JPH1130788A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JPH1130788A
JPH1130788A JP18402697A JP18402697A JPH1130788A JP H1130788 A JPH1130788 A JP H1130788A JP 18402697 A JP18402697 A JP 18402697A JP 18402697 A JP18402697 A JP 18402697A JP H1130788 A JPH1130788 A JP H1130788A
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JP
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liquid crystal
substrate
counter electrode
insulating film
color filter
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Rieko Iida
理恵子 飯田
Tatsuo Saishiyu
達夫 最首
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a leakage current between an upper and lower substrates, without increase in the driving voltage or deterioration of the image display performance, by forming an insulation film selectively in the prescribed area only of the counter electrode. SOLUTION: On the oppositely facing substrate 110, a color filter is formed consisting of a color part 109 and a black matrix 115; on the color filter, successively, the counter electrode 116 comprising ITO is formed, as are an insulation film 117 for preventing leakage between the electrodes provided on the upper and lower substrates, and an oriented film 118. In this case, the counter electrode 116 and the oriented film 118 are provided on the entire surface, but the insulation film 117 are only on the part oppositely facing the source electrode 105 and the drain electrode 106 on a TFT array substrate 101. Thus, by providing the insulation film 17 selectively in the area other than the pixel opening part, problems can be avoided such as increase in the driving voltage or deterioration of the display characteristic, and also a leakage current between the substrates can be effectively prevented.

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、液晶表示装置に係
り、特に、セルギャップが狭く設定されている液晶表示
装置に関する。
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a narrow cell gap.

【0002】[0002]

【従来の技術】強誘電性液晶、反強誘電性液晶のような
大きな自発分極を有するスメクチック系液晶材料は、表
面安定化表示モードにおいて、高速応答性、広視野角を
示すという特徴を有することから、次世代の液晶表示素
子の材料として期待されている。特に近年では、アクテ
ィブマトリクスと組み合わせて動画表示を行うことも多
く試みられている。
2. Description of the Related Art A smectic liquid crystal material having a large spontaneous polarization, such as a ferroelectric liquid crystal and an antiferroelectric liquid crystal, has characteristics of exhibiting high-speed response and a wide viewing angle in a surface stabilized display mode. Therefore, it is expected as a material for a next-generation liquid crystal display device. Particularly in recent years, many attempts have been made to display moving images in combination with an active matrix.

【0003】ところが、このような大きな自発分極を有
する液晶材料は、誘電率が数十〜数千と、ネマチック系
材料と比較して非常に大きいことから、これまでのネマ
チック系液晶材料を使用した液晶表示素子ではほとんど
影響の無かった配向膜の厚みなどが、その表示性能に大
きく関わることが判明した。すなわち、画素電極と対向
電極の間に電場を印加すると、電場は、液晶層そのもの
に加え、液晶セルを構成する配向膜や絶縁膜といった、
画素電極と対向電極の間にある電気的に直列に配列され
たすべての周辺部材に分圧される。
However, a liquid crystal material having such a large spontaneous polarization has a dielectric constant of several tens to several thousands, which is very large as compared with a nematic material, so that a conventional nematic liquid crystal material is used. It has been found that the thickness of the alignment film, which has almost no effect on the liquid crystal display element, greatly affects the display performance. That is, when an electric field is applied between the pixel electrode and the counter electrode, the electric field is applied not only to the liquid crystal layer itself, but also to the alignment film and the insulating film constituting the liquid crystal cell.
The voltage is divided by all the peripheral members electrically arranged in series between the pixel electrode and the counter electrode.

【0004】ネマチック系の液晶材料の場合、配向膜に
多用される有機高分子材料や絶縁膜を構成する酸化物無
機材料は、液晶材料とほぼ同じオーダーの誘電率を有す
るものの、液晶層の厚みが配向膜や絶縁膜の厚みの総和
に対して50倍前後と厚いことから、その影響は殆ど無
いといえる。しかしながら、誘電率の大きなスメクチッ
ク材料の場合には、配向膜などの周辺部材への分圧を無
視することはできない。
In the case of a nematic liquid crystal material, an organic polymer material often used for an alignment film and an oxide / inorganic material constituting an insulating film have a dielectric constant of almost the same order as that of the liquid crystal material, but the thickness of the liquid crystal layer is small. Is about 50 times as large as the total thickness of the alignment film and the insulating film, it can be said that there is almost no influence. However, in the case of a smectic material having a large dielectric constant, a partial pressure on a peripheral member such as an alignment film cannot be ignored.

【0005】一方、これら大きな自発分極を有する液晶
材料を液晶表示素子に用いる場合には、表面安定化(S
urface Stabirized)状態をとる必要
がある。これは材料由来の螺旋構造を、セルギャップを
薄くすることにより強制的にほどくものである。この場
合、セルギャップは、複屈折モードによる表示性能との
兼ね合いから、2μm前後に設定されることが多い。こ
のため、一般的なTFT−TNセル(セルギャップ5μ
m前後)では何ら問題がなかったカラーフィルタの突起
や、セル組立て工程でのゴミかみ、スペーサーによるア
レイ配線などの欠損等により、セル上下基板間でリーク
電流が発生し、それによって表示不良が多発してしま
う。
On the other hand, when a liquid crystal material having such a large spontaneous polarization is used for a liquid crystal display device, the surface stability (S
(urface Stabilized) state. This is to forcibly unwind the helical structure derived from the material by reducing the cell gap. In this case, the cell gap is often set to about 2 μm in consideration of the display performance in the birefringence mode. For this reason, a general TFT-TN cell (cell gap 5 μm)
(around m), there was no problem at all. Leakage current occurred between the cell upper and lower substrates due to the protrusion of the color filter, dust in the cell assembling process, and loss of array wiring by spacers, etc. Resulting in.

【0006】この上下基板間でのリーク電流を防止する
目的で、一般にはカラーフィルタ側の対向電極上に、無
機材料による絶縁膜が全面にわたって設けられる。この
ような従来の液晶セルの構造の断面を図4に示す。
In order to prevent the leakage current between the upper and lower substrates, an insulating film made of an inorganic material is generally provided on the entire surface of the counter electrode on the color filter side. FIG. 4 shows a cross section of the structure of such a conventional liquid crystal cell.

【0007】図4に示す従来の液晶セルにおいては、ガ
ラスやプラスチックからなる基板301上に、ゲート電
極302、ゲート絶縁膜303を介して半導体膜304
が形成され、この半導体膜304上に、ソース電極30
5とドレイン電極306が形成され、これらによってT
FTが構成されている。このTFTのドレイン電極30
6には、ITO(Indium Tin Oxide)
からなる画素電極307が接続されている。さらに、こ
れらTFTおよび画素電極307上には、配向膜308
が形成されている。
In the conventional liquid crystal cell shown in FIG. 4, a semiconductor film 304 is formed on a substrate 301 made of glass or plastic via a gate electrode 302 and a gate insulating film 303.
Is formed, and the source electrode 30 is formed on the semiconductor film 304.
5 and a drain electrode 306 are formed.
The FT is configured. The drain electrode 30 of this TFT
6 is ITO (Indium Tin Oxide)
Is connected. Further, an alignment film 308 is formed on the TFT and the pixel electrode 307.
Are formed.

【0008】対向する基板310上には、色部309と
ブラックマトリクス315からなるカラーフィルタが形
成され、その上に順に、ITOからなる対向電極31
6、上下基板上に設けられた電極間でのリークを防ぐた
めの無機材料からなる絶縁膜317、配向膜318が全
面に形成されている。
A color filter composed of a color portion 309 and a black matrix 315 is formed on the opposing substrate 310, and a color filter 31 made of ITO is formed thereon in that order.
6. An insulating film 317 and an alignment film 318 made of an inorganic material for preventing leakage between electrodes provided on the upper and lower substrates are formed on the entire surface.

