JP2003029247A - Liquid crystal display device - Google Patents

Liquid crystal display device

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JP2003029247A
JP2003029247A JP2001216790A JP2001216790A JP2003029247A JP 2003029247 A JP2003029247 A JP 2003029247A JP 2001216790 A JP2001216790 A JP 2001216790A JP 2001216790 A JP2001216790 A JP 2001216790A JP 2003029247 A JP2003029247 A JP 2003029247A
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insulating film
liquid crystal
dielectric constant
display device
crystal display
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Japanese (ja)
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Kenji Okishiro
賢次 沖代
Hitotsugu Oaku
仁嗣 大阿久
Yasushi Tomioka
安 富岡
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent an afterimage burning-in phenomenon which is thought to be mainly caused by that liquid crystal molecules are strongly twisted by the electric field concentration in the vicinity of an electrode end part to generate plastic deformation of the surface of an alignment layer, in an FOP liquid crystal display device. SOLUTION: In the FOP liquid crystal display device, an upper layer insulating film 5 is provided on a transparent interdigital electrode 4 and the dielectric constant ε(2) of the upper layer insulating film 5 and the dielectric constant ε(1) of an interlayer insulating film 3 are specified to satisfy the relational formula ε(2)>ε(1).

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、アクティブマトリ
クス型液晶表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】液晶表示装置は、２枚のガラス基板を所
定の間隔をあけて配置し、そのすき間に液晶を注入して
構成される。ガラス基板と液晶層との間には液晶配向制
御膜と呼ばれる高分子薄膜が配置され、液晶分子を配列
させるために配向処理が施されている。表示はこの配列
された液晶分子に電界を印加することにより、その配向
方向を変化させ、それにより生じる液晶層の光学特性の
変化により行われる。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is constructed by arranging two glass substrates at a predetermined interval and injecting liquid crystal into the space. A polymer thin film called a liquid crystal alignment control film is arranged between the glass substrate and the liquid crystal layer, and an alignment treatment is performed to align the liquid crystal molecules. Display is performed by applying an electric field to the aligned liquid crystal molecules to change the alignment direction, and thereby changing the optical characteristics of the liquid crystal layer.

【０００３】従来のアクティブ駆動型液晶表示装置は、
ＴＮ方式（ツイスト−ネマティック方式）に代表され
る。このＴＮ方式の液晶表示装置では、液晶を挟持する
一対の基板においてそれぞれの内側に透明電極を設け、
これら電極間に生じる基板面に垂直な方向の電界により
液晶分子を駆動して、表示を行わせる。すなわち、この
基板に垂直な電界により液晶分子が立ち上がることによ
り光のスイッチを行い、表示が行われる。しかし、この
ＴＮ方式の液晶表示装置では、特に中間調において、液
晶パネル（画面）を見る方向により色調の反転等を生
じ、視野角が狭いことが大きな問題となっていた。A conventional active drive type liquid crystal display device is
It is represented by the TN system (twist-nematic system). In this TN type liquid crystal display device, a transparent electrode is provided inside each of a pair of substrates that sandwich liquid crystal,
Liquid crystal molecules are driven by an electric field generated between these electrodes in a direction perpendicular to the surface of the substrate to perform display. That is, liquid crystal molecules rise by an electric field perpendicular to this substrate to switch the light and display. However, in this TN type liquid crystal display device, especially in the halftone, the inversion of the color tone occurs depending on the viewing direction of the liquid crystal panel (screen), and the narrow viewing angle has been a serious problem.

【０００４】そこで、このようなＴＮ方式の液晶表示装
置の問題を解決する液晶表示装置として、特公昭６３−
２１９０７号公報（ＵＳＰ４３４５２４９号特許明細
書）等によりＩＰＳ方式（インプレーン・スイッチング
方式）の液晶表示装置が開示されている。このＩＰＳ方
式液晶表示装置は、液晶を挟持する一対の基板のうち、
一方の基板上に画素電極及び共通電極を形成し、これら
電極間に生じる基板面にほぼ平行な電界によって、液晶
分子を基板面にほぼ平行な面内で回転させることで光を
スイッチし、表示を行わせる方式である。このＩＰＳ方
式液晶表示装置では、液晶分子を基板面にほぼ平行な面
内で回転させるために、画面を見る角度（視野角）によ
って階調、色調の反転が生じることもなく、従来のＴＮ
方式に比べ視野角が広い。このような視角特性に優れた
ＩＰＳ方式は、従来のＴＮ方式に変わる新しい液晶表示
装置として期待され、今後の大画面液晶モニタや液晶テ
レビにとって重要な技術である。Therefore, as a liquid crystal display device which solves the problem of such a TN type liquid crystal display device, Japanese Patent Publication No. 63-
Japanese Patent No. 21907 (US Pat. No. 4,345,249) discloses an IPS (in-plane switching) liquid crystal display device. This IPS-mode liquid crystal display device is one of a pair of substrates that sandwich liquid crystal.
A pixel electrode and a common electrode are formed on one of the substrates, and an electric field generated between these electrodes, which is substantially parallel to the substrate surface, causes liquid crystal molecules to rotate in a plane substantially parallel to the substrate surface, thereby switching light and displaying. It is a method to do. In this IPS type liquid crystal display device, since the liquid crystal molecules are rotated in a plane substantially parallel to the substrate surface, there is no inversion of gradation and color tone depending on the viewing angle (viewing angle) of the screen.
Wide viewing angle compared to the method. Such an IPS system having excellent viewing angle characteristics is expected as a new liquid crystal display device replacing the conventional TN system, and is an important technique for future large-screen liquid crystal monitors and liquid crystal televisions.

【０００５】しかし、現状のＩＰＳ方式液晶表示装置に
おいては、今後の液晶テレビやＤＶＤビデオ再生対応モ
ニタへの展開を考えると、特に高輝度化（高開口率化）
と高速応答化が最大の課題である。すなわち、現状のＩ
ＰＳ方式液晶表示装置は、画素領域内の電極として、金
属材料（例えばクロム等の不透明材料）を用いているた
めに、電極部で光が透過せず、開口率が低い。また、応
答速度に関しても、液晶材料や駆動方法からのアプロー
チはあるが、動画に充分対応できる応答速度まで達して
いないのが実状である。However, in the current IPS type liquid crystal display device, considering the development to a liquid crystal television or a monitor compatible with DVD video in the future, particularly high brightness (high aperture ratio).
And high-speed response is the biggest issue. That is, the current I
Since the PS type liquid crystal display device uses a metal material (for example, an opaque material such as chromium) as an electrode in the pixel region, light does not pass through the electrode portion and the aperture ratio is low. Also, regarding the response speed, although there are approaches based on liquid crystal materials and driving methods, in reality, the response speed has not yet reached a level sufficient to support moving images.

【０００６】そこで、これら高開口率化や高速応答化と
いう課題を解決するために、例えば、次に述べるよう
な、現状のＩＰＳ方式液晶表示装置の改良が提案されて
いる。まず、特開平９−７３１０１号公報では、画素電
極及び共通電極の少なくとも一方にＩＴＯ（酸化インジ
ウムスズ）等の透明導電膜を用いることが提案されてい
る。Therefore, in order to solve the problems of high aperture ratio and high speed response, for example, the following improvement of the current IPS type liquid crystal display device has been proposed. First, Japanese Patent Laid-Open No. 9-73101 proposes to use a transparent conductive film such as ITO (indium tin oxide) for at least one of the pixel electrode and the common electrode.

【０００７】また、特開平１１−３１６３８３号公報で
は、画素電極及び共通電極の少なくとも一方にＩＴＯ等
の透明導電膜を用い、電極間隔を液晶層の厚み以下に狭
めた構造にすることが提案されている。また、特開２０
００−８９２５５号公報では、画素電極及び共通電極に
透明導電膜を用い、これら電極を絶縁膜を介して重畳さ
せた構造（ＦＯＰ：Ｆｉｎｇｅｒ Ｏｎ Ｐｌａｎｅ、
以下、ＦＯＰ電極構造と称す）とすることが提案されて
いる。Further, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 11-316383 proposes a structure in which a transparent conductive film such as ITO is used for at least one of the pixel electrode and the common electrode, and the electrode interval is narrower than the thickness of the liquid crystal layer. ing. In addition, JP 20
In Japanese Patent Laid-Open No. 00-89255, a transparent conductive film is used for a pixel electrode and a common electrode, and these electrodes are superposed with an insulating film interposed therebetween (FOP: Finger On Plane,
Hereinafter, it will be referred to as an FOP electrode structure).

【０００８】そして、これらＩＰＳ方式の改良液晶表示
装置によれば、電極材料としてＩＴＯ等の透明導電膜を
用いることにより、電極部の光を透過させ、開口率を向
上させることができる。また、液晶分子に電圧を印加す
るための電極の間隔を狭めることにより電極間に発生す
る電界強度を大きくし、低駆動電圧化や高速応答化を図
ることができる。According to these improved liquid crystal display devices of the IPS system, by using a transparent conductive film such as ITO as an electrode material, it is possible to transmit the light of the electrode portion and improve the aperture ratio. Further, by narrowing the distance between the electrodes for applying a voltage to the liquid crystal molecules, it is possible to increase the strength of the electric field generated between the electrodes, thereby achieving a low driving voltage and a high speed response.

【０００９】特に、画素電極及び共通電極に透明導電膜
を用い、これら電極を絶縁膜を介して重畳させた構造か
らなるＦＯＰ電極構造を備えたＩＰＳ方式液晶表示装置
（以下、これを「ＦＯＰ液晶表示装置」と称す）は、こ
れら高開口率化や高速応答化という課題を同時に解決で
きるＩＰＳ方式液晶表示装置であり、重要な技術であ
る。ここで、現状のＦＯＰ液晶表示装置の一例の構成に
ついて、図面とともに説明する。Particularly, a transparent conductive film is used for the pixel electrode and the common electrode, and an IPS type liquid crystal display device having an FOP electrode structure having a structure in which these electrodes are superposed with an insulating film interposed therebetween (hereinafter, referred to as "FOP liquid crystal"). "Display device") is an IPS liquid crystal display device capable of simultaneously solving the problems of high aperture ratio and high-speed response, and is an important technology. Here, a configuration of an example of the current FOP liquid crystal display device will be described with reference to the drawings.

