquid crystal 103 occurs due to the unevenness of the substrate surface. For example, when the substrate 101 is rubbed in the direction of the arrow, the liquid crystal molecules 108 are limited to above the pixel electrodes 106.
Has a predetermined pretilt angle and is in a forward tilt state. However, in the region near the slope 109 that is shaded with respect to the rubbing direction, the liquid crystal molecules 108 rise in the direction opposite to the normal tilt state and enter the reverse tilt state. Therefore, disclination occurs at the boundary between the two states, and the display quality deteriorates.
【０００４】図１３は、図１２に示した従来構造を模式
的に表わしたものである。前述した様に、個々の画素電
極１０６は配線１０４によって囲まれた凹部１１０に形
成されているので、隣接する液晶画素間の分離が構造的
に確保されている。しかしながら、この様に凹凸の激し
い表面に対して均一なラビング処理を施す事は困難であ
る。特に、高精細化に伴ない画素電極の配列ピッチを微
細化すると相対的に基板表面の凹凸が顕著になり上述し
た配向不良が多発する。FIG. 13 schematically shows the conventional structure shown in FIG. As described above, since each pixel electrode 106 is formed in the recess 110 surrounded by the wiring 104, the separation between adjacent liquid crystal pixels is structurally secured. However, it is difficult to apply a uniform rubbing treatment to such a highly uneven surface. In particular, when the arrangement pitch of the pixel electrodes is made finer as the definition becomes higher, the irregularities on the surface of the substrate become relatively noticeable, and the above-mentioned alignment defects frequently occur.
【０００５】従来から逆ティルト状態の発生を防止する
為様々な手段が提案されている。例えば、特開平４−３
０５６２５号公報には、基板に溝を形成し薄膜トランジ
スタや配線を埋設して表面の凹凸を緩和する技術が開示
されている。又、特開平４−３２０２１２号公報には層
間絶縁膜に溝を形成して逆ティルト状態の拡大を防止す
る技術が開示されている。しかしながら、これらの対策
は完全に逆ティルト状態を防止するまでに至っていな
い。Conventionally, various means have been proposed in order to prevent the occurrence of the reverse tilt state. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-3
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 05625 discloses a technique in which a groove is formed in a substrate and a thin film transistor or a wiring is embedded to reduce unevenness on the surface. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-320212 discloses a technique of forming a groove in an interlayer insulating film to prevent the reverse tilt state from expanding. However, these measures have not completely prevented the reverse tilt state.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した配向不良を根
本的に除去する為、発明者は先の出願において基板の平
坦化技術を提案している。この平坦化構造を図１４に示
す。なお、理解を容易にする為図１２の従来構造と対応
する部分には対応する参照番号を付してある。下側の基
板１０１は、薄膜トランジスタ（図示せず）及び配線１
０４が形成された領域と、その上に成膜された平坦化層
１１１を備えている。この平坦化層１１１は略完全に平
らな表面を有しており、その上にマトリクス配列された
画素電極１０６が形成されている。従って、画素電極１
０６に対するラビング処理を均一に行なう事が可能であ
る。又、下地領域の凹凸の影響を受ける事なく画素電極
１０６をパタニングできるので、微細化が可能になる。
しかしながら、微細化を進めると、液晶層１０３の厚み
Ａよりも隣り合う画素電極１０６の間隔Ｂが小さくなる
場合が生じる。この時には、画素電極１０６と対向電極
１０７の間に作用する正規の縦方向電界に比べ、隣り合
う画素電極１０６間に発生する副次的な横方向電界が大
きくなり、正常な画像表示が損なわれるという課題があ
る。換言すると、平坦化技術の採用に伴ない、個々の液
晶画素間の分離が困難になり、アクティブマトリクス液
晶表示装置の高精細化の妨げになるという課題がある。In order to fundamentally eliminate the above-mentioned misalignment, the inventor has proposed a substrate flattening technique in the previous application. This flattening structure is shown in FIG. In order to facilitate understanding, the parts corresponding to those of the conventional structure shown in FIG. 12 are designated by the corresponding reference numerals. The lower substrate 101 includes a thin film transistor (not shown) and a wiring 1.
A region in which 04 is formed and a planarizing layer 111 formed thereon are provided. The flattening layer 111 has a substantially flat surface, and the pixel electrodes 106 arranged in a matrix are formed on the flattening layer 111. Therefore, the pixel electrode 1
It is possible to uniformly perform the rubbing process on 06. Further, since the pixel electrode 106 can be patterned without being affected by the unevenness of the base region, miniaturization can be achieved.