【0009】以上のようなTFTアレイ基板301とカ
ラーフィルタ基板310は、スペーサ312を介して対
向配置され、これらの間には大きな自発分極を持つ液晶
層311が挟持されている。TFT基板301とカラー
フィルタ基板310の対向面とは反対側の面には、それ
ぞれ偏光子313,314がクロスニコル状態に配置さ
れている。
The above-described TFT array substrate 301 and color filter substrate 310 are arranged to face each other with a spacer 312 interposed therebetween, and a liquid crystal layer 311 having a large spontaneous polarization is sandwiched between them. Polarizers 313 and 314 are arranged in a crossed Nicols state on the surfaces of the TFT substrate 301 and the color filter substrate 310 opposite to the opposing surfaces.

【0010】以上のように構成される液晶セルにおい
て、カラーフィルタ基板310の全面には絶縁膜317
が設けられている。この絶縁膜317は、両基板間のシ
ョート防止には効果的であるが、画素電極に印加された
画素電位が、この絶縁膜317にも分圧されるため、液
晶層311に効果的な電圧を印加することができず、結
果的に駆動電圧の増加を引き起こしてしまうという問題
があった。
In the liquid crystal cell configured as described above, the insulating film 317 is formed on the entire surface of the color filter substrate 310.
Is provided. The insulating film 317 is effective in preventing short circuit between the two substrates, but since the pixel potential applied to the pixel electrode is also divided into the insulating film 317, an effective voltage is applied to the liquid crystal layer 311. Cannot be applied, resulting in a problem that the driving voltage is increased.

【0011】また、最近になって、コレステリック液晶
の選択反射を利用した液晶表示装置においても、その駆
動電圧を低減させる目的でセルギャップを狭く設定する
傾向にある。メモリー特性を有するこの液晶表示装置に
おいては、表示画像保持期間に電場を印加する必要が無
いことから、駆動電圧の低減が見込まれているものの、
書換時の電圧は、一般的なTFT−TNパネルと比較し
て高い電圧を要する。この書換時の電圧を効率よく印加
するためにも、対向電極の全面に絶縁膜を設けることは
好ましくない。
In recent years, a liquid crystal display device utilizing selective reflection of cholesteric liquid crystal also tends to set a narrow cell gap in order to reduce the driving voltage. In this liquid crystal display device having memory characteristics, since it is not necessary to apply an electric field during the display image holding period, although the drive voltage is expected to be reduced,
A rewriting voltage requires a higher voltage than a general TFT-TN panel. In order to efficiently apply the rewriting voltage, it is not preferable to provide an insulating film on the entire surface of the counter electrode.

【0012】この問題を解決する方法として、第1の信
号線に対向する対向電極をパターニングするという方法
が提案されている(特願平7−92489号)。この構
造の液晶セルの断面を図5に示す。この液晶セルでは、
凸状の構造であるソース電極305とドレイン電極30
6に対向する対向電極316をパターニングすること
で、両基板間のショートを防止している。
As a method for solving this problem, a method has been proposed in which a counter electrode facing the first signal line is patterned (Japanese Patent Application No. 7-92489). FIG. 5 shows a cross section of a liquid crystal cell having this structure. In this liquid crystal cell,
The source electrode 305 and the drain electrode 30 having a convex structure
By patterning the opposing electrode 316 facing 6, a short circuit between both substrates is prevented.

【0013】また、図5に示す液晶セルでは、これに加
え、凸状の構造である信号線(図示せず)に対向する対
向電極316の部分についてもパターニングすることが
多い。信号線に対向する対向電極は、レジストを用いた
エッチング等の手法によりITOを取り除くことによっ
てパターニングすることができる。ところが、このよう
な対向電極では、抵抗値が高くなるため、しばしばクロ
ストーク等の画像表示上の問題を引き起こしてしまう。
In addition, in the liquid crystal cell shown in FIG. 5, in addition to this, the portion of the counter electrode 316 facing a signal line (not shown) having a convex structure is often patterned. The counter electrode facing the signal line can be patterned by removing ITO by a technique such as etching using a resist. However, such a counter electrode has a high resistance value, and often causes problems on image display such as crosstalk.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みなされたもので、セルギャップの狭い液晶表示装
置において、駆動電圧の増加や画像表示性能の低下を伴
うことなく、上下基板間でのリーク電流を防止した液晶
表示装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has been made in view of the above-mentioned problem. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device in which a leak current is prevented.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、対向電極の
全面にではなく、対向電極の所定の領域にのみ、選択的
に絶縁膜を形成することにより、セルギャップが狭くて
も、駆動電圧の増加や画像表示性能の低下を伴うことな
く、上下基板間でのリーク電流を防止することが出来る
ことを見出した。本発明は、かかる知見に基づくもので
ある。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present inventors have made intensive studies and as a result, have selectively insulated only a predetermined region of the counter electrode, not the entire surface of the counter electrode. It has been found that by forming a film, even if the cell gap is narrow, it is possible to prevent a leak current between the upper and lower substrates without increasing the driving voltage or lowering the image display performance. The present invention is based on such findings.

【0016】即ち、本発明(請求項1)は、複数の走査
線、複数の信号線、これら走査線と信号線の交点付近に
形成された複数のスイッチング素子、およびこのスイッ
チング素子に接続された画素電極とを有する第1の基板
と、対向電極、及びこの対向電極上に形成された絶縁膜
とを有し、前記第1の基板に対向して配置された第2の
基板と、前記第1および第2の基板間に挟持された液晶
層とを具備し、前記絶縁膜は、前記画素電極に対向しな
い前記対向電極上の領域に選択的に形成されていること
を特徴とする液晶表示装置を提供する。
That is, according to the present invention (claim 1), a plurality of scanning lines, a plurality of signal lines, a plurality of switching elements formed near intersections of the scanning lines and the signal lines, and the switching elements are connected to the switching elements. A first substrate having a pixel electrode, a counter electrode, and an insulating film formed on the counter electrode; a second substrate disposed opposite to the first substrate; A liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, wherein the insulating film is selectively formed in a region on the counter electrode not facing the pixel electrode. Provide equipment.

【0017】また、本発明(請求項2)は、複数の走査
線、複数の信号線、これら走査線と信号線の交点付近に
形成された複数のスイッチング素子、およびこのスイッ
チング素子に接続された画素電極とを有する第1の基板
と、対向電極、及びこの対向電極上に形成された絶縁膜
とを有し、前記第1の基板に対向して配置された第2の
基板と、前記第1および第2の基板間に挟持された液晶
層とを具備し、前記絶縁膜は、前記スイッチング素子に
対向する前記対向電極上の領域に選択的に形成されてい
ることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
Further, according to the present invention (claim 2), a plurality of scanning lines, a plurality of signal lines, a plurality of switching elements formed near intersections of the scanning lines and the signal lines, and a plurality of switching elements connected to the switching elements. A first substrate having a pixel electrode, a counter electrode, and an insulating film formed on the counter electrode; a second substrate disposed opposite to the first substrate; A liquid crystal layer sandwiched between a first substrate and a second substrate, wherein the insulating film is selectively formed in a region on the counter electrode facing the switching element. Provide equipment.

【0018】更に、本発明(請求項3)は、複数の走査
線、複数の信号線、これら走査線と信号線の交点付近に
形成された複数のスイッチング素子、およびこのスイッ
チング素子に接続された画素電極とを有する第1の基板
と、対向電極、及びこの対向電極上に形成された絶縁膜
とを有し、前記第1の基板に対向して配置された第2の
基板と、前記第1および第2の基板間に挟持された液晶
層とを具備し、前記絶縁膜は、前記信号線または走査線
に対向する前記対向電極上の領域に選択的に形成されて
いることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
Further, according to the present invention (claim 3), a plurality of scanning lines, a plurality of signal lines, a plurality of switching elements formed near the intersection of the scanning lines and the signal lines, and the switching elements are connected. A first substrate having a pixel electrode, a counter electrode, and an insulating film formed on the counter electrode; a second substrate disposed opposite to the first substrate; A liquid crystal layer sandwiched between first and second substrates, wherein the insulating film is selectively formed in a region on the counter electrode facing the signal line or the scanning line. To provide a liquid crystal display device.

