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JP2000131694A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

Info

Publication number
JP2000131694A
JP2000131694A JP30100298A JP30100298A JP2000131694A JP 2000131694 A JP2000131694 A JP 2000131694A JP 30100298 A JP30100298 A JP 30100298A JP 30100298 A JP30100298 A JP 30100298A JP 2000131694 A JP2000131694 A JP 2000131694A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
alignment
substrate
crystal layer
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP30100298A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masato Oe
昌人 大江
Junji Tanno
淳二 丹野
Shigeru Matsuyama
茂 松山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP30100298A priority Critical patent/JP2000131694A/en
Publication of JP2000131694A publication Critical patent/JP2000131694A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶層LCの光配向をツイステッドネマチック
方式に代表されるプレチルト角が必要な表示方式に適用
し、初期配向での角度が0°であっても所定のプレチル
ト角で液晶を配向させる。 【解決手段】第1の配向膜ORI1を形成した第1の基
板SUB1と、第2の配向膜ORI2を形成した第2の
基板SUB2と、第1の基板と第2の基板の対向間隙に
挟持された液晶組成物からなる液晶層LCとを有し、第
1および第2の配向膜ORI1,ORI2の少なくとも
一方が、直線状に偏光した光の照射より付与された液晶
配向制御能を有し、表示される画素内において第1と第
2の配向膜ORI1,ORI2の少なくとも一方の液晶
層LCと接する面に、液晶層LCを構成する液晶分子の
配向方向に傾斜θを有せしめた。
(57) Abstract: The present invention is applied to a display system requiring a pretilt angle, such as a twisted nematic system, in which the optical alignment of a liquid crystal layer LC is set to a predetermined pretilt angle even when the initial alignment angle is 0 °. To align the liquid crystal. A first substrate SUB1 on which a first alignment film ORI1 is formed, a second substrate SUB2 on which a second alignment film ORI2 is formed, and a facing gap between the first substrate and the second substrate. And at least one of the first and second alignment films ORI1 and ORI2 has a liquid crystal alignment control ability provided by irradiation of linearly polarized light. In a pixel to be displayed, at least one of the first and second alignment films ORI1 and ORI2, which is in contact with the liquid crystal layer LC, has an inclination θ in the alignment direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer LC.

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、特に直線状に偏光した光の照射より配向制御能を付
与した配向膜を備えた液晶表示装置に関する。
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 an alignment film provided with an alignment control function by irradiation of linearly polarized light.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノート型コンピユータやディスプレイモ
ニター用の高精細かつカラー表示が可能な表示装置とし
て液晶表示装置が広く採用されている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device has been widely used as a display device capable of high-definition and color display for a notebook computer or a display monitor.

【0003】液晶表示装置の代表的なものとしては、各
内面に互いに交差する如く形成された平行電極を形成し
た一対の基板で液晶層を挟持した液晶パネルを用いた単
純マトリクス方式と、一対の基板の一方に画素単位で選
択するための薄膜トランジスタ等のスイッチング素子
(以下、薄膜トランジスタとして説明する)を有する液
晶表示素子(単に液晶パネルとも言う)を用いたアクテ
ィブマトリクス方式とが知られている。
[0003] Representative liquid crystal display devices include a simple matrix type using a liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between a pair of substrates on which parallel electrodes formed so as to intersect with each other on the inner surface, and a pair of liquid crystal displays. 2. Description of the Related Art An active matrix system using a liquid crystal display element (also simply referred to as a liquid crystal panel) having a switching element such as a thin film transistor (hereinafter, referred to as a thin film transistor) for selecting a pixel unit on one side of a substrate is known.

【0004】アクティブ・マトリクス方式の液晶表示装
置は、マトリクス状に配列された複数の画素電極のそれ
ぞれに対応して非線形素子(スイッチング素子)を設け
たものである。各画素における液晶は理論的には常時駆
動(デューティ比1.0)されているので、時分割駆動
方式を採用している単純マトリクス方式と比べてコント
ラストが良く、特にカラー液晶表示装置では欠かせない
技術となりつつある。スイッチング素子として代表的な
ものとしては薄膜トランジスタ(TFT)がある。
An active matrix type liquid crystal display device is provided with a non-linear element (switching element) corresponding to each of a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix. Since the liquid crystal in each pixel is theoretically always driven (duty ratio 1.0), the contrast is better than that of a simple matrix system employing a time-division driving system. It is not a technology. A typical switching element is a thin film transistor (TFT).

【0005】なお、薄膜トランジスタを使用したアクテ
ィブ・マトリクス方式の液晶表示装置は、例えば特開昭
63−309921号公報などで知られている。
[0005] An active matrix type liquid crystal display device using thin film transistors is known, for example, from Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-309921.

【0006】一方、液晶を配向させる方法の代表例とし
てポリイミド等の有機高分子膜をラビング処理して配向
制御能を持たせた有機配向膜が知られ実用に供されてき
た(特開昭50−83051号公報、特開昭51−65
960号公報等参照)。
On the other hand, as a typical example of the method of aligning liquid crystal, an organic alignment film having an alignment control function by rubbing an organic polymer film such as polyimide has been known and put to practical use (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 50/1985). -83051, JP-A-51-65
960, etc.).

【0007】また、光によって液晶を配向させる公知例
として米国特許明細書第4,974,941号、特開平
5−34699号公報、特開平6−281937号公
報、特開平7−247319号公報がある。
Further, as known examples of aligning liquid crystal by light, US Pat. No. 4,974,941, JP-A-5-34699, JP-A-6-281937 and JP-A-7-247319 are known. is there.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置における
液晶を基板に配向させるために実用されている手段は布
(ラビング布)で配向膜を擦るラビング法である。しか
しながら、ラビング法による配向処理(配向制御能の付
与処理)は配向膜の表面にラビング布が直接接触するた
め、配向膜に静電気が発生したり、配向膜表面が汚染さ
れたりすることがある。配向膜に発生した静電気は、薄
膜トランジスタ(TFT)を破壊したり、そのスイッチ
ング特性を変化させてしまうこともある。
A practical means for aligning liquid crystals on a substrate in a liquid crystal display device is a rubbing method in which an alignment film is rubbed with a cloth (rubbing cloth). However, since the rubbing cloth directly contacts the surface of the alignment film in the alignment treatment by the rubbing method (the treatment for imparting the alignment control ability), static electricity may be generated in the alignment film or the alignment film surface may be contaminated. Static electricity generated in the alignment film may destroy a thin film transistor (TFT) or change its switching characteristics.

【0009】配向膜の表面に汚染が発生すると、局所的
なしきい値電圧の周波数依存性に不均一化、電圧保持率
の低下、プレチルト角の変化や液晶の配向変化が起こ
る。さらに、基板が大型化するにつれて、ラビング時の
荷重を基板全体でコントロ−ルすることが困難となるた
め、大型基板ではラビングによるキズやむらが発生して
しまうこともある。また、ラビング布で擦られた薄膜か
らは、微小な削り屑が発生し、それが液晶表示装置が製
造されるクリーンルーム内での大きな発塵源となり、他
の製造工程の歩留まりを低下させる要因になるという大
きな問題点をも有している。
When contamination occurs on the surface of the alignment film, local frequency dependence of the threshold voltage becomes non-uniform, the voltage holding ratio decreases, the pretilt angle changes, and the liquid crystal alignment changes. Furthermore, as the size of the substrate increases, it becomes difficult to control the load during rubbing over the entire substrate, so that the rubbing may cause scratches and unevenness on the large substrate. In addition, the thin film rubbed with the rubbing cloth generates fine shavings, which become a large source of dust in the clean room where the liquid crystal display device is manufactured, which may reduce the yield of other manufacturing processes. There is also a big problem of becoming.

【0010】また、基板の表面は電極やアクティブ素子
の構成上凹凸(段差)があり、ラビング処理ではその段
差のためにラビングされない部分も生じる。このことは
黒表示における光抜けとなりコントラスト低下につなが
る。これらの諸問題は大型基板になればなる程顕著にな
る。
In addition, the surface of the substrate has irregularities (steps) due to the structure of the electrodes and active elements, and in the rubbing treatment, some parts are not rubbed due to the steps. This leads to light leakage in black display, leading to a decrease in contrast. These problems become more pronounced as the size of the substrate increases.

【0011】一方、前記したように、このような接触タ
イプの液晶の配向方法ではなく、配向膜表面に非接触で
液晶の配向を達成できる光配向技術が知られている。し
かしながら、実用の液晶ディスプレイにおいて光配向膜
を適用するには次の点が問題となっている。
On the other hand, as described above, instead of such a contact type liquid crystal alignment method, there is known an optical alignment technique capable of achieving alignment of the liquid crystal without contacting the alignment film surface. However, applying the photo-alignment film to a practical liquid crystal display has the following problems.

【0012】すなわち、配向膜に接する液晶のプレチル
ト角が小さく、ツイステッドネマチック方式やスーパー
ツイステッドネマチック方式のようなプレチルト角を必
要とする表示方式には適用し難いという問題がある。ツ
イステッドネマチック方式においてプレチルト角がない
場合、電界を印加すると液晶の立ち上がり方向が定まら
ないことによるドメインが発生する。
That is, there is a problem that the liquid crystal in contact with the alignment film has a small pretilt angle, and is difficult to be applied to a display method such as a twisted nematic method or a super twisted nematic method which requires a pretilt angle. When there is no pretilt angle in the twisted nematic method, when an electric field is applied, a domain is generated because the rising direction of the liquid crystal is not determined.

【0013】光配向におけるプレチルト制御に関して
は、SID95 ダイジェスト 877頁にあるよう
に、直線偏光を2回照射する方法が知られている。つま
り、配向膜の表面に直線偏光を基板に対して垂直に照射
して配向膜に対向する2個のプレチルト角方向を決定
し、その後、1次照射した偏光の偏光方向に垂直な偏光
方向を有する直線偏光を配向膜の表面に一定の角度に傾
斜するように照射する。
Regarding pretilt control in optical alignment, a method of irradiating linearly polarized light twice is known as in SID95 Digest, page 877. In other words, the surface of the alignment film is irradiated with linearly polarized light perpendicular to the substrate to determine two pretilt angle directions facing the alignment film, and then the polarization direction perpendicular to the polarization direction of the primary irradiation is determined. The surface of the alignment film is irradiated with the linearly polarized light so as to be inclined at a certain angle.

【0014】また、特開平10−123531号公報に
開示されているように、ポリシクロヘキサン系物質やポ
リビニルフルオロシンナメートからなる配向膜では、熱
によるアニーリングと照射エネルギーの組み合わせでプ
レチルト角を制御できるとしている。
Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-123531, it is assumed that in an alignment film made of a polycyclohexane-based material or polyvinyl fluorocinnamate, the pretilt angle can be controlled by a combination of thermal annealing and irradiation energy. I have.