However, as miniaturization progresses, the gap B between the adjacent pixel electrodes 106 may become smaller than the thickness A of the liquid crystal layer 103. At this time, as compared with the normal vertical electric field that acts between the pixel electrode 106 and the counter electrode 107, the secondary lateral electric field that occurs between the adjacent pixel electrodes 106 becomes larger, and normal image display is impaired. There is a problem. In other words, with the adoption of the flattening technique, it becomes difficult to separate individual liquid crystal pixels, which hinders the high definition of the active matrix liquid crystal display device.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した従来の技術の課
題に鑑み、本発明はアクティブマトリクス液晶表示装置
の高精細化並びに微細化を可能とする有効な液晶画素分
離構造を提供する事を目的とする。かかる目的を達成す
る為２つの手段を講じた。第１の手段によれば、アクテ
ィブマトリクス液晶表示装置は基本的な構成として、所
定の間隙を介し互いに対面配置された一対の基板と、該
間隙内に保持された液晶層とからなるセル構造を有し、
一方の基板は薄膜トランジスタ及び配線が形成された領
域と、その上に成膜された比較的平らな表面を有する絶
縁層と、その上にマトリクス配列された画素電極とを備
えておる。他方の基板は対向電極を備えており個々の画
素電極との間で液晶画素を構成する。かかる構成におい
て、個々の画素電極の周囲に沿って該絶縁層の平らな表
面に分離凹溝が形成されており、互いに隣り合う液晶画
素を機能的に分離する事を特徴とする。この絶縁層は、
例えば樹脂材料からなる平坦化膜である。あるいは、こ
の絶縁層は該配線と該画素電極を互いに電気的に分離す
る層間絶縁膜である。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an effective liquid crystal pixel separation structure which enables high definition and miniaturization of an active matrix liquid crystal display device. And Two measures have been taken to achieve this goal. According to the first means, the active matrix liquid crystal display device has, as a basic structure, a cell structure including a pair of substrates arranged to face each other with a predetermined gap and a liquid crystal layer held in the gap. Have,
One substrate is provided with a region in which thin film transistors and wirings are formed, an insulating layer having a relatively flat surface formed thereon, and pixel electrodes arranged in a matrix thereon. The other substrate is provided with a counter electrode and constitutes a liquid crystal pixel with each pixel electrode. In such a structure, a separation groove is formed on the flat surface of the insulating layer along the periphery of each pixel electrode, and the liquid crystal pixels adjacent to each other are functionally separated. This insulating layer is
For example, a flattening film made of a resin material. Alternatively, this insulating layer is an interlayer insulating film that electrically separates the wiring and the pixel electrode from each other.
【０００８】第２の手段によれば、アクティブマトリク
ス液晶表示装置は基本的な構成として、所定の間隙を介
して互いに対面配置された一対の基板と、該間隙内に保
持された液晶層とからなるセル構造を有する。一方の基
板は薄膜トランジスタ及び配線が形成された領域と、そ
の上に成膜された絶縁層と、その上にマトリクス配列さ
れた画素電極とを備えている。他方の基板は対向電極を
備えており個々の画素電極との間で液晶画素を構成す
る。かかる構成において、隣り合う画素電極の間に沿っ
て分離凸条が形成されているとともに、各画素電極の端
部は該分離凸条の頂部にかかる様延設されており、互い
に隣り合う液晶画素を機能的に分離する事を特徴とす
る。前記絶縁層は、例えば樹脂材料からなる平坦化膜で
あり、その平らな表面をマトリクス状にエッチング除去
して残部を該分離凸条としている。あるいは、前記絶縁
層は該配線と該画素電極を互いに電気的に絶縁する層間
絶縁膜からなり、前記分離凸条は該配線の厚みに応じて
隆起した層間絶縁膜の一部からなる。According to the second means, the active matrix liquid crystal display device has, as a basic structure, a pair of substrates arranged to face each other with a predetermined gap, and a liquid crystal layer held in the gap. Has a cell structure of One substrate includes a region where a thin film transistor and a wiring are formed, an insulating layer formed on the region, and pixel electrodes arranged in a matrix thereon. The other substrate is provided with a counter electrode and constitutes a liquid crystal pixel with each pixel electrode. In such a structure, the separation ridges are formed along the adjacent pixel electrodes, and the end portions of the respective pixel electrodes are extended so as to overlap with the tops of the separation ridges. It is characterized by functionally separating. The insulating layer is a flattening film made of, for example, a resin material, and the flat surface thereof is etched and removed in a matrix to leave the rest as the separation ridges. Alternatively, the insulating layer is formed of an interlayer insulating film that electrically insulates the wiring and the pixel electrode from each other, and the separation ridge is formed of a part of the interlayer insulating film that is raised according to the thickness of the wiring.
【０００９】[0009]
【作用】上述した第１の手段によれば、個々の画素電極
は絶縁層の平坦化された表面に形成されている。個々の
画素電極の周囲に沿って平坦化された表面に分離凹溝を
形成し、強制的に液晶分子のプレティルト角を制御して
液晶画素分離を図っている。又、この様にして分離され
た画素電極は平坦化された表面の台部に位置する事にな
る為、配向処理を均一に行なう事が可能である。According to the first means described above, each pixel electrode is formed on the flattened surface of the insulating layer. Separation grooves are formed on the flattened surface along the periphery of each pixel electrode to forcibly control the pretilt angle of liquid crystal molecules to achieve liquid crystal pixel separation. Further, since the pixel electrodes separated in this way are positioned on the pedestal of the flattened surface, it is possible to perform the alignment treatment uniformly.
【００１０】上述した第２の手段によれば、隣り合う画
素電極の間に沿って分離凸条が形成されており、各画素
電極の端部は該分離凸条の頂部にかかる様延設されてい
る。従って、画素電極の端部と対向電極との距離は、画
素電極の中央部と対向電極との距離に比べ縮小される。
この結果、画素電極の端部に印加される正規の縦方向電
界が局部的に強くなる為、副次的な横方向電界を相対的
に抑制でき、隣り合う液晶画素間の分離が実現できる。According to the above-mentioned second means, the separation ridges are formed between the adjacent pixel electrodes, and the end portions of the respective pixel electrodes are extended so as to overlap the tops of the separation ridges. ing. Therefore, the distance between the end of the pixel electrode and the counter electrode is smaller than the distance between the center of the pixel electrode and the counter electrode.
