JPH1039283A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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Publication number
JPH1039283A
JPH1039283A JP19216496A JP19216496A JPH1039283A JP H1039283 A JPH1039283 A JP H1039283A JP 19216496 A JP19216496 A JP 19216496A JP 19216496 A JP19216496 A JP 19216496A JP H1039283 A JPH1039283 A JP H1039283A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
crystal display
protective film
transparent
thickness
Prior art date
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Application number
JP19216496A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Saito
健 斎藤
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1039283A publication Critical patent/JPH1039283A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a bright and high-contact display by preventing the occurrence of the nonuniformity of a gap by a difference in level of transparent electrodes. SOLUTION: This liquid crystal display element has plural transparent electrodes 2A, 2B formed in parallel respectively on a pair of transparent substrates 1A, 1B, protective films 3A, 3B applied onto the transparent electrodes and oriented films 4A, 4B formed on these protective films, and is formed by interposing a liquid crystal layer 5 in the spacing where the respective oriented films 4A, 4B are disposed to face each other in such a manner that the respective transparent electrodes 2A, 2B of a pair of the transparent substrates 1A, 1B intersect each other. The thickness of the protective films 3A, 3B described above is set larger than the thickness of the transparent electrodes 1A, 1B.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示素子に係
り、特に、透明基板に形成した電極の段差に起因する光
もれや配向の乱れの発生を低減して表示品質を向上させ
た液晶表示素子に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having improved display quality by reducing the occurrence of light leakage and alignment disorder caused by steps of electrodes formed on a transparent substrate. It relates to a display element.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の液晶表示素子のうち、TNすなわ
ちツイステッドネマチックタイプと称する形式の液晶表
示素子は、2枚の電極基板間に正の誘電率異方性を有す
るネマチック液晶による90度ねじれた螺旋構造を有
し、かつ両電極基板の外側には偏光板をその偏光軸(あ
るいは吸収軸)が電極基板に隣接する液晶分子に対し直
交あるいは平行になるように配置するものであった(特
公昭51−13666号公報参照)。
2. Description of the Related Art Among conventional liquid crystal display elements, a liquid crystal display element of a type called TN, that is, a twisted nematic type, is twisted 90 degrees by a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy between two electrode substrates. It has a helical structure, and a polarizing plate is disposed outside of both electrode substrates such that its polarization axis (or absorption axis) is orthogonal or parallel to liquid crystal molecules adjacent to the electrode substrate. See JP-B-51-13666).

【0003】このような捩じれ角(α)が90度の液晶
表示素子では、液晶層に印加される電圧対液晶層の透過
率の変化の急峻性(γ),視角特性の点で問題があり、
時分割数(走査電極の数に相当)は64が実用的限界で
あった。
[0003] Such a liquid crystal display element having a twist angle (α) of 90 degrees has problems in the steepness (γ) of the change in the transmittance of the liquid crystal layer with respect to the voltage applied to the liquid crystal layer and the viewing angle characteristics. ,
The number of time divisions (corresponding to the number of scanning electrodes) was 64, which was a practical limit.

【0004】しかし、近年の液晶表示装置に対する画質
改善と表示情報量増大要求に対処するため、液晶分子の
捩じれ角αを180度より大に、かつ複屈折効果を利用
することにより時分割駆動特性を改善して時分割数を増
大させることがアプライドフィジクス レター45,N
o.10,1021 1984(Applied Physics Letter,T.J.Scheffe
r,J.Nehring:"A new,highly multiplexable liquidcrys
tal display") に論じられ、スーパーツイステッド複屈
折効果型(SBE) 液晶表示装置が提案されている。
However, in order to cope with recent demands for improving the image quality and increasing the amount of display information for the liquid crystal display device, the twist angle α of the liquid crystal molecules is made larger than 180 degrees, and the time-division driving characteristic is obtained by utilizing the birefringence effect. Applied Physics Letter 45, N
o.10,1021 1984 (Applied Physics Letter, TJScheffe
r, J.Nehring: "A new, highly multiplexable liquidcrys
tal display "), and a super twisted birefringence (SBE) liquid crystal display has been proposed.

【0005】高時分割駆動が可能な捩じれ構造を有する
液晶表示素子は、バイアス電圧とデューティー比で決定
される非選択電圧と選択電圧との間で液晶層の状態変化
を生じさせて点灯を行う。しかし、捩じれ角が180度
以上とすると液晶の複屈折効果によって着色が生じる。
A liquid crystal display device having a twisted structure capable of high time-division driving performs lighting by causing a state change of a liquid crystal layer between a non-selection voltage determined by a bias voltage and a duty ratio and a selection voltage. . However, when the twist angle is 180 degrees or more, coloring occurs due to the birefringence effect of the liquid crystal.

【0006】この着色する現象を回避するために、液晶
層と逆の方向に液晶層を捩じった補償素子や位相差板と
呼ばれる複屈折媒体を設けることで位相差補償が行なっ
て白黒表示を可能としたものが知られている(吉野、尾
崎、「液晶とディスプレイ応用と基礎」コロナ社 19
94)。また、中間調表示は非選択電圧と選択電圧の間
の電圧を印加して行っている。
In order to avoid this coloring phenomenon, by providing a birefringent medium called a compensating element or a retardation plate in which the liquid crystal layer is twisted in the opposite direction to the liquid crystal layer, the phase difference is compensated and a black and white display is performed. Is known (Yoshino, Ozaki, "Liquid Crystal and Display Application and Basics", Corona Co., Ltd. 19
94). The halftone display is performed by applying a voltage between the non-selection voltage and the selection voltage.