【0019】本発明の液晶表示装置において、絶縁膜が
形成される対向電極上の領域は、第1の基板、即ちアレ
イ基板上の凸状部に対向する領域である。この領域は、
カラーフィルタの開口部以外の領域に相当する。より具
体的には、この領域は、スイッチング素子および信号線
に対向する対向電極上の領域またはその近傍であり、ま
たは前記スイッチング素子に対向する対向電極上の領域
またはその近傍である。
In the liquid crystal display device of the present invention, the region on the counter electrode where the insulating film is formed is a region facing the convex portion on the first substrate, that is, the array substrate. This area is
This corresponds to a region other than the opening of the color filter. More specifically, this region is a region on the counter electrode facing the switching element and the signal line or in the vicinity thereof, or is a region on the counter electrode facing the switching element or in the vicinity thereof.

【0020】絶縁膜としては、SiO2 やSiNのよう
な無機絶縁膜でも、レジストのような有機絶縁膜であっ
てもよい。その膜厚は、特に限定されないが、一般に
は、0.05〜0.5μmが好ましい。
The insulating film may be an inorganic insulating film such as SiO 2 or SiN or an organic insulating film such as a resist. The film thickness is not particularly limited, but is generally preferably 0.05 to 0.5 μm.

【0021】絶縁膜の選択的な形成方法も、特に限定さ
れず、様々な方法により可能である。例えば、スパッタ
リングやCVDにより成膜した後、ホトリソグラフィー
によりパターニングすることにより選択的に形成するこ
とができる。また、所定のマスクを用いてスパッタリン
グを行うマスクスパッタ法により、選択的に形成するこ
とも可能である。
The method for selectively forming the insulating film is not particularly limited, and various methods can be used. For example, after the film is formed by sputtering or CVD, it can be selectively formed by patterning by photolithography. Alternatively, it can be selectively formed by a mask sputtering method in which sputtering is performed using a predetermined mask.

【0022】本発明は、4.5μm以下、好ましくは3
μm以下の狭いセルギャップの液晶表示装置に対し、特
に好適に適用可能である。なお、液晶材料は、特に限定
されないが、セルギャップを狭くする必要のある液晶表
示装置の中でも、大きな自発分極を有するスメクチック
液晶を用いた場合、およびコレステリック液晶の選択反
射を利用する場合に、効果的に液晶層に電圧を印加でき
るという点で、特に好適である。
According to the present invention, the thickness is preferably 4.5 μm or less, and
The present invention is particularly suitably applicable to a liquid crystal display device having a narrow cell gap of μm or less. The liquid crystal material is not particularly limited, but among liquid crystal display devices that require a narrow cell gap, an effect is obtained when a smectic liquid crystal having a large spontaneous polarization is used and when selective reflection of a cholesteric liquid crystal is used. This is particularly preferable in that a voltage can be applied to the liquid crystal layer.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。なお、簡単のために、大きな自発分極を有
するスメクチック系液晶材料を使用した液晶表示素子に
ついて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. For simplicity, a liquid crystal display element using a smectic liquid crystal material having a large spontaneous polarization will be described.

【0024】大きな自発分極を有するスメクチック系液
晶材料を使用した液晶表示素子では、SS状態をとるた
めに、通常、セルギャップを2μm前後に設定するが、
これによりアクティブ素子と配線を設けた第1の基板
と、画素電極に対向する対向電極を設けた第2の基板の
間でのリークを防ぐために、第2の基板の対向電極上に
絶縁膜を設けることが有効であることが分かっている。
In a liquid crystal display device using a smectic liquid crystal material having a large spontaneous polarization, the cell gap is usually set to about 2 μm in order to take the SS state.
Accordingly, in order to prevent leakage between the first substrate provided with the active element and the wiring and the second substrate provided with the counter electrode facing the pixel electrode, an insulating film is formed on the counter electrode of the second substrate. Provision has been found to be effective.

【0025】さらに、本発明者らの研究の結果、第1の
基板で凸状の電気配線部分と第2の基板の対向電極の間
でのシュートが原因のリークが多いことが判明した。具
体的には、逆スタガ構造のTFTと対向電極、または信
号線と対向電極の間で発生することが多い。更に、画素
電極に対向する部分に設けられた絶縁膜は、液晶層に印
加されるべき画素電圧の分圧を引き起こすことにより、
駆動電圧の増加を引き起こすことも確認された。
Further, as a result of the study of the present inventors, it has been found that a large amount of leakage is caused by a chute between the convex electric wiring portion on the first substrate and the counter electrode of the second substrate. Specifically, it often occurs between a TFT having an inverted stagger structure and a counter electrode or between a signal line and a counter electrode. Further, the insulating film provided in a portion facing the pixel electrode causes a partial pressure of a pixel voltage to be applied to the liquid crystal layer,
It was also confirmed that the driving voltage was increased.

【0026】図1に、本発明の液晶表示装置の第1の基
板の膜面からみた図を示す。図1で示した構造では、画
素電極1には、信号線2からアクティブ素子を経由して
画素電電位が供給されるようになっている。アクティブ
素子のスイッチングは、ゲート線3から供給される電位
によって行われる。ここで、アクティブ素子は、ソース
4、ドレイン5、およびゲート6により構成される薄膜
トランジスタ(TFT)である。このTFTが逆スタガ
構造をとっていることから、第1の基板上に設けられた
各構造のうち、ソース4、ドレイン5は特に凸状の構造
になっており、信号線2がこれに続く。
FIG. 1 is a view of the liquid crystal display device of the present invention as viewed from the film surface of the first substrate. In the structure shown in FIG. 1, a pixel electric potential is supplied to the pixel electrode 1 from the signal line 2 via the active element. Switching of the active element is performed by a potential supplied from the gate line 3. Here, the active element is a thin film transistor (TFT) composed of a source 4, a drain 5, and a gate 6. Since the TFT has an inverted staggered structure, the source 4 and the drain 5 among the structures provided on the first substrate have a particularly convex structure, and the signal line 2 follows the structure. .

【0027】本発明では、このような構造的に凸状にな
っている部分に対向する対向電極上に、絶縁膜を設けて
いる。図2は、本発明の一実施形態に係る液晶表示素子
の構造の断面を示す。この断面は、図1の第1の基板の
A−A′線断面、およびこれに対応する第2の基板の断
面に相当する。
According to the present invention, an insulating film is provided on the counter electrode facing the structurally convex portion. FIG. 2 shows a cross section of the structure of the liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention. This cross section corresponds to a cross section taken along line AA ′ of the first substrate in FIG. 1 and a corresponding cross section of the second substrate.

【0028】図2に示す液晶表示素子においては、ガラ
スやプラスチックからなる基板101上に、ゲート電極
102、ゲート絶縁膜103を介して半導体膜104が
形成され、この半導体膜104上に、ソース電極105
とドレイン電極106が形成され、これらによってTF
Tが構成されている。このTFTのドレイン電極106
には、ITOからなる画素電極107が接続されてい
る。さらに、これらTFTおよび画素電極107上に
は、配向膜108が形成されている。
In the liquid crystal display element shown in FIG. 2, a semiconductor film 104 is formed on a substrate 101 made of glass or plastic via a gate electrode 102 and a gate insulating film 103, and a source electrode is formed on the semiconductor film 104. 105
And a drain electrode 106 are formed.
T is configured. The drain electrode 106 of this TFT
Is connected to a pixel electrode 107 made of ITO. Further, an alignment film 108 is formed on the TFT and the pixel electrode 107.

【0029】対向する基板110上には、色部109と
ブラックマトリクス115からなるカラーフィルタが形
成され、その上に順に、ITOからなる対向電極11
6、上下基板上に設けられた電極間でのリークを防ぐた
めの絶縁膜117、配向膜118が形成されている。こ
の場合、対向電極116および配向膜118は全面に設
けられているが、絶縁膜117は、TFTアレイ基板1
01上のソース電極105とドレイン電極106に対向
する部分にのみ設けられている。
A color filter composed of a color portion 109 and a black matrix 115 is formed on an opposite substrate 110, and a counter electrode 11 made of ITO is formed thereon in that order.
6. An insulating film 117 for preventing leakage between electrodes provided on the upper and lower substrates and an alignment film 118 are formed. In this case, the counter electrode 116 and the alignment film 118 are provided on the entire surface, but the insulating film 117 is formed on the TFT array substrate 1.
01 is provided only in a portion facing the source electrode 105 and the drain electrode 106.