As a result, the normal vertical electric field applied to the end portion of the pixel electrode locally becomes strong, so that the secondary horizontal electric field can be relatively suppressed, and separation between adjacent liquid crystal pixels can be realized.
【００１１】[0011]
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図１は、本発明にかかるアクティブマ
トリクス液晶表示装置の第１実施例を示す模式的な断面
図である。図示する様に、アクティブマトリクス液晶表
示装置は、所定の間隙を介して互いに対面配置された一
対の基板１，２と、該間隙内に保持された液晶層３とか
らなるセル構造を有している。一方の基板１は、薄膜ト
ランジスタ（図示省略）及び配線４が形成された領域
と、その上に成膜された比較的平らな表面を有する絶縁
層５と、その上にマトリクス配列された画素電極６とを
備えている。本例では、絶縁層５は樹脂材料からなる平
坦化膜で構成されており、配線４等基板１表面の凹凸を
完全に平坦化している。なお、配線４と、平坦化膜から
なる絶縁層５との間には層間絶縁膜７が介在している。
これに対して、他方の基板２は対向電極８を備えてお
り、個々の画素電極６との間で液晶画素を構成する。本
発明の特徴事項として、個々の画素電極６の周囲に沿っ
て、該絶縁層５の平らな表面に分離凹溝９が形成されて
おり、互いに隣り合う液晶画素を機能的に分離してい
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment of an active matrix liquid crystal display device according to the present invention. As shown in the figure, the active matrix liquid crystal display device has a cell structure including a pair of substrates 1 and 2 facing each other with a predetermined gap and a liquid crystal layer 3 held in the gap. There is. One of the substrates 1 is a region where thin film transistors (not shown) and wirings 4 are formed, an insulating layer 5 having a relatively flat surface formed thereon, and pixel electrodes 6 arranged in a matrix thereon. It has and. In this example, the insulating layer 5 is composed of a flattening film made of a resin material, and the unevenness of the surface of the substrate 1 such as the wiring 4 is completely flattened. An interlayer insulating film 7 is interposed between the wiring 4 and the insulating layer 5 made of a flattening film.
On the other hand, the other substrate 2 is provided with the counter electrode 8 and forms a liquid crystal pixel with each pixel electrode 6. As a feature of the present invention, a separation groove 9 is formed on the flat surface of the insulating layer 5 along the periphery of each pixel electrode 6 to functionally separate the liquid crystal pixels adjacent to each other. .
【００１２】この分離凹溝９を設けた事によって、液晶
層３の液晶分子１０は、次の様な挙動を示す事になる。
なお、説明の都合上、基板１表面のラビング方向は図面
上右から左方向とする。図示する様に、所定のラビング
処理を施すと、分離凹溝９の一方の斜面９Ａに沿って、
液晶分子１０は順ティルト状態に配向する。他方の斜面
９Ｂに沿って、液晶分子１０は逆ティルト状態に配向す
る。しかしながら、この逆ティルト状態にある液晶分子
１０は、順ティルト状態にある液晶分子によって強い規
制が働く。この結果、分離凹溝９の斜面９Ｂに発生した
リバースティルトドメインは横方向に沿って拡大する事
がないので、実効的に隣り合う液晶画素間の分離を実現
できる。By providing the separation groove 9, the liquid crystal molecule 10 of the liquid crystal layer 3 exhibits the following behavior.
For convenience of explanation, the rubbing direction of the surface of the substrate 1 is from right to left in the drawing. As shown in the drawing, when a predetermined rubbing process is performed, along one slope 9A of the separation concave groove 9,
The liquid crystal molecules 10 are aligned in the forward tilt state. The liquid crystal molecules 10 are aligned in the reverse tilt state along the other slope 9B. However, the liquid crystal molecule 10 in the reverse tilt state is strongly regulated by the liquid crystal molecule in the forward tilt state. As a result, the reverse tilt domain generated on the slope 9B of the separation groove 9 does not expand in the lateral direction, so that the separation between adjacent liquid crystal pixels can be effectively realized.
【００１３】図２は、基板１の表面形状を模式的に示し
た斜視図である。図示する様に、平坦化膜の表面には分
離凹溝９が行列状に設けられている為、個々の画素電極
６は台部１１の上に位置する事になる。即ち、各画素電
極６は基板表面から突起した構造となるので、配向処理
を均一に行なう事ができる。即ち、有効表示領域を形成
する画素電極６の表面に対して均一な厚みでポリイミド
等の配向膜を被覆する事ができ、且つラビング処理も均
一に行なえる。FIG. 2 is a perspective view schematically showing the surface shape of the substrate 1. As shown in the figure, since the separation grooves 9 are provided in a matrix on the surface of the flattening film, the individual pixel electrodes 6 are located on the base 11. That is, since each pixel electrode 6 has a structure protruding from the surface of the substrate, the alignment treatment can be performed uniformly. That is, the surface of the pixel electrode 6 forming the effective display area can be coated with an alignment film of polyimide or the like with a uniform thickness, and the rubbing treatment can be performed uniformly.