【0007】この種の液晶表示素子をカラー化するため
には、一対の基板の一方に少なくとも3色のカラーフィ
ルタを形成し、それぞれのカラーフィルタに対して設け
たセグメント電極に選択的に電圧を印加することによ
り、所要のカラー画像表示を行うことができる。
In order to color this type of liquid crystal display device, at least three color filters are formed on one of a pair of substrates, and a voltage is selectively applied to a segment electrode provided for each color filter. By applying the voltage, a required color image can be displayed.

【0008】図9は従来の液晶表示素子の構成例を説明
する要部断面模式図であって、1A1Bはガラス等の透
明基板からなる上電極基板および下電極基板、2A,2
Bは上下の電極基板に形成した透明電極である上電極お
よび下電極、3A,3Bは上保護膜および下保護膜、4
A,4Bは上配向膜および下配向膜、5は液晶層であ
る。
FIG. 9 is a schematic sectional view of an essential part for explaining a configuration example of a conventional liquid crystal display element. 1A1B is an upper electrode substrate and a lower electrode substrate made of a transparent substrate such as glass.
B is an upper electrode and a lower electrode which are transparent electrodes formed on the upper and lower electrode substrates, 3A and 3B are upper protective films and lower protective films,
A and 4B are an upper alignment film and a lower alignment film, and 5 is a liquid crystal layer.

【0009】同図において、この液晶表示素子は平行に
成膜した上電極2Aおよび上保護膜3Aおよび上配向膜
4Aを形成した上電極基板1Aと、同じく平行に成膜し
た下電極2Bおよび下保護膜3Bおよび下配向膜4Bを
形成した下電極基板1Bとを、上記上電極2Aと下電極
2Bとが交差(一般には、直交)するように上配向膜3
Aと下配向膜3Bとを所定の間隙D1で対向させ、両者
の間隙に液晶層5を封入し、シール材で両基板1A,1
Bを貼り合わせてなる。
In this figure, this liquid crystal display element comprises an upper electrode substrate 1A on which an upper electrode 2A and an upper protective film 3A and an upper alignment film 4A are formed in parallel, and a lower electrode 2B and a lower electrode 2B which are also formed in parallel. The lower electrode substrate 1B on which the protective film 3B and the lower alignment film 4B are formed is connected to the upper alignment film 3 so that the upper electrode 2A and the lower electrode 2B intersect (generally orthogonal).
A and the lower alignment film 3B are opposed to each other with a predetermined gap D1, a liquid crystal layer 5 is sealed in the gap between them, and both substrates 1A and 1 are sealed with a sealing material.
B is attached.

【0010】このような構成の液晶表示素子は、一般に
単純マトリクス型液晶表示素子と称し、液晶層を構成す
るために封入する液晶は、光学特性を向上させるために
複屈折効果を利用した超ねじれ液晶(STN)であり、
上下の電極基板に位相差板や偏光板が積層される。
A liquid crystal display device having such a structure is generally called a simple matrix type liquid crystal display device, and the liquid crystal sealed to form a liquid crystal layer is super twisted using a birefringence effect to improve optical characteristics. Liquid crystal (STN),
A phase difference plate and a polarizing plate are laminated on the upper and lower electrode substrates.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】この種の液晶表示素子
は、上下の配向膜にそれぞれ施されるラビング処理によ
って液晶層5を構成する液晶分子を特定方向に配向させ
る所謂プレチルト角θ1が設定される。
In this type of liquid crystal display device, a so-called pretilt angle .theta.1 for aligning the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer 5 in a specific direction is set by rubbing treatment applied to the upper and lower alignment films. You.

【0012】上下の各電極基板1A,1Bに形成される
透明電極(上下の電極)2A,2BはITO膜をフォト
リソエッチング技術等を用いてパターニングすることで
得られるものであるため、各電極のエッジ部に当該透明
電極の膜厚に起因する段差が存在する。
The transparent electrodes (upper and lower electrodes) 2A and 2B formed on the upper and lower electrode substrates 1A and 1B are obtained by patterning an ITO film using a photolithographic etching technique or the like. There is a step at the edge due to the thickness of the transparent electrode.

【0013】この段差は配向膜3A,3Bにも写像さ
れ、結果として図9に示したように、液晶層5の所定の
ギャップ(所謂、セルギャップ)D1に対して、それよ
り大きいセルギャップD2の発生をもたらす。
This step is also mapped on the alignment films 3A and 3B. As a result, as shown in FIG. 9, a predetermined gap (so-called cell gap) D1 of the liquid crystal layer 5 is larger than a predetermined cell gap D2. Causes outbreaks.

【0014】この段差の存在は、液晶層を通るバックラ
イトの照射光の経路長の差となり、この光路長の長い部
分では表示濃度の低下となり、カラー表示では色調のず
れとなる(白っぽくなる)。
The presence of the step results in a difference in the path length of the irradiation light of the backlight passing through the liquid crystal layer. In a portion where the optical path length is long, the display density is reduced, and in a color display, the color tone is shifted (whitish). .

【0015】また、段差の部分での液晶分子のプレチル
ト角が図9のθ2 に示すように所定のプレチルト角θ1
と異なって、一般に大きい角度となってしまう。プレチ
ルト角が大きい部分では液晶分子が低い電圧で立ち上が
ることになり、やはり色調は白っぽくなり、黒表示も白
っぽくなって、コントラストが低下する。
The pretilt angle of the liquid crystal molecules at the step is a predetermined pretilt angle θ 1 as shown by θ 2 in FIG.
Unlike this, the angle generally becomes large. In a portion where the pretilt angle is large, the liquid crystal molecules rise at a low voltage, so that the color tone becomes whitish, the black display becomes whitish, and the contrast decreases.