【0030】以上のようなTFTアレイ基板101とカ
ラーフィルタ基板110は、スペーサ112を介して対
向配置され、これらの間には大きな自発分極を持つ液晶
層111が挟持されている。TFT基板101とカラー
フィルタ基板110の対向面とは反対側の面には、それ
ぞれ偏光子113,114がクロスニコル状態に配置さ
れている。
The TFT array substrate 101 and the color filter substrate 110 as described above are opposed to each other with a spacer 112 interposed therebetween, and a liquid crystal layer 111 having a large spontaneous polarization is sandwiched between them. Polarizers 113 and 114 are arranged in a crossed Nicols state on the surface of the TFT substrate 101 and the color filter substrate 110 on the surface opposite to the facing surface.

【0031】ここで、スペーサ112は、セルギャップ
を一定に保つために基板上に分散されたスペーサーボー
ルであるが、柱状のスペーサーでも構わない。ただし、
スペーサーボール密度は、100個/mm2 以下である
ことが好ましい。スペーサーボールは直径が1.5μm
以上2.5μm以下のものを使用する。
Here, the spacers 112 are spacer balls dispersed on the substrate in order to keep the cell gap constant, but may be columnar spacers. However,
The spacer ball density is preferably 100 balls / mm 2 or less. Spacer balls have a diameter of 1.5 μm
A material having a thickness of not less than 2.5 μm is used.

【0032】以上のように構成される図2に示す液晶表
示素子は、図4に示す従来の液晶表示素子で設けられて
いる絶縁膜を、対向電極116のうち、凸状の構造であ
るソース電極105とドレイン電極106に対向する部
分にのみ設けている。この構造は、対向電極のパターニ
ングを行なうものではないので、クロストークなどの電
荷供給能力不足に由来する表示性能上の問題を引き起こ
すことはない。
In the liquid crystal display element shown in FIG. 2 configured as described above, the insulating film provided in the conventional liquid crystal display element shown in FIG. It is provided only in a portion facing the electrode 105 and the drain electrode 106. Since this structure does not perform patterning of the counter electrode, it does not cause a problem in display performance due to insufficient charge supply capability such as crosstalk.

【0033】なお、図1に示す信号線2に対向する対向
電極上はもちろん、画素開口部を除く領域であれば、基
本的に絶縁膜117を設けることは可能であり、かつこ
の領域に設けられた絶縁膜117は、両基板間のショー
トの防止に有効である。このような構造によると、図4
に示す構造で生じた駆動電圧の上昇や図5に示す構造で
生じた表示性能低下の問題を回避することができる。
The insulating film 117 can be basically provided not only on the counter electrode facing the signal line 2 shown in FIG. 1 but also in a region excluding the pixel opening. The insulating film 117 thus formed is effective in preventing a short circuit between the two substrates. According to such a structure, FIG.
5 can be avoided, and the problem of display performance deterioration caused by the structure shown in FIG. 5 can be avoided.

【0034】以下、大きな自発分極を有するスメクチッ
ク液晶材料を用い、対向電極上の、TFT基板上の凸状
の構造に対向する部分にのみ絶縁膜を設けた、本発明の
液晶表示素子の種々の実施例を示す。なお、これら実施
例は、本発明の理解を容易にする目的で記載されるもの
であり、本発明の主旨を変えない範囲で種々変更おぴょ
び修正は可能である。
Hereinafter, various types of the liquid crystal display device of the present invention using a smectic liquid crystal material having a large spontaneous polarization and providing an insulating film only on a portion of the counter electrode facing the convex structure on the TFT substrate. An example will be described. These embodiments are described for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0035】(実施例1)図3に、本発明の第1の実施
例に係る、アレイ基板上に設けられたアクティブマトリ
クスを構成する画素の概要を示す。なお、図では、補助
容量は省略されている。
(Embodiment 1) FIG. 3 shows an outline of a pixel constituting an active matrix provided on an array substrate according to a first embodiment of the present invention. Note that, in the figure, the auxiliary capacitance is omitted.

【0036】本実施例で用いたアレイ基板は、VGA仕
様となっており、ITOからなる画素電極201が縦に
640個、横に(480×3)個配列している。各画素
電極には、スイッチング素子であるTFTが設けられ、
このTFTにゲート電圧を供給するゲート線202と、
信号電圧を供給する信号線203がマトリクス状に配線
されている。TFTは、ソース204、ゲート205お
よびドレイン206の3端子により構成されている。
The array substrate used in this embodiment conforms to the VGA specification, in which 640 pixel electrodes 201 composed of ITO are arranged vertically and (480 × 3) horizontally. Each pixel electrode is provided with a TFT which is a switching element,
A gate line 202 for supplying a gate voltage to the TFT;
Signal lines 203 for supplying signal voltages are arranged in a matrix. The TFT includes three terminals, a source 204, a gate 205, and a drain 206.

【0037】以上のようなアレイ基板と、カラーフィル
ター基板とを対向させて組合せ、図2に示すような液晶
セルが構成される。なお、図2では、TFTに対応する
位置にブラックマトリクス115が設けられているが、
図3では、点線207がブラックマトリクス端を示す。
A liquid crystal cell as shown in FIG. 2 is constructed by combining the above array substrate and the color filter substrate so as to face each other. In FIG. 2, the black matrix 115 is provided at a position corresponding to the TFT.
In FIG. 3, a dotted line 207 indicates a black matrix end.

【0038】図2に示す液晶表示素子を以下のようにし
て作製した。色部109とブラックマトリクス115か
らなるカラーフィルタと、ITOからなる対向電極11
6とが形成されたガラス基板(カラーフィルタ基板11
0)を準備し、このカラーフィルタ基板110の対向電
極116上に、図3に示すブラックマトリクス端207
の3μm内側の領域(ブラックマトリクスの領域より狭
い領域)に、マスクスパッタ法によりSiO2 からなる
絶縁膜117を2000オングストロームとなるように
成膜した。
The liquid crystal display device shown in FIG. 2 was manufactured as follows. A color filter composed of a color part 109 and a black matrix 115, and a counter electrode 11 composed of ITO
6 (color filter substrate 11)
0) is prepared, and the black matrix end 207 shown in FIG.
An insulating film 117 made of SiO 2 was formed in a region 3 μm inside (a region smaller than the region of the black matrix) by a mask sputtering method so as to have a thickness of 2000 Å.

【0039】一方、ゲート電極102、酸化シリコン等
からなるゲート絶縁膜103、アモルファスシリコン等
からなる半導体膜104、およびこの半導体膜104に
接するソース電極105とドレイン電極106により構
成されるTFTと、ITOからなる画素電極107を備
えたガラス基板(アレイ基板)101を準備した。
On the other hand, a TFT comprising a gate electrode 102, a gate insulating film 103 made of silicon oxide or the like, a semiconductor film 104 made of amorphous silicon or the like, a source electrode 105 and a drain electrode 106 in contact with the semiconductor film 104, and an ITO A glass substrate (array substrate) 101 having a pixel electrode 107 made of was prepared.

【0040】これらアレイ基板101およびカラーフィ
ルタ基板110の双方のそれぞれ一方の面に、絶縁膜と
配向膜を兼ねたポリイミド樹脂膜(オプトマーAL−1
051:日本合成ゴム(株))108,118を、65
nmの厚さに印刷により成膜した。これをオーブンで焼
成した後、クロスラビング操作による配向処理を行っ
た。次いで、これらアレイ基板101およびカラーフィ
ルタ基板110の所定の位置に、張り合わせのためのエ
ポキシ接着剤を常法により付与した。
On one surface of each of the array substrate 101 and the color filter substrate 110, a polyimide resin film (Optomer AL-1) serving as both an insulating film and an alignment film is provided.
051: Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
A film was formed by printing to a thickness of nm. After baking this in an oven, an orientation treatment by a cross rubbing operation was performed. Next, an epoxy adhesive for bonding was applied to predetermined positions of the array substrate 101 and the color filter substrate 110 by a conventional method.