【００１０】図１９は、現状のＦＯＰ液晶表示装置の概
略断面図である。図１９に示すように、液晶表示装置
は、一対の透明な基板１０１、１１０と、この一対の基
板１０１、１１０の互いに対向する面上に形成される液
晶配向制御膜１０６と、この液晶配向制御膜１０６に接
触するようにして基板１０１、１１０間に配置された液
晶１０７とを備えている。そして、一対の基板１０１、
１１０のうち、一方の基板１０１の対向面には、絶縁膜
（層間絶縁膜）１０３を介して互いに異層に形成された
共通電極１０２及び画素電極１０４と、図示せぬ能動素
子とが配置され、他方の基板１１０の対向面には，カラ
ーフィルタ１０９がオーバーコート膜（カラーフィルタ
保護膜）１０８で覆われて配置されている。また、一対
の基板１０１、１１０それぞれの、液晶配向制御膜１０
６が形成される面と反対側の面、すなわち各基板１０
１、１１０の対向面と反対側の基板面には、偏光板１１
１がそれぞれ形成されている。FIG. 19 is a schematic sectional view of a current FOP liquid crystal display device. As shown in FIG. 19, the liquid crystal display device includes a pair of transparent substrates 101 and 110, a liquid crystal alignment control film 106 formed on surfaces of the pair of substrates 101 and 110 facing each other, and the liquid crystal alignment control. The liquid crystal 107 is provided between the substrates 101 and 110 so as to be in contact with the film 106. Then, the pair of substrates 101,
A common electrode 102 and a pixel electrode 104, which are formed in different layers with an insulating film (interlayer insulating film) 103 interposed therebetween, and an active element (not shown) are arranged on the opposite surface of one of the substrates 101. A color filter 109 is arranged on the opposite surface of the other substrate 110 so as to be covered with an overcoat film (color filter protective film) 108. In addition, the liquid crystal alignment control film 10 of each of the pair of substrates 101 and 110.
The surface opposite to the surface on which 6 is formed, that is, each substrate 10
A polarizing plate 11 is provided on the surface of the substrate opposite to the facing surface of Nos. 1 and 110.
1 are formed respectively.

【００１１】さらに、液晶表示装置は、ＦＯＰ電極構造
の特徴として、一方の基板１０１に配置される共通電極
１０２と画素電極１０４とは、第１の絶縁膜１０３を介
して画素領域内で互いに重畳して配置されている。例え
ば、共通電極１０２は、画素領域ほぼ全面を覆うよう
に、基板１０１上に、ＩＴＯのような透明導電材によっ
てベタ電極で形成され、その上に絶縁膜１０３を介し
て、画素電極１０４を構成する透明導電材からなる透明
櫛歯電極が重畳されて配置され、異層構造になってい
る。なお、この画素電極１０４を構成する透明櫛歯電極
の櫛歯部分の伸長形状は、基板１０１の板厚方向から眺
めて直線形状に限らず、「く」の字状等の屈曲形状であ
ってもよい。Further, in the liquid crystal display device, as a feature of the FOP electrode structure, the common electrode 102 and the pixel electrode 104 arranged on the one substrate 101 overlap each other in the pixel region via the first insulating film 103. Are arranged. For example, the common electrode 102 is formed as a solid electrode of a transparent conductive material such as ITO on the substrate 101 so as to cover almost the entire pixel region, and the pixel electrode 104 is formed thereon with the insulating film 103 interposed therebetween. Transparent comb-shaped electrodes made of a transparent conductive material are overlapped with each other to form a different layer structure. The extension shape of the comb-teeth portion of the transparent comb-teeth electrode that constitutes the pixel electrode 104 is not limited to the linear shape when viewed from the plate thickness direction of the substrate 101, but may be a bent shape such as a dogleg shape. Good.

【００１２】その上で、液晶配向制御膜１０６は、基板
１０１上に形成された共通電極１０２、絶縁膜１０３、
及び画素電極１０４を覆うように、また、基板１１０上
に形成されたカラーフィルタ１０９及びオーバーコート
膜１０８を覆うように、それぞれ基板１０１、１１０に
積層されている。Then, the liquid crystal alignment control film 106 is formed by forming the common electrode 102, the insulating film 103, and the insulating film 103 formed on the substrate 101.
And the pixel electrodes 104, and the color filters 109 and the overcoat film 108 formed on the substrate 110 are laminated on the substrates 101 and 110, respectively.

【００１３】そして、表示は、能動素子を駆動制御し
て、ベタ電極からなる共通電極１０２と、透明櫛歯電極
からなる画素電極１０４との間の電圧印加を制御するこ
とによって、液晶１０７の液晶分子の配向を制御して行
われる。液晶１０７の液晶分子は、電圧が印加される
と、これにより生じる電界１１２によって、基板１０１
にほぼ平行な面内で駆動される。In the display, the liquid crystal of the liquid crystal 107 is controlled by controlling the driving of the active element to control the voltage application between the common electrode 102 made of a solid electrode and the pixel electrode 104 made of a transparent comb electrode. It is performed by controlling the orientation of molecules. When a voltage is applied to the liquid crystal molecules of the liquid crystal 107, an electric field 112 generated thereby causes the substrate 101 to move.
Driven in a plane substantially parallel to.

【００１４】このように、上述したＦＯＰ液晶表示装置
では、現状のＦＯＰ電極構造を採用していないＩＰＳ方
式液晶表示装置に比べ、電極材料としてＩＴＯ等からな
る透明電極１０２，１０４を用いたことによって、開口
率（透過率）を向上させることができる。また、電圧を
印加するための電極１０２，１０４の間隔が非常に狭い
（実質、層間絶縁膜１０３の膜厚に相当）ために、特に
電極１０４の端部で非常に大きな電界を発生し、この強
電界により低電圧駆動、及び高速応答が可能となる。As described above, the FOP liquid crystal display device described above uses the transparent electrodes 102 and 104 made of ITO or the like as the electrode material, as compared with the IPS type liquid crystal display device which does not adopt the current FOP electrode structure. The aperture ratio (transmittance) can be improved. In addition, since the interval between the electrodes 102 and 104 for applying a voltage is very narrow (substantially the thickness of the interlayer insulating film 103), a very large electric field is generated especially at the end of the electrode 104. The strong electric field enables low voltage driving and high-speed response.

【００１５】ところで、現状のＦＯＰ液晶表示装置にお
いては、上記した利点ばかりではなく、その特徴であ
る、液晶分子を基板面にほぼ平行な面内で回転させるこ
とにより光のスイッチを行うＩＰＳ方式自体の構造上の
関係から、液晶表示装置の表示品質を低下させる原因の
一つである残像・焼付き現象という副作用が生じる。こ
こで、この残像・焼付き現象の概略について説明する。By the way, in the current FOP liquid crystal display device, not only the above-mentioned advantages but also the characteristic thereof, that is, the IPS system itself for performing the light switch by rotating the liquid crystal molecules in a plane substantially parallel to the substrate surface. Due to the structural relationship, the side effect of afterimage / image sticking phenomenon, which is one of the causes of lowering the display quality of the liquid crystal display device, occurs. Here, an outline of the afterimage / image sticking phenomenon will be described.

【００１６】残像・焼付き現象は、長時間同一の画像を
表示させた後に別の画像を表示させた場合、それまで表
示されていた画像が同時に表示される現象であり、液晶
表示性能を低下させる要因の一つとなっている。そし
て、ＩＰＳ方式液晶表示装置のように、液晶分子を基板
面にほぼ平行な面内で回転させ、光をスイッチすること
により表示を行う方式では、従来のＴＮ方式で見られた
電荷の残留により発生する残像・焼付き現象の他に、Ｉ
ＰＳ方式特有の前記残留電荷（蓄積電荷）に依存しない
残像・焼付き現象が生じる。The afterimage / image sticking phenomenon is a phenomenon in which, when the same image is displayed for a long time and then another image is displayed, the images that have been displayed until then are simultaneously displayed, and the liquid crystal display performance deteriorates. It is one of the factors that make it happen. In the IPS mode liquid crystal display device, in which the liquid crystal molecules are rotated in a plane substantially parallel to the surface of the substrate and light is switched, the display is performed by the residual charge observed in the conventional TN mode. In addition to the afterimage and image sticking that occur, I
An afterimage / image sticking phenomenon that does not depend on the residual charge (stored charge) peculiar to the PS system occurs.

【００１７】このＩＰＳ方式特有の、蓄積電荷に依存し
ない残像・画像焼付き現象は、特開平１０−３１９４０
６号公報に示されているように、電界印加によって液晶
分子の面内捻れ変形で発生する回転トルクが、液晶・配
向制御膜界面への負荷（ストレス）として液晶・配向制
御膜界面に伝わり、これにより液晶分子の初期配向方向
を規制している液晶配向制御膜の表面が塑性変形するこ
とによって生じると考えられている。The phenomenon of afterimage / image sticking which does not depend on the accumulated charge and which is peculiar to the IPS system is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 31940/1998.
As disclosed in Japanese Patent No. 6, the rotational torque generated by the in-plane twist deformation of liquid crystal molecules by the application of an electric field is transmitted to the liquid crystal / alignment control film interface as a load (stress) on the liquid crystal / alignment control film interface, It is considered that this is caused by plastic deformation of the surface of the liquid crystal alignment control film that regulates the initial alignment direction of the liquid crystal molecules.

【００１８】これを解決する手段の一つとして、同公報
では、弾性率の大きな配向制御膜（高弾性率配向膜）を
用いることで配向制御膜表面の塑性変形を抑え、結果と
して残像を低減する方法が提案されている。そして、前
述したＦＯＰ電極構造を備えていない現状のＩＰＳ方式
液晶表示装置においては、実際、この高弾性率配向膜の
使用により、蓄積電荷に依存しない残像・焼付き現象を
表示性能として問題ないレベルまで十分に抑え込むこと
ができるようになっている。As one of means for solving this, in the publication, by using an alignment control film having a large elastic modulus (high elastic modulus alignment film), plastic deformation of the surface of the alignment control film is suppressed, and as a result, an afterimage is reduced. The method of doing is proposed. In the current IPS type liquid crystal display device which does not have the FOP electrode structure described above, the use of this high elastic modulus alignment film actually causes the afterimage / burn-in phenomenon which does not depend on the accumulated charges to be a level at which the display performance is not a problem. Can be fully suppressed.

【００１９】[0019]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＩＰＳ
方式でもＦＯＰ液晶表示装置（前掲した図１９参照）に
おいては、ＦＯＰ電極構造を採用しない、すなわち共通
電極と画素電極とが重畳していない構成の現状のＩＰＳ
方式液晶表示装置（以下、「従来のＩＰＳ方式液晶表示
装置」と称す）に比べると、極度にレベルの悪い残像・
焼付き現象が生じる。[Problems to be Solved by the Invention] However, IPS
In the FIPS liquid crystal display device (see FIG. 19 described above), the FIPS liquid crystal display device does not adopt the FOP electrode structure, that is, the common electrode and the pixel electrode do not overlap with each other.
Type image display device (hereinafter referred to as "conventional IPS type liquid crystal display device") has an extremely poor level of afterimage.
The image sticking phenomenon occurs.

【００２０】これは、現状のＦＯＰ液晶表示装置（以
下、本発明との関係から「従来のＦＯＰ液晶表示装置」
と称す）では、前述したように、その構造上から、従来
のＩＰＳ方式液晶表示装置に比べ、画素電極としての透
明櫛歯電極の端部に極度に大きな電界強度を生じること
に起因するものである。This is the current FOP liquid crystal display device (hereinafter, "conventional FOP liquid crystal display device" in relation to the present invention).
As described above, due to its structure, an extremely large electric field strength is generated at the end of the transparent comb-teeth electrode as the pixel electrode, as compared with the conventional IPS liquid crystal display device. is there.