【0015】しかしながら、これらの方法では光照射を
2回行わなければならないとか、配向膜の材料に耐熱性
などの点に制約があるなどの問題がある。
However, these methods have problems that light irradiation must be performed twice or that the material of the alignment film is limited in heat resistance and the like.

【0016】本発明の目的は、上記の諸問題を解決し、
光配向膜にプレチルト角がなくとも電界印加時に液晶の
立ち上がり方向を制御して、良好な表示を実現した液晶
表示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above problems,
It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device which realizes good display by controlling the rising direction of liquid crystal when an electric field is applied even if the photo-alignment film has no pretilt angle.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では以下の手段を用いる。すなわち、ポリイ
ミドやフォトクロミックな部位を含む高分子からなる配
向膜に偏光を照射することによって液晶を配向させるこ
とにより、基板上の段差構造近傍においても均一に表示
することができることが分かった。また、ラビングのよ
うに配向膜表面を擦ることにより発生する筋状の模様が
発生し表示品質を損なうことがあるが、光の照射で配向
制御能を付与した配向膜で液晶を配向させることによ
り、このような筋は発生しない。
To achieve the above object, the present invention uses the following means. That is, it was found that by irradiating polarized light to an alignment film made of a polymer containing a polyimide or a photochromic site to align the liquid crystal, a uniform display can be obtained even near the step structure on the substrate. In addition, a streak pattern generated by rubbing the alignment film surface like rubbing may be generated and display quality may be impaired, but by aligning the liquid crystal with an alignment film provided with alignment control ability by light irradiation. , Such streaks do not occur.

【0018】ポリイミド配向膜に光照射で配向制御能を
付与したものでは、プレチルト角は殆どゼロである。こ
の場合、この光配向法によってツイステッドネマチック
表示を行うため、配向膜上に所定の方向に液晶が配列す
るように偏光照射する。しかしながら、この場合、液晶
に電界を印加すると、配向膜上の液晶分子にプレチルト
角がないためにトメインが発生する。つまり、ツイステ
ッドネマチック方式に代表される液晶表示装置におい
て、基板に垂直な方向に電界を印加する場合、配向膜上
の液晶分子に基板からの傾斜角であるプレチルト角が必
要である。
When a polyimide alignment film is provided with an alignment control function by light irradiation, the pretilt angle is almost zero. In this case, in order to perform twisted nematic display by the photo-alignment method, polarized light is irradiated so that liquid crystals are arranged in a predetermined direction on the alignment film. However, in this case, when an electric field is applied to the liquid crystal, a domain occurs because the liquid crystal molecules on the alignment film have no pretilt angle. That is, in a liquid crystal display device represented by the twisted nematic method, when an electric field is applied in a direction perpendicular to the substrate, the liquid crystal molecules on the alignment film need to have a pretilt angle, which is an inclination angle from the substrate.

【0019】そこで、本発明では、配向膜の液晶層と接
する面をプレチルト角を持たせたい方向に傾斜させるこ
とで液晶をスイッチングする際、ドメインが発生しない
ようにした。
Therefore, in the present invention, a domain is prevented from being generated when switching the liquid crystal by inclining the surface of the alignment film in contact with the liquid crystal layer in a direction in which a pretilt angle is desired.

【0020】図1〜図4は本発明の代表的な基本構成例
を説明する模式図であって、図中、SUB1は第1の基
板、GIはゲート絶縁膜、ITO1は画素電極(透明電
極)、ORI1は第1の配向膜、SUB2は第2の基
板、OCはオーバコート膜、ITO2は共通電極(透明
電極)、ORI2は第2の配向膜、LCは液晶層であ
る。なお、単純マトリクス型の液晶表示装置では、IT
O1は一方のストライプ電極、ITO2は他方のストラ
イプ電極に相当する。
FIGS. 1 to 4 are schematic views for explaining a typical example of the basic structure of the present invention. In the figures, SUB1 is a first substrate, GI is a gate insulating film, ITO1 is a pixel electrode (transparent electrode). ), ORI1 is a first alignment film, SUB2 is a second substrate, OC is an overcoat film, ITO2 is a common electrode (transparent electrode), ORI2 is a second alignment film, and LC is a liquid crystal layer. Note that in a simple matrix type liquid crystal display device, IT
O1 corresponds to one stripe electrode, and ITO2 corresponds to the other stripe electrode.

【0021】図1は第1と第2の基板に形成する透明電
極ITO1,ITO2の厚みを画素内で変えることで配
向膜の液晶層と接する面に傾斜を持たせたものであり、
(a)はスーパーツイステッドネマチック型の液晶表示
装置に本発明を適用したもので、第1の基板SUB1と
第2の基板SUB2の液晶層LC側にそれぞれ形成され
る一方のストライプ電極ITO1と他方のストライプ電
極ITO2の厚みを画素内で変えて液晶層LCを構成す
る液晶分子のプレチルト角に相当する角度θ1、θ2
なるように傾斜させてある。その結果、ストライプ電極
ITO1とITO2の上面に均一な膜厚で成膜される配
向膜ORI1とORI2の液晶層LCと接する面で液晶
LCを構成する液晶分子は所望のプレチルト角で配向さ
れる。この角度θ1 、θ2 は図1(b)で説明するツイ
ステッドネマチック型での画素電極ITO1、ITO2
の厚みを変えたときの角度θ3 、θ4 より大である。
FIG. 1 shows that the surface of the alignment film in contact with the liquid crystal layer is inclined by changing the thickness of the transparent electrodes ITO1 and ITO2 formed on the first and second substrates in the pixel.
(A) is an example in which the present invention is applied to a super twisted nematic liquid crystal display device, in which one stripe electrode ITO1 and the other stripe electrode ITO1 formed on a liquid crystal layer LC side of a first substrate SUB1 and a second substrate SUB2, respectively. The thickness of the stripe electrode ITO2 is changed within the pixel so that the stripe electrode ITO2 is inclined so that the angles θ 1 and θ 2 correspond to the pretilt angles of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer LC. As a result, the liquid crystal molecules forming the liquid crystal LC are aligned at a desired pretilt angle on the surfaces of the alignment films ORI1 and ORI2 which are formed with a uniform thickness on the upper surfaces of the stripe electrodes ITO1 and ITO2 and which are in contact with the liquid crystal layer LC. The angles θ 1 and θ 2 are the pixel electrodes ITO1 and ITO2 of the twisted nematic type described with reference to FIG.
Are larger than the angles θ 3 and θ 4 when the thickness of the substrate is changed.

【0022】すなわち、図1の(b)はツイステッドネ
マチック型の液晶表示装置に本発明を適用したもので、
第1の基板SUB1と第2の基板SUB2の液晶層LC
側にそれぞれ形成される画素電極ITO1と共通電極I
TO2の厚みを液晶層LCを構成する液晶分子のプレチ
ルト角に相当する角度θ3 、θ4 となるように画素内で
変えてある。
That is, FIG. 1B shows the case where the present invention is applied to a twisted nematic liquid crystal display device.
Liquid crystal layer LC of first substrate SUB1 and second substrate SUB2
The pixel electrode ITO1 and the common electrode I formed on the
The thickness of TO2 is changed in the pixel so that the angles θ 3 and θ 4 correspond to the pretilt angles of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer LC.

【0023】図2は第1の基板に形成する画素電極のみ
の厚みを画素内で変えて傾斜角θ5を与え、第1の基板
SUB1に形成する第1の配向膜の液晶層LCと接する
面にプレチルト角を付与したものである。この構成例
は、図1の(b)の液晶表示装置における第2の基板S
UB2の共通電極ITO2の画素内での厚みを一定とし
たものに相当する。
FIG. 2 shows that the thickness of only the pixel electrode formed on the first substrate is changed within the pixel to give an inclination angle θ 5, and comes into contact with the liquid crystal layer LC of the first alignment film formed on the first substrate SUB1. The surface has a pretilt angle. This configuration example corresponds to the second substrate S in the liquid crystal display device of FIG.
This corresponds to a case where the thickness of the common electrode ITO2 of the UB2 in the pixel is constant.

【0024】図3は第1の基板SUB1に形成するゲー
ト絶縁膜GIと第2の基板SUB2に形成するオーバコ
ート膜OCの厚みを画素内で傾斜させて、それぞれに傾
斜角θ6 とθ7 を与え、液晶層LCと接する面にプレチ
ルト角を付与したものである。
FIG. 3 shows that the thickness of the gate insulating film GI formed on the first substrate SUB1 and the thickness of the overcoat film OC formed on the second substrate SUB2 are inclined in the pixel, and the inclination angles θ 6 and θ 7 respectively. And a pretilt angle is given to a surface in contact with the liquid crystal layer LC.

【0025】図4は第1の基板SUB1と第2の基板S
UB2の画素内の液晶層側内面に傾斜角θ8 とθ9 を与
えたもので、液晶層LCと接する面にプレチルト角を付
与したものである。
FIG. 4 shows the first substrate SUB1 and the second substrate S
The tilt angles θ 8 and θ 9 are given to the liquid crystal layer side inner surface in the pixel of UB2, and the pre-tilt angle is given to the surface in contact with the liquid crystal layer LC.

【0026】図1〜図4に示すように、配向膜に接する
基板面を液晶分子にプレチルト角を持たせたい方向に傾
斜させることで液晶をスイッチングする際、ドメインが
発生しないようにすることができる。つまり、光配向処
理でプレチルト角が0°であっても、液晶の接する面の
傾斜で液晶分子を1°から5°、あるいはそれ以上に傾
かせ、液晶の電界による立ち上がり方向を制御すること
ができる。具体的には、液晶分子の接する面が傾いてい
ればよく、それを電極や絶縁膜あるいは保護膜の厚みを
変えて行ってもよいし、また基板面を傾斜させて行って
もよい。なお、本発明はプレチルト角が必要な場合に有
効な方法であって、ツイステッドネマチック方式に限定
されるものではない。
As shown in FIGS. 1 to 4, by tilting the substrate surface in contact with the alignment film in a direction in which the liquid crystal molecules are desired to have a pretilt angle, it is possible to prevent the generation of domains when switching the liquid crystal. it can. In other words, even if the pretilt angle is 0 ° in the optical alignment treatment, the liquid crystal molecules can be tilted from 1 ° to 5 ° or more by tilting the surface in contact with the liquid crystal to control the rising direction by the electric field of the liquid crystal. it can. Specifically, it is sufficient that the surface in contact with the liquid crystal molecules is inclined, and this may be performed by changing the thickness of the electrode, the insulating film, or the protective film, or may be performed by tilting the substrate surface. The present invention is an effective method when a pretilt angle is required, and is not limited to the twisted nematic method.