【0041】次に、カラーフィルタ基板110のカラー
フィルタ形成面に、直径2μmの樹脂コーティング型の
スペーサーボール112を、密度100個/mm2 にな
るように散布し、画素部分と電極部分が重なるように、
両基板101,110を合わせて接着し、液晶セルを形
成した。
Next, a resin-coated spacer ball 112 having a diameter of 2 μm is sprayed on the color filter forming surface of the color filter substrate 110 at a density of 100 pieces / mm 2 so that the pixel portion and the electrode portion overlap. To
The two substrates 101 and 110 were joined together and bonded to form a liquid crystal cell.

【0042】その後、真空容器内にこの液晶セルを置
き、真空下で液晶セルを70℃以上に加熱し、液晶材料
111として、無しきい値型反強誘電性液晶材料MLC
0076(三井石油化学社製)を用い、この液晶111
で注入口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことに
よって、液晶材料111を液晶セル内に充填した。な
お、この液晶材料の融点は70℃である。
Thereafter, the liquid crystal cell is placed in a vacuum container, and the liquid crystal cell is heated to 70 ° C. or more under vacuum, and a thresholdless antiferroelectric liquid crystal material MLC
0076 (manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.)
The liquid crystal material 111 was filled in the liquid crystal cell by closing the injection port and returning the pressure outside the cell to atmospheric pressure. The melting point of this liquid crystal material is 70 ° C.

【0043】次に、液晶セルを常法によりモジュール化
し、得られた液晶表示装置を駆動したところ、セルギャ
ップが2μmと狭いにもかかわらず、アレイ基板上に形
成された各配線およびTFTと、カラーフィルタ上に形
成された対向電極との間で、ショートが生ずることはな
く、無しきい値型反強誘電性液晶表示装置を実現するこ
とができた。
Next, when the liquid crystal cell was made into a module by a conventional method and the obtained liquid crystal display device was driven, each wiring and TFT formed on the array substrate were formed despite the narrow cell gap of 2 μm. Short-circuiting did not occur between the counter electrode formed on the color filter and the threshold value type antiferroelectric liquid crystal display device.

【0044】(比較例1)実施例1と同様のカラーフィ
ルタ基板およびアレイ基板を用いて、液晶表示装置を以
下のようにして作成した。
Comparative Example 1 Using the same color filter substrate and array substrate as in Example 1, a liquid crystal display device was produced as follows.

【0045】色部309とブラックマトリクス315か
らなるカラーフィルタと、ITOからなる対向電極31
6とが形成されたガラス基板(カラーフィルタ基板31
0)を準備し、このカラーフィルタ基板310の対向電
極316の表示領域全面に、スパッタ装置により、Si
2 からなる絶縁膜317を2000オングストローム
となるように成膜した。
A color filter composed of a color part 309 and a black matrix 315 and a counter electrode 31 composed of ITO
6 on which the color filter substrate 31 is formed.
0) is prepared, and the entire surface of the display area of the counter electrode 316 of the color filter substrate 310 is coated with Si by a sputtering apparatus.
An insulating film 317 made of O 2 was formed to have a thickness of 2000 Å.

【0046】一方、ゲート電極302、酸化シリコン等
からなるゲート絶縁膜303、アモルファスシリコン等
からなる半導体膜304、およびこの半導体膜304に
接するソース電極305とドレイン電極306により構
成されるTFTと、ITOからなる画素電極307を備
えたガラス基板(アレイ基板)301を準備した。
On the other hand, a TFT comprising a gate electrode 302, a gate insulating film 303 made of silicon oxide or the like, a semiconductor film 304 made of amorphous silicon or the like, a source electrode 305 and a drain electrode 306 in contact with the semiconductor film 304, and an ITO A glass substrate (array substrate) 301 having a pixel electrode 307 made of was prepared.

【0047】これらアレイ基板301およびカラーフィ
ルタ基板310の双方のそれぞれ一方の面に、絶縁膜と
配向膜を兼ねたポリイミド樹脂膜(オプトマーAL−1
051:日本合成ゴム(株))308,318を、65
nmの厚さに印刷により成膜した。これをオーブンで焼
成した後、クロスラビング操作による配向処理を行っ
た。次いで、これらアレイ基板301およびカラーフィ
ルタ基板310の所定の位置に、張り合わせのためのエ
ポキシ接着剤を常法により付与した。
On one surface of each of the array substrate 301 and the color filter substrate 310, a polyimide resin film (Optomer AL-1) which also serves as an insulating film and an alignment film is provided.
051: Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
A film was formed by printing to a thickness of nm. After baking this in an oven, an orientation treatment by a cross rubbing operation was performed. Next, an epoxy adhesive for bonding was applied to predetermined positions of the array substrate 301 and the color filter substrate 310 by a conventional method.

【0048】次に、カラーフィルタ基板310のカラー
フィルタ形成面に、直径2μmの樹脂コーティング型の
スペーサーボール312を、密度100個/mm2 にな
るように散布し、画素部分と電極部分が重なるように、
両基板301,310を合わせて接着し、液晶セルを形
成した。
Next, a resin-coated spacer ball 312 having a diameter of 2 μm is sprayed on the color filter forming surface of the color filter substrate 310 so as to have a density of 100 / mm 2 so that the pixel portion and the electrode portion overlap. To
The two substrates 301 and 310 were joined together and bonded to form a liquid crystal cell.

【0049】その後、真空容器内にこの液晶セルを置
き、真空下で液晶セルを70℃以上に加熱し、液晶材料
311として、無しきい値型反強誘電性液晶材料MLC
0076(三井石油化学社製)を用い、この液晶311
で注入口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことに
よって、液晶材料311を液晶セル内に充填した。な
お、この液晶材料の融点は70℃である。
Thereafter, the liquid crystal cell is placed in a vacuum vessel, and the liquid crystal cell is heated to 70 ° C. or more under vacuum to form a thresholdless antiferroelectric liquid crystal material MLC as a liquid crystal material 311.
0076 (manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.)
Then, the liquid crystal material 311 was filled in the liquid crystal cell by closing the injection port and returning the pressure outside the cell to atmospheric pressure. The melting point of this liquid crystal material is 70 ° C.

【0050】次に、液晶セルを常法によりモジュール化
し、得られた液晶表示装置を駆動したところ、セルギャ
ップが2μmと狭いにもかかわらず、アレイ基板上に形
成された各配線およびTFT素子と、カラーフィルタ基
板上に形成された対向電極との間で、ショートが生ずる
ことはなかったものの、駆動電圧は約1.8倍に増加し
た。
Next, when the liquid crystal cell was modularized by a conventional method and the obtained liquid crystal display device was driven, it was found that each wiring and TFT element formed on the array substrate had a small cell gap of 2 μm. Although no short circuit occurred with the counter electrode formed on the color filter substrate, the drive voltage increased about 1.8 times.

【0051】(実施例2)実施例1と同様のカラーフィ
ルタ基板およびアレイ基板を用いて、液晶表示装置を以
下のようにして作製した。
Example 2 Using the same color filter substrate and array substrate as in Example 1, a liquid crystal display device was manufactured as follows.

【0052】色部109とブラックマトリクス115か
らなるカラーフィルタと、ITOからなる対向電極11
6とが形成されたガラス基板(カラーフィルタ基板11
0)を準備し、このカラーフィルタ基板110の対向電
極116上に、スパッタ成膜装置により、TiO2 から
なる絶縁膜を、膜厚1800nmとなるように成膜し
た。
A color filter composed of a color part 109 and a black matrix 115 and a counter electrode 11 composed of ITO
6 (color filter substrate 11)
0) was prepared, and an insulating film made of TiO 2 was formed to a thickness of 1800 nm on the counter electrode 116 of the color filter substrate 110 by a sputtering film forming apparatus.