【００２１】すなわち、従来のＦＯＰ液晶表示装置で
は、従来のＩＰＳ方式液晶表示装置のように、画素電極
と共通電極とが基板面に沿う方向に位置をずらして配置
されておらず両電極は重畳されており、また、その画素
電極を構成する櫛歯電極の間隔も液晶層の厚み以下に狭
められて配置される等するため、電圧を印加した際に、
この画素電極としての透明櫛歯電極の端部には極度に大
きな電界強度が生じる。これにより、液晶分子は、この
極度に大きな電界強度を受けて大きく捻れることとな
り、その際、液晶分子にはこの捻れに基づく大きな回転
トルクが生じることになる。そして、この液晶分子によ
り生じた大きな回転トルクは、液晶分子が接触している
配向制御膜表面に負荷（ストレス）として伝達され、こ
の負荷が伝達される配向制御膜表面がそのストレスに抗
し切れずに塑性変形してしまうのが、従来のＦＯＰ液晶
表示装置における残像・焼付き現象の主原因である。That is, in the conventional FOP liquid crystal display device, unlike the conventional IPS liquid crystal display device, the pixel electrode and the common electrode are not arranged so as to be displaced in the direction along the substrate surface, and both electrodes are superposed. In addition, since the interval between the comb-teeth electrodes that form the pixel electrode is narrowed to the thickness of the liquid crystal layer or less, when a voltage is applied,
An extremely large electric field strength is generated at the end of the transparent comb-teeth electrode as the pixel electrode. As a result, the liquid crystal molecules undergo a large twist due to the extremely high electric field strength, and at that time, a large rotational torque is generated in the liquid crystal molecules due to the twist. The large rotational torque generated by the liquid crystal molecules is transmitted as a load (stress) to the surface of the alignment control film in contact with the liquid crystal molecules, and the alignment control film surface to which this load is transmitted cannot withstand the stress. The plastic deformation without causing is the main cause of the afterimage / image sticking phenomenon in the conventional FOP liquid crystal display device.

【００２２】したがって、従来のＦＯＰ液晶表示装置の
実用に際しては、従来のＩＰＳ方式液晶表示装置に比
べ、前述したように極度にレベルの悪い残像・焼付き現
象が生じるものと考えられ、実際、現状にあっても、従
来のＦＯＰ液晶表示装置の残像レベルは、従来のＩＰＳ
方式液晶表示装置に比べ、１０倍以上も悪くなってい
る。Therefore, when the conventional FOP liquid crystal display device is put into practical use, it is considered that the afterimage / image sticking phenomenon of extremely low level occurs as described above as compared with the conventional IPS type liquid crystal display device. However, the afterimage level of the conventional FOP liquid crystal display device is
Compared with the liquid crystal display device of the type, it is more than 10 times worse.

【００２３】そのため、従来のＦＯＰ液晶表示装置の場
合は、このＦＯＰ電極構造の非常に大きな電界強度に起
因して液晶分子から配向制御膜表面へ伝達される回転ト
ルクの負荷（ストレス）があまりにも大き過ぎるため、
例え高弾性率配向膜を用いても、それだけでは配向制御
膜表面が耐えきれずに塑性変形してしまい、残像・焼付
き現象を表示性能として問題ないレベルまで十分に抑え
込むことができない虞れがある。Therefore, in the case of the conventional FOP liquid crystal display device, the load (stress) of the rotational torque transmitted from the liquid crystal molecules to the alignment control film surface due to the extremely large electric field strength of the FOP electrode structure is too large. Too big,
Even if a high elastic modulus alignment film is used, the surface of the alignment control film cannot be endured and plastically deforms by itself, and there is a possibility that the afterimage / image sticking phenomenon cannot be sufficiently suppressed to a level that does not cause a problem in display performance. is there.

【００２４】また、この対策として、液晶に作用する電
界強度を小さく加減することによって液晶分子に生じる
回転トルクの大きさを抑え、残像・焼付き現象を低減さ
せることも考えられるが、液晶表示装置の原理、すなわ
ち電極間に発生する電界により液晶分子を駆動して光を
スイッチすることを考えれば、単に電界強度を小さくす
ること（例えば、従来のＩＰＳ方式液晶表示装置並の電
界強度にすること）は、前述したＦＯＰ液晶表示装置が
有する利点（低電圧駆動、高速応答）を損なうことにな
る。As a countermeasure against this, it is conceivable to suppress the magnitude of the rotating torque generated in the liquid crystal molecules by reducing the electric field strength acting on the liquid crystal to reduce the afterimage / image sticking phenomenon. Considering the principle of (1), that is, driving the liquid crystal molecules by the electric field generated between the electrodes to switch the light, simply reducing the electric field strength (for example, making the electric field strength comparable to that of a conventional IPS liquid crystal display device). ), The advantages (low voltage drive, high speed response) of the FOP liquid crystal display device described above are impaired.

【００２５】ところで、上述した従来のＦＯＰ液晶表示
装置に特有の残像・焼付き現象の解決に当たっては、そ
の残像・焼付き現象が配向制御膜が負荷（ストレス）と
耐性のバランスの上に成り立っており、そのバランスが
崩れ、負荷（ストレス）が耐性力に比べ大きくなった場
合に残像・焼付き現象を発現するというメカニズムを考
えれば、その対策手段は、“配向制御膜の耐性を強化す
ること”（第１の手段）と、“配向制御膜への負荷（ス
トレス）を低減すること”（第２の手段）との二つに大
別される。これに従えば、すでに述べた特開平１０−３
１９４０６号で提案されている高弾性率配向膜の使用に
よる、従来のＩＰＳ方式液晶表示装置の残像・焼付き現
象の低減は、前記第１の手段としての配向制御膜の耐性
を強化することに相当するものである。By the way, in solving the afterimage / image sticking phenomenon peculiar to the above-mentioned conventional FOP liquid crystal display device, the image sticking / image sticking phenomenon is established on the balance between load (stress) and resistance of the alignment control film. Considering the mechanism that afterimage / image sticking phenomenon occurs when the load is out of balance and the load (stress) becomes larger than the resistance, the countermeasure is to “strengthen the resistance of the orientation control film. "(First means)" and "Reducing load (stress) on the orientation control film" (second means) are roughly classified into two. According to this, the above-mentioned JP-A-10-3
The reduction of the afterimage / image sticking phenomenon of the conventional IPS type liquid crystal display device by using the high elastic modulus alignment film proposed in 19406 is to enhance the durability of the alignment control film as the first means. It is equivalent.

【００２６】しかし、この高弾性率配向膜によって耐性
を強化する第１の手段は、従来のＩＰＳ方式液晶表示装
置においては表示品質として問題ないレベルまで残像・
焼付き現象を抑えることが可能であるものの、従来のＦ
ＯＰ液晶表示装置においては、この第１の手段による対
策だけでは、上述したように残像現象を十分に抑えるこ
とができないことがわかっている。However, the first means for strengthening the resistance by the high elastic modulus alignment film is the afterimage to the level where there is no problem in display quality in the conventional IPS type liquid crystal display device.
Although it is possible to suppress the seizure phenomenon, the conventional F
In the OP liquid crystal display device, it has been known that the afterimage phenomenon cannot be sufficiently suppressed as described above only by the measure by the first means.

【００２７】本発明は、以上述べた問題点に鑑み、ＦＯ
Ｐ電極構造を備えたＩＰＳ方式の液晶表示装置におい
て、ＦＯＰ電極構造の有する利点（低電圧駆動及び高速
応答）を損なうことなく、残像・焼付き現象を低減し、
高品質な液晶表示装置を提供することを目的とする。In view of the above-mentioned problems, the present invention is an FO.
In an IPS type liquid crystal display device having a P electrode structure, the afterimage / image sticking phenomenon is reduced without impairing the advantages (low voltage drive and high speed response) of the FOP electrode structure,
An object is to provide a high quality liquid crystal display device.

【００２８】[0028]

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、上記課題を解決するために、少なくとも一方が透明
な一対の基板と、該一対の基板の互いに対向する面上に
形成された液晶配向制御膜と、該液晶配向制御膜に接触
するようにして前記一対の基板間に配置された液晶と、
前記一対の基板の一方に、絶縁膜を介して互いに異層に
形成された画素電極及び共通電極と、能動素子とからな
り、該画素電極と該共通電極とが前記絶縁膜を介して画
素領域内で重畳しており、該画素電極と該共通電極との
間に電圧を印加することにより前記液晶の配向を制御し
て表示を行う液晶表示装置であって、前記画素電極及び
前記共通電極のうち前記液晶配向制御膜に近い方の電極
と前記液晶配向制御膜との間に、前記画素電極と前記共
通電極との間に介在させた前記第１の絶縁膜とは別部材
からなる第２の絶縁膜を配置してなり、かつ、前記第１
の絶縁膜の誘電率ε（１）と前記第２の絶縁膜の誘電率
ε（２）とが（式１）を満足することを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, a liquid crystal display device of the present invention has a pair of substrates, at least one of which is transparent, and a liquid crystal formed on the surfaces of the pair of substrates facing each other. An alignment control film, and a liquid crystal arranged between the pair of substrates so as to be in contact with the liquid crystal alignment control film,
A pixel region and a common electrode formed in different layers from each other on one of the pair of substrates via an insulating film, and an active element, and the pixel electrode and the common electrode include a pixel region via the insulating film. A liquid crystal display device that overlaps in a pixel electrode and controls the alignment of the liquid crystal by applying a voltage between the pixel electrode and the common electrode to perform display. A second member formed of a member different from the first insulating film interposed between the pixel electrode and the common electrode between the electrode closer to the liquid crystal alignment control film and the liquid crystal alignment control film. And an insulating film of
The dielectric constant ε (1) of the insulating film and the dielectric constant ε (2) of the second insulating film satisfy (Equation 1).

【００２９】[0029]

【数５】 [Equation 5]

【００３０】また、本発明の液晶表示装置は、上記構成
に係り、その第２の絶縁膜の厚さが５０ｎｍ以上かつ２
００ｎｍ以下であり、また、その第１の絶縁膜の厚さが
１００ｎｍ以上かつ１５００ｎｍ以下であること等を特
徴とする。そして、これら構成により、本発明の液晶表
示装置では、第１の絶縁膜の誘電率ε（１）と第２の絶
縁膜の誘電率ε（２）が（式１）の関係を満足すること
によって、残像現象を低減した高品質で高透過率の液晶
表示装置を提供することができる。Further, the liquid crystal display device of the present invention relates to the above structure, wherein the second insulating film has a thickness of 50 nm or more and 2 or more.
And the thickness of the first insulating film is 100 nm or more and 1500 nm or less. With these configurations, in the liquid crystal display device of the present invention, the dielectric constant ε (1) of the first insulating film and the dielectric constant ε (2) of the second insulating film satisfy the relationship of (Equation 1). As a result, it is possible to provide a high-quality liquid crystal display device having a high transmittance and a reduced afterimage phenomenon.