【００１４】図３は、本発明にかかるアクティブマトリ
クス液晶表示装置の第２実施例を示す模式的な断面図で
ある。基本的に、図１に示した第１実施例と同一の構成
を有しており、対応する部分には対応する参照番号を付
してある。なお、図示を容易にする為他方の基板側は省
略されている。本実施例では、配線４や薄膜トランジス
タ（図示省略）を被覆する層間絶縁膜７を十分に厚く堆
積する事により、平坦化構造を得ている。即ち、層間絶
縁膜７の厚みは配線４の段差寸法等に比べて十分に大き
く基板１表面の凹凸を完全に埋めている。かかる構成に
おいて、個々の画素電極６の周囲に沿って層間絶縁膜７
の平らな表面に分離凹溝９が形成されており、互いに隣
り合う液晶画素を機能的に分離している。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a second embodiment of the active matrix liquid crystal display device according to the present invention. Basically, it has the same structure as the first embodiment shown in FIG. 1, and the corresponding parts are designated by the corresponding reference numerals. The other substrate side is omitted for ease of illustration. In this embodiment, the planarization structure is obtained by depositing the interlayer insulating film 7 that covers the wiring 4 and the thin film transistor (not shown) sufficiently thickly. That is, the thickness of the interlayer insulating film 7 is sufficiently larger than the step size of the wiring 4 or the like to completely fill the irregularities on the surface of the substrate 1. In such a configuration, the interlayer insulating film 7 is formed along the periphery of each pixel electrode 6.
A separation groove 9 is formed on the flat surface of the liquid crystal display device to functionally separate the liquid crystal pixels adjacent to each other.
【００１５】図４は、図３に示した実施例の基板表面形
状を模式的に表わした斜視図である。第１実施例と同様
に、層間絶縁膜は分離凹溝９によって仕切られており、
個々の画素電極６は台部１１の上に突出している。従っ
て、配向処理を均一に行なう事ができる。FIG. 4 is a perspective view schematically showing the substrate surface shape of the embodiment shown in FIG. Similar to the first embodiment, the interlayer insulating film is partitioned by the separation groove 9,
Each pixel electrode 6 projects above the base 11. Therefore, the alignment treatment can be performed uniformly.
【００１６】図５は、本発明にかかるアクティブマトリ
クス液晶表示装置の第３実施例を示す模式的な断面図で
ある。基本的には、図１に示した実施例と同一の構造を
有しており、対応する部分には対応する参照番号を付し
てある。一方の基板１は、薄膜トランジスタ（図示省
略）及び配線４が形成された領域と、その上に成膜され
た絶縁層５と、その上にマトリクス配列された画素電極
６とを備えている。他方の基板２は対向電極８を備えて
おり個々の画素電極６との間で液晶画素を構成する。本
実施例の特徴事項として、隣り合う画素電極６の間に沿
って分離凸条１２が形成されている。各画素電極６の端
部は該分離凸条１２の頂部１３にかかる様延設されてお
り、互いに隣り合う液晶画素を機能的に分離している。
本例では、絶縁層５は樹脂材料からなる平坦化膜であ
り、その平らな表面をマトリクス状にエッチング除去し
て、残部を該分離凸条１２としている。かかる構成によ
れば、画素電極６の端部と対向電極８の間の距離Ａは、
隣り合う画素電極６の端部間距離Ｂに比べて小さくする
事ができる。従って、各液晶画素の境界領域において、
正規の縦方向電界が、副次的な横方向電界に比べて大き
くなり、実効的に液晶画素の分離が可能になる。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the active matrix liquid crystal display device according to the present invention. Basically, it has the same structure as that of the embodiment shown in FIG. 1, and corresponding parts are designated by corresponding reference numerals. One substrate 1 includes a region in which a thin film transistor (not shown) and a wiring 4 are formed, an insulating layer 5 formed thereon, and pixel electrodes 6 arranged in a matrix thereon. The other substrate 2 is provided with a counter electrode 8 and constitutes a liquid crystal pixel with each pixel electrode 6. A feature of this embodiment is that the separation ridges 12 are formed along the space between the adjacent pixel electrodes 6. The end portion of each pixel electrode 6 is extended so as to overlap the top portion 13 of the separation ridge 12 and functionally separates adjacent liquid crystal pixels.
In this example, the insulating layer 5 is a flattening film made of a resin material, and the flat surface thereof is removed by etching in a matrix form, and the remaining portions are the separation ridges 12. According to this structure, the distance A between the end of the pixel electrode 6 and the counter electrode 8 is
It can be made smaller than the distance B between the ends of the adjacent pixel electrodes 6. Therefore, in the boundary area of each liquid crystal pixel,
The normal vertical electric field becomes larger than the secondary horizontal electric field, and the liquid crystal pixels can be effectively separated.
【００１７】図６は、本発明にかかるアクティブマトリ
クス液晶表示装置の第４実施例を示す模式的な断面図で
ある。基本的には、図５に示した第３実施例と同一の構
造を有しており、対応する部分には対応する参照番号を
付して理解を容易にしている。異なる点は、配線４や薄
膜トランジスタ（図示せず）を被覆する層間絶縁膜７の
表面に、直接画素電極６がパタニング形成されている事
である。図示する様に、分離凸条１２は下地の配線４の
厚みに応じて隆起した層間絶縁膜７の一部から構成され
ている。画素電極６の端部１４は、この分離凸条１２の
頂部１３にかかる様延設されており、互いに隣り合う液
晶画素を機能的に分離している。FIG. 6 is a schematic sectional view showing a fourth embodiment of the active matrix liquid crystal display device according to the present invention. Basically, it has the same structure as that of the third embodiment shown in FIG. 5, and corresponding parts are given corresponding reference numerals to facilitate understanding. The difference is that the pixel electrode 6 is directly patterned on the surface of the interlayer insulating film 7 that covers the wiring 4 and the thin film transistor (not shown). As shown in the figure, the separation ridge 12 is composed of a part of the interlayer insulating film 7 which is raised according to the thickness of the underlying wiring 4. The end portion 14 of the pixel electrode 6 is extended so as to cover the top portion 13 of the separation convex strip 12 and functionally separates the liquid crystal pixels adjacent to each other.