【0053】次いで、この絶縁膜全面を覆うように、フ
ェノール樹脂系ポジ型レジストを塗布した。そして、ア
レイ基板の信号線203(幅10μm)に加え、その両
側3μmを加えた範囲に対向する領域と、TFTを構成
するソース204、ゲート205、ドレイン206のオ
ーバーラップしている領域に、上下左右ともに3μmを
加えた範囲(21μm×31μm)とに対向する領域を
除いて、中心波長436nmのUV光で露光した後、現
像液としてNMD−3(東京応化社製)を用い、露光部
分のレジストを除去した。
Next, a phenol resin-based positive resist was applied so as to cover the entire surface of the insulating film. In addition to the signal lines 203 (width 10 μm) of the array substrate, a region facing 3 μm on both sides thereof and a region where the source 204, gate 205, and drain 206 constituting the TFT overlap each other are vertically arranged. After exposing with UV light having a center wavelength of 436 nm, except for a region opposed to a range (21 μm × 31 μm) where 3 μm is added to both the left and right, NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is used as a developing solution, The resist was removed.

【0054】更に、RIE装置によるドライエッチング
により、現像によって露出した絶縁膜をエッチングし
た。その後、レジスト剥離液(ハクリ−104:東京応
化社製)を用いてレジストを除去し、アレイ基板の信号
線203(幅10μm)に加え、その両側3μmを加え
た範囲に対向する領域と、TFTを構成するソース20
4、ゲート205、ドレイン206とオーバーラップす
る領域に、上下左右ともに3μmを加えた範囲(21μ
m×31μm)にのみ、絶縁膜を形成した。
Further, the insulating film exposed by the development was etched by dry etching using an RIE apparatus. Thereafter, the resist is removed by using a resist stripper (Hake-104: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.). Source 20 that constitutes
4, a range in which 3 μm is added to the area overlapping with the gate 205 and the drain 206 in both the upper, lower, left and right directions (21 μm)
(m × 31 μm) only.

【0055】一方、ゲート電極102、酸化シリコン等
からなるゲート絶縁膜103、アモルファスシリコン等
からなる半導体膜104、およびこの半導体膜104に
接するソース電極105とドレイン電極106により構
成されるTFTと、ITOからなる画素電極107を備
えたガラス基板(アレイ基板)101を準備した。
On the other hand, a TFT comprising a gate electrode 102, a gate insulating film 103 made of silicon oxide or the like, a semiconductor film 104 made of amorphous silicon or the like, a source electrode 105 and a drain electrode 106 in contact with the semiconductor film 104, and an ITO A glass substrate (array substrate) 101 having a pixel electrode 107 made of was prepared.

【0056】これらカラーフィルタ基板110およびア
レイ基板101の双方のそれぞれ一方の面に、絶縁膜と
配向膜を兼ねたポリイミド樹脂膜(RN1024:日産
化学社製)108,118を、50nmの厚さに印刷に
より成膜した。これをオーブンで焼成した後、反平行に
ラビングして、配向処理を行った。次いで、これらカラ
ーフィルタ基板110およびアレイ基板101の所定の
位置に、張り合わせのためのエポキシ接着剤を常法によ
り付与した。
On one surface of each of the color filter substrate 110 and the array substrate 101, polyimide resin films (RN1024: manufactured by Nissan Chemical Co., Ltd.) 108 and 118 serving both as an insulating film and an alignment film are formed to a thickness of 50 nm. The film was formed by printing. After baking this in an oven, it was rubbed in an anti-parallel manner to perform an orientation treatment. Next, an epoxy adhesive for bonding was applied to predetermined positions of the color filter substrate 110 and the array substrate 101 by a conventional method.

【0057】次に、カラーフィルタ基板110およびア
レイ基板101の配向膜の形成面に、直径1.8μmの
シリカ製のスペーサーボール112を、密度100個/
mm2 になるように散布し、画素部分と電極部分が重な
るように、両基板101,110を合わせて接着し、液
晶セルを形成した。
Next, spacer balls 112 made of silica having a diameter of 1.8 μm and having a density of 100 /
mm 2 and the substrates 101 and 110 were bonded together so that the pixel portion and the electrode portion were overlapped to form a liquid crystal cell.

【0058】その後、真空容器内にこの液晶セルを置
き、液晶材料111として、ネマティック液晶材料BL
035(メルク社製)を用い、この液晶111で注入口
を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことによって、
液晶材料111を液晶セル内に充填した。
Thereafter, the liquid crystal cell is placed in a vacuum container, and a nematic liquid crystal material BL is used as the liquid crystal material 111.
035 (manufactured by Merck), the inlet is closed with the liquid crystal 111, and the pressure outside the cell is returned to the atmospheric pressure.
The liquid crystal material 111 was filled in the liquid crystal cell.

【0059】次に、液晶セルを常法によりモジュール化
し、得られた液晶表示装置を駆動したところ、セルギャ
ップが1.8μmと狭いにもかかわらず、アレイ基板上
に形成された各配線およびTFT素子と、カラーフィル
タ基板上に形成された対向電極との間で、ショートが生
ずることはなく、Piツイスト型液晶表示装置を実現す
ることができた。
Next, when the liquid crystal cell was made into a module by a conventional method and the obtained liquid crystal display device was driven, the wirings and TFTs formed on the array substrate were formed despite the narrow cell gap of 1.8 μm. There was no short circuit between the device and the counter electrode formed on the color filter substrate, and a Pi twist type liquid crystal display device could be realized.

【0060】(実施例3)実施例1と同様のカラーフィ
ルタ基板、およびTFT上の絶縁膜の性能を向上させた
アレイ基板を用いて、液晶表示装置を以下のようにして
作製した。
Example 3 Using the same color filter substrate as in Example 1 and an array substrate having an improved performance of the insulating film on the TFT, a liquid crystal display device was manufactured as follows.

【0061】色部109とブラックマトリクス115か
らなるカラーフィルタと、ITOからなる対向電極11
6とが形成されたガラス基板(カラーフィルタ基板11
0)を準備し、このカラーフィルタ基板110の対向電
極116上に、CVD成膜装置により、SiO2 からな
る絶縁膜を、膜厚2000nmとなるように成膜した。
A color filter composed of a color part 109 and a black matrix 115 and a counter electrode 11 composed of ITO
6 (color filter substrate 11)
0) was prepared, and an insulating film made of SiO 2 was formed to a thickness of 2000 nm on the counter electrode 116 of the color filter substrate 110 by a CVD film forming apparatus.

【0062】次いで、この絶縁膜全面を覆うように、フ
ェノール樹脂系ポジ型レジストを塗布した。そして、ア
レイ基板の信号線203(幅10μm)に加え、その両
側3μmの範囲に対向する領域を除いて、中心波長43
6nmのUV光で露光した後、現像液としてNMD−3
(東京応化社製)を用い、露光部分のレジストを除去し
た。
Next, a phenolic resin-based positive resist was applied so as to cover the entire surface of the insulating film. Then, in addition to the signal line 203 (width 10 μm) of the array substrate, the center wavelength 43
After exposure with 6 nm UV light, NMD-3 was used as a developer.
(Tokyo Ohkasha Co., Ltd.), the exposed portion of the resist was removed.

【0063】更に、弗酸で処理することにより、現像に
より露出した絶縁膜をエッチングした。その後、レジス
ト剥離液(ハクリ−104:東京応化社製)を用いてレ
ジストを除去し、アレイ基板の信号線203(幅10μ
m)に加え、その両側3μmを加えた範囲に対向する領
域にのみ絶縁膜を形成した。
Further, by treating with hydrofluoric acid, the insulating film exposed by the development was etched. Thereafter, the resist is removed using a resist stripper (Hake-104: manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.), and the signal lines 203 (width 10 μm) on the array substrate are removed.
In addition to m), an insulating film was formed only in a region opposed to a range where 3 μm on both sides thereof was added.