【００３１】[0031]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明するに
当たって、まずＩＰＳ方式液晶表示装置の液晶配向制御
膜界面での電界強度の面内分布と電界強度ピーク値とに
ついて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In describing the embodiments of the present invention, first, the in-plane distribution of the electric field strength and the peak value of the electric field strength at the interface of the liquid crystal alignment control film of the IPS type liquid crystal display device will be described.

【００３２】図１は、シミュレーションにより得られた
従来のＩＰＳ方式液晶表示装置における液晶配向制御膜
界面での電界強度の面内分布を示す図である。図２は、
シミュレーションにより得られた従来のＦＯＰ液晶表示
装置（図１９参照）における液晶配向制御膜界面での電
界強度の面内分布を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the in-plane distribution of the electric field intensity at the interface of the liquid crystal alignment control film in the conventional IPS type liquid crystal display device obtained by simulation. Figure 2
FIG. 20 is a diagram showing an in-plane distribution of the electric field intensity at the interface of the liquid crystal alignment control film in the conventional FOP liquid crystal display device (see FIG. 19) obtained by simulation.

【００３３】なお、このシミュレーション実施に当たっ
ては、液晶分子に作用する電界強度は、共通電極１０２
と画素電極１０４との間に印加する電圧に大きく依存す
るが、ここでは、従来のＩＰＳ方式液晶表示装置（ＦＯ
Ｐ電極構造を採用していない）と従来のＦＯＰ液晶表示
装置の違いを顕著に見るために、それぞれの印加電圧Ｖ
を、Ｖ（ＩＰＳ）＝１５Ｖ、Ｖ（ＦＯＰ）＝１０Ｖとし
た。この印加電圧Ｖの大きさの違いは、従来のＦＯＰ液
晶表示装置では共通電極１０２と画素電極１０４との間
隔が狭い分、必要な駆動電圧が従来のＩＰＳ方式液晶表
示装置に比べ小さくなることを考慮したものである。In carrying out this simulation, the electric field strength acting on the liquid crystal molecules is determined by the common electrode 102.
Although it largely depends on the voltage applied between the pixel electrode 104 and the pixel electrode 104, here, the conventional IPS liquid crystal display device (FO) is used.
In order to see the difference between the conventional FOP liquid crystal display device (which does not adopt the P electrode structure) and the conventional FOP liquid crystal display device, the applied voltage V
Was set to V (IPS) = 15V and V (FOP) = 10V. The difference in the magnitude of the applied voltage V is that in the conventional FOP liquid crystal display device, the required driving voltage is smaller than that in the conventional IPS type liquid crystal display device because the space between the common electrode 102 and the pixel electrode 104 is narrow. It is a consideration.

【００３４】図１及び図２からわかるように、従来のＩ
ＰＳ方式液晶表示装置においては、電界強度はそれほど
大きくなく、液晶配向制御膜（以下、配向膜と略称す
る）１０６の面内でほぼ均一である。一方、従来のＦＯ
Ｐ液晶表示装置においては、特に画素電極１０４の端部
近傍に電界が集中し、その強度のピーク値は従来のＩＰ
Ｓ方式液晶表示装置に比べ１０倍以上であることが判明
した。As can be seen from FIGS. 1 and 2, the conventional I
In the PS type liquid crystal display device, the electric field strength is not so large and is substantially uniform in the plane of the liquid crystal alignment control film (hereinafter abbreviated as alignment film) 106. On the other hand, conventional FO
In the P liquid crystal display device, the electric field is concentrated especially near the end of the pixel electrode 104, and the peak value of the electric field has
It was found to be 10 times or more that of the S type liquid crystal display device.

【００３５】このシミュレーション結果から、従来のＦ
ＯＰ液晶表示装置においては、この従来のＩＰＳ方式液
晶表示装置に比べての極度に大きな電界強度ピーク値に
より、画素電極１０４の端部近傍で液晶分子が大きく捻
れ、これにより生じた回転トルクが配向膜１０６の界面
に非常に大きな負荷（ストレス）として伝わり、配向膜
１０６に塑性変形を生じさせ、レベルの非常に悪い残像
・焼付き現象が発生するものと考えた。From this simulation result, the conventional F
In the OP liquid crystal display device, the extremely large electric field strength peak value as compared with the conventional IPS type liquid crystal display device causes liquid crystal molecules to be largely twisted in the vicinity of the end portion of the pixel electrode 104, and the rotational torque generated thereby is aligned. It is considered that a very large load (stress) is transmitted to the interface of the film 106, plastic deformation occurs in the orientation film 106, and an afterimage / image sticking phenomenon of a very poor level occurs.

【００３６】実際、従来のＦＯＰ液晶表示装置の残像レ
ベルは従来のＩＰＳ方式液晶表示装置（ＦＯＰ電極構造
を採用しない）の残像レベルよりも１０倍以上悪く、特
にその残像・焼付き現象は、画素電極１０４の端部近傍
で発生していた。また、残像・焼付き現象を発生した従
来のＦＯＰ液晶表示装置において、画素電極１０４の端
部近傍を観察すると、残像・焼付き現象の発生領域部分
の液晶配向方向は、液晶初期配向方向（ラビング方向）
から駆動方向に２〜３°回転してずれていることがわか
った。Actually, the afterimage level of the conventional FOP liquid crystal display device is 10 times or more worse than the afterimage level of the conventional IPS type liquid crystal display device (which does not employ the FOP electrode structure), and the afterimage / image sticking phenomenon is It occurred near the end of the electrode 104. Further, in the conventional FOP liquid crystal display device in which the afterimage / image sticking phenomenon has occurred, when the vicinity of the end of the pixel electrode 104 is observed, the liquid crystal alignment direction in the region where the image sticking / image sticking phenomenon occurs is the liquid crystal initial alignment direction (rubbing). direction)
Therefore, it was found that there was a 2-3 ° rotation in the driving direction and there was a shift.

【００３７】これらより、従来のＦＯＰ液晶表示装置の
残像強度は、図２で現れているように、電界強度ピーク
値と相関があり、この電界強度ピーク値を引き下げるこ
とにより、残像・焼付き現象が低減できることがわかっ
た。また、図示省略するが、上述したシミュレーション
とは別に、液晶分子の駆動電圧は、電界強度ピーク値よ
りも、面内に印加される電界強度（図２において、電界
強度曲線とＸ軸で囲まれた部分の面積）に大きく依存す
ることもわかった。From these, the afterimage strength of the conventional FOP liquid crystal display device has a correlation with the electric field strength peak value as shown in FIG. 2, and by lowering the electric field strength peak value, the afterimage / image sticking phenomenon occurs. It has been found that can be reduced. Although not shown, the driving voltage of the liquid crystal molecules is different from the above-mentioned simulation in that the electric field strength applied in the plane is higher than the electric field strength peak value (in FIG. 2, it is surrounded by the electric field strength curve and the X axis). It was also found that it largely depends on the area).

【００３８】したがって、従来のＦＯＰ液晶表示装置の
残像・焼付き現象を低減するためには、前述した“耐性
を強化すること”（第１の手段）とは別に、この電界強
度ピーク値を引き下げて“負荷（ストレス）を低減する
こと”（第２の手段）が必要であることがわかった。こ
こで、配向膜１０６に対する負荷を低減するための手段
の一つは、電極端部近傍で局所的に発生する電界集中を
緩和させ、電界強度ピーク値の引き下げをはかることで
ある。Therefore, in order to reduce the afterimage / image sticking phenomenon of the conventional FOP liquid crystal display device, the peak value of the electric field strength is lowered in addition to the above-mentioned "improving durability" (first means). It was found that "reducing load (stress)" (second means) is necessary. Here, one of the means for reducing the load on the alignment film 106 is to alleviate the electric field concentration locally generated in the vicinity of the electrode end and lower the electric field intensity peak value.

【００３９】図３は、本発明の一実施の形態に係るＦＯ
Ｐ液晶表示装置の概略断面図である。なお、本発明の一
実施の形態に係るＦＯＰ液晶表示装置の説明に当たって
は、図１９に示した従来のＦＯＰ液晶表示装置と同様な
構成部分については、その下２桁につき同一の番号を付
し、その説明を省略する。FIG. 3 shows an FO according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing of a P liquid crystal display device. In the description of the FOP liquid crystal display device according to the embodiment of the present invention, components similar to those of the conventional FOP liquid crystal display device shown in FIG. , The description is omitted.

【００４０】図３に示すように、本実施の形態のＦＯＰ
液晶表示装置は、図１９に示した従来のＦＯＰ液晶表示
装置に対して、画素電極４と共通電極２との間に第１の
絶縁膜３を形成し、さらにこれら画素電極４と共通電極
２のうち、配向膜層６に近い電極（本実施の形態のＦＯ
Ｐ液晶表示装置の場合は、画素電極４）と配向膜６との
間に、従来のＦＯＰ液晶表示装置には無い、新規な第２
の絶縁膜５を設け、これら第１の絶縁膜３の誘電率ε
（１）と第２の絶縁膜５の誘電率ε（２）とが（式１）
を満たす構成になっている。As shown in FIG. 3, the FOP of this embodiment is
The liquid crystal display device is different from the conventional FOP liquid crystal display device shown in FIG. 19 in that the first insulating film 3 is formed between the pixel electrode 4 and the common electrode 2, and the pixel electrode 4 and the common electrode 2 are further formed. Of these, an electrode close to the alignment film layer 6 (FO of the present embodiment
In the case of the P liquid crystal display device, a new second device, which is not provided in the conventional FOP liquid crystal display device, is provided between the pixel electrode 4) and the alignment film 6.
Of the first insulating film 3 and the dielectric constant ε of these first insulating films 3 are provided.
(1) and the dielectric constant ε (2) of the second insulating film 5 are given by (Equation 1)
It is configured to satisfy.

【００４１】[0041]

【数６】 [Equation 6]

【００４２】したがって、液晶層７を通る電気力線は、
必ず第１の絶縁膜３と第２の絶縁膜５との（式１）を満
たす界面Ｂを通る。以下、この第１の絶縁膜３を層間絶
縁膜、第２の絶縁膜５を上層絶縁膜と称し、この層間絶
縁膜３の誘電率ε（１）と上層絶縁膜５の誘電率ε
（２）との間の、上記（式１）を満たす構造によって達
成される、画素電極４の端部及びその周辺の電界集中緩
和作用について説明する。Therefore, the line of electric force passing through the liquid crystal layer 7 is
It always passes through the interface B that satisfies (Equation 1) between the first insulating film 3 and the second insulating film 5. Hereinafter, the first insulating film 3 will be referred to as an interlayer insulating film, and the second insulating film 5 will be referred to as an upper insulating film. The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 and the dielectric constant ε of the upper insulating film 5 will be referred to as "interlayer insulating film 3".
A description will be given of the electric field concentration alleviating action at the end portion of the pixel electrode 4 and in the vicinity thereof, which is achieved by the structure satisfying the above (Formula 1) between (2).