【0027】以下、本発明の典型的な構成例を列挙すれ
ば、下記の通りである。すなわち、 (1)第1の配向膜を形成した第1の基板と、第2の配
向膜を形成した第2の基板と、前記第1の基板と第2の
基板の対向間隙に挟持された液晶組成物からなる液晶層
とを有し、前記第1および第2の配向膜の少なくとも一
方が、直線状に偏光した光の照射より付与された液晶配
向制御能を有し、表示される画素内において前記第1と
第2の配向膜の少なくとも一方の前記液晶層と接する面
に、前記液晶層を構成する液晶分子の配向方向に傾斜を
有せしめた。
Hereinafter, typical configuration examples of the present invention are listed as follows. That is, (1) the first substrate on which the first alignment film is formed, the second substrate on which the second alignment film is formed, and the opposing gap between the first substrate and the second substrate A liquid crystal layer comprising a liquid crystal composition, wherein at least one of the first and second alignment films has a liquid crystal alignment control ability imparted by irradiation of linearly polarized light, and a pixel to be displayed The surface of at least one of the first and second alignment films which is in contact with the liquid crystal layer has a gradient in the alignment direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer.

【0028】この構成は、特にスーパーツイステッドネ
マチック型液晶表示装置に適用して好適であり、光配向
処理でプレチルト角が0°であっても、液晶の接する面
の傾斜で液晶分子を1°から5°、あるいはそれ以上に
傾かせ、液晶の電界による立ち上がり方向を制御するこ
とができる。
This configuration is particularly suitable for application to a super twisted nematic liquid crystal display device. Even if the pre-tilt angle is 0 ° in the optical alignment treatment, the liquid crystal molecules are reduced from 1 ° by the inclination of the surface in contact with the liquid crystal. By tilting the liquid crystal by 5 ° or more, the rising direction of the liquid crystal by the electric field can be controlled.

【0029】(2)走査信号電極、映像信号電極、画素
電極、およびアクティブ素子を有し、前記各電極および
アクティブ素子上に直接または絶縁層を介して第1の配
向膜を形成した第1の基板と、共通電極およびカラーフ
ィルタを有し、前記共通電極およびカラーフィルタ上に
直接または絶縁層を介して第2の配向膜を形成した第2
の基板と、前記第1の基板と第2の基板の対向間隙に挟
持された液晶組成物からなる液晶層とを有し、前記画素
電極と前記共通電極が前記液晶層に対し実質的に前記両
基板の面と垂直な電界を印加するごとく配置され、前記
走査信号電極および映像信号電極に接続して、表示パタ
ーンに応じて前記電界の大きさを任意に制御するための
外部制御手段と、前記液晶層の配向状態により光学特性
を変化させる偏光手段とを備えた液晶表示装置におい
て、前記第1および第2の配向膜の少なくとも一方が、
直線状に偏光した光の照射より付与された液晶配向制御
能を有し、かつ表示される画素内において前記液晶層の
前記第1と第2の配向膜に接する前記第1および第2の
基板の少なくとも一方の基板面の一部に前記液晶層を構
成する液晶分子の配向方向に傾斜を有せしめた。
(2) a first alignment film having a scanning signal electrode, a video signal electrode, a pixel electrode, and an active element, and a first alignment film formed on each of the electrodes and the active element directly or via an insulating layer; A second alignment film having a substrate, a common electrode and a color filter, and a second alignment film formed directly or via an insulating layer on the common electrode and the color filter;
And a liquid crystal layer made of a liquid crystal composition sandwiched between opposing gaps between the first substrate and the second substrate, wherein the pixel electrode and the common electrode are substantially the same as the liquid crystal layer. External control means for arranging as if applying an electric field perpendicular to the surfaces of both substrates, connecting to the scanning signal electrode and the video signal electrode, and arbitrarily controlling the magnitude of the electric field according to a display pattern, In a liquid crystal display device comprising: a polarizing unit that changes optical characteristics according to an alignment state of the liquid crystal layer, at least one of the first and second alignment films includes:
The first and second substrates having a liquid crystal alignment control ability given by irradiation of linearly polarized light and being in contact with the first and second alignment films of the liquid crystal layer in a pixel to be displayed. At least a part of the substrate surface was inclined in the orientation direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer.

【0030】この構成は、特にツイステッドネマチック
型のアクティブマトリクス方式液晶表示装置に適用して
好適であり、光配向処理でプレチルト角が0°であって
も、液晶の接する面の傾斜で液晶分子を1°から5°、
あるいはそれ以上に傾かせ、液晶の電界による立ち上が
り方向を制御することができる。
This configuration is particularly suitable for application to a twisted nematic type active matrix type liquid crystal display device. Even if the pretilt angle is 0 ° in the optical alignment treatment, the liquid crystal molecules are inclined by the inclination of the surface in contact with the liquid crystal. 1 ° to 5 °,
Alternatively, the rising direction can be controlled by tilting the liquid crystal more than that.

【0031】(3)(1)または(2)における前記画
素内において前記液晶層の配向膜に接する少なくとも一
方の透明電極面の一部を当該液晶層を構成する液晶分子
の配向方向に傾斜させた。
(3) In the pixel in (1) or (2), a part of at least one transparent electrode surface in contact with the alignment film of the liquid crystal layer is inclined in the alignment direction of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer. Was.

【0032】上記透明電極の一部は表示画素内に成膜す
る画素電極の厚みを変えることで達成される。
Part of the transparent electrode is achieved by changing the thickness of a pixel electrode formed in a display pixel.

【0033】(4)(1)または(2)における前記画
素内において基板上に形成するゲート絶縁膜とオーバコ
ート膜の一方または双方の厚みを変えることにより達成
される。
(4) This is achieved by changing the thickness of one or both of the gate insulating film and the overcoat film formed on the substrate in the pixel in (1) or (2).

【0034】(5)(1)または(2)における前記画
素内において基板の表面に傾斜を持たせることによって
達成される。
(5) This is achieved by giving the surface of the substrate a slope in the pixel in (1) or (2).

【0035】(6)上記各項目における前記傾斜角を、
ドメインが発生しない角度である1°以上20°以下の
範囲とした。
(6) The inclination angle in each of the above items is
The angle is in the range of 1 ° or more and 20 ° or less, which is an angle at which no domain occurs.

【0036】(7)上記各項目における前記配向膜をポ
リイミド系高分子で構成した。
(7) The alignment film in each of the above items was made of a polyimide polymer.

【0037】なお、本発明は上記の各項目に記載の構成
に限るものではなく、本発明の技術思想の範囲を逸脱す
ることなく種々の変更が可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the configurations described in the above items, and various changes can be made without departing from the scope of the technical idea of the present invention.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、実施例の図面を用いて本発
明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下で
説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings described below, those having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0039】図5は本発明を適用する液晶表示装置の一
例である薄膜トランジスタをスイッチング素子として用
いたアクティブマトリクス型液晶表示装置の一画素周辺
の平面図である。
FIG. 5 is a plan view of one pixel around an active matrix type liquid crystal display device using a thin film transistor as a switching element as an example of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【0040】この種の液晶表示装置の画素は、走査信号
線であるゲートラインGLとこのゲートラインGLに交
差配置された映像信号線であるデータラインDLで囲ま
れた領域に形成され、当該領域の一部にゲート電極GT
と非晶質Siからなる半導体層AS、ドレイン電極SD
2、ソース電極SD1で構成される薄膜トランジスタT
FTが形成され、ゲート電極GTにゲートラインGL
が、ドレイン電極SD2にデータラインDLが接続され
ている。
Pixels of this type of liquid crystal display device are formed in a region surrounded by a gate line GL which is a scanning signal line and a data line DL which is a video signal line intersecting the gate line GL. Part of the gate electrode GT
And a semiconductor layer AS made of amorphous Si and a drain electrode SD
2. Thin film transistor T composed of source electrode SD1
FT is formed, and a gate line GL is connected to the gate electrode GT.
However, the data line DL is connected to the drain electrode SD2.

【0041】そして、上記領域の大部分には画素電極I
TO1が成膜されて、この画素電極ITO1にソース電
極SD1が接続されている。
The pixel electrode I
A film TO1 is formed, and a source electrode SD1 is connected to the pixel electrode ITO1.

【0042】なお、図中のカッコ内に示された符号d
1,d2,d3は導電膜であり、同一符号で示された信
号線あるいは電極は同一材料で同時に形成される。
The symbol d shown in parentheses in FIG.
1, d2 and d3 are conductive films, and signal lines or electrodes indicated by the same reference numerals are formed simultaneously by the same material.

【0043】図6は本発明による液晶表示装置の第1実
施例を説明する図5のA−A線に沿った断面図である。
図中、図5と同一符号は同一部分に対応し、SUB1は
第1の基板、SUB2は第2の基板、GIはゲート絶縁
膜、PSVは保護絶縁膜、ORI1は第1の配向膜、B
Mはブラックマトリクス、FIL(R)赤色フィルタ、
FIL(G)緑色フィルタ(青色フィルタは図示を省
略)、OCはオーバコート膜、ITO2は共通電極、O
RI2は第2の配向膜、LCは液晶層、POL1,PO
L2は偏光板を示す。
FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 5 for explaining the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
5, the same reference numerals as those in FIG. 5 correspond to the same parts, SUB1 is a first substrate, SUB2 is a second substrate, GI is a gate insulating film, PSV is a protective insulating film, ORI1 is a first alignment film, B
M is a black matrix, FIL (R) red filter,
FIL (G) green filter (blue filter is not shown), OC is an overcoat film, ITO2 is a common electrode, O
RI2 is the second alignment film, LC is the liquid crystal layer, POL1, PO
L2 indicates a polarizing plate.

【0044】この実施例では、第1の基板SUB1に形
成する画素電極ITO1と第2の基板SUB2に形成す
る共通電極ITO2の厚みを画素内で変えることで傾斜
角を付与している。このため、画素電極ITO1と共通
電極ITO2の上に成膜される第1の配向膜ORI1と
第2の配向膜ORI2は画素電極ITO1と共通電極I
TO2の傾斜面に倣って傾斜し、この傾斜面に接する液
晶層LCの液晶分子はプレチルト角で配向される。
In this embodiment, the inclination angle is given by changing the thickness of the pixel electrode ITO1 formed on the first substrate SUB1 and the thickness of the common electrode ITO2 formed on the second substrate SUB2 within the pixel. Therefore, the first alignment film ORI1 and the second alignment film ORI2 formed on the pixel electrode ITO1 and the common electrode ITO2 are formed on the pixel electrode ITO1 and the common electrode I2.
The liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC in contact with the inclined surface of TO2 are inclined at the pretilt angle.