【0016】このような光もれを防止するために、従来
から、透明電極間に遮光膜を形成してセルギャップを均
一にする方法もある。しかし、そのための工程が増える
と共に、この遮光膜が透明電極のエッジ部にかかるよう
に形成されることによる光の透過面積の低下で表示画面
が暗くなるという問題があった。
In order to prevent such light leakage, there has conventionally been a method of forming a light shielding film between transparent electrodes to make the cell gap uniform. However, there is a problem that the number of steps for that purpose increases and the display screen becomes dark due to a decrease in the light transmission area due to the formation of the light-shielding film so as to cover the edge of the transparent electrode.

【0017】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
解消し、透明電極の段差によるセルギャップの不均一の
発生を防止して明るく、かつコントラストの高い表示が
得られる液晶表示素子を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which solves the above-mentioned problems of the prior art and prevents bright and high-contrast display by preventing non-uniformity of a cell gap due to a step of a transparent electrode. Is to do.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を分かり易くするために、実施例の符号
を付して記述する。
In order to make the configuration of the present invention for achieving the above object easier to understand, reference numerals are given to the embodiments.

【0019】すなわち、請求項1に記載の第1の発明
は、一対の透明基板1A,1Bのそれぞれに平行に形成
した複数の透明電極2A,2Bと、透明電極に被覆した
保護膜3A,3Bおよび保護膜上に形成した配向膜4
A,4Bとを有し、前記一対の透明基板の各透明電極が
交差する如く前記各配向膜を対向させた間隙に液晶層5
を挟持させてなる液晶表示素子において、前記保護膜3
A,3Bの厚さを前記透明電極1A,1Bの厚さの以上
としたことを特徴とする。
That is, the first aspect of the present invention provides a plurality of transparent electrodes 2A and 2B formed in parallel on a pair of transparent substrates 1A and 1B, respectively, and protective films 3A and 3B covering the transparent electrodes. And alignment film 4 formed on protective film
A, 4B, and a liquid crystal layer 5 in a gap where the respective alignment films are opposed to each other so that the respective transparent electrodes of the pair of transparent substrates intersect.
In the liquid crystal display device having the protective film 3
The thickness of A, 3B is equal to or greater than the thickness of the transparent electrodes 1A, 1B.

【0020】この構成において、保護膜3A,3Bの厚
さを透明電極1A,1Bの厚さと同等またはそれ以上、
例えば透明電極1A,1Bの厚さを0.5μmとした
時、保護膜3A,3Bの厚さを0.5〜2.0μmとす
ることで、透明電極1A,1Bのエッジ部分に存在する
段差が低減され、保護膜3A,3Bを覆って形成する配
向膜の表面平滑度が向上する。そのため、液晶層5の厚
みは略々均一となり、通過する光路長の差が解消されて
コントラストのむらがなくなると共に、プレチルト角の
変化が起こらず、高品質の表示が得られる。
In this configuration, the thickness of the protective films 3A and 3B is equal to or larger than the thickness of the transparent electrodes 1A and 1B.
For example, when the thickness of the transparent electrodes 1A and 1B is 0.5 μm, and the thickness of the protective films 3A and 3B is 0.5 to 2.0 μm, the steps existing at the edge portions of the transparent electrodes 1A and 1B are formed. Is reduced, and the surface smoothness of the alignment film formed to cover the protective films 3A and 3B is improved. As a result, the thickness of the liquid crystal layer 5 becomes substantially uniform, the difference in the length of the optical path passing therethrough is eliminated, the contrast becomes non-uniform, and the pretilt angle does not change, so that a high-quality display can be obtained.

【0021】また、請求項2に記載の第2の発明は、一
対の透明基板1A,1Bの一方1Aに遮光膜10で区画
した複数色のカラーフィルタ11と、カラーフィルタを
覆って成膜した平滑層12と、平滑層12上に形成した
透明電極2Aと、透明電極に被覆した保護膜3Aおよび
保護膜上に形成した配向膜4Aとを有し、他方1Bに透
明電極2Bと、透明電極上に形成した保護膜3Bと保護
膜上に形成した配向膜4Bとを有し、前記一対の透明基
板の各透明電極が交差する如く各配向膜4A,4Bを対
向させた間隙に液晶層5を挟持させてなるカラー対応の
液晶表示素子において、前記保護膜3A,3Bの厚さを
前記透明電極1A,1Bの厚さの以上としたことを特徴
とする。
According to a second aspect of the present invention, a plurality of color filters 11 divided by a light-shielding film 10 and a film covering the color filters are formed on one of the pair of transparent substrates 1A and 1B. It has a smoothing layer 12, a transparent electrode 2A formed on the smoothing layer 12, a protective film 3A covering the transparent electrode and an alignment film 4A formed on the protective film, while the other 1B has a transparent electrode 2B and a transparent electrode A liquid crystal layer 5 having a protective film 3B formed thereon and an alignment film 4B formed on the protective film, wherein the liquid crystal layer 5 is provided in a gap in which the respective alignment films 4A and 4B face each other such that the transparent electrodes of the pair of transparent substrates cross each other. , The thickness of the protective films 3A and 3B is equal to or greater than the thickness of the transparent electrodes 1A and 1B.