【００４３】残像・焼付き現象の発生に大きく影響する
電極端部での局所的な電界集中は、電極構造及びそれを
形成する絶縁体材料に依存し、特に絶縁体の誘電率に大
きく依存することから、本実施の形態のＦＯＰ液晶表示
装置では、次のようにして緩和している。The local electric field concentration at the end of the electrode, which greatly affects the occurrence of the afterimage / image sticking phenomenon, depends on the electrode structure and the insulator material forming the electrode, and particularly depends on the dielectric constant of the insulator. Therefore, the FOP liquid crystal display device of the present embodiment is relaxed as follows.

【００４４】図４は、誘電率εの異なる物質中での電気
力線屈折の法則を示す図である。図４に示すように、誘
電率の異なる誘電体Ｄ１（誘電率ε１）及び誘電体Ｄ２
（誘電率ε２）がある面で接している場合、それらの誘
電体Ｄ１，Ｄ２の中を進む電気力線はその接面（界面
Ｂ）で、（式２）に従い屈折する。FIG. 4 is a diagram showing the law of electric force line refraction in substances having different permittivities ε. As shown in FIG. 4, a dielectric D1 (dielectric constant ε1) and a dielectric D2 having different dielectric constants are used.
When (dielectric constant ε2) is in contact with a certain surface, the lines of electric force traveling in the dielectrics D1 and D2 are refracted at the contact surface (interface B) according to (Equation 2).

【００４５】[0045]

【数７】 [Equation 7]

【００４６】すなわち、図４において、誘電率ε１の高
い誘電体Ｄ１から誘電率ε２の低い誘電体Ｄ２へ電気力
線が入射する場合（図４(ａ)、ε１＞ε２参照）には、
（式２）よりθ１＞θ２という関係が成立し、電気力線
は誘電体Ｄ１，Ｄ２の接面Ｂの法線に対して傾きが大き
くなるように屈折する。That is, in FIG. 4, when the lines of electric force enter from the dielectric D1 having a high dielectric constant ε1 to the dielectric D2 having a low dielectric constant ε2 (see FIG. 4A, ε1> ε2),
According to (Equation 2), the relationship of θ1> θ2 is established, and the electric force line is refracted so that the inclination becomes large with respect to the normal line of the contact surface B of the dielectrics D1 and D2.

【００４７】逆に、誘電率ε１の低い誘電体Ｄ１から誘
電率ε２の高い誘電体Ｄ２へ電気力線が入射する場合
（図４(ｂ)、ε１＜ε２参照）には、（式２）よりθ１
＜θ２という関係が成立し、電気力線は誘電体Ｄ１，Ｄ
２の接面Ｂの法線に対して傾きが小さくなるように屈折
する。なお、０°＜θ１，θ２＜９０°である。On the contrary, when an electric line of force is incident from the dielectric D1 having a low dielectric constant ε1 to the dielectric D2 having a high dielectric constant ε2 (see FIG. 4B, ε1 <ε2), (Equation 2) Than θ1
<Θ2 is established, and the lines of electric force are the dielectrics D1 and D.
Refraction is performed so that the inclination with respect to the normal line of the tangent surface B of 2 becomes smaller. Note that 0 ° <θ1 and θ2 <90 °.

【００４８】このことを考慮して、次に電気力線の間隔
ｄを考える。電気力線の間隔ｄは電界集中の度合い（電
界強度）に相当し、その間隔が広いほど電界集中が緩和
されている（電界強度が小さい）ことを意味する。誘電
体Ｄ１を進む電気力線の間隔をｄ１とすると、誘電体Ｄ
２を進む電気力線の間隔ｄ２は（式３）で表される。Considering this, the distance d between the lines of electric force will be considered next. The distance d between the lines of electric force corresponds to the degree of electric field concentration (electric field strength), and the wider the distance, the less the electric field concentration (the smaller the electric field strength). If the distance between the lines of electric force traveling through the dielectric D1 is d1, the dielectric D
The distance d2 between the lines of electric force traveling along 2 is represented by (Equation 3).

【００４９】[0049]

【数８】 [Equation 8]

【００５０】（式３）より、誘電率ε１の高い誘電体Ｄ
１から誘電率ε２の低い誘電体Ｄ２へ電気力線が入射す
る場合（図４(ａ)ε１＞ε２参照）には、（式３）より
θ１＞θ２という関係が成立し、すなわちｃｏｓθ１＜
ｃｏｓθ２よりｄ２＞ｄ１となり、電気力線の間隔ｄが
広がることになる。つまり、電気力線の間隔ｄが広がる
ことは、電界集中が緩和されることを意味する。From (Equation 3), the dielectric D having a high dielectric constant ε1
When the line of electric force is incident on the dielectric D2 having a low dielectric constant ε2 from 1 (see ε1> ε2 in FIG. 4 (a)), the relationship of θ1> θ2 is established from (Equation 3), that is, cos θ1 <
From cos θ2, d2> d1 and the distance d between the lines of electric force becomes wider. That is, increasing the distance d between the lines of electric force means that the electric field concentration is alleviated.

【００５１】一方、誘電率ε１の低い誘電体Ｄ１から誘
電率ε２の高い誘電体Ｄ２へ電気力線が入射する場合
（図４(ｂ)、ε１＜ε２参照）には、（式３）よりθ１
＜θ２という関係が成立し、すなわちｃｏｓθ１＞ｃｏ
ｓθ２よりｄ２＜ｄ１となり、電気力線ｄの間隔が狭ま
ることになる。つまり、電気力線の間隔ｄが狭まること
は、電界集中を生じることを意味する。On the other hand, when the lines of electric force are incident from the dielectric material D1 having a low dielectric constant ε1 to the dielectric material D2 having a high dielectric constant ε2 (see ε1 <ε2 in FIG. 4 (b)), from (Equation 3), θ1
<Θ2 is established, that is, cos θ1> co
From sθ2, d2 <d1, and the distance between the lines of electric force d is narrowed. That is, narrowing the distance d between the lines of electric force means that electric field concentration occurs.

【００５２】以上のことから、電極を含む第２の絶縁膜
（上層絶縁層）５の誘電率ε（２）を、第１の絶縁膜
（層間絶縁層）３の誘電率ε（１）よりも大きくするこ
とが、電極端部近傍において電界集中を緩和するための
条件となる。ただし、ここでは電界強度の絶対値が考慮
されていない。すなわち、（式１）に従い電極端部での
電界集中を緩和しても電界強度Ｅそのものが大きい場合
には残像が発生することになる。From the above, the dielectric constant ε (2) of the second insulating film (upper insulating layer) 5 including the electrode is calculated from the dielectric constant ε (1) of the first insulating film (interlayer insulating layer) 3. It is a condition for alleviating the electric field concentration near the end of the electrode. However, the absolute value of the electric field strength is not taken into consideration here. That is, even if the electric field concentration at the electrode end is relaxed according to (Equation 1), an afterimage will occur if the electric field strength E itself is large.

【００５３】そこで、次に電界強度Ｅの絶対値について
説明する。電界集中緩和後の電界強度Ｅは、誘電体Ｄ
１，Ｄ２の接面に対して出射側の電気力線の間隔ｄ２
（図４参照）と相関があり、この間隔ｄ２が大きくなれ
ば電界強度Ｅは小さくなると考えられることから、（式
３）と合わせて考えると（式４）のように記述できる。Therefore, the absolute value of the electric field strength E will be described next. The electric field strength E after relaxation of the electric field concentration is the dielectric D
The distance d2 between the lines of electric force on the output side with respect to the contact surface of D1 and D2.
(See FIG. 4), and it is considered that the electric field strength E decreases as the distance d2 increases, so that it can be described as (Expression 4) when combined with (Expression 3).

【００５４】[0054]

【数９】 [Equation 9]

【００５５】（式４）より電界強度Ｅは、誘電体Ｄ１，
Ｄ２の接面Ｂに対して入射側、すなわち初期の電気力線
の間隔ｄ１で決まる。さらにこの間隔ｄ１はその絶縁体
（誘電体）Ｄ１の誘電率ε１に大きく依存し、同一の電
位が印加されている場合には、絶縁体（誘電体）Ｄ１の
誘電率ε１が大きいほど電気力線の間隔ｄ１は狭く（間
隔ｄ１が小さい）、誘電率ε１が小さいほど電気力線の
間隔ｄ１は広い（間隔ｄ１が大きい）。また、（式２）
と三角関数の関係から（式５）及び（式６）を導き出
せ、（式４）は次の（式７）のように表せる。According to (Equation 4), the electric field strength E is the dielectric D1,
It is determined by the incident side with respect to the contact surface B of D2, that is, the initial distance d1 between the lines of electric force. Further, this distance d1 largely depends on the dielectric constant ε1 of the insulator (dielectric) D1, and when the same potential is applied, the larger the dielectric constant ε1 of the insulator (dielectric) D1 is, the higher the electric force becomes. The line spacing d1 is narrow (the spacing d1 is small), and the smaller the dielectric constant ε1 is, the wider the electrical force line spacing d1 is (the larger the spacing d1 is). Also, (Equation 2)
(Equation 5) and (Equation 6) can be derived from the relationship between and, and (Equation 4) can be expressed as the following (Equation 7).

【００５６】[0056]

【数１０】 [Equation 10]

【００５７】[0057]

【数１１】 [Equation 11]

【００５８】[0058]

【数１２】 [Equation 12]

【００５９】なお、（式７）を本実施の形態のＦＯＰ液
晶表示装置の構成に対応させれば（式８）のように表せ
る。ここでε（１）及びε（２）は、それぞれ第１の絶
縁膜（層間絶縁膜）３及び第２の絶縁膜（上層絶縁膜）
５の誘電率である。If (Equation 7) corresponds to the configuration of the FOP liquid crystal display device of the present embodiment, it can be expressed as (Equation 8). Here, ε (1) and ε (2) are the first insulating film (interlayer insulating film) 3 and the second insulating film (upper insulating film), respectively.
It has a dielectric constant of 5.

【００６０】[0060]

【数１３】 [Equation 13]

【００６１】さらに、ＦＯＰ電極構造を考えれば電界強
度Ｅは、電圧を印加するための画素電極４と共通電極２
の間隔、すなわち層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）に依存す
る。そこで、本実施の形態では、特に、ＦＯＰ電極構造
を構成する層間絶縁膜３と上層絶縁膜５の誘電率ε
（１），ε（２）によって決まる（式８）右辺の材料パ
ラメータと、層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）とに着目し、
各上層絶縁膜５と層間絶縁膜３から構成されるＦＯＰ電
極構造における残像評価について、これらパラメータに
より整理した。Further, considering the FOP electrode structure, the electric field strength E is determined by the pixel electrode 4 and the common electrode 2 for applying a voltage.
Of the inter-layer insulating film 3, that is, the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3. Therefore, in the present embodiment, in particular, the dielectric constants ε of the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 that form the FOP electrode structure.
Focusing on the material parameter on the right side of (Equation 8) determined by (1) and ε (2) and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3,
The afterimage evaluation in the FOP electrode structure composed of each upper insulating film 5 and the interlayer insulating film 3 was arranged by these parameters.