【００１８】次に、図７及び図８を参照して、図１に示
した第１実施例にかかるアクティブマトリクス液晶表示
装置の具体的な製造方法を詳細に説明する。先ず最初
に、図７の工程Ａにおいて、石英等からなる絶縁基板の
表面に多結晶シリコン薄膜（１Ｐｏｌｙ）をＬＰＣＶＤ
法により成膜する。次にＳｉイオン注入を行ない、一旦
微細化した後固相成長を行ない１Ｐｏｌｙの大粒径化を
図る。その後１Ｐｏｌｙをパタニングし素子領域を形成
する。さらにその表面を熱酸化しＳｉＯ2 としてゲート
酸化膜を得る。さらにボロンイオンを所定濃度で注入
し、予め閾値電圧の調整を行なう。次に工程Ｂにおい
て、ＬＰＣＶＤ法によりＳｉＮを成膜しゲート窒化膜と
する。このＳｉＮの表面を熱酸化しＳｉＯ2 に転換す
る。この様にしてＳｉＯ2 ／ＳｉＮ／ＳｉＯ2 の３層構
造からなる耐圧性に優れたゲート絶縁膜が得られる。次
にＬＰＣＶＤ法により別の多結晶シリコン薄膜（２Ｐｏ
ｌｙ）を堆積する。２Ｐｏｌｙの低抵抗化を図った後、
所定の形状にパタニングしゲート電極Ｇを得る。次にゲ
ート電極ＧをマスクとしてセルフアライメントによりＡ
ｓイオンを注入し所謂ＬＤＤ構造とする。続いてＳｉＮ
を部分的にエッチングで除去した後、Ａｓイオンを高濃
度で注入し１Ｐｏｌｙにソース領域Ｓ及びドレイン領域
Ｄを設ける。この様にしてＮチャネル型の薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）が形成される。続いて工程ＣにおいてＡ
ＰＣＶＤ法により第１層間絶縁膜（１ＰＳＧ）を堆積す
る。この１ＰＳＧに第１コンタクトホール（１ＣＯＮ）
をパタニング形成した後、スパッタリングによりアルミ
ニウム（Ａｌ）を全面的に成膜する。これを所定の形状
にパタニングしてＴＦＴのソース領域Ｓに電気接続する
金属配線に加工する。Next, a specific method of manufacturing the active matrix liquid crystal display device according to the first embodiment shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to FIGS. 7 and 8. First, in step A of FIG. 7, a polycrystalline silicon thin film (1Poly) is LPCVD-coated on the surface of an insulating substrate made of quartz or the like.
The film is formed by the method. Next, Si ion implantation is performed, and once refined, solid phase growth is performed to increase the particle size of 1 Poly. Thereafter, 1 Poly is patterned to form an element region. Further, its surface is thermally oxidized to obtain SiO 2 to obtain a gate oxide film. Further, boron ions are implanted at a predetermined concentration to adjust the threshold voltage in advance. Next, in step B, SiN is formed into a gate nitride film by the LPCVD method. The surface of this SiN is thermally oxidized and converted into SiO 2 . In this way, a gate insulating film having a three-layer structure of SiO 2 / SiN / SiO 2 and excellent in pressure resistance can be obtained. Next, another polycrystalline silicon thin film (2 Po
ly) is deposited. After reducing the resistance of 2Poly,
The gate electrode G is obtained by patterning into a predetermined shape. Next, using the gate electrode G as a mask, self-alignment A
A so-called LDD structure is formed by implanting s ions. Then SiN
Is partially removed by etching, and then As ions are implanted at a high concentration to form a source region S and a drain region D in 1Poly. In this way, an N-channel type thin film transistor (TFT) is formed. Then in step C, A
A first interlayer insulating film (1PSG) is deposited by PCVD method. First contact hole (1CON) in this 1PSG
After patterning, aluminum (Al) is deposited on the entire surface by sputtering. This is patterned into a predetermined shape and processed into a metal wiring that is electrically connected to the source region S of the TFT.
【００１９】図８の工程Ｄにおいて、ＡＰＣＶＤ法によ
り、１ＰＳＧに重ねて２ＰＳＧを堆積し、Ａｌからなる
金属配線を完全に被覆する。続いて、１ＰＳＧ及び２Ｐ
ＳＧを連続的にエッチングし、ＴＦＴのドレイン領域Ｄ
に連通する第２コンタクトホール（２ＣＯＮ）を形成す
る。続いて工程Ｅにおいて、２ＰＳＧ表面の凹凸を平坦
化膜で埋める。この為、本実施例では所定の粘性を有す
る液状のアクリル樹脂をスピンコーティングで塗布し
た。その後加熱処理を施しアクリル樹脂を硬化させて平
坦化膜とする。硬化した平坦化膜に対してフォトリソグ
ラフィー及びエッチングを施し第２コンタクトホール
（２ＣＯＮ）に整合する開口を形成する。この時同時
に、所定のパタンに沿って分離凹溝もエッチング形成し
ておく。次に工程Ｆにおいてスパッタリングにより透明
導電膜を成膜する。本実施例では透明導電膜材料として
ＩＴＯを用いる。ＩＴＯは２ＣＯＮの内部にも充填さ
れ、ＴＦＴのドレイン領域Ｄと電気的な導通がとられ
る。最後に工程ＧにおいてＩＴＯを所定の形状にパタニ
ングし画素電極とする。この結果、個々の画素電極は分
離凹溝に囲まれる事になる。以上の工程により平坦化さ
れたアクティブマトリクス液晶表示装置用駆動基板が得
られる。この後、対向基板を接合し液晶層を充填する事
により、アクティブマトリクス液晶表示装置が完成す
る。In step D of FIG. 8, 2PSG is deposited on 1PSG by APCVD to completely cover the metal wiring made of Al. Then 1PSG and 2P
SG is continuously etched to form the drain region D of the TFT.