【0022】この構成においても上記の発明と同様、保
護膜3A,3Bの厚さを透明電極1A,1Bの厚さと同
等またはそれ以上、例えば透明電極1A,1Bの厚さを
0.5μmとした時、保護膜3A,3Bの厚さを0.5
〜2.0μmとすることで、透明電極1A,1Bのエッ
ジ部分に存在する段差が低減され、保護膜3A,3Bを
覆って形成する配向膜の表面平滑度が向上する。そのた
め、液晶層5の厚みは略々均一となり、通過する光路長
の差が解消されてコントラストおよび色調のむらがなく
なると共に、プレチルト角の変化が起こらず、高品質の
カラー表示が得られる。
In this configuration, similarly to the above-mentioned invention, the thickness of the protective films 3A and 3B is equal to or larger than the thickness of the transparent electrodes 1A and 1B, for example, the thickness of the transparent electrodes 1A and 1B is 0.5 μm. At this time, the thickness of the protective films 3A and 3B is set to 0.5
By setting the thickness to 2.0 μm, the steps existing at the edge portions of the transparent electrodes 1A and 1B are reduced, and the surface smoothness of the alignment film formed to cover the protective films 3A and 3B is improved. Therefore, the thickness of the liquid crystal layer 5 becomes substantially uniform, the difference in the length of the light passing therethrough is eliminated, the contrast and color tone are not uneven, and the pretilt angle does not change, so that a high-quality color display can be obtained.

【0023】さらに、請求項3に記載の第3の発明は、
第1または第2の発明における前記保護膜の比誘電率が
2〜20、比抵抗が107 〜108 Ω・cmとしたこと
を特徴とする。
[0023] Further, the third invention according to claim 3 provides:
According to the first or second aspect of the present invention, the protective film has a relative dielectric constant of 2 to 20 and a specific resistance of 10 7 to 10 8 Ω · cm.

【0024】比誘電率が2〜20、比抵抗が107 〜1
8 Ω・cmとした保護膜を用いることで、従来の保護
膜が、その電気光学的特性の制約、すなわち、保護膜で
の電圧降下を最小限度にとどめて液晶層に有効に電圧が
かかる様にしてコントラスト比の低下を防止する必要が
あることから膜厚を厚くできないという欠点を無くすこ
とが可能となる。
The dielectric constant is 2 to 20, and the specific resistance is 10 7 to 1
By using a protective film having a resistance of 0 8 Ω · cm, the conventional protective film is restricted in its electro-optical characteristics, that is, a voltage is effectively applied to the liquid crystal layer by minimizing a voltage drop in the protective film. As described above, since it is necessary to prevent the contrast ratio from decreasing, it is possible to eliminate the disadvantage that the film thickness cannot be increased.

【0025】なお、この保護膜の材料としては、例え
ば、有機高分子樹脂にアンチモン、亜鉛、錫、あるいは
チタンの微粒子を混入し、成膜後の比抵抗が107 〜1
8 Ω・cmとなるように調合し、誘電率を2〜20に
設定したものを使用できる。
As a material of the protective film, for example, fine particles of antimony, zinc, tin, or titanium are mixed into an organic polymer resin, and the specific resistance after film formation is 10 7 to 1.
It is possible to use a mixture prepared so as to have a resistivity of 0 8 Ω · cm and a dielectric constant of 2 to 20.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、図示した実施例を参照して詳細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the illustrated embodiments.

【0027】図1は本発明による液晶表示素子の第1実
施例の構造を説明する要部断面模式図であって、1Aは
透明基板からなる上電極基板、1Bは同下電極基板、2
Aは上電極、2Bは下電極、3Aは上保護膜、3Bは下
保護膜、4Aは上配向膜、4Bは下配向膜、5は液晶層
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, wherein 1A is an upper electrode substrate made of a transparent substrate, 1B is a lower electrode substrate,
A is an upper electrode, 2B is a lower electrode, 3A is an upper protective film, 3B is a lower protective film, 4A is an upper alignment film, 4B is a lower alignment film, and 5 is a liquid crystal layer.

【0028】上電極基板1A、下電極基板1Bはガラス
板からなり、上配向膜4A、下配向膜4Bはポリイミド
系等の有機高分子樹脂からなり、ラビングによって所定
の方向に配向処理されている。
The upper electrode substrate 1A and the lower electrode substrate 1B are made of a glass plate, and the upper alignment film 4A and the lower alignment film 4B are made of an organic polymer resin such as a polyimide, and are oriented in a predetermined direction by rubbing. .

【0029】上電極基板1Aと下電極基板1Bのそれぞ
れに形成された上電極2Aと下電極2Bは、ITOをパ
ターニングした複数の平行細条(ストライプ)であり、
基板面を垂直方向から見た場合に、上記上電極2Aと下
電極2Bが互いに直交した状態で上配向膜4A、下配向
膜4Bを対向させ、その間隙に液晶相5が封入されてい
る。
The upper electrode 2A and the lower electrode 2B formed on each of the upper electrode substrate 1A and the lower electrode substrate 1B are a plurality of parallel stripes (patterns) formed by patterning ITO.
When the substrate surface is viewed from a vertical direction, the upper alignment film 4A and the lower alignment film 4B are opposed to each other in a state where the upper electrode 2A and the lower electrode 2B are orthogonal to each other, and a liquid crystal phase 5 is sealed in a gap therebetween.