【0064】一方、ゲート電極102、酸化シリコン等
からなるゲート絶縁膜103、アモルファスシリコン等
からなる半導体膜104、およびこの半導体膜104に
接するソース電極105とドレイン電極106により構
成されるTFTと、ITOからなる画素電極107を備
えたガラス基板(アレイ基板)101を準備した。本ア
レイ基板では、特にTFTの上にSiNX 等を用いて成
膜される絶縁膜(図示せず)の厚みを通常より厚い40
0nmに設定することで、絶縁性能を向上させた。
On the other hand, a TFT comprising a gate electrode 102, a gate insulating film 103 made of silicon oxide or the like, a semiconductor film 104 made of amorphous silicon or the like, a source electrode 105 and a drain electrode 106 in contact with the semiconductor film 104, and an ITO A glass substrate (array substrate) 101 having a pixel electrode 107 made of was prepared. In the present array substrate, in particular, the thickness of an insulating film (not shown) formed on the TFT by using SiN x or the like is set to be larger than normal.
By setting it to 0 nm, the insulation performance was improved.

【0065】これらカラーフィルタ基板110およびア
レイ基板101の双方のそれぞれ一方の面に、絶縁膜と
配向膜を兼ねたポリイミド樹脂膜(オプトマーAL−1
051:日本合成ゴム(株))108,118を、65
nmの厚さに印刷により成膜した。これをオーブンで焼
成した後、クロスラビング操作による配向を行った。次
いで、これらカラーフィルタ基板110およびアレイ基
板101の所定の位置に、張り合わせのためのエポキシ
接着剤を常法により付与した。
On one surface of each of the color filter substrate 110 and the array substrate 101, a polyimide resin film (Optomer AL-1) which also serves as an insulating film and an alignment film is provided.
051: Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
A film was formed by printing to a thickness of nm. After firing in an oven, orientation was performed by a cross-rubbing operation. Next, an epoxy adhesive for bonding was applied to predetermined positions of the color filter substrate 110 and the array substrate 101 by a conventional method.

【0066】次に、カラーフィルタ基板110およびア
レイ基板101の配向膜の形成面に、直径2μmのシリ
カ製のスペーサーボール112を、密度100個/mm
2 になるように散布し、画素部分と電極部分が重なるよ
うに、両基板101,110を合わせて接着し、液晶セ
ルを形成した。
Next, a spacer ball 112 made of silica having a diameter of 2 μm was formed on the surface of the color filter substrate 110 and the array substrate 101 on which the alignment film was formed, at a density of 100 / mm.
2 and the substrates 101 and 110 were bonded together so that the pixel portion and the electrode portion overlapped, thereby forming a liquid crystal cell.

【0067】その後、真空容器内にこの液晶セルを置
き、真空下で液晶セルを70℃以上に加熱し、液晶材料
111として、無しきい値型反強誘電性液晶材料MLC
0076(三井石油化学社製)を用い、この液晶111
で注入口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことに
よって、液晶材料111を液晶セル内に充填した。な
お、この液晶材料の融点は70℃である。
Then, the liquid crystal cell is placed in a vacuum container, and the liquid crystal cell is heated to 70 ° C. or more under vacuum, and as a liquid crystal material 111, a thresholdless antiferroelectric liquid crystal material MLC is used.
0076 (manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.)
The liquid crystal material 111 was filled in the liquid crystal cell by closing the injection port and returning the pressure outside the cell to atmospheric pressure. The melting point of this liquid crystal material is 70 ° C.

【0068】次に、液晶セルを常法によりモジュール化
し、得られた液晶表示装置を駆動したところ、セルギャ
ップが2μmと狭いにもかかわらず、アレイ基板上に形
成された各配線およびTFT素子と、カラーフィルタ基
板上に形成された対向電極との間で、ショートが生ずる
ことはなく、無しきい値型反強誘電性液晶表示装置を実
現することができた。
Next, when the liquid crystal cell was modularized by a conventional method and the obtained liquid crystal display device was driven, it was found that each wiring and TFT element formed on the array substrate had a small cell gap of 2 μm. In addition, no short-circuit occurred between the counter electrode formed on the color filter substrate and the thresholdless antiferroelectric liquid crystal display device could be realized.

【0069】(実施例4)実施例1と同様のカラーフィ
ルタ基板およびアレイ基板を用いて、液晶表示装置を以
下のようにして作製した。
Example 4 Using the same color filter substrate and array substrate as in Example 1, a liquid crystal display device was manufactured as follows.

【0070】色部109とブラックマトリクス115か
らなるカラーフィルタと、ITOからなる対向電極11
6とが形成されたガラス基板(カラーフィルタ基板11
0)を準備し、このカラーフィルタ基板110の対向電
極116上に、CVD成膜装置により、Ta25 から
なる絶縁膜を、膜厚2000nmとなるように成膜し
た。
A color filter composed of a color part 109 and a black matrix 115 and a counter electrode 11 composed of ITO
6 (color filter substrate 11)
0) was prepared, and an insulating film made of Ta 2 O 5 was formed to a thickness of 2000 nm on the counter electrode 116 of the color filter substrate 110 by a CVD film forming apparatus.

【0071】次いで、この絶縁膜全面を覆うように、フ
ェノール樹脂系ポジ型レジストを塗布した。そして、ア
レイ基板のTFTを構成するソース204、ゲート20
5、ドレイン206のオーバーラップしている領域に、
上下左右ともに3μmを加えた範囲(21μm×31μ
m)を除いて、中心波長436nmのUV光で露光した
後、現像液としてNMD−3(東京応化社製)を用い、
露光部分のレジストを除去した。
Next, a phenolic resin-based positive resist was applied so as to cover the entire surface of the insulating film. The source 204 and the gate 20 constituting the TFT of the array substrate
5. In the overlapping area of the drain 206,
A range with 3 μm added to both the top, bottom, left and right (21 μm × 31 μm)
m), after exposing with UV light having a center wavelength of 436 nm, using NMD-3 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) as a developing solution,
The exposed portion of the resist was removed.

【0072】更に、CDE装置によるドライエッチング
により、現像によって露出した絶縁膜をエッチングし
た。その後、レジスト剥離液(ハクリ−104:東京応
化社製)を用いてレジストを除去し、アレイ基板のTF
Tを構成するソース204、ゲート205、ドレイン2
06とオーバーラップする領域に、上下左右ともに3μ
mを加えた範囲(21μm×31μm)にのみ、絶縁膜
を形成した。
Further, the insulating film exposed by the development was etched by dry etching using a CDE apparatus. Thereafter, the resist is removed using a resist stripper (Hake-104, manufactured by Tokyo Ohkasha Co., Ltd.)
Source 204, gate 205, drain 2 constituting T
In the area overlapping with 06, 3μ
The insulating film was formed only in the range (21 μm × 31 μm) to which m was added.

【0073】一方、ゲート電極102、酸化シリコン等
からなるゲート絶縁膜103、アモルファスシリコン等
からなる半導体膜104、およびこの半導体膜104に
接するソース電極105とドレイン電極106により構
成されるTFTと、ITOからなる画素電極107を備
えたガラス基板(アレイ基板)101を準備した。
On the other hand, a TFT composed of a gate electrode 102, a gate insulating film 103 made of silicon oxide or the like, a semiconductor film 104 made of amorphous silicon or the like, a source electrode 105 and a drain electrode 106 in contact with the semiconductor film 104, and an ITO A glass substrate (array substrate) 101 having a pixel electrode 107 made of was prepared.

【0074】これらカラーフィルタ基板110およびア
レイ基板101の双方のそれぞれ一方の面に、絶縁膜と
配向膜を兼ねたポリイミド樹脂膜(LX−1400:日
立化成社製)108,118を、30nmの厚さに印刷
により成膜した。これをオーブンで焼成した後、平行ラ
ビングによる配向を行った。次いで、これらカラーフィ
ルタ基板110およびアレイ基板101の所定の位置
に、張り合わせのためのエポキシ接着剤を常法により付
与した。
On one surface of each of the color filter substrate 110 and the array substrate 101, polyimide resin films (LX-1400: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) 108 and 118, both serving as an insulating film and an alignment film, are provided with a thickness of 30 nm. A film was formed by printing. After baking this in an oven, orientation by parallel rubbing was performed. Next, an epoxy adhesive for bonding was applied to predetermined positions of the color filter substrate 110 and the array substrate 101 by a conventional method.