A second contact hole (2CON) communicating with the. Subsequently, in step E, the unevenness of the 2PSG surface is filled with a flattening film. Therefore, in this example, a liquid acrylic resin having a predetermined viscosity was applied by spin coating. Then, heat treatment is performed to cure the acrylic resin to form a flattening film. Photolithography and etching are performed on the cured flattening film to form an opening that matches the second contact hole (2CON). At this time, at the same time, the separation concave groove is also formed by etching along a predetermined pattern. Next, in step F, a transparent conductive film is formed by sputtering. In this embodiment, ITO is used as the transparent conductive film material. The ITO is also filled inside the 2CON and electrically connected to the drain region D of the TFT. Finally, in step G, ITO is patterned into a predetermined shape to form a pixel electrode. As a result, each pixel electrode is surrounded by the separation groove. Through the above steps, a flattened drive substrate for an active matrix liquid crystal display device can be obtained. After that, the opposite substrate is bonded and the liquid crystal layer is filled, thereby completing the active matrix liquid crystal display device.
【００２０】次に、図９及び図１０を参照して、図３に
示した第２実施例にかかるアクティブマトリクス液晶表
示装置の製造方法の具体例を詳細に説明する。図９の工
程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃは金属配線パタニング加工までを
示しており、図７の工程Ａ、工程Ｂ、工程Ｃと対応して
いる。この後、図１０の工程Ｄに移り、ＡＰＣＶＤ法に
より、１ＰＳＧに重ねて２ＰＳＧを堆積し、Ａｌからな
る金属配線を完全に被覆する。この時、２ＰＳＧの厚み
を従来よりも大きく設定し、ＴＦＴや金属配線の段差を
略吸収する様にし、表面を略平坦化する。続いて、工程
Ｅにおいて、１ＰＳＧ及び２ＰＳＧに対しフォトリソグ
ラフィー及びエッチングを施し２ＣＯＮを形成する。こ
の２ＣＯＮの底部にはＴＦＴのドレイン領域Ｄが露出し
ている。この時同時に、分離凹溝もエッチング形成して
おく。最後に、工程ＦにおいてスパッタリングによりＩ
ＴＯを成膜する。ＩＴＯは２ＣＯＮの内部にも充填さ
れ、ＴＦＴのドレイン領域Ｄと電気的な導通がとられ
る。この後、ＩＴＯを所定の形状にパタニングし画素電
極とする。この結果、画素電極は分離凹溝により囲まれ
る事となり、液晶画素の効果的な分離が実現できる。Next, a specific example of a method of manufacturing the active matrix liquid crystal display device according to the second embodiment shown in FIG. 3 will be described in detail with reference to FIGS. 9 and 10. Processes A, B, and C in FIG. 9 show up to the metal wiring patterning process, and correspond to processes A, B, and C in FIG. 7. After that, the process moves to step D of FIG. 10, and 2PSG is deposited on 1PSG by APCVD to completely cover the metal wiring made of Al. At this time, the thickness of the 2PSG is set to be larger than the conventional one so that the steps of the TFT and the metal wiring are substantially absorbed, and the surface is made substantially flat. Subsequently, in step E, 1PSG and 2PSG are subjected to photolithography and etching to form 2CON. The drain region D of the TFT is exposed at the bottom of this 2CON. At the same time, the separation groove is also formed by etching. Finally, in step F, I is formed by sputtering.
TO is formed into a film. The ITO is also filled inside the 2CON and electrically connected to the drain region D of the TFT. Then, the ITO is patterned into a predetermined shape to form a pixel electrode. As a result, the pixel electrode is surrounded by the separation groove, and effective separation of liquid crystal pixels can be realized.