【0030】この液晶表示素子を製造する場合、先ず、
上電極基板1Aに厚さ0.1〜0.5μmのITO膜を
成膜し、その上にフォトレジストを塗布した後、所定の
マスクを介して露光し、現像する所謂フォトリソグラフ
ィー技法を用いてストライプ状の上電極2Aを形成す
る。
When manufacturing this liquid crystal display element, first,
A so-called photolithography technique is used in which an ITO film having a thickness of 0.1 to 0.5 μm is formed on the upper electrode substrate 1A, a photoresist is applied thereon, and then exposed through a predetermined mask and developed. A stripe-shaped upper electrode 2A is formed.

【0031】この実施例では、上下の電極の上に被覆す
る保護膜3A,3Bの材料として、半導体材料を用い
る。この半導体材料からなる保護膜3Aを0.5〜2.
0μmの厚さで上電極2Aを覆って成膜し、その上に上
配向膜4Aを成膜し、これをラビングして配向処理す
る。
In this embodiment, a semiconductor material is used as the material of the protective films 3A and 3B which cover the upper and lower electrodes. The protective film 3 </ b> A made of this semiconductor material has a thickness of 0.5 to 2.
A film is formed so as to cover the upper electrode 2A with a thickness of 0 μm, an upper alignment film 4A is formed thereon, and rubbing is performed to perform an alignment process.

【0032】同様に、下電極基板1Bに上電極2Aに対
して直交するストライプ状の下電極2Bを形成し、その
上に半導体からなる保護膜3Bを0.5〜2.0μmの
厚さで成膜し、さらに下配向膜4Bを形成してラビング
処理する。
Similarly, a stripe-shaped lower electrode 2B orthogonal to the upper electrode 2A is formed on the lower electrode substrate 1B, and a protective film 3B made of a semiconductor is formed thereon with a thickness of 0.5 to 2.0 μm. A film is formed, a lower alignment film 4B is formed, and a rubbing process is performed.

【0033】上記上保護膜3A、下保護膜3Bを構成す
る半導体材料としては、例えば有機高分子樹脂にアンチ
モン、亜鉛、錫、あるいはチタンの微粒子を混入し、成
膜後の比抵抗が107 〜108 Ω・cmとなるように調
合する。その誘電率は2〜20とする。
As a semiconductor material constituting the upper protective film 3A and the lower protective film 3B, for example, fine particles of antimony, zinc, tin, or titanium are mixed into an organic polymer resin, and the specific resistance after film formation is 10 7. Formulate so as to be 810 8 Ω · cm. The dielectric constant is 2 to 20.

【0034】なお、保護膜3A,3B上に成膜する上下
の配向膜4A,4Bの膜厚は約0..4〜0.07μm
である。
The upper and lower alignment films 4A and 4B formed on the protective films 3A and 3B have a thickness of about 0.5. . 4-0.07 μm
It is.

【0035】次に、上電極基板1Aの上配向膜4Aと下
電極基板1Bの下配向膜4Bとを所定の間隙で対向さ
せ、当該間隙に液晶を封入し、封入口を封止する。
Next, the upper alignment film 4A of the upper electrode substrate 1A and the lower alignment film 4B of the lower electrode substrate 1B are opposed to each other at a predetermined gap, liquid crystal is sealed in the gap, and the sealing opening is sealed.

【0036】このように構成した液晶表示素子は、同図
に示したように、電極のエッジ部における段差(同図で
は、下電極2Bについて示してあるが、上電極2Aにつ
いても同様)が保護膜を厚くすることによって緩和さ
れ、上記間隙、すなわち前記したセルギャップは、電極
部分でのD1と非電極部分でのセルギャップD3とで略
々等しくなる。
In the liquid crystal display device thus constructed, as shown in the figure, a step at the edge portion of the electrode (in the figure, the lower electrode 2B is shown, but the upper electrode 2A is also protected). The above-mentioned gap, that is, the above-mentioned cell gap is substantially equalized in the electrode portion D1 and the non-electrode portion D3 in the non-electrode portion.

【0037】この保護膜の厚さを厚くすることは、従来
の絶縁膜で厚く形成すると、前記したように電気光学的
特性が劣化するため不可能であったが、本実施例に示し
たような半導体材料を用いることで膜厚を大幅に増加さ
せることが可能となる。
It is not possible to increase the thickness of the protective film if the conventional insulating film is formed thick, because the electro-optical characteristics deteriorate as described above. However, as shown in this embodiment, By using a suitable semiconductor material, it is possible to greatly increase the film thickness.

【0038】図2は保護膜の厚さと透明電極の厚さの比
に対する透明電極の段差による保護膜表面の段差残留の
変化の説明図であって、横軸は保護膜の厚さt2 と透明
電極の厚さt1 の比(t2 /t1 )、縦軸は保護膜上の
段差の大小を示す。
FIG. 2 is a diagram for explaining the change in the residual step on the surface of the protective film due to the step of the transparent electrode with respect to the ratio of the thickness of the protective film to the thickness of the transparent electrode. The horizontal axis represents the thickness t 2 of the protective film. The ratio of the thickness t 1 of the transparent electrode (t 2 / t 1 ), and the vertical axis indicates the size of the step on the protective film.

【0039】図示したように、横軸は保護膜の厚さt2
と透明電極の厚さt1 の比が略1.0以上であれば保護
膜3A,3B上の段差に起因する光路長D3は略々D1
と同等になり、コントラストおよび色調のむら、プレチ
ルト角の変化が許容範囲となる。そして、上記(t2
1 )は高々2.0とすることで十分となる。
As shown, the horizontal axis represents the thickness t 2 of the protective film.
Protection If substantially 1.0 or higher ratio of the thickness t 1 of the transparent electrode film 3A, the optical path length due to the step on 3B D3 is approximately D1
, And variations in contrast and color tone, and changes in pretilt angle are within acceptable ranges. Then, the above (t 2 /
It is sufficient for t 1 ) to be at most 2.0.