【００６２】そこで、実際にＦＯＰ電極構造を構成する
絶縁膜（層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５）の材料の組み
合わせについて説明する。なお、以下の説明では、（式
８）右辺に記述されているパラメータを誘電率比と称す
る。Therefore, the combination of materials of the insulating films (interlayer insulating film 3 and upper insulating film 5) which actually constitute the FOP electrode structure will be described. In the following description, the parameter described on the right side of (Equation 8) is referred to as the dielectric constant ratio.

【００６３】図５は、層間絶縁膜と上層絶縁膜との材料
組み合わせの条件表（表４）である。図５は、（式１）
に基づき、誘電率εの観点から、層間絶縁膜３及び上層
絶縁膜５それぞれの材料の組み合わせについて、無機材
料と有機材料とに大別してまとめたものである。FIG. 5 is a condition table (Table 4) of material combinations of the interlayer insulating film and the upper insulating film. Figure 5 shows (Equation 1)
Based on the above, from the viewpoint of the dielectric constant ε, the combinations of materials of the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are roughly classified into inorganic materials and organic materials.

【００６４】この組み合わせ表中において、「×」印を
付した組み合わせは、本発明の必須条件である（式１）
を満たさない組み合わせである。また同表中に記載した
「条件１４※」については、本発明の必須条件である
（式１）の関係から、層間絶縁膜３としては誘電率εが
３〜５（上層絶縁膜５の誘電率εの値範囲３〜５を超え
ない範囲）の材料を用いれば、（式１）を満たす組み合
わせが可能であることを示している。In this combination table, the combination marked with "x" is an essential condition of the present invention (formula 1).
Is a combination that does not satisfy. Regarding “Condition 14 *” described in the table, the dielectric constant ε of the interlayer insulating film 3 is 3 to 5 (dielectric constant of the upper insulating film 5) from the relationship of (Equation 1) which is an essential condition of the present invention. It is shown that a combination satisfying (Equation 1) is possible if materials with a value range of the rate ε not exceeding 3-5 are used.

【００６５】絶縁材料としての層間絶縁膜３及び上層絶
縁膜５の材料としては、基本的に透明度が比較的高く、
絶縁性を確保できるものであれば良く、さらに耐熱性が
あるものであればなお良い。以下、この組み合わせ表で
の材料分類について、無機材料と有機材料に大別して説
明する。As a material for the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 as an insulating material, the transparency is basically relatively high,
Any material can be used as long as it can ensure the insulation, and more preferably one having heat resistance. In the following, the material classification in this combination table will be roughly divided into inorganic materials and organic materials.

【００６６】図６は、図５で示した層間絶縁膜と上層絶
縁膜との材料組み合わせの各条件１〜１７に適合する層
間絶縁膜３及び上層絶縁膜５の材料名と誘電率比とをま
とめて例示した表である。なお、表中で「＊」符号が付
されたものは商品名である。まず、有機膜からなる絶縁
材料について説明する。FIG. 6 shows the material names and the dielectric constant ratios of the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 which meet the respective conditions 1 to 17 of the material combination of the interlayer insulating film and the upper insulating film shown in FIG. It is the table collectively illustrated. In the table, items marked with "*" are product names. First, the insulating material made of an organic film will be described.

【００６７】現在、市販され容易に入手しやすく、また
基板上形成プロセスもそれほど困難でない絶縁性有機材
料の多くは、その誘電率が３〜５程度である。代表的な
材料としてはポリイミド等が挙げられる。ポリイミドは
耐熱性の絶縁材であり、多少の色付きはあるものの、１
μｍ以下の薄膜では高い透明度を有する。また、基板へ
の形成は、スピンコート法により形成でき、厚膜化形成
も容易である。現在、その性能及び利用のし易さから絶
縁膜としてよく使用されている。また、マレイド/スチ
レン系（誘電率ε：３.１〜３.７）のような絶縁材料も
ある。At present, most of the insulating organic materials which are commercially available and easily available, and whose formation process on a substrate is not so difficult, have a dielectric constant of about 3 to 5. A typical material is polyimide or the like. Polyimide is a heat-resistant insulating material, and although it has some color,
A thin film having a thickness of μm or less has high transparency. Further, it can be formed on the substrate by a spin coating method, and it is easy to form a thick film. At present, it is often used as an insulating film because of its performance and ease of use. In addition, there are also insulating materials such as maleide / styrene (dielectric constant ε: 3.1 to 3.7).

【００６８】一方、ＬＳＩプロセスでの配線の層間絶縁
膜として配線の微細加工による配線遅延の増大を抑える
目的で、低誘電率有機材料（誘電率ε：３未満）の研究
が進められ、様々な有機材料が開発されている。例え
ば、ＣＶＤ法により形成する低誘電率有機材料として
は、ポリパラキシリレン（誘電率ε：２.６）、フッ素
化ポリパラキシリレン（誘電率ε：２.３）、テフロン
（登録商標）ＡＦ（誘電率ε：２.２）、ポリナフタレ
ン（誘電率ε：２.４）等が挙げられる。また、スピン
コート法により形成する低誘電率有機材料としては、フ
ッ素化ポリイミド（誘電率ε：２.６〜２.９）、ポリノ
ルボルネン（誘電率ε：２.６）、ポリアリレンエーテ
ル（誘電率ε：２.８）、ポリキノリン（誘電率ε：２.
８）、ベンゾシクロブテン（誘電率ε：２.８）等が挙
げられる。これらの低誘電率有機材料は、液晶表示装置
として使用しても問題ない高い透明度を有している。た
だし、このような低誘電率有機材料の一部には、特にガ
ラス基板との接着性に課題の残る材料もあるが、これは
基板との間に接着層の役割を有する材料を介在させるこ
とにより回避できる。On the other hand, for the purpose of suppressing an increase in wiring delay due to fine processing of wiring as an interlayer insulating film of wiring in the LSI process, research on low dielectric constant organic materials (dielectric constant ε: less than 3) has been advanced and various Organic materials are being developed. For example, as the low dielectric constant organic material formed by the CVD method, polyparaxylylene (dielectric constant ε: 2.6), fluorinated polyparaxylylene (dielectric constant ε: 2.3), Teflon (registered trademark) Examples thereof include AF (dielectric constant ε: 2.2) and polynaphthalene (dielectric constant ε: 2.4). Further, as the low dielectric constant organic material formed by the spin coating method, fluorinated polyimide (dielectric constant ε: 2.6 to 2.9), polynorbornene (dielectric constant ε: 2.6), polyarylene ether ( Dielectric constant ε: 2.8), polyquinoline (dielectric constant ε: 2.
8), benzocyclobutene (dielectric constant ε: 2.8) and the like. These low-dielectric-constant organic materials have high transparency that can be used as a liquid crystal display device. However, some of such low-dielectric constant organic materials still have a problem of adhesion to a glass substrate, but it is necessary to interpose a material having an adhesive layer role with the substrate. Can be avoided by

【００６９】以上から、図５に示す組み合わせ表では有
機膜の材料として誘電率の観点から、誘電率２〜３の材
料（フッ素化ポリパラキシリレン（誘電率ε：２.
３），ベンゾシクロブテン（誘電率ε：２.８））と、
誘電率３〜５の材料（マレイド/スチレン系（誘電率
ε：３.５），ポリイミド系（誘電率ε：４.７））と、
大きく２つに分類した。次に、無機膜からなる絶縁材料
について説明する。From the above, in the combination table shown in FIG. 5, materials having a dielectric constant of 2 to 3 (fluorinated polyparaxylylene (dielectric constant ε: 2.
3), benzocyclobutene (dielectric constant ε: 2.8)),
A material having a dielectric constant of 3 to 5 (maleid / styrene type (dielectric constant ε: 3.5), polyimide type (dielectric constant ε: 4.7)),
There are two major categories. Next, the insulating material made of an inorganic film will be described.

【００７０】現在、ＴＦＴプロセス等では無機絶縁材料
としては主にＳｉＮｘやＳｉＯ2が用いられている。こ
れらの無機絶縁材料は安価に入手することが可能で、ま
た製造プロセスも確立されているために、その取り扱い
が容易で信頼性も非常に高い。このような無機絶縁材料
の誘電率は３〜７程度である（ＳｉＮｘ（誘電率ε：６
〜７）、ＳｉＯ2（誘電率ε：３.５〜４.０））。ま
た、ゲート絶縁膜としてはＳｉＯＦ（誘電率ε：３.４
〜３.７）等も用いられている。At present, SiNx or SiO 2 is mainly used as an inorganic insulating material in the TFT process or the like. These inorganic insulating materials can be obtained at low cost, and since the manufacturing process is established, their handling is easy and their reliability is very high. The dielectric constant of such an inorganic insulating material is about 3 to 7 (SiNx (dielectric constant ε: 6
~ 7), SiO 2 (dielectric constant ε: 3.5-4.0)). Further, as the gate insulating film, SiOF (dielectric constant ε: 3.4
~ 3.7) are also used.

【００７１】一方、低誘電率有機材料の開発と平行し
て、ＬＳＩプロセスの配線の層間絶縁膜として配線微細
加工による配線遅延の増大を抑える目的で、誘電率が２
〜３の低誘電率無機材料の開発も進んでいる。例えば、
スピンコート法により形成するＨＳＱ系（Ｈｙｄｒｏｇ
ｅｎ Ｓｉｌｓｅｓｑｕｉｏｘａｎｅ）（誘電率ε：
２.５〜３）やＣＶＤ法により形成するＳｉＯＣ（誘電
率ε：２.４〜２.７）等がある。これら低誘電率無機材
料は価格や製造プロセスにまだ課題を残しており、量産
としては一般に使用されていないが、将来的には十分有
望な材料である。On the other hand, in parallel with the development of the low dielectric constant organic material, the dielectric constant is set to 2 in order to suppress an increase in wiring delay due to fine wiring processing as an interlayer insulating film of wiring in the LSI process.
The development of low dielectric constant inorganic materials of ~ 3 is also progressing. For example,
HSQ system (Hydrogen) formed by spin coating
en Silsesquioxane) (dielectric constant ε:
2.5-3) and SiOC (dielectric constant ε: 2.4-2.7) formed by the CVD method. These low dielectric constant inorganic materials still have problems in price and manufacturing process and are not generally used in mass production, but they are promising materials in the future.