【0075】次に、カラーフィルタ基板110およびア
レイ基板101の配向膜の形成面に、直径2μmの樹脂
製のスペーサーボール112を、密度100個/mm2
になるように散布し、画素部分と電極部分が重なるよう
に、両基板101,110を合わせて接着し、液晶セル
を形成した。
Next, resin spacer balls 112 having a diameter of 2 μm were formed on the surface of the color filter substrate 110 and the array substrate 101 on which the alignment films were formed, at a density of 100 / mm 2.
The substrates 101 and 110 were bonded together so that the pixel portion and the electrode portion overlapped to form a liquid crystal cell.

【0076】その後、真空容器内にこの液晶セルを置
き、液晶材料111として、ネマティック液晶材料ZL
I−5080(メルク社製)を用い、この液晶111で
注入口を塞ぎ、セル外部の気圧を大気圧に戻すことによ
って、液晶材料111を液晶セル内に充填した。
Thereafter, the liquid crystal cell is placed in a vacuum container, and the nematic liquid crystal material ZL is used as the liquid crystal material 111.
Using I-5080 (manufactured by Merck), the liquid crystal material 111 was filled in the liquid crystal cell by closing the injection port with the liquid crystal 111 and returning the pressure outside the cell to atmospheric pressure.

【0077】次に、液晶セルを常法によりモジュール化
し、得られた液晶表示装置を駆動したところ、セルギャ
ップが2μmと狭いにもかかわらず、アレイ基板上に形
成された各配線およびTFT素子と、カラーフィルタ基
板上に形成された対向電極との間で、ショートが生ずる
ことはなく、電界制御複屈折型液晶表示装置を実現する
ことができた。
Next, when the liquid crystal cell was modularized by a conventional method and the obtained liquid crystal display device was driven, it was found that each wiring and TFT element formed on the array substrate had a small cell gap of 2 μm. In addition, there was no short circuit between the counter electrode formed on the color filter substrate and the electric field control birefringence liquid crystal display device could be realized.

【0078】[0078]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
大きな自発分極を持つスメクチック系液晶材料や、コレ
ステリック液晶の選択反射を利用した液晶表示装置とい
った、セルギャップが4.5μm以下と狭く設定される
液晶表示装置において、画素開口部以外の範囲に選択的
に絶縁膜を設けることにより、駆動電圧の上昇や表示特
性の低下といった問題を回避するとともに、かつ基板間
のショートを効果的に防止することが可能である。
As described above, according to the present invention,
In a liquid crystal display device having a narrow cell gap of 4.5 μm or less, such as a smectic liquid crystal material having a large spontaneous polarization or a liquid crystal display device using selective reflection of cholesteric liquid crystal, it is possible to selectively cover a region other than the pixel opening. By providing an insulating film, it is possible to avoid problems such as an increase in drive voltage and a decrease in display characteristics, and to effectively prevent a short circuit between substrates.

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

【図1】本発明の1形態に係る液晶表示装置の、アレイ
基板の膜面からみた概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention, as viewed from a film surface of an array substrate.

【図2】本発明の1形態に係る液晶表示装置を示す断面
図。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to one embodiment of the present invention.

【図3】アレイ基板に設けられた画素電極とカラーフィ
ルタ基板のブラックマトリクス端との関係を示す平面
図。
FIG. 3 is a plan view showing a relationship between a pixel electrode provided on an array substrate and a black matrix end of a color filter substrate.

【図4】従来の液晶表示装置を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional liquid crystal display device.

【図5】従来の液晶表示装置の他の例を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing another example of a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,201…画素電極、 2,203…信号線、 3,202…ゲート線, 4,105,204,305…ソース電極、 5,,106,206,306…ドレイン電極、 6,102,205,302…ゲート電極、 101,110,301,310…基板、 103,303…ゲート絶縁膜、 104…半導体膜、 108,118,308,318…配向膜、 109,309…色部(カラーフィルタ)、 111,311…液晶材料、 112,312…スペーサー、 113,114,313,314…偏光板、 115,315…ブラックマトリクス(カラーフィル
タ)、 116,316…対向電極、 117,317…絶縁膜。
1,201 ... pixel electrode, 2,203 ... signal line, 3,202 ... gate line, 4,105,204,305 ... source electrode, 5,106,206,306 ... drain electrode, 6,102,205, 302 gate electrode, 101, 110, 301, 310 substrate, 103, 303 gate insulating film, 104 semiconductor film, 108, 118, 308, 318 alignment film, 109, 309 color part (color filter), 111, 311: liquid crystal material, 112, 312: spacer, 113, 114, 313, 314: polarizing plate, 115, 315: black matrix (color filter), 116, 316: counter electrode, 117, 317: insulating film.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の走査線、複数の信号線、これら走
査線と信号線の交点付近に形成された複数のスイッチン
グ素子、およびこのスイッチング素子に接続された画素
電極とを有する第1の基板と、 対向電極、及びこの対向電極上に形成された絶縁膜とを
有し、前記第1の基板に対向して配置された第2の基板
と、 前記第1および第2の基板間に挟持された液晶層とを具
備し、 前記絶縁膜は、前記画素電極に対向しない前記対向電極
上の領域に選択的に形成されていることを特徴とする液
晶表示装置。
A first substrate having a plurality of scanning lines, a plurality of signal lines, a plurality of switching elements formed near intersections of the scanning lines and the signal lines, and pixel electrodes connected to the switching elements; And a second substrate having a counter electrode and an insulating film formed on the counter electrode, the second substrate being opposed to the first substrate, and being sandwiched between the first and second substrates. A liquid crystal layer, wherein the insulating film is selectively formed in a region on the counter electrode that does not face the pixel electrode.
【請求項2】 複数の走査線、複数の信号線、これら走
査線と信号線の交点付近に形成された複数のスイッチン
グ素子、およびこのスイッチング素子に接続された画素
電極とを有する第1の基板と、 対向電極、及びこの対向電極上に形成された絶縁膜とを
有し、前記第1の基板に対向して配置された第2の基板
と、 前記第1および第2の基板間に挟持された液晶層とを具
備し、 前記絶縁膜は、前記スイッチング素子に対向する前記対
向電極上の領域に選択的に形成されていることを特徴と
する液晶表示装置。
2. A first substrate having a plurality of scanning lines, a plurality of signal lines, a plurality of switching elements formed near an intersection of the scanning lines and the signal lines, and a pixel electrode connected to the switching elements. And a second substrate having a counter electrode and an insulating film formed on the counter electrode, the second substrate being opposed to the first substrate, and being sandwiched between the first and second substrates. A liquid crystal display device, wherein the insulating film is selectively formed in a region on the counter electrode facing the switching element.
【請求項3】 複数の走査線、複数の信号線、これら走
査線と信号線の交点付近に形成された複数のスイッチン
グ素子、およびこのスイッチング素子に接続された画素
電極とを有する第1の基板と、 対向電極、及びこの対向電極上に形成された絶縁膜とを
有し、前記第1の基板に対向して配置された第2の基板
と、 前記第1および第2の基板間に挟持された液晶層とを具
備し、 前記絶縁膜は、前記信号線または走査線に対向する前記
対向電極上の領域に選択的に形成されていることを特徴
とする液晶表示装置。
3. A first substrate having a plurality of scanning lines, a plurality of signal lines, a plurality of switching elements formed near intersections of the scanning lines and the signal lines, and a pixel electrode connected to the switching elements. And a second substrate having a counter electrode and an insulating film formed on the counter electrode, the second substrate being opposed to the first substrate, and being sandwiched between the first and second substrates. A liquid crystal layer, wherein the insulating film is selectively formed in a region on the counter electrode facing the signal line or the scanning line.
【請求項4】 前記第1および第2の基板間のギャップ
は、4.5μm以下であることを特徴とする請求項1〜
3のいずれかの項に記載の液晶表示装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein a gap between said first and second substrates is 4.5 μm or less.
3. The liquid crystal display device according to any one of items 3.
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