【0040】図3は本発明による液晶表示素子の第2実
施例の構造を説明する要部断面模式図であって、本発明
をカラー液晶表示素子に適用した実施例である。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a main part of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, in which the present invention is applied to a color liquid crystal display device.

【0041】本実施例では、上電極基板1A側に遮光膜
(ブラックマトリクス)10で区画された複数のカラー
フィルタ11を形成し、その上に平滑層12を成膜した
後、上透明電極2Aをパターニングして形成されてい
る。下電極基板1Bの構成は前記図1と同様である。
In this embodiment, a plurality of color filters 11 partitioned by a light-shielding film (black matrix) 10 are formed on the upper electrode substrate 1A side, a smoothing layer 12 is formed thereon, and then the upper transparent electrode 2A is formed. Is formed by patterning. The configuration of the lower electrode substrate 1B is the same as that of FIG.

【0042】そして、上下の電極基板1A,1Bには、
図1では図示を省略した上下の位相差板13A,13B
と上下の偏光板14A,14Bを積層してある。その他
の構成は図1と同様である。
The upper and lower electrode substrates 1A, 1B are
In FIG. 1, upper and lower retardation plates 13A and 13B, not shown, are shown.
And upper and lower polarizing plates 14A and 14B. Other configurations are the same as those in FIG.

【0043】この実施例でも、上下の電極の上に被覆す
る保護膜3A,3Bの材料として、半導体材料を用い
る。この半導体材料からなる保護膜3Aを0.5〜2.
0μmの厚さで上電極2Aを覆って成膜されている。
Also in this embodiment, a semiconductor material is used as a material of the protective films 3A and 3B covering the upper and lower electrodes. The protective film 3 </ b> A made of this semiconductor material has a thickness of 0.5 to 2.
The film is formed so as to cover the upper electrode 2A with a thickness of 0 μm.

【0044】これにより、透明電極1A,1Bのエッジ
部分に存在する段差が低減され、保護膜3A,3Bを覆
って形成する配向膜の表面平滑度が向上する。そのた
め、液晶層5の厚みは略々均一となり、通過する光路長
の差が解消されてコントラストおよび色調のむらがなく
なると共に、プレチルト角の変化が起こらず、高品質の
カラー表示が得られる。
As a result, steps existing at the edge portions of the transparent electrodes 1A and 1B are reduced, and the surface smoothness of the alignment film formed to cover the protective films 3A and 3B is improved. Therefore, the thickness of the liquid crystal layer 5 becomes substantially uniform, the difference in the length of the light passing therethrough is eliminated, the contrast and color tone are not uneven, and the pretilt angle does not change, so that a high-quality color display can be obtained.

【0045】図4は本発明による液晶表示素子の構成部
材の相互配置を説明する模式的斜視図であって、液晶層
5を挟持する2枚の上下電極基板1A,1B間で液晶分
子が捩じれたらせん構造をなすように配向させる。この
らせん構造は、上下電極2A,2B上の液晶に接する、
例えばポリイミドからなる有機高分子樹脂からなる上下
配向膜4A,4Bの表面を、例えば布などで一方向にこ
する方法、所謂ラビングを施すことにより得られる。
FIG. 4 is a schematic perspective view for explaining the mutual arrangement of the constituent members of the liquid crystal display element according to the present invention. The liquid crystal molecules are twisted between the two upper and lower electrode substrates 1A and 1B sandwiching the liquid crystal layer 5. Orient so as to form a spiral structure. This helical structure contacts the liquid crystal on the upper and lower electrodes 2A and 2B,
For example, it can be obtained by rubbing the surface of the upper and lower alignment films 4A and 4B made of an organic polymer resin made of polyimide in one direction with, for example, a cloth or so-called rubbing.

【0046】このようにして配向処理された上下電極基
板1A,1Bをそれぞれのラビング方向が互いにほぼ1
80度から360度の範囲で交叉するように対向させ、
液晶を注入するための切り欠け部7Aを備えた枠状のシ
ール材7により接着し、その間隙に正の誘電異方性をも
ち旋光物質を所定量添加したネマチック液晶を封入する
と、液晶分子は上下電極基板1A,1B間でねじれ角を
持ったらせん構造の分子配列が形成される。
The rubbing directions of the upper and lower electrode substrates 1A and 1B, which have been subjected to the alignment treatment in this manner, are substantially equal to each other.
Facing each other so that they cross in the range of 80 degrees to 360 degrees,
When a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and having a predetermined amount of an optical rotation substance added thereto is sealed in a gap therebetween by sealing with a frame-shaped sealing material 7 having a cutout portion 7A for injecting the liquid crystal, the liquid crystal molecules become A helical molecular arrangement having a twist angle is formed between the upper and lower electrode substrates 1A and 1B.

【0047】このようにして構成された上電極基板1A
の上側に複屈折効果をもたらす部材として位相差板13
Aを設置し、さらにこの上に上偏光板14Aを積層す
る。
The upper electrode substrate 1A thus configured
Retardation plate 13 as a member for providing a birefringence effect above
A, and an upper polarizing plate 14A is further laminated thereon.