【0045】この構成により、配向膜ORI1,ORI
2が光配向処理で配向制御能が付与された場合にそのプ
レチルト角が0°であっても、液晶の接する面の傾斜で
液晶分子を1°から5°、あるいはそれ以上に傾かせる
ことによって、液晶の電界による立ち上がり方向を制御
することができる。
With this configuration, the alignment films ORI1, ORI
(2) By tilting the liquid crystal molecules from 1 ° to 5 ° or more by tilting the surface in contact with the liquid crystal even if the pretilt angle is 0 ° when the alignment control ability is given by the optical alignment treatment, In addition, the rising direction of the liquid crystal due to the electric field can be controlled.

【0046】図7は本発明による液晶表示装置の第2実
施例を説明する図5のA−A線に沿った断面図である。
図中、図6と同一符号は同一部分に対応する。
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5 for explaining a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
In the figure, the same reference numerals as those in FIG. 6 correspond to the same parts.

【0047】この実施例では、第1の基板SUB1に形
成するゲート絶縁膜GIと第2の基板SUB2に形成す
るオーバコート膜OCの厚みを画素内で変えることで傾
斜角を付与している。このため、ゲート絶縁膜GIとオ
ーバコート膜OCの上に形成される画素電極ITO1と
共通電極ITO2を介して成膜される第1の配向膜OR
I1と第2の配向膜ORI2はゲート絶縁膜GIとオー
バコート膜OCの傾斜面に倣って傾斜し、この傾斜面に
接する液晶層LCの液晶分子はプレチルト角で配向され
る。
In this embodiment, the inclination angle is given by changing the thickness of the gate insulating film GI formed on the first substrate SUB1 and the thickness of the overcoat film OC formed on the second substrate SUB2 within the pixel. Therefore, the first alignment film OR formed via the pixel electrode ITO1 and the common electrode ITO2 formed on the gate insulating film GI and the overcoat film OC.
I1 and the second alignment film ORI2 are inclined according to the inclined surfaces of the gate insulating film GI and the overcoat film OC, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC in contact with the inclined surfaces are oriented at the pretilt angle.

【0048】この構成により、配向膜ORI1,ORI
2が光配向処理で配向制御能が付与された場合にそのプ
レチルト角が0°であっても、液晶の接する面の傾斜で
液晶分子を1°から5°、あるいはそれ以上に傾かせる
ことによって、液晶の電界による立ち上がり方向を制御
することができる。
With this configuration, the alignment films ORI1, ORI
(2) By tilting the liquid crystal molecules from 1 ° to 5 ° or more by tilting the surface in contact with the liquid crystal even if the pretilt angle is 0 ° when the alignment control ability is given by the optical alignment treatment, In addition, the rising direction of the liquid crystal due to the electric field can be controlled.

【0049】図8は本発明による液晶表示装置の第3実
施例を説明する図5のA−A線に沿った断面図である。
図中、図6、図7と同一符号は同一部分に対応する。
FIG. 8 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 5 for explaining a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
6, the same reference numerals as those in FIGS. 6 and 7 correspond to the same parts.

【0050】この実施例では、第1の基板SUB1と第
2の基板SUB2の厚みを画素内で変えることで傾斜角
を付与している。このため、第1の基板SUB1と第2
の基板SUB2にゲート絶縁膜GI、オーバコート膜O
C、および画素電極ITO1と共通電極ITO2を介し
て成膜される第1の配向膜ORI1と第2の配向膜OR
I2は第1の基板SUB1と第2の基板SUB2の傾斜
面に倣って傾斜し、この傾斜面に接する液晶層LCの液
晶分子はプレチルト角で配向される。
In this embodiment, the inclination angle is given by changing the thickness of the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2 within the pixel. Therefore, the first substrate SUB1 and the second
Gate insulating film GI, overcoat film O on substrate SUB2
C, and a first alignment film ORI1 and a second alignment film OR formed via the pixel electrode ITO1 and the common electrode ITO2.
I2 is inclined according to the inclined surfaces of the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer LC in contact with the inclined surfaces are oriented at the pretilt angle.

【0051】この構成により、配向膜ORI1,ORI
2が光配向処理で配向制御能が付与された場合にそのプ
レチルト角が0°であっても、液晶の接する面の傾斜で
液晶分子を1°から5°、あるいはそれ以上に傾かせる
ことによって、液晶の電界による立ち上がり方向を制御
することができる。
With this configuration, the alignment films ORI1, ORI
(2) By tilting the liquid crystal molecules from 1 ° to 5 ° or more by tilting the surface in contact with the liquid crystal even if the pretilt angle is 0 ° when the alignment control ability is given by the optical alignment treatment, In addition, the rising direction of the liquid crystal due to the electric field can be controlled.

【0052】なお、本発明は上記の各実施例を組み合わ
せることで配向膜に傾斜を持たせる構成とすることもで
き、また、第1の基板SUB1と第2の基板SUB2の
何れか一方にのみ、上記した各実施例の構成を付与する
こともできる。
In the present invention, the orientation film can be inclined by combining the above embodiments, and only one of the first substrate SUB1 and the second substrate SUB2 can be used. The configuration of each of the above-described embodiments may be provided.

【0053】以下、本発明を適用する液晶表示装置の具
体例について図9〜図12により説明する。
Hereinafter, specific examples of the liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described with reference to FIGS.

【0054】具体例1 図9におけるPXは画素電極ITO1に相当し、ゲート
電極GT上のAOFはアルミニウムの陽極酸化膜、d0
はコンタクト層を示す。また、図10におけるPNLは
液晶表示装置を構成する液晶パネル、ARは液晶パネル
のマトリクス部(表示領域)、SLは第1と第2の基板
を貼り合わせて固定するシールパターン、INJは液晶
注入口、Tg,Tdは端子群、LNは切断線を示す。ま
た、図11において、PCB1はデータ線駆動回路Hお
よび走査線駆動回路Vを搭載した多層プリント基板、P
CB2は電源回路を搭載した多層基板、TCPは駆動I
Cを搭載したテープキャリアパッケージ、TTB,TT
Mは接続端子、FCはフラットケーブル、CJはホスト
コンピュータと接続するコネクタを示す。
Specific Example 1 PX in FIG. 9 corresponds to the pixel electrode ITO1, AOF on the gate electrode GT is an anodic oxide film of aluminum, d0
Indicates a contact layer. In FIG. 10, PNL denotes a liquid crystal panel constituting a liquid crystal display device, AR denotes a matrix portion (display area) of the liquid crystal panel, SL denotes a seal pattern for bonding the first and second substrates together, and INJ denotes a liquid crystal display. The entrance, Tg and Td indicate terminal groups, and LN indicates a cutting line. In FIG. 11, PCB1 is a multilayer printed board on which a data line driving circuit H and a scanning line driving circuit V are mounted.
CB2 is a multilayer board on which a power supply circuit is mounted, and TCP is a drive I
Tape carrier package with C, TTB, TT
M indicates a connection terminal, FC indicates a flat cable, and CJ indicates a connector connected to a host computer.

【0055】この液晶表示装置の製造では、小さいサイ
ズであればスループット向上のため1枚のガラス基板で
複数個分のデバイス(単位液晶パネル)を同時に加工し
てから分割し、大きいサイズであれば製造設備の共用の
ためどの品種でも標準化された大きさのガラス基板を加
工してから各品種に合ったサイズに小さくし、いずれの
場合も一通りの工程を経てからガラスを切断する。ここ
では、後者の例を示すものである。
In the manufacture of this liquid crystal display device, a plurality of devices (unit liquid crystal panels) are simultaneously processed on a single glass substrate and then divided in order to improve the throughput if the size is small, and if the size is large, the device is large. reduced after processing a glass substrate of a size standardized in any breed for manufacturing facilities shared is sized to suit each model, in either case the glass is cut through the one way process. Here, the latter example is shown.

【0056】いずれの場合も、完成状態では外部接続端
子群Tg、Td(添字略)が存在する(図10で上辺と
左辺の)部分はそれらを露出するように第2の基板SU
B2の大きさが第1の基板SUB1よりも内側に制限さ
れている。端子群Tg、Tdはそれぞれ後述する走査回
路接続用端子GTM、データ信号回路接続用端子DTM
とそれらの引出配線部を駆動ICである集積回路チップ
CHIが搭載されたテープキャリアパッケージTCPの
単位に複数本まとめて名付けたものである。Tdは端子
群である。各群のマトリクス部から外部接続端子部に至
るまでの引出配線は、両端に近づくにつれ傾斜してい
る。これは、テープキャリアパッケージTCPの配列ピ
ッチおよび各パッケージTCPにおける接続端子ピッチ
に表示パネルPNLの端子DTM、GTMを合わせるた
めである。
In any case, in the completed state, the external connection terminal groups Tg and Td (subscripts are omitted) are present (the upper and left sides in FIG. 10) on the second substrate SU so as to expose them.
The size of B2 is limited inside the first substrate SUB1. The terminal groups Tg and Td are respectively a scanning circuit connection terminal GTM and a data signal circuit connection terminal DTM described later.
And a plurality of the lead wiring portions are collectively named for a unit of a tape carrier package TCP on which an integrated circuit chip CHI as a driving IC is mounted. Td is a terminal group. The lead wiring from the matrix section of each group to the external connection terminal section is inclined as approaching both ends. This is for adjusting the terminals DTM and GTM of the display panel PNL to the arrangement pitch of the tape carrier package TCP and the connection terminal pitch of each package TCP.

【0057】第1の基板SUB1と第2の基板SUB2
の間には、その縁に沿って液晶注入口INJを除き、液
晶LCを封止するようにシールパターンSLが形成され
る。シールパターンSLのシール材は例えばエポキシ樹
脂からなる。
First substrate SUB1 and second substrate SUB2
Between them, a seal pattern SL is formed along the edge except for the liquid crystal inlet INJ so as to seal the liquid crystal LC. The seal material of the seal pattern SL is made of, for example, epoxy resin.

【0058】第2の基板SUB2側の共通透明画素電極
ITO2は、少なくとも一箇所において、本例では少な
くともパネルの4角で銀ペースト材によって第1の基板
SUB1側に形成されたその引出配線に接続されてい
る。この引出配線は後述するゲート端子GTM、ドレイ
ン端子DTMと同一製造工程で形成される。
The common transparent pixel electrode ITO2 on the side of the second substrate SUB2 is connected at least at one position to the lead-out wiring formed on the first substrate SUB1 side by silver paste at least at four corners of the panel in this example. Have been. This lead-out wiring is formed in the same manufacturing process as the later-described gate terminal GTM and drain terminal DTM.