【００２１】図１１は、図５に示した第３実施例にかか
るアクティブマトリクス液晶表示装置の具体的な製造方
法を表わす工程図である。工程Ａで、ＴＦＴのドレイン
領域Ｄに連通する２ＣＯＮが形成される。ここまでの工
程は、図８の工程Ｄまでと同様である。次に工程Ｂに進
み、２ＰＳＧ表面の凹凸を平坦化膜で埋める。この為、
本実施例では所定の粘性を有する液状のアクリル樹脂を
スピンコーティングで塗布した。その後加熱処理を施し
アクリル樹脂を硬化させて平坦化膜とする。硬化した平
坦化膜に対してフォトリソグラフィー及びエッチングを
施し、マトリクス状にサライを形成する。このサライ加
工により残された平坦化膜の残部を分離凸条とする。引
き続き、平坦化膜の局部的なエッチングを施し、２ＣＯ
Ｎに整合する開口を形成する。次に工程Ｃにおいてスパ
ッタリングによりＩＴＯを全面的に成膜する。ＩＴＯは
２ＣＯＮの内部にも充填され、ＴＦＴのドレイン領域Ｄ
と電気的な導通がとられる。最後に工程ＤにおいてＩＴ
Ｏを所定の形状にパタニングし画素電極とする。この時
各画素電極の端部は分離凸条の頂部にかかる様延設され
ており、互いに隣り合う液晶画素を機能的に分離可能と
する。FIG. 11 is a process chart showing a specific manufacturing method of the active matrix liquid crystal display device according to the third embodiment shown in FIG. In step A, 2CON communicating with the drain region D of the TFT is formed. The steps up to this point are the same as those up to step D in FIG. Next, in step B, the unevenness on the 2PSG surface is filled with a flattening film. Therefore,
In this example, a liquid acrylic resin having a predetermined viscosity was applied by spin coating. Then, heat treatment is performed to cure the acrylic resin to form a flattening film. The cured flattening film is subjected to photolithography and etching to form a saray in a matrix. The remaining portion of the flattening film left by the saray process is used as a separation ridge. Subsequently, the planarizing film is locally etched to remove 2CO
Form an opening that matches N. Next, in step C, ITO is formed on the entire surface by sputtering. The ITO is also filled inside the 2CON, and the drain region D of the TFT is formed.
And electrical continuity is established. Finally in process D, IT
O is patterned into a predetermined shape to form a pixel electrode. At this time, the end portions of the respective pixel electrodes are extended so as to cover the top portions of the separation ridges, so that the liquid crystal pixels adjacent to each other can be functionally separated.
【００２２】[0022]
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば、個
々の画素電極の周囲に沿って絶縁層の平らな表面に分離
凹溝が形成されている。この分離凹溝により液晶分子の
プレティルト角を強制的に制御でき、互いに隣り合う液
晶画素の機能的な分離が可能になる。あるいは、隣り合
う画素電極の間に沿って分離凸条を形成するとともに、
各画素電極の端部を該分離凸条の頂部にかかる様延設す
る事により、縦方向電界強度を高め、隣り合う液晶画素
を機能的に分離している。この様な分離凹溝や分離凸条
を採用する事により、アクティブマトリクス液晶表示装
置の高精細化及び微細化を実現できるという効果が得ら
れる。特に、分離凹溝により各画素電極を区画した場合
には、その表面が基板から突起している為、配向処理が
均一に行なえるという効果が得られる。As described above, according to the present invention, the separation groove is formed on the flat surface of the insulating layer along the periphery of each pixel electrode. The pre-tilt angle of the liquid crystal molecules can be forcibly controlled by the separation groove, and the functional separation of the liquid crystal pixels adjacent to each other becomes possible. Alternatively, while forming a separation ridge between adjacent pixel electrodes,
By extending the end portion of each pixel electrode so as to cover the top of the separation ridge, the electric field strength in the vertical direction is increased, and adjacent liquid crystal pixels are functionally separated. By adopting such a separation concave groove or a separation convex strip, it is possible to obtain the effect of realizing high definition and miniaturization of the active matrix liquid crystal display device. In particular, when each pixel electrode is divided by the separation groove, the surface of the pixel electrode is projected from the substrate, so that the alignment treatment can be performed uniformly.
【図１】本発明にかかるアクティブマトリクス液晶表示
装置の第１実施例を示す模式的な部分断面図である。FIG. 1 is a schematic partial cross-sectional view showing a first embodiment of an active matrix liquid crystal display device according to the present invention.
【図２】同じく第１実施例の模式的な斜視図である。FIG. 2 is also a schematic perspective view of the first embodiment.
【図３】本発明にかかるアクティブマトリクス液晶表示
装置の第２実施例を示す部分断面図である。FIG. 3 is a partial sectional view showing a second embodiment of the active matrix liquid crystal display device according to the present invention.
【図４】第２実施例の模式的な部分斜視図である。FIG. 4 is a schematic partial perspective view of a second embodiment.
【図５】本発明にかかるアクティブマトリクス液晶表示
装置の第３実施例を示す模式的な断面図である。FIG. 5 is a schematic sectional view showing a third embodiment of the active matrix liquid crystal display device according to the present invention.
【図６】本発明にかかるアクティブマトリクス液晶表示
装置の第４実施例を示す部分断面図である。FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a fourth embodiment of an active matrix liquid crystal display device according to the present invention.
【図７】第１実施例の製造工程図である。FIG. 7 is a manufacturing process diagram of the first embodiment.
【図８】同じく第１実施例の製造工程図である。FIG. 8 is likewise a manufacturing process drawing of the first embodiment.
【図９】第２実施例の製造工程図である。FIG. 9 is a manufacturing process diagram of the second embodiment.
【図１０】同じく第２実施例の製造工程図である。FIG. 10 is also a manufacturing process drawing of the second embodiment.
【図１１】第３実施例の製造工程図である。FIG. 11 is a manufacturing process drawing of the third embodiment.
【図１２】従来のアクティブマトリクス液晶表示装置の
構成を示す模式的な断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a configuration of a conventional active matrix liquid crystal display device.
【図１３】同じく従来例の模式的な斜視図である。FIG. 13 is a schematic perspective view of a conventional example.