【００７２】また低誘電率材料の開発方向とは逆に、誘
電率εが７以上の高誘電率無機絶縁材料の開発が進めら
れている。ＬＳＩプロセスにおいて、従来用いてきたゲ
ート絶縁膜ＳｉＯ2での薄膜化が要求されているが、リ
ーク電流の発生や、トランジスタ特性そのものの劣化及
び信頼性を確保できなくなってきた。そこで、これに代
わる技術として高誘電率材料の開発が進められてきた。
その中で、ＴｉＯ2系（誘電率１５程度）やＴａ2Ｏ5、
ＺｒＯ2（誘電率ε：２５）、ＨｆＯ2（誘電率ε：３
０）等の高誘電率無機材料が開発されている。しかしな
がら、これらの材料においては価格問題や製造プロセス
上の課題がある。例えばＴｉＯ2系の材料ではゾルゲル
法により基板上に塗布し、その後、紫外線照射と高温
（２７０〜３００℃）焼成を必要とする。このような高
温プロセスにおいては従来のＴＦＴでは性能を保証でき
ないが、最近のＴＦＴ耐熱性の向上を考慮すると将来的
には有望な材料である。Contrary to the development direction of low dielectric constant materials, development of high dielectric constant inorganic insulating materials having a dielectric constant ε of 7 or more is under way. In the LSI process, it has been required to reduce the thickness of the conventionally used gate insulating film SiO 2 , but it has become impossible to secure the leakage current, the deterioration of the transistor characteristics themselves and the reliability. Therefore, development of high dielectric constant materials has been promoted as an alternative technique.
Among them, TiO 2 system (dielectric constant of about 15) and Ta 2 O 5 ,
ZrO 2 (dielectric constant ε: 25), HfO 2 (dielectric constant ε: 3)
0) and other high dielectric constant inorganic materials have been developed. However, these materials have problems of price and manufacturing process. For example, a TiO 2 -based material needs to be applied on a substrate by a sol-gel method, and thereafter, ultraviolet irradiation and high temperature (270 to 300 ° C.) firing are required. In such a high temperature process, the performance cannot be guaranteed by the conventional TFT, but considering the recent improvement in the heat resistance of the TFT, it is a promising material in the future.

【００７３】以上から、図５に示す組み合わせ表では無
機材料として誘電率の観点から、誘電率２〜３の材料
（ＳｉＯＣ（誘電率ε：２.４），ＨＳＱ系（誘電率
ε：２.９））と、誘電率３〜７の材料（ＳｉＯ2（誘電
率ε：３.６），ＳｉＮｘ（誘電率ε：６.８））と、誘
電率７以上の材料（ＴｉＯ2系（誘電率ε：１４），Ｚ
ｒＯ 2（誘電率ε：２５））と、大きく３つに分類し
た。From the above, the combination table shown in FIG.
A material having a dielectric constant of 2 to 3 as a machine material from the viewpoint of the dielectric constant.
(SiOC (dielectric constant ε: 2.4), HSQ system (dielectric constant
ε: 2.9)) and a material having a dielectric constant of 3 to 7 (SiO 22(dielectric
And the dielectric constant ε: 3.6), SiNx (dielectric constant ε: 6.8)).
Materials with a conductivity of 7 or more (TiO2System (dielectric constant ε: 14), Z
rO 2(Dielectric constant ε: 25))
It was

【００７４】このように分類した有機膜及び無機膜それ
ぞれについての材料分類から、図６に示した１７通りの
層間絶縁膜と上層絶縁膜との材料の組み合わせについ
て、後述の実施例で説明するように、実際にＦＯＰ液晶
表示装置を組み立て、その残像評価を実施した。From the material classification for each of the organic film and the inorganic film thus classified, the 17 combinations of materials for the interlayer insulating film and the upper insulating film shown in FIG. 6 will be described in the examples described later. Then, the FOP liquid crystal display device was actually assembled and the afterimage evaluation was performed.

【００７５】なお、以上では、本実施の形態のＦＯＰ液
晶表示装置では、層間絶縁膜３と上層絶縁膜５とが各１
層ずつ設けられているＦＯＰ液晶表示装置について説明
したが、上層絶縁膜５及び層間絶縁膜３の構成につい
て、次のように層間絶縁膜３や上層絶縁膜５を多層構造
にした他の実施の形態にすることもできる。In the above description, in the FOP liquid crystal display device of the present embodiment, the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are each one.
Although the FOP liquid crystal display device provided with each layer has been described, regarding the configuration of the upper layer insulating film 5 and the interlayer insulating film 3, another embodiment in which the interlayer insulating film 3 and the upper layer insulating film 5 have a multi-layer structure is described below. It can also be in the form.

【００７６】図７は、本発明の他の実施の形態として
の、層間絶縁膜３のみを絶縁膜３１と絶縁膜３２とで多
層化したＦＯＰ液晶表示装置の断面構造概略図である。
図８は、本発明の他の実施の形態としての、上層絶縁膜
５のみを絶縁膜５１と絶縁膜５２とで多層化したＦＯＰ
液晶表示装置の断面構造概略図である。FIG. 7 is a schematic cross-sectional structure diagram of an FOP liquid crystal display device as another embodiment of the present invention, in which only the interlayer insulating film 3 is multilayered with the insulating film 31 and the insulating film 32.
FIG. 8 shows an FOP in which only the upper insulating film 5 is multilayered with an insulating film 51 and an insulating film 52, as another embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of a liquid crystal display device.

【００７７】図９は、本発明の他の実施の形態として、
層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５３を、絶縁膜５１と絶縁
膜５２、及び絶縁膜３１と絶縁膜３２とで共に多層化し
たＦＯＰ液晶表示装置の断面構造概略図である。FIG. 9 shows another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional structure diagram of an FOP liquid crystal display device in which an interlayer insulating film 3 and an upper insulating film 53 are multilayered together with an insulating film 51 and an insulating film 52, and an insulating film 31 and an insulating film 32.

【００７８】図７乃至図９の各図において、１は基板、
２は共通電極、３は層間絶縁膜、４は画素電極、５は上
層絶縁膜、６は配向膜をそれぞれ示す。以下、各絶縁層
３，５における多層構成の利点及び必要性について説明
する。まず、図７及び図９に示した実施の形態の層間絶
縁膜３を多層構造としたＦＯＰ液晶表示装置について説
明する。In each of FIGS. 7 to 9, 1 is a substrate,
Reference numeral 2 is a common electrode, 3 is an interlayer insulating film, 4 is a pixel electrode, 5 is an upper insulating film, and 6 is an alignment film. Hereinafter, advantages and necessity of the multi-layer structure of the insulating layers 3 and 5 will be described. First, an FOP liquid crystal display device having the multilayer structure of the interlayer insulating film 3 of the embodiment shown in FIGS. 7 and 9 will be described.

【００７９】例えば、ＦＯＰ電極構造においては下層に
形成されるベタ電極（共通電極）２が薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ：後述の図１２参照）のゲート電極と同層に形
成され、層間絶縁膜３がＴＦＴのゲート絶縁膜を兼ね備
える可能性がある。ゲート絶縁膜はＴＦＴを安定的に動
作させるかどうかを決定する重要なパラメータの一つで
あり、ゲート絶縁膜に要求される膜が電界集中緩和に有
効に働くとは限らない。For example, in the FOP electrode structure, the solid electrode (common electrode) 2 formed in the lower layer is formed in the same layer as the gate electrode of the thin film transistor (TFT: see FIG. 12 described later), and the interlayer insulating film 3 is formed in the TFT. It may also serve as a gate insulating film. The gate insulating film is one of the important parameters that determine whether or not the TFT operates stably, and the film required for the gate insulating film does not always work effectively for relaxing the electric field concentration.

【００８０】したがって、むしろ層間絶縁膜３を材料
（誘電率ε）の異なる少なくとも２層以上の絶縁膜３
１，３２から形成することにより、その役割を分担する
ことが有効である。上述の電界集中緩和の効果を発揮す
るためには、少なくともの櫛歯電極（画素電極）４を介
して接する上層側の層間絶縁膜３１の誘電率εと上層絶
縁膜５又は５２の誘電率εとの関係が（式１）を満たし
ていればよい。次に、図８及び図９に示した実施の形態
の上層絶縁膜５を多層構造としたＦＯＰ液晶表示装置に
ついて説明する。Therefore, rather, the interlayer insulating film 3 is made up of at least two insulating films 3 of different materials (dielectric constant ε).
It is effective to share the role by forming it from 1, 32. In order to exert the effect of alleviating the electric field concentration described above, the dielectric constant ε of the interlayer insulating film 31 on the upper layer side and the dielectric constant ε of the upper insulating film 5 or 52 which are in contact with each other via at least the comb-teeth electrode (pixel electrode) 4. It suffices that the relationship with and satisfies (Equation 1). Next, an FOP liquid crystal display device having a multilayer structure of the upper insulating film 5 of the embodiment shown in FIGS. 8 and 9 will be described.

【００８１】また、上述の電気力線の屈折を拡張すれ
ば、電気力線の間隔ｄは誘電率εの高い絶縁膜から誘電
率εの低い絶縁膜へ入射するときに広がることから、上
層絶縁膜５は誘電率εの異なる少なくとも２層以上の絶
縁膜５１，５２からなり、かつ、これら絶縁膜５１，５
２の誘電率εを配向膜層６に近い絶縁膜５１ほど小さく
することが効果的である。この構成により画素電極４か
ら液晶層７に向かう電気力線は各絶縁膜５１，５２の界
面Ｂで屈折し、電気力線の間隔ｄは広がる。これは電界
集中の緩和を意味し、残像低減には効果的である。な
お、この上層側の絶縁膜５１が誘電率εの条件によって
は配向制御膜６としての機能を兼ね備えていてもよい。
この場合においても、櫛歯電極（画素電極）４を挟む層
間絶縁膜３の誘電率εと下側の上層絶縁膜５２の誘電率
εの関係が（式１）を満たすことは前提である。If the refraction of the lines of electric force is expanded, the distance d between the lines of electric force expands when entering from an insulating film having a high dielectric constant ε to an insulating film having a low dielectric constant ε. The film 5 is composed of at least two layers of insulating films 51 and 52 having different dielectric constants ε, and these insulating films 51 and 5
It is effective to make the dielectric constant ε of 2 smaller in the insulating film 51 closer to the alignment film layer 6. With this configuration, the lines of electric force directed from the pixel electrode 4 to the liquid crystal layer 7 are refracted at the interface B between the insulating films 51 and 52, and the distance d between the lines of electric force is widened. This means that the electric field concentration is alleviated and is effective in reducing the afterimage. The insulating film 51 on the upper layer side may also have a function as the orientation control film 6 depending on the condition of the dielectric constant ε.
Also in this case, it is a premise that the relationship between the dielectric constant ε of the interlayer insulating film 3 sandwiching the comb-teeth electrode (pixel electrode) 4 and the dielectric constant ε of the lower upper insulating film 52 satisfies (Equation 1).