【0059】第1の配向膜ORI1、第2のORI2、
画素電極ITO1(PX)、共通透明画素電極ITO
2、それぞれの層は、シールパターンSLの内側に形成
される。
The first alignment film ORI1, the second ORI2,
Pixel electrode ITO1 (PX), common transparent pixel electrode ITO
2. Each layer is formed inside the seal pattern SL.

【0060】偏光板POL1,POL2はそれぞれ第1
の基板SUB1、第2の基板SUB2の外側の表面に形
成されている。液晶層LCは液晶分子の向きを設定する
第1の配向膜ORI1と第2の配向膜ORI2との間で
シールパターンSLで仕切られた領域に封入されてい
る。第1の配向膜ORI1は第2の基板SUB1側の保
護絶縁膜PSVの上部に形成される。
The polarizing plates POL1 and POL2 are the first
Are formed on the outer surfaces of the substrate SUB1 and the second substrate SUB2. The liquid crystal layer LC is sealed in a region partitioned by the seal pattern SL between the first alignment film ORI1 and the second alignment film ORI2 for setting the direction of liquid crystal molecules. The first alignment film ORI1 is formed over the protective insulating film PSV on the second substrate SUB1 side.

【0061】この液晶表示装置は、第1の透明ガラス基
板SUB1側、第2の基板SUB2側で別個に種々の層
を積み重ね、シールパターンSLを第2の基板SUB2
側に形成し、第1の基板SUB1と第2の基板SUB2
とを重ね合わせ、シールパターンSLに設けた液晶注入
口INJから液晶を注入した後、液晶注入口INJをエ
ポキシ樹脂などで封止し、上下基板を切断線LNを切断
することによって組み立てられる。
In this liquid crystal display device, various layers are separately stacked on the first transparent glass substrate SUB1 side and the second substrate SUB2 side, and the seal pattern SL is formed on the second substrate SUB2.
Side, a first substrate SUB1 and a second substrate SUB2
After the liquid crystal is injected from the liquid crystal inlet INJ provided in the seal pattern SL, the liquid crystal inlet INJ is sealed with an epoxy resin or the like, and the upper and lower substrates are cut by cutting lines LN.

【0062】薄膜トランジスタTFTは、ゲート電極G
Tに正のバイアスを印加すると、ソース−ドレイン間の
チャネル抵抗が小さくなり、バイアスを零にすると、チ
ャネル抵抗は大きくなるように動作する。
The thin film transistor TFT has a gate electrode G
When a positive bias is applied to T, the channel resistance between the source and the drain decreases, and when the bias is set to zero, the channel resistance increases.

【0063】各画素には薄膜トランジスタTFTが設け
られる。薄膜トランジスタTFTは、ゲート電極GT、
ゲート絶縁膜GI、i型(真性:intrinsic:
導電型決定不純物がドープされていない)非晶質シリコ
ン(Si)からなるi型半導体層AS、一対のソース電
極SD1、ドレイン電極SD2を有す。なお、ソース、
ドレインは本来その間のバイアス極性によって決まるも
ので、この液晶表示装置の回路ではその極性は動作中反
転するので、ソース、ドレインは動作中入れ替わると理
解されたい。しかし、以下の説明では、便宜上一方をソ
ース、他方をドレインと固定して表現する。
Each pixel is provided with a thin film transistor TFT. The thin film transistor TFT has a gate electrode GT,
Gate insulating film GI, i-type (intrinsic: intrinsic:
The semiconductor device has an i-type semiconductor layer AS made of amorphous silicon (Si not doped with a conductivity type determining impurity), a pair of source electrode SD1, and a drain electrode SD2. The source,
It should be understood that the drain is originally determined by the bias polarity between them, and in the circuit of this liquid crystal display device, the polarity is inverted during operation, so that the source and drain are switched during operation. However, in the following description, one is fixed and the other is fixed as a drain for convenience.

【0064】ゲート電極GTは走査信号線GLから垂直
方向に突出する形状で構成されており(T字形状に分岐
されている)、薄膜トランジスタTFTの能動領域を越
えるよう突出している。また、このゲート電極GTは、
走査信号線GLに連続して形成されており、ここでは、
単層の第2導電膜g2で形成されている。第2導電膜g
2としては例えばスパッタで形成されたアルミニウム
(Al)膜が用いられ、その上にはAlの陽極酸化膜A
OFが設けられている。
The gate electrode GT is formed so as to protrude vertically from the scanning signal line GL (branched into a T-shape), and protrude beyond the active region of the thin film transistor TFT. This gate electrode GT is
It is formed continuously to the scanning signal line GL.
It is formed of a single-layer second conductive film g2. Second conductive film g
2 is, for example, an aluminum (Al) film formed by sputtering, on which an anodic oxide film A of Al is formed.
An OF is provided.

【0065】このゲート電極GTはi型半導体層ASを
完全に覆うよう(下方からみて)それより大き目に形成
され、i型半導体層ASに外光やバックライト光が当た
らないよう工夫されている。
The gate electrode GT is formed to be larger than the i-type semiconductor layer AS so as to completely cover the i-type semiconductor layer AS (as viewed from below), and is designed so that external light or backlight light does not hit the i-type semiconductor layer AS. .

【0066】走査信号線GLは第2導電膜g2で構成さ
れている。この走査信号線GLの第2導電膜g2はゲー
ト電極GTの第2導電膜g2と同一製造工程で形成さ
れ、かつ一体に構成されている。また、走査信号線GL
上にもAlの陽極酸化膜AOFが設けられている。
The scanning signal line GL is composed of the second conductive film g2. The second conductive film g2 of the scanning signal line GL is formed in the same manufacturing process as the second conductive film g2 of the gate electrode GT, and is integrally formed. Also, the scanning signal line GL
An anodic oxide film AOF of Al is also provided thereon.

【0067】ゲート絶縁膜GIは、薄膜トランジスタT
FTにおいて、ゲート電極GTと共に半導体層ASに電
界を与えるためのゲート絶縁膜として使用される。絶縁
膜GIはゲート電極GTおよび走査信号線GLの上層に
形成されている。この絶縁膜GIとしては例えばプラズ
マCVDで形成された窒化シリコン膜が選ばれ、120
0〜2700Åの厚さに(本例では、2000Å程度)
形成され、表示領域ARの全体を囲むように形成され、
周辺部は外部接続端子を露出するよう除去されている。
なお、この絶縁膜GIは走査信号線GLと映像信号線D
Lの電気的絶縁にも寄与している。
The gate insulating film GI is made of a thin film transistor T
The FT is used as a gate insulating film for applying an electric field to the semiconductor layer AS together with the gate electrode GT. The insulating film GI is formed above the gate electrode GT and the scanning signal line GL. As the insulating film GI, for example, a silicon nitride film formed by plasma CVD is selected.
To a thickness of 0 to 2700 mm (in this example, about 2000 mm)
Formed so as to surround the entire display area AR,
The peripheral portion is removed to expose the external connection terminal.
The insulating film GI includes the scanning signal line GL and the video signal line D.
It also contributes to the electrical insulation of L.

【0068】i型半導体層ASは、ここでは薄膜トラン
ジスタTFTに独立した島となるよう形成され、非晶質
シリコンで、200〜2200Åの厚さに(本例では、
2000Å程度の膜厚)で形成される。層d0はオーミ
ックコンタクト用のリン(P)をドープしたN(+)型
非晶質シリコン半導体層であり、下側にi型半導体層A
Sが存在し、上側に導電層d2(d3)が存在するとこ
ろのみに残されている。また、ここでは非晶質シリコン
半導体層を用いているが、移動度の大きい多結晶シリコ
ン半導体層、単結晶シリコン半導体層を用いてもよい。
The i-type semiconductor layer AS is formed here as an island independent of the thin film transistor TFT, and is made of amorphous silicon and has a thickness of 200 to 2200 ° (in this example,
(A film thickness of about 2000 °). The layer d0 is an N (+) type amorphous silicon semiconductor layer doped with phosphorus (P) for ohmic contact, and the i-type semiconductor layer A
S exists and is left only where the conductive layer d2 (d3) exists on the upper side. Although an amorphous silicon semiconductor layer is used here, a polycrystalline silicon semiconductor layer or a single crystal silicon semiconductor layer having high mobility may be used.

【0069】i型半導体層ASは走査信号線GLと映像
信号線DLとの交差部(クロスオーバ部)の両者間にも
設けられている。この交差部のi型半導体層ASは交差
部における走査信号線GLと映像信号線DLとの短絡を
低減する。
The i-type semiconductor layer AS is also provided between both intersections (crossover portions) between the scanning signal lines GL and the video signal lines DL. The i-type semiconductor layer AS at the intersection reduces a short circuit between the scanning signal line GL and the video signal line DL at the intersection.

【0070】ソース電極SD1、ドレイン電極SD2の
それぞれは、N(+)型半導体層d0に接触する第2導
電膜d2とその上に形成された第3導電膜d3とから構
成されている。
Each of the source electrode SD1 and the drain electrode SD2 is composed of a second conductive film d2 in contact with the N (+) type semiconductor layer d0 and a third conductive film d3 formed thereon.

【0071】第2導電膜d2はスパッタで形成したクロ
ム(Cr)膜を用い、500〜1000Åの厚さに(本
例では、600Å程度)で形成される。Cr膜は膜厚を
厚く形成するとストレスが大きくなるので、2000Å
程度の膜厚を越えない範囲で形成する。また、このCr
膜はN(+)型半導体層d0との接着性を良好にし、第
3導電膜d3のAlがN(+)型半導体層d0に拡散す
ることを防止する(いわゆるバリア層の)目的で使用さ
れる。
The second conductive film d2 is formed of a chromium (Cr) film formed by sputtering and has a thickness of 500 to 1000 ° (about 600 ° in this example). Since the stress increases when the Cr film is formed with a large film thickness, the thickness of the
It is formed in a range that does not exceed a certain thickness. In addition, this Cr
The film is used for the purpose of improving adhesion to the N (+) type semiconductor layer d0 and preventing Al of the third conductive film d3 from diffusing into the N (+) type semiconductor layer d0 (so-called barrier layer). Is done.

【0072】第2導電膜d2として、Cr膜の他に高融
点金属(Mo、Ti、Ta、W)膜、高融点金属シリサ
イド(MoSi2 、TiSi2 、TaSi2 、WS
2 )膜を用いてもよい。
As the second conductive film d2, in addition to the Cr film, a refractory metal (Mo, Ti, Ta, W) film, a refractory metal silicide (MoSi 2 , TiSi 2 , TaSi 2 , WS)
i 2 ) A membrane may be used.