【図１４】先願にかかるアクティブマトリクス液晶表示
装置を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing an active matrix liquid crystal display device according to a prior application.
１ 基板 ２ 基板 ３ 液晶層 ４ 配線 ５ 絶縁層（平坦化膜） ６ 画素電極 ７ 層間絶縁膜 ８ 対向電極 ９ 分離凹溝 １２ 分離凸条 １３ 頂部 １４ 端部 1 substrate 2 substrate 3 liquid crystal layer 4 wiring 5 insulating layer (flattening film) 6 pixel electrode 7 interlayer insulating film 8 counter electrode 9 separation concave groove 12 separation convex line 13 top 14 end
Claims (7)
た一対の基板と、該間隙内に保持された液晶層とからな
るセル構造を有し、 一方の基板は薄膜トランジスタ及び配線が形成された領
域と、その上に成膜された比較的平らな表面を有する絶
縁層と、その上にマトリクス配列された画素電極とを備
えており、 他方の基板は対向電極を備えており個々の画素電極との
間で液晶画素を構成したアクティブマトリクス液晶表示
装置であって、 個々の画素電極の周囲に沿って該絶縁層の平らな表面に
分離凹溝が形成されており、互いに隣り合う液晶画素を
機能的に分離する事を特徴とするアクティブマトリクス
液晶表示装置。1. A cell structure comprising a pair of substrates arranged to face each other with a predetermined gap and a liquid crystal layer held in the gap, one substrate having a thin film transistor and wiring formed thereon. The region, the insulating layer having a relatively flat surface formed thereon, and the pixel electrodes arranged in a matrix on the region are provided, and the other substrate is provided with the counter electrode and the individual pixel electrodes are provided. An active matrix liquid crystal display device in which liquid crystal pixels are formed between the liquid crystal pixels, and a separation groove is formed on the flat surface of the insulating layer along the periphery of each pixel electrode, An active matrix liquid crystal display device characterized by being functionally separated.
である事を特徴とする請求項１記載のアクティブマトリ
クス液晶表示装置。2. The active matrix liquid crystal display device according to claim 1, wherein the insulating layer is a flattening film made of a resin material.
いに電気的に分離する層間絶縁膜である事を特徴とする
請求項１記載のアクティブマトリクス液晶表示装置。3. The active matrix liquid crystal display device according to claim 1, wherein the insulating layer is an interlayer insulating film that electrically separates the wiring and the pixel electrode from each other.
た一対の基板と、該間隙内に保持された液晶層とからな
るセル構造を有し、 一方の基板は薄膜トランジスタ及び配線が形成された領
域と、その上に成膜された絶縁層と、その上にマトリク
ス配列された画素電極とを備えており、 他方の基板は対向電極を備えており個々の画素電極との
間で液晶画素を構成したアクティブマトリクス液晶表示
装置であって、 隣り合う画素電極の間に沿って分離凸条が形成されてお
り、各画素電極の端部は該分離凸条の頂部にかかる様延
設されており、互いに隣り合う液晶画素を機能的に分離
する事を特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装
置。4. A cell structure comprising a pair of substrates facing each other with a predetermined gap and a liquid crystal layer held in the gap, one substrate having a thin film transistor and a wiring formed thereon. The region, the insulating layer formed on the region, and the pixel electrodes arranged in a matrix on the region are provided, and the other substrate is provided with the counter electrode, and the liquid crystal pixel is provided between each of the pixel electrodes. In the configured active matrix liquid crystal display device, separation ridges are formed between adjacent pixel electrodes, and end portions of each pixel electrode are extended so as to overlap the tops of the separation ridges. , An active matrix liquid crystal display device characterized by functionally separating adjacent liquid crystal pixels.
であり、その平らな表面をマトリクス状にエッチング除
去して残部を該分離凸条とする事を特徴とする請求項４
記載のアクティブマトリクス液晶表示装置。5. The insulating layer is a flattening film made of a resin material, and the flat surface thereof is removed by etching in a matrix form to leave the rest as the separation ridges.
The active matrix liquid crystal display device described.
に電気的に絶縁する層間絶縁膜からなり、前記分離凸条
は該配線の厚みに応じて隆起した層間絶縁膜の一部から
なる事を特徴とする請求項４記載のアクティブマトリク
ス液晶表示装置。6. The insulating layer is made of an interlayer insulating film that electrically insulates the wiring and the pixel electrode from each other, and the separation ridge is made of a part of the interlayer insulating film raised according to the thickness of the wiring. The active matrix liquid crystal display device according to claim 4, wherein
路領域と、その上に成膜された比較的平らな表面を有す
る絶縁層と、その上にマトリクス配列された画素電極
と、個々の画素電極の周囲に沿って該絶縁層の平らな表
面に形成された分離凹溝とを備えたアクティブマトリク
ス液晶表示装置用駆動基板。7. A drive circuit region including a thin film transistor and a wiring, an insulating layer having a relatively flat surface formed thereon, pixel electrodes arranged in a matrix thereon, and the periphery of each pixel electrode. A drive substrate for an active matrix liquid crystal display device, comprising: a separation groove formed on a flat surface of the insulating layer.
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| JP19171293A JPH0720497A (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Active matrix liquid crystal display device |
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| JP19171293A JPH0720497A (en) | 1993-07-05 | 1993-07-05 | Active matrix liquid crystal display device |
Publications (1)
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|---|---|
| JPH0720497A true JPH0720497A (en) | 1995-01-24 |
Family
ID=16279228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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