【0048】また、下電極基板1Bも同様に、下電極2
B上に下配向膜4Bを配置し、さらに下位相差板13B
と下偏光板14Bが設置される。なお、同図ではカラー
液晶表示素子とする場合のカラーフィルタ構造は図示を
省略してある。
Similarly, the lower electrode substrate 1B also has a lower electrode 2
B, a lower alignment film 4B is disposed on the lower retardation plate 13B.
And a lower polarizing plate 14B. It should be noted that a color filter structure for a color liquid crystal display element is not shown in FIG.

【0049】図5は本発明による第2実施例の液晶表示
素子の下電極基板の構成例を説明する部分破断した斜視
図であって、同一符号は同一部分に対応する。
FIG. 5 is a partially cutaway perspective view for explaining a configuration example of a lower electrode substrate of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals correspond to the same portions.

【0050】同図において、上基板1Aの内面にカラー
フィルタ11R,11G,11B、がブラックマトリク
ス10で区画されて形成され、その上に、これらのカラ
ーフィルタおよびブラックマトリクスの凹凸の影響を軽
減させるための絶縁物からなる平滑層12が被着されて
いる。そして、平滑層12上に上電極2Aおよび上配向
膜4Aが形成されている。
In the same figure, color filters 11R, 11G, 11B are formed on the inner surface of an upper substrate 1A by being partitioned by a black matrix 10, and the effects of these color filters and the unevenness of the black matrix are reduced thereon. Layer 12 made of an insulating material is applied. The upper electrode 2A and the upper alignment film 4A are formed on the smooth layer 12.

【0051】図6は本発明による液晶表示素子を用いて
構成した液晶モジュールの構成例を説明する分解斜視図
である。
FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining a configuration example of a liquid crystal module configured using the liquid crystal display device according to the present invention.

【0052】この液晶モジュールは、表示窓21を有す
るフレーム20、絶縁シート22、プリント基板23、
スペーサ24、液晶表示素子25、クッション材26、
バックライト27、導光体28、およびモールドフレー
ム29をこの順で積層してフレーム20とモールドフレ
ーム29で鋏込んで固定される。なお、30はバックラ
イト27に給電するための電源ソケットである。
This liquid crystal module comprises a frame 20 having a display window 21, an insulating sheet 22, a printed circuit board 23,
Spacer 24, liquid crystal display element 25, cushion material 26,
The backlight 27, the light guide 28, and the mold frame 29 are laminated in this order, and are fixed by scissors between the frame 20 and the mold frame 29. Reference numeral 30 denotes a power socket for supplying power to the backlight 27.

【0053】この形式では、液晶表示素子25とプリン
ト基板23とはテープキャリアパッケージで接続される
が、これに代えて液晶表示素子を構成する透明基板の周
辺部に直接駆動IC等を含む周辺回路を実装してもよ
い。
In this form, the liquid crystal display element 25 and the printed circuit board 23 are connected by a tape carrier package. Instead, a peripheral circuit including a driving IC or the like is directly provided on the periphery of the transparent substrate constituting the liquid crystal display element. May be implemented.

【0054】図7は本発明によ液晶表示素子を組み込ん
だ液晶モジュールを用いた電子機器の一例としてのラッ
プトップパソコンの斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a laptop personal computer as an example of an electronic apparatus using a liquid crystal module incorporating a liquid crystal display element according to the present invention.

【0055】このラップトップパソコンは本体部36と
モニター部32とからなり、モニター部には本発明によ
る液晶表示装置を組み込んだ液晶モジュール31を実装
している。なお、33は明るさボリウム、34はコトラ
ストボリウム、35は表示背景と画像の反転スイッチで
ある。
This laptop personal computer comprises a main body 36 and a monitor 32, and the monitor is equipped with a liquid crystal module 31 incorporating a liquid crystal display device according to the present invention. 33 is a brightness volume, 34 is a contrast volume, and 35 is a switch for inverting the display background and the image.

【0056】図8は図7に示したラップトップパソコン
における液晶表示装置のコントロール回路の概略ブロッ
ク図であって、本体部のマイクロプロセッサ36で処理
した結果をコントロール用LSI37を介して駆動用I
C39で液晶表示モジュールを駆動する。なお、RO
M,RAM等のメモリ38は表示の手順や表示データの
格納を行うものである。
FIG. 8 is a schematic block diagram of a control circuit of the liquid crystal display device in the laptop personal computer shown in FIG.
The liquid crystal display module is driven by C39. Note that RO
A memory 38 such as an M or a RAM stores display procedures and display data.

【0057】上記した実施例によれば、コントラスト比
が大きく、中間調表示が優れたラップトップパソコンを
提供できる。
According to the above-described embodiment, a laptop personal computer having a large contrast ratio and excellent halftone display can be provided.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体材料からなる保護膜を透明電極の膜厚以上とした
ことで当該透明電極のエッジ部に起因する配向膜の段差
を低減して平坦化でき、従来の製造工程を変更すること
なく低コスト、かつ光学特性の良好な液晶表示素子を提
供することができる。
As described above, according to the present invention,
By making the protective film made of a semiconductor material equal to or larger than the thickness of the transparent electrode, the level difference of the alignment film caused by the edge of the transparent electrode can be reduced and flattened, and the cost can be reduced without changing the conventional manufacturing process. In addition, a liquid crystal display device having good optical characteristics can be provided.