【0073】第3導電膜d3はAlのスパッタリングで
3000〜5000Åの厚さに(ここでは、4000Å
程度)形成される。Al膜はCr膜に比べてストレスが
小さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極
SD1、ドレイン電極SD2および映像信号線DLの抵
抗値を低減したり、ゲート電極GTやi型半導体層AS
に起因する段差乗り越えを確実にする(ステップカバー
レッジを良くする)働きがある。
The third conductive film d3 is formed to a thickness of 3000 to 5000 ° by sputtering of Al (here, 4000 °).
Degree) is formed. The Al film has a smaller stress than the Cr film and can be formed to have a large thickness, and can reduce the resistance values of the source electrode SD1, the drain electrode SD2 and the video signal line DL, and can reduce the gate electrode GT and the i-type semiconductor. Layer AS
Has the function of ensuring that the vehicle gets over a step (improves step coverage).

【0074】第2導電膜d2、第3導電膜d3を同じマ
スクパターンでパターニングした後、同じマスクを用い
て、あるいは第2導電膜d2、第3導電膜d3をマスク
として、N(+)型半導体層d0が除去される。つま
り、i型半導体層AS上に残っていたN(+)型半導体
層d0は第2導電膜d2、第3導電膜d3以外の部分が
セルフアラインで除去される。このとき、N(+)型半
導体層d0はその厚さ分はすべて除去されるようエッチ
ングされるので、i型半導体層ASも若干その表面部分
がエッチングされるが、その程度はエッチング時間で制
御すればよい。
After patterning the second conductive film d2 and the third conductive film d3 with the same mask pattern, an N (+) type is formed using the same mask or using the second conductive film d2 and the third conductive film d3 as a mask. The semiconductor layer d0 is removed. That is, in the N (+)-type semiconductor layer d0 remaining on the i-type semiconductor layer AS, portions other than the second conductive film d2 and the third conductive film d3 are removed by self-alignment. At this time, since the N (+) type semiconductor layer d0 is etched so as to completely remove the thickness thereof, the i-type semiconductor layer AS is also slightly etched at its surface, but the degree is controlled by the etching time. do it.

【0075】映像信号線DLはソース電極SD1、ドレ
イン電極SD2と同層の第2導電膜d2、第3導電膜d
3で構成されている。
The video signal line DL is made of a second conductive film d2 and a third conductive film d of the same layer as the source electrode SD1 and the drain electrode SD2.
3.

【0076】第2の基板SUB2側には、外部光又はバ
ックライト光がi型半導体層ASに入射しないようブラ
ックマトリクスBMが設けられている。このブラックマ
トリクスBMは光に対する遮蔽性が高いたとえばアルミ
ニウム膜やクロム膜等の金属酸化物、まるいは顔料分散
の有機材料で形成されており、ここではクロム膜がスパ
ッタリングで1300Å程度の厚さに形成される。した
がって、薄膜トランジスタTFTのi型半導体層ASは
上下にあるブラックマトリクスBMおよび大き目のゲー
ト電極GTによってサンドイッチにされ、外部の自然光
やバックライト光が当たらなくなる。このブラックマト
リクスBMは各画素の周囲に格子状に形成され、この格
子状ブラックマトリクスで1画素の有効表示領域が仕切
られている。したがって、各画素の輪郭がブラックマト
リクスBMによってはっきりとし、コントラストが向上
する。つまり、ブラックマトリクスBMはi型半導体層
ASに対する遮光の機能も持っている。
On the second substrate SUB2 side, a black matrix BM is provided so that external light or backlight light does not enter the i-type semiconductor layer AS. The black matrix BM is made of a metal oxide having a high light-shielding property, for example, a metal oxide such as an aluminum film or a chromium film, or a pigment-dispersed organic material. Here, the chromium film is formed to a thickness of about 1300 mm by sputtering. Is done. Therefore, the i-type semiconductor layer AS of the thin film transistor TFT is sandwiched between the upper and lower black matrices BM and the large gate electrode GT, so that external natural light or backlight does not shine. The black matrix BM is formed in a grid around each pixel, and an effective display area of one pixel is partitioned by the grid black matrix. Therefore, the outline of each pixel is made clear by the black matrix BM, and the contrast is improved. That is, the black matrix BM also has a light shielding function for the i-type semiconductor layer AS.

【0077】なお、ブラックマトリクスBMは周辺部に
も額縁状に形成してもよく、この場合、そのパターンは
ドット状に複数の開口を設けた表示領域ARのパターン
と連続して形成する。この場合、周辺部のブラックマト
リクスBMは、シールパターンSLの外側に延長され、
パソコン等の実装機に起因する反射光等の漏れ光が表示
領域ARに入り込むのを防ぐ。他方、このブラックマト
リクスBMは第2の基板SUB2の縁よりも例えば約
0.3〜1.0mm程内側に留められ、第2の基板SU
B2の切断領域を避けて形成されている。
It should be noted that the black matrix BM may be formed in a frame shape also in the peripheral portion. In this case, the pattern is formed continuously with the pattern of the display area AR provided with a plurality of openings in a dot shape. In this case, the peripheral black matrix BM is extended outside the seal pattern SL,
It prevents leakage light such as reflected light due to a mounting machine such as a personal computer from entering the display area AR. On the other hand, this black matrix BM is held, for example, about 0.3 to 1.0 mm inside the edge of the second substrate SUB2, and the second substrate SU
It is formed avoiding the cutting region of B2.

【0078】オーバコート膜OCは、たとえばアクリル
樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂材料で形成されてい
る。
The overcoat film OC is made of, for example, a transparent resin material such as an acrylic resin and an epoxy resin.

【0079】前記図5に示したように、各画素は隣接す
る2本の走査信号線(ゲート信号線または水平信号線)
GLと、隣接する2本の映像信号線(ドレイン信号線ま
たは垂直信号線)DLとの交差領域内(4本の信号線で
囲まれた領域内)に配置されている。各画素は薄膜トラ
ンジスタTFT、透明画素電極ITO1および保持容量
素子Cadd を含む。走査信号線GLは図では左右方向に
延在し、上下方向に複数本配置されている。映像信号線
DLは上下方向に延在し、左右方向に複数本配置されて
いる。
As shown in FIG. 5, each pixel has two adjacent scanning signal lines (gate signal lines or horizontal signal lines).
It is arranged in an intersection area (in an area surrounded by four signal lines) between the GL and two adjacent video signal lines (drain signal lines or vertical signal lines) DL. Each pixel includes a thin film transistor TFT, a transparent pixel electrode ITO1, and a storage capacitor Cadd. The scanning signal lines GL extend in the left-right direction in FIG. The video signal lines DL extend in the up-down direction, and a plurality of video signal lines DL are arranged in the left-right direction.

【0080】透明画素電極ITO1(PX)は液晶表示
部の画素電極の一方を構成する。透明画素電極ITO1
は薄膜トランジスタTFT1のソース電極SD1に接続
されている。透明画素電極ITO1は第1導電膜d1に
よって構成されており、この第1導電膜d1はスパッタ
リングで形成された透明導電膜(Indium−Tin
−Oxide:ITO:ネサ膜)からなり、1000〜
2000Åの厚さに(ここでは、1400Å程度の膜
厚)形成される。このとき、画素電極ITO1は第1実
施例で説明したように、液晶の初期配向方向に4°の傾
斜角度で基板に対して傾くようにした。
The transparent pixel electrode ITO1 (PX) constitutes one of the pixel electrodes of the liquid crystal display. Transparent pixel electrode ITO1
Is connected to the source electrode SD1 of the thin film transistor TFT1. The transparent pixel electrode ITO1 is composed of a first conductive film d1, and the first conductive film d1 is a transparent conductive film (Indium-Tin) formed by sputtering.
-Oxide: ITO: Nesa film)
It is formed to a thickness of 2000 mm (here, a film thickness of about 1400 mm). At this time, the pixel electrode ITO1 was inclined with respect to the substrate at an inclination angle of 4 ° in the initial alignment direction of the liquid crystal, as described in the first embodiment.

【0081】前記したように、共通電極ITO2は、第
1の基板SUB1側に画素ごとに設けられた画素電極I
TO1に対向し、液晶層LCの光学的な状態は各画素電
極ITO1と共通電極ITO2との間の電位差(電界)
に応答して変化する。この共通電極ITO2にはコモン
電圧が印加されるように構成されている。ここでは、コ
モン電圧は映像信号線DLに印加される最小レベルの駆
動電圧と最大レベルの駆動電圧との中間直流電位に設定
されるが、データ線駆動回路で使用される集積回路の電
源電圧を約半分に低減したい場合は、交流電圧を印加す
ればよい。
As described above, the common electrode ITO2 is connected to the pixel electrode I provided for each pixel on the first substrate SUB1 side.
Opposed to TO1, the optical state of the liquid crystal layer LC is the potential difference (electric field) between each pixel electrode ITO1 and the common electrode ITO2.
Changes in response to The common electrode ITO2 is configured to apply a common voltage. Here, the common voltage is set to an intermediate DC potential between the minimum level drive voltage and the maximum level drive voltage applied to the video signal line DL, but the power supply voltage of the integrated circuit used in the data line drive circuit is If it is desired to reduce the voltage by about half, an AC voltage may be applied.

【0082】このとき、共通電極ITO2は液晶の初期
配向方向に4°の傾斜角度で基板に対して傾くようにし
た。透明画素電極ITO1の傾斜方向とは90°異な
り、液晶の表示モードであるツイステッドネマチック方
式に対応させた。
At this time, the common electrode ITO2 was inclined with respect to the substrate at an inclination angle of 4 ° in the initial alignment direction of the liquid crystal. The inclination direction of the transparent pixel electrode ITO1 is different from that of the transparent pixel electrode by 90 °, and the liquid crystal display mode is adapted to a twisted nematic mode which is a display mode of liquid crystal.

【0083】図12は本実施例による液晶表示装置の全
体構成例を説明する展開斜視図であって、液晶パネルP
NLの背面には拡散板SPS、導光耐LCB、反射板R
M、およびバックライト用蛍光管BLからなるバックラ
イトが配置され、上側フレームであるシールドケースS
HDと下側ケースLCAで挟持されてモジュールMDL
として固定される。なお、蛍光管BLはインバータ回路
基板PCB3から給電される。
FIG. 12 is an exploded perspective view for explaining an overall configuration example of the liquid crystal display device according to the present embodiment.
Diffusion plate SPS, light guide resistant LCB, reflector R on the back of NL
M and a backlight case composed of a backlight fluorescent tube BL, and a shield case S serving as an upper frame.
Module MDL sandwiched between HD and lower case LCA
Fixed as The fluorescent tube BL is supplied with power from the inverter circuit board PCB3.