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

【図1】本発明による液晶表示素子の第1実施例の構造
を説明する要部断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an essential part for explaining the structure of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】保護膜の厚さと透明電極の厚さの比に対する透
明電極の段差による保護膜表面の段差残留の変化の説明
図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a change in a residual step on the surface of a protective film due to a step of a transparent electrode with respect to a ratio of a thickness of a protective film to a thickness of a transparent electrode.

【図3】本発明による液晶表示素子の第2実施例の構造
を説明する要部断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a principal part explaining the structure of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図4】本発明による液晶表示素子の構成部材の相互配
置を説明する模式的斜視図である。
FIG. 4 is a schematic perspective view illustrating the mutual arrangement of components of the liquid crystal display element according to the present invention.

【図5】本発明による第2実施例の液晶表示素子の下電
極基板の構成例を説明する部分破断した斜視図である。
FIG. 5 is a partially broken perspective view illustrating a configuration example of a lower electrode substrate of a liquid crystal display element according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明による液晶表示素子を用いて構成した液
晶モジュールの構成例を説明する分解斜視図である。
FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of a liquid crystal module configured using the liquid crystal display element according to the present invention.

【図7】本発明によ液晶表示素子を組み込んだ液晶モジ
ュールを用いた電子機器の一例としてのラップトップパ
ソコンの斜視図である。
FIG. 7 is a perspective view of a laptop personal computer as an example of an electronic apparatus using a liquid crystal module incorporating a liquid crystal display element according to the present invention.

【図8】図7に示したラップトップパソコンにおける液
晶表示装置のコントロール回路の概略ブロック図であ
る。
8 is a schematic block diagram of a control circuit of the liquid crystal display device in the laptop personal computer shown in FIG.

【図9】従来の液晶表示素子の構成例を説明する要部断
面模式図である。
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a main part illustrating a configuration example of a conventional liquid crystal display element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1A 上電極基板 1B 下電極基板 2A 上電極 2B 下電極 3A 上保護膜 3B 下保護膜 4A 上配向膜 4B 下配向膜 5 液晶層、 7 シール材 10 遮光膜(ブラックマトリクス) 11 カラーフィルタ 12 平滑層 13A 上位相差板 13B 下位相差板 14A 上偏光板 14B 下偏光板。 20 フレーム 21 表示窓 22 絶縁シート 23 プリント基板 24 スペーサ 25 液晶表示素子 26 クッション材 27 バックライト 28 導光体 29 モールドフレーム 30 電源ソケット。 Reference Signs List 1A Upper electrode substrate 1B Lower electrode substrate 2A Upper electrode 2B Lower electrode 3A Upper protective film 3B Lower protective film 4A Upper alignment film 4B Lower alignment film 5 Liquid crystal layer, 7 Sealing material 10 Light shielding film (black matrix) 11 Color filter 12 Smooth layer 13A Upper retardation plate 13B Lower retardation plate 14A Upper polarizing plate 14B Lower polarizing plate. Reference Signs List 20 frame 21 display window 22 insulating sheet 23 printed board 24 spacer 25 liquid crystal display element 26 cushion material 27 backlight 28 light guide 29 mold frame 30 power socket.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一対の透明基板のそれぞれに平行に形成し
た複数の透明電極と、透明電極に被覆した保護膜および
保護膜上に形成した配向膜とを有し、前記一対の透明基
板の各透明電極が交差する如く前記各配向膜を対向させ
た間隙に液晶層を挟持させてなる液晶表示素子におい
て、 前記保護膜の厚さを前記透明電極の厚さの以上としたこ
とを特徴とする液晶表示素子。
A plurality of transparent electrodes formed in parallel with each of the pair of transparent substrates; a protective film covering the transparent electrodes; and an alignment film formed on the protective film. In a liquid crystal display element in which a liquid crystal layer is sandwiched between gaps in which the respective alignment films face each other so that transparent electrodes intersect, the thickness of the protective film is set to be equal to or greater than the thickness of the transparent electrode. Liquid crystal display element.
【請求項2】一対の透明基板の一方に遮光膜で区画した
複数色のカラーフィルタと、カラーフィルタを覆って成
膜した平滑層と、平滑層上に形成した透明電極と、透明
電極に被覆した保護膜および保護膜上に形成した配向膜
とを有し、他方に透明電極と、透明電極上に形成した保
護膜と保護膜上に形成した配向膜とを有し、前記一対の
透明基板の各透明電極が交差する如く各配向膜を対向さ
せた間隙に液晶層を挟持させてなるカラー対応の液晶表
示素子において、 前記保護膜の厚さを前記透明電極の厚さの以上としたこ
とを特徴とする液晶表示素子。
2. A color filter of a plurality of colors partitioned by a light-shielding film on one of a pair of transparent substrates, a smooth layer formed to cover the color filter, a transparent electrode formed on the smooth layer, and a cover of the transparent electrode. A transparent electrode, a protective film formed on the transparent electrode and an alignment film formed on the protective film, and the pair of transparent substrates. In a color-compatible liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched in a gap in which respective alignment films are opposed to each other such that the transparent electrodes cross each other, the thickness of the protective film is set to be equal to or greater than the thickness of the transparent electrode. A liquid crystal display device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】請求項1または2において、前記保護膜の
比誘電率が2〜20、比抵抗が107 〜108 Ω・cm
としたことを特徴とする液晶表示素子。
3. The protective film according to claim 1, wherein the protective film has a relative dielectric constant of 2 to 20 and a specific resistance of 10 7 to 10 8 Ω · cm.
A liquid crystal display device, characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9417481B2 (en) 2013-08-07 2016-08-16 Samsung Display Co., Ltd. Liquid crystal display

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