【0084】次に、図13と図14を参照して配向膜に
液晶配向制御能を付与する方法について説明する。
Next, a method for imparting liquid crystal alignment control capability to the alignment film will be described with reference to FIGS.

【0085】図13は配向膜に光照射で液晶配向能を付
与する偏光照射法の説明図、図10は配向膜に光照射で
液晶配向能を付与するための偏光を得るための概念図で
ある。
FIG. 13 is an explanatory view of a polarized light irradiation method for imparting liquid crystal alignment ability by irradiating light to the alignment film, and FIG. 10 is a conceptual diagram for obtaining polarized light for imparting liquid crystal alignment ability to the alignment film by light irradiation. is there.

【0086】図13、図14において、100はレーザ
ーを好適とする光源、101はアッテネータ、102リ
レー光学系(102aは第1ミラー、102cは第2ミ
ラー、102eは第3ミラー、102bは第1レンズ
系、102dは第2レンズ系)、103はホモジナイー
ザー、104は第4ミラー、105はスリット、106
は結像レンズ系、107はホルダー、108は偏光分離
手段、109は走査手段、110は照射面(配向膜)で
ある。
13 and 14, reference numeral 100 denotes a light source preferably using a laser, 101 denotes an attenuator, 102 a relay optical system (102a is a first mirror, 102c is a second mirror, 102e is a third mirror, and 102b is a first mirror. Lens system, 102d is a second lens system), 103 is a homogenizer, 104 is a fourth mirror, 105 is a slit, 106
Denotes an imaging lens system, 107 denotes a holder, 108 denotes a polarization separating unit, 109 denotes a scanning unit, and 110 denotes an irradiation surface (alignment film).

【0087】光源100から出射した光はアッテネータ
101、リレー光学系102、ホモジナイザー103お
よび第4ミラーを通してその断面の光強度が均一化され
た後にスリット105に到る。
The light emitted from the light source 100 passes through the attenuator 101, the relay optical system 102, the homogenizer 103, and the fourth mirror, and reaches the slit 105 after the light intensity on the cross section thereof is made uniform.

【0088】スリット105は長方形の開口であり、こ
れを通過した光の断面は長方形のビームパターンに成形
されて結像レンズ系106に導入され、当該結像レンズ
系106を出射した光も長方形のビームパターンBPと
なって偏光分離手段108に入射する。
The slit 105 is a rectangular opening, and the cross section of the light passing therethrough is shaped into a rectangular beam pattern, introduced into the imaging lens system 106, and the light emitted from the imaging lens system 106 is also rectangular. A beam pattern BP is incident on the polarization beam splitting means 108.

【0089】偏光分離手段108は石英板に多層膜を成
膜して成り、その偏光軸は入射光ビーム(結像レンズ系
106を出射したビームパターンBPの光)のP波の偏
光軸AXP と平行な面に形成されており、入射光ビーム
の光軸に対してブリュースター角θをもって傾斜された
状態にホルダー107で保持されている。なお、石英板
の形状は長方形に限るものはない。
The polarization separating means 108 is formed by forming a multilayer film on a quartz plate, and its polarization axis is a polarization axis AX P of a P-wave of an incident light beam (light of a beam pattern BP emitted from the imaging lens system 106). Are held parallel to the optical axis of the incident light beam by the holder 107 while being inclined at a Brewster angle θ with respect to the optical axis of the incident light beam. The shape of the quartz plate is not limited to a rectangle.

【0090】図14に示したように、偏光分離手段10
8をブリュースター角θで配置することにより、ビーム
パターンBPの入射光ビームAに含まれるS波成分B
(偏光軸AXS )は偏光分離板108で選択的に反射す
る。
As shown in FIG. 14, the polarization separating means 10
8 at the Brewster angle θ, the S-wave component B included in the incident light beam A of the beam pattern BP
The (polarization axis AX S ) is selectively reflected by the polarization splitter 108.

【0091】したがって、偏光分離手段107を通過し
て照射面110に到達する光ビームは偏光軸AXP をも
つP波成分のみとなる。
Therefore, the light beam that reaches the irradiation surface 110 after passing through the polarization separation means 107 is only a P-wave component having the polarization axis AX P.

【0092】照射面110は照射光の光軸と直角な2次
元内で移動可能な走査ステージ109に支持されてお
り、走査ステージ109を矢印X,Yに移動させること
で、光ビームパターンBPのサイズより広い範囲で照射
面110を2次元に照射することができる。
The irradiation surface 110 is supported by a scanning stage 109 which is movable in two dimensions perpendicular to the optical axis of the irradiation light, and by moving the scanning stage 109 in the directions of arrows X and Y, the light beam pattern BP The irradiation surface 110 can be irradiated two-dimensionally in a range wider than the size.

【0093】なお、偏光分離手段108として長方形の
石英板の表面に多層膜を成膜した偏光分離板(以下、こ
れも符号108で説明する)を用いた場合、P波の偏光
軸AXP と平行な面にその短辺を一致させる(短辺と照
射面が平行)か、長辺を一致させる(長辺と照射面が平
行)かは原理的には何れでもよいが、短辺をP波の偏光
軸AXP に一致させることで、大面積の照射面110を
効率よく照射することができる。
When a polarization splitting plate having a multilayer film formed on the surface of a rectangular quartz plate (hereinafter also described by reference numeral 108) is used as the polarization splitting means 108, the polarization axis AX P of the P wave is Either the short side may be made to coincide with the parallel surface (the short side and the irradiation surface are parallel) or the long side may be made to coincide (the long side and the irradiation surface are parallel). by matching the polarization axis AX P wave, it is possible to irradiate the irradiated surface 110 of the large area efficiently.

【0094】ここで、長方形の偏光分離板108の短辺
と長辺のそれぞれを照射面110に一致させてブリュー
スター角で設置した場合の照射効果について説明する。
Here, the irradiation effect when the rectangular polarization separation plate 108 is installed at a Brewster angle with the short side and the long side of the rectangular polarization separation plate 108 aligned with the irradiation surface 110 will be described.

【0095】ここでは、配向膜としてポリイミドを採用
しその表面に液晶を配向させるため、偏光UVをポリイ
ミド配向膜表面に照射した。光源にはKrFエキシマ−
レ−ザ−248nmを用いた。このとき、照射エネルギ
−は7.5mJ/cm2 で300ショット照射した。基
板は一定速度で走査できるようになっており、照射面が
偏光UVで均一に300ショット照射されるように基板
の送り速度は設定した。偏光板に相当するブリュ−スタ
−角に設置する多層膜付石英板は基板に平行になるよう
に横向きに設置した。
In this case, the surface of the polyimide alignment film was irradiated with polarized UV light in order to use polyimide as the alignment film and align the liquid crystal on the surface. KrF excimer for light source
Laser-248 nm was used. At this time, irradiation was performed for 300 shots at an irradiation energy of 7.5 mJ / cm 2 . The substrate can be scanned at a constant speed, and the feed speed of the substrate was set so that the irradiation surface was uniformly irradiated with 300 shots of polarized UV. The quartz plate with the multilayer film, which was installed at a Brewster's angle corresponding to the polarizing plate, was installed horizontally so as to be parallel to the substrate.

【0096】なお、使用したポリイミドの化学構造はピ
ロメリット酸二無水物と2,2−ビス[4−(p−アミ
ノフェノキシ)フェニル]プロパンからなるポリイミド
であり、ガラス転移温度はおよそ320℃であった。
The polyimide used was a polyimide composed of pyromellitic dianhydride and 2,2-bis [4- (p-aminophenoxy) phenyl] propane, and had a glass transition temperature of about 320 ° C. there were.

【0097】第1および第2の基板の貼り合せには18
0°Cの硬化温度を与えたが、液晶配向能は維持され
た。このようにして得られたアクティブマトリクス型液
晶表示装置はドメインの発生もなく、表示品質も良好で
あった。
For bonding the first and second substrates, 18
Although a curing temperature of 0 ° C. was given, the liquid crystal alignment ability was maintained. The thus obtained active matrix type liquid crystal display device had no domains and good display quality.

【0098】具体例2 本具体例は以下を除いて具体例1と同じ構成である。画
素電極ITO1は薄膜トランジスタTFT1のソース電
極SD1に接続されている。透明画素電極ITO1は第
1導電膜d1によって構成されており、この第1導電膜
d1はスパッタリングで形成された透明導電膜ITOか
らなり、1000〜2000Åの厚さに(ここでは、1
400Å程度の膜厚)形成される。このとき、画素電極
ITO1は液晶の初期配向方向に6°の傾斜角度で基板
に対して傾くようにした。
Example 2 This example has the same configuration as that of Example 1 except for the following. The pixel electrode ITO1 is connected to the source electrode SD1 of the thin film transistor TFT1. The transparent pixel electrode ITO1 is formed of a first conductive film d1, and the first conductive film d1 is formed of a transparent conductive film ITO formed by sputtering and has a thickness of 1000 to 2000 ° (here, 1
(Thickness of about 400 °). At this time, the pixel electrode ITO1 was inclined with respect to the substrate at an inclination angle of 6 ° in the initial alignment direction of the liquid crystal.

【0099】共通電極ITO2は、第1の基板SUB1
側に画素ごとに設けられた透明画素電極ITO1に対向
し、液晶層LCの光学的な状態は各画素電極ITO1と
共通電極ITO2との間の電位差(電界)に応答して変
化する。この共通電極ITO2にはコモン電圧が印加さ
れるように構成されている。本例では、コモン電圧は映
像信号線DLに印加される最小レベルの駆動電圧と最大
レベルの駆動電圧との中間直流電位に設定されるが、映
像信号駆動回路で使用される集積回路の電源電圧を約半
分に低減したい場合は、交流電圧を印加すればよい。
The common electrode ITO2 is connected to the first substrate SUB1.
The optical state of the liquid crystal layer LC changes in response to a potential difference (electric field) between each pixel electrode ITO1 and the common electrode ITO2, facing the transparent pixel electrode ITO1 provided for each pixel on the side. The common electrode ITO2 is configured to apply a common voltage. In this example, the common voltage is set to an intermediate DC potential between the minimum level drive voltage and the maximum level drive voltage applied to the video signal line DL, but the power supply voltage of the integrated circuit used in the video signal drive circuit is set. If it is desired to reduce by about half, an AC voltage may be applied.

【0100】このとき、共通電極ITO2は液晶の初期
配向方向に3°の傾斜角度で基板に対して傾くようにし
た。透明画素電極ITO1の傾斜方向とは90°異な
り、液晶の表示モードであるツイステッドネマチック方
式に対応させた。
At this time, the common electrode ITO2 was inclined with respect to the substrate at an inclination angle of 3 ° in the initial alignment direction of the liquid crystal. The inclination direction of the transparent pixel electrode ITO1 is different from that of the transparent pixel electrode by 90 °, and the liquid crystal display mode is adapted to a twisted nematic mode which is a display mode of liquid crystal.

【0101】本例では配向膜としてポリイミドを採用し
その表面に液晶を配向させるため、偏光UVをポリイミ
ド配向膜表面に照射した。光源にはKrFエキシマ−レ
−ザ−248nmを用いた。このとき、照射エネルギ−
は7.5mJ/cm2 で300ショット照射した。基板
は一定速度で走査できるようになっており、照射面が偏
光UVで均一に700ショット照射されるように基板の
送り速度は設定した。本例における液晶を配向させるた
めの偏光照射の方法と偏光照射装置は前記図13と図1
4で説明したものと同様である。偏光板に相当するブリ
ュースター角に設置する多層膜付石英板は基板に平行に
なるように横向きに設置した。
In this example, polyimide was employed as the alignment film, and polarized UV was applied to the surface of the polyimide alignment film in order to align the liquid crystal on the surface. KrF excimer laser-248 nm was used as a light source. At this time, the irradiation energy
Irradiated 300 shots at 7.5 mJ / cm 2 . The substrate can be scanned at a constant speed, and the feeding speed of the substrate was set so that the irradiated surface was uniformly irradiated with polarized light UV for 700 shots. The polarized light irradiation method and the polarized light irradiation device for aligning the liquid crystal in this example are shown in FIGS.
4 is the same as that described in FIG. The quartz plate with a multilayer film, which was installed at a Brewster angle corresponding to a polarizing plate, was installed horizontally so as to be parallel to the substrate.

【0102】なお、使用したポリイミドの化学構造はピ
ロメリット酸二無水物とジアミノジフェニルエーテルか
らなるポリイミドであり、ガラス転移温度はおよそ40
0℃であった。
The polyimide used had a chemical structure of pyromellitic dianhydride and diaminodiphenyl ether, and had a glass transition temperature of about 40.
It was 0 ° C.

【0103】第1と第2の基板の貼り合せには180°
Cの硬化温度を与えたが、液晶配向能は維持された。こ
のようにして得られた液晶表示装置はドメインの発生も
なく、表示品質も良好であった。
180 ° for bonding the first and second substrates
Although the curing temperature of C was given, the liquid crystal alignment ability was maintained. The liquid crystal display thus obtained had no domains and good display quality.

【0104】また、上記の各実施例では、液晶層に基板
に対して略垂直な電界を与えてその液晶分子の配向方向
を変化させる、所謂縦電界方式に適用した場合を説明し
たが、本発明はこのような方式に限るものではなく、液
晶層に基板と略平行な電界を与えてその液晶分子の配向
方向を変化させる、所謂横電界(IPS)方式に適用す
ることもできる。
In each of the above embodiments, the case where the present invention is applied to a so-called vertical electric field system in which an electric field substantially perpendicular to the substrate is applied to the liquid crystal layer to change the orientation direction of the liquid crystal molecules, The present invention is not limited to such a method, and can be applied to a so-called lateral electric field (IPS) method in which an electric field substantially parallel to the substrate is applied to the liquid crystal layer to change the orientation direction of the liquid crystal molecules.

【0105】[0105]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光配向膜にプレチルト角がなくとも電界印加時に液晶の
立ち上がり方向を制御して良好な表示を実現し、液晶の
光配向をプレチルト角が必要な表示方式に適用させ、基
板上に段差があっても均一に液晶が配向する液晶表示装
置を得ることができる。
As described above, according to the present invention,
Even if the photo-alignment film does not have a pretilt angle, it controls the rising direction of the liquid crystal when an electric field is applied to achieve good display, and applies the liquid crystal optical alignment to a display method that requires a pretilt angle. In addition, a liquid crystal display device in which liquid crystal is uniformly aligned can be obtained.

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

【図1】本発明の代表的な基本構成例を説明する模式図
である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a typical basic configuration example of the present invention.

【図2】本発明の代表的な基本構成例を説明する模式図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a typical basic configuration example of the present invention.

【図3】本発明の代表的な基本構成例を説明する模式図
である。
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a typical basic configuration example of the present invention.

【図4】本発明の代表的な基本構成例を説明する模式図
である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a typical basic configuration example of the present invention.

【図5】本発明を適用する液晶表示装置の一例である薄
膜トランジスタをスイッチング素子として用いたアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の一画素周辺の平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view around one pixel of an active matrix liquid crystal display device using a thin film transistor as a switching element, which is an example of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図6】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
する図5のA−A線に沿った断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 for explaining the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図7】本発明による液晶表示装置の第2実施例を説明
する図5のA−A線に沿った断面図である。
FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5 for explaining a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図8】本発明による液晶表示装置の第3実施例を説明
する図5のA−A線に沿った断面図である。
FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG. 5 for explaining a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図9】本発明を適用する液晶表示装置の薄膜トランジ
スタ部分の構成を説明する断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a thin film transistor portion of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図10】本発明を適用する液晶表示装置の平面図であ
る。
FIG. 10 is a plan view of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図11】本発明を適用する液晶表示装置の液晶パネル
と駆動回路基板部分の構成を説明する平面図である。
FIG. 11 is a plan view illustrating a configuration of a liquid crystal panel and a drive circuit board portion of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図12】本発明を適用する液晶表示装置の全体構成例
を説明する展開斜視図である。
FIG. 12 is an exploded perspective view illustrating an example of the overall configuration of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図13】配向膜に光照射で液晶配向能を付与する偏光
照射法の説明図である。
FIG. 13 is an explanatory view of a polarized light irradiation method for imparting a liquid crystal alignment ability by light irradiation to an alignment film.

【図14】配向膜に光照射で液晶配向能を付与するため
の偏光を得るための概念図である。
FIG. 14 is a conceptual diagram for obtaining polarized light for imparting liquid crystal alignment ability by light irradiation on an alignment film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

PNL 液晶パネル SUB1 第1の基板 SUB2 第2の基板 SL シールパターン INJ 液晶注入口 AR 表示領域 Tg、Td 端子群 g2、d2、d3 導電膜 GI ゲート絶縁膜 AS i型半導体層 PSV 保護絶縁膜 BM ブラックマトリクス FIL(R),FIL(G) カラーフィルタ ITO2 共通電極 ITO1 画素電極(PX) ORI1,ORI2 配向膜 LC 液晶層。 PNL Liquid crystal panel SUB1 First substrate SUB2 Second substrate SL Seal pattern INJ Liquid crystal injection port AR Display area Tg, Td Terminal group g2, d2, d3 Conductive film GI Gate insulating film AS i-type semiconductor layer PSV Protective insulating film BM Black Matrix FIL (R), FIL (G) Color filter ITO2 Common electrode ITO1 Pixel electrode (PX) ORI1, ORI2 Alignment film LC Liquid crystal layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松山 茂 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Fターム(参考) 2H090 HB04X HB08Y HB13X KA05 KA08 LA01 LA04 LA09 LA15 MA11 MB14  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shigeru Matsuyama 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba F-term in the Electronic Devices Division, Hitachi, Ltd. (Reference) 2H090 HB04X HB08Y HB13X KA05 KA08 LA01 LA04 LA09 LA15 MA11 MB14

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の配向膜を形成した第1の基板と、第
2の配向膜を形成した第2の基板と、前記第1の基板と
第2の基板の対向間隙に挟持された液晶組成物からなる
液晶層とを有し、 前記第1および第2の配向膜の少なくとも一方が、直線
状に偏光した光の照射より付与された液晶配向制御能を
有し、 表示される画素内において前記第1と第2の配向膜の少
なくとも一方の前記液晶層と接する面に、前記液晶層を
構成する液晶分子の配向方向に傾斜を有することを特徴
とする液晶表示装置。
A first substrate on which a first alignment film is formed, a second substrate on which a second alignment film is formed, and a gap between the first substrate and the second substrate facing each other. A liquid crystal layer comprising a liquid crystal composition, wherein at least one of the first and second alignment films has a liquid crystal alignment control ability given by irradiation of linearly polarized light, and a pixel to be displayed Wherein at least one of the first and second alignment films, which is in contact with the liquid crystal layer, has an inclination in the alignment direction of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer.
【請求項2】走査信号電極、映像信号電極、画素電極、
およびアクティブ素子を有し、前記各電極およびアクテ
ィブ素子上に直接または絶縁層を介して第1の配向膜を
形成した第1の基板と、 共通電極およびカラーフィルタを有し、前記共通電極お
よびカラーフィルタ上に直接または絶縁層を介して第2
の配向膜を形成した第2の基板と、 前記第1の基板と第2の基板の対向間隙に挟持された液
晶組成物からなる液晶層とを有し、 前記画素電極と前記共通電極が前記液晶層に対し実質的
に前記両基板の面と垂直な電界を印加するごとく配置さ
れ、 前記走査信号電極および映像信号電極に接続して、表示
パターンに応じて前記電界の大きさを任意に制御するた
めの外部制御手段と、 前記液晶層の配向状態により光学特性を変化させる偏光
手段とを備えた液晶表示装置において、 前記第1および第2の配向膜の少なくとも一方が、直線
状に偏光した光の照射より付与された液晶配向制御能を
有し、表示される画素内において前記液晶層の前記第1
と第2の配向膜に接する前記第1および第2の基板の少
なくとも一方の基板面の一部に前記液晶層を構成する液
晶分子の配向方向に傾斜を有することを特徴とする液晶
表示装置。
2. A scanning signal electrode, a video signal electrode, a pixel electrode,
A first substrate having a first alignment film formed directly or via an insulating layer on each of the electrodes and the active element; a common electrode and a color filter; Second on the filter directly or via an insulating layer
A second substrate having an alignment film formed thereon, and a liquid crystal layer made of a liquid crystal composition sandwiched in a facing gap between the first substrate and the second substrate, wherein the pixel electrode and the common electrode are Arranged so as to apply an electric field substantially perpendicular to the surfaces of the two substrates to the liquid crystal layer, connected to the scanning signal electrode and the video signal electrode, and arbitrarily controlling the magnitude of the electric field according to a display pattern A liquid crystal display device comprising: an external control unit for performing the operation; and a polarizing unit that changes optical characteristics according to an alignment state of the liquid crystal layer. At least one of the first and second alignment films is linearly polarized. The liquid crystal layer has a liquid crystal alignment control function provided by light irradiation, and the first liquid crystal layer of the liquid crystal layer in a pixel to be displayed.
A liquid crystal display device characterized in that at least a portion of at least one of the first and second substrates in contact with the second alignment film has a tilt in an alignment direction of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer.
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