【００８２】以上、本発明においては、電界集中緩和に
よる残像低減の効果を発揮するためには、以上説明した
実施の形態に限定されることなく、少なくとも櫛歯電極
（画素電極）４に接する層間絶縁膜３と上層絶縁膜５の
誘電率の関係が（式１）を満たしていればよく、多層化
することにより上述したようなさらなる残像低減効果が
期待できる。As described above, in the present invention, in order to exert the effect of reducing the afterimage by relaxing the electric field concentration, the present invention is not limited to the embodiment described above, and at least the interlayer contacting with the comb-teeth electrode (pixel electrode) 4 is used. It suffices that the relationship between the dielectric constants of the insulating film 3 and the upper insulating film 5 satisfies (Equation 1), and the multilayered structure can be expected to further reduce the afterimage as described above.

【００８３】次に、以上説明した本発明の実施の形態に
基づく、ＦＯＰ液晶表示装置の実施例について説明す
る。まず実施例の説明に当たり、実施例のＦＯＰ液晶表
示装置における配向膜弾性率と絶縁膜誘電率との関係に
ついて説明する。Next, an example of the FOP liquid crystal display device based on the above-described embodiment of the present invention will be described. First, in describing the embodiments, the relationship between the elastic modulus of the alignment film and the dielectric constant of the insulating film in the FOP liquid crystal display device of the embodiments will be described.

【００８４】上述したように、このようなＩＰＳ方式液
晶表示装置特有の残像現象は、耐性と負荷（ストレス）
のバランスの上に成り立っているため、耐性を強化すれ
ば、その分負荷の許容範囲も広がる。弾性率の高い配向
膜材料を用いることは、すなわち耐性を強化することに
相当し、高弾性率配向膜ほど、負荷として許容できる電
界強度の範囲は広がる。As described above, the afterimage phenomenon peculiar to such an IPS type liquid crystal display device is caused by tolerance and load (stress).
Since it is based on the balance of, if tolerance is strengthened, the allowable range of load will be expanded accordingly. The use of the alignment film material having a high elastic modulus corresponds to strengthening the resistance, that is, the higher the elastic modulus alignment film, the wider the range of the electric field strength that can be accepted as a load.

【００８５】界面Ｂでの電界強度は、主に層間絶縁膜３
の膜厚や、層間絶縁膜３の誘電率ε（１）、上層絶縁膜
５の誘電率ε（２）によって決まるが、配向膜６の弾性
率によって、残像を低減するために必要とされる絶縁膜
３，５の膜厚、誘電率ε（１），ε（２）は異なる。The electric field strength at the interface B mainly depends on the interlayer insulating film 3.
It depends on the film thickness, the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3, and the dielectric constant ε (2) of the upper insulating film 5, but it is necessary to reduce the afterimage due to the elastic modulus of the alignment film 6. The film thickness of the insulating films 3 and 5 and the dielectric constants ε (1) and ε (2) are different.

【００８６】そこで、本発明の実施例のＦＯＰ液晶表示
装置として、配向膜６の弾性率に基づき、実施例を大き
く３つに分類した。Therefore, as the FOP liquid crystal display device of the embodiment of the present invention, the embodiment is roughly classified into three according to the elastic modulus of the alignment film 6.

【００８７】図１０は、各実施例における配向膜分類と
配向膜の弾性率との関係表（表６）である。以下、配向
膜６の弾性率と、それに基づく実施例の分類について述
べる。通常、配向膜６には、液晶７の配向性や製造プロ
セスの安定性からポリイミド膜が用いられている。一般
的なポリイミド配向膜の合成経路を（化学式１）に示し
た。FIG. 10 is a relationship table (Table 6) between the alignment film classification and the alignment film elastic modulus in each example. Hereinafter, the elastic modulus of the alignment film 6 and the classification of examples based on the elastic modulus will be described. Normally, a polyimide film is used for the alignment film 6 because of the alignment of the liquid crystal 7 and the stability of the manufacturing process. A synthetic route of a general polyimide alignment film is shown in (Chemical Formula 1).

【００８８】[0088]

【化１】 [Chemical 1]

【００８９】ポリイミド配向膜は、ジアミンとテトラカ
ルボン酸から合成されるポリアミック酸を基板上に印刷
機もしくはスピンナにより塗布し、これを高温焼成する
ことにより形成される。このポリアミック酸からポリイ
ミドへの化学変化をイミド化と呼び、ポリアミック酸が
イミド化される割合をイミド化率と呼ぶ。イミド化率１
００％はポリアミック酸が焼成によりすべてポリイミド
になることを意味する。一般に液晶表示装置において形
成されるポリイミド配向膜は、ポリアミック酸部位すべ
てがイミド化されたものではなく、一部アミック酸部位
が残存している（イミド化率１００％ではない）。液晶
表示装置としてはイミド化率が高いほどよい。これはポ
リアミック酸が配向膜中に残存すること（低イミド化
率）により、液晶配向能を低下させるだけでなく、液晶
表示装置組み立て後にイミド化が徐々に進行するため水
が生成され、この水が液晶中に拡散し、液晶比抵抗を低
下させる等液晶表示装置としての表示品質を低下させる
からである。The polyimide alignment film is formed by applying a polyamic acid synthesized from diamine and tetracarboxylic acid on a substrate with a printing machine or a spinner and baking it at a high temperature. This chemical change from polyamic acid to polyimide is called imidization, and the ratio of polyamic acid imidized is called imidization ratio. Imidization rate 1
00% means that the polyamic acid is entirely converted to polyimide by firing. Generally, in a polyimide alignment film formed in a liquid crystal display device, not all polyamic acid sites are imidized, but some amic acid sites remain (the imidization rate is not 100%). The higher the imidization ratio is, the better the liquid crystal display device. This is because the polyamic acid remains in the alignment film (low imidization ratio), which not only lowers the liquid crystal alignment ability, but also produces water because imidization gradually progresses after the liquid crystal display device is assembled. Is diffused in the liquid crystal, which lowers the display quality as a liquid crystal display device such as lowering the specific resistance of the liquid crystal.

【００９０】以下、配向膜の弾性率について述べる。こ
こで述べる配向膜の弾性率とはバルクの弾性率である。
上述したような残像現象を考えれば、配向膜の表面弾性
率を議論するべきであるが、表面弾性率の測定は困難で
ある。そこで表面弾性率を大きく反映する物性値である
バルクの弾性率で論じる。The elastic modulus of the alignment film will be described below. The elastic modulus of the alignment film described here is a bulk elastic modulus.
Considering the afterimage phenomenon as described above, it is necessary to discuss the surface elastic modulus of the alignment film, but it is difficult to measure the surface elastic modulus. Therefore, the bulk elastic modulus, which is a physical property value that largely reflects the surface elastic modulus, will be discussed.

【００９１】現在、一般的に量産で使用されているポリ
イミド配向膜は、主鎖のフェニル基とフェニル基の間に
回転しやすい連結基、−Ｏ−、−ＳＯ2−、−Ｓ−、−
ＣＯ−、−Ｃ(ＣＨ3)2−等が数多く導入されており、フ
レキシブルな主鎖のために弾性率は２〜４ＧＰａ程度で
ある。At present, the polyimide alignment film which is generally used in mass production has a linking group, --O--, --SO 2- , --S--,-, which is easily rotated between phenyl groups in the main chain.
CO -, - C (CH 3 ) 2 - or the like has been introduced a number, the elastic modulus for flexible backbone is about 2～4GPa.

【００９２】また、このようなフレキシブルなポリイミ
ド配向膜においては、このフレキシブルさのために比較
的低い焼成温度（２００〜２３０℃）でも高いイミド化
率を達成でき、液晶表示装置用の配向膜としては取り扱
いが容易である。ただし、このようなポリイミド配向膜
では弾性率が小さいことから負荷に耐える力（耐性力）
が小さく、ＦＯＰ液晶表示装置における残像を低減する
ためには十分に電界集中を緩和させる（負荷を低減す
る）必要がある。ここでは弾性率が２〜４ＧＰａ程度の
配向膜を低弾性率配向膜と称することにする。Further, in such a flexible polyimide alignment film, a high imidization rate can be achieved even at a relatively low baking temperature (200 to 230 ° C.) due to this flexibility, and thus it can be used as an alignment film for a liquid crystal display device. Is easy to handle. However, since such a polyimide alignment film has a small elastic modulus, it has a load-bearing force (durability).
Is small, and it is necessary to sufficiently alleviate the electric field concentration (reduce the load) in order to reduce the afterimage in the FOP liquid crystal display device. Here, an alignment film having an elastic modulus of about 2 to 4 GPa is referred to as a low elastic modulus alignment film.

【００９３】次に、残像を抑制するために耐性を強化す
るという観点から一般に液晶表示装置として用いられる
ポリイミド配向膜より弾性率の高い配向膜（４ＧＰａ以
上）に着目した。このような配向膜では耐性が強化され
た分、許容できる電界強度も緩和される。Next, from the viewpoint of enhancing the resistance to suppress the afterimage, attention was paid to an alignment film (4 GPa or more) having a higher elastic modulus than a polyimide alignment film generally used as a liquid crystal display device. With such an alignment film, the allowable electric field strength is alleviated by the increased resistance.

【００９４】配向膜の高弾性率化を図るためには、配向
膜を構成するポリマーの分子構造が剛直で直線性に富ん
でいることが望ましい。例えば、主鎖に連結基として導
入されている−Ｏ−、−ＳＯ2−、−Ｓ−、−ＣＯ−、
−Ｃ(ＣＨ3)2−等の数を少なくとも２〜３以下にするこ
とで弾性率の高いポリイミド配向膜を得ることができ
る。しかし、このような配向膜では基本的に剛直性の分
子が多く、分子として主軸のフレキシビリティーがな
く、イミド化が進み難い。すなわちイミド化率が低いと
いう欠点がある。イミド化率が低いことは上述したよう
に液晶表示装置としての品質低下を招くが、これは例え
ば焼成温度を上げることにより解決できる。ただし、現
状の量産においてはＴＦＴの耐熱性の問題で２５０℃以
上の高温にすることは難しいが、近年ＴＦＴの耐熱性も
向上してきており、将来的には２５０℃以上の高温焼成
も可能である。In order to increase the elastic modulus of the alignment film, it is desirable that the molecular structure of the polymer forming the alignment film be rigid and highly linear. For example, is introduced as a connecting group in the main chain -O -, - SO 2 -, - S -, - CO-,
When the number of —C (CH 3 ) 2 — and the like is at least 2 or less, a polyimide alignment film having a high elastic modulus can be obtained. However, such an alignment film basically has many rigid molecules, does not have flexibility of the main axis as a molecule, and imidization is difficult to proceed. That is, there is a drawback that the imidization ratio is low. The low imidization ratio causes deterioration of the quality of the liquid crystal display device as described above, but this can be solved by increasing the firing temperature, for example. However, in the current mass production, it is difficult to raise the temperature to 250 ° C. or higher due to the heat resistance of the TFT, but the heat resistance of the TFT has been improved in recent years, and high temperature firing of 250 ° C. or higher is possible in the future. is there.

【００９５】さらに、このような高弾性率配向膜におい
て、特に１０ＧＰａ以上の配向膜においてはイミド化し
難いことに加え、脆いという欠点がある。この脆さのた
めに、液晶を配向させるために必要なラビング工程（布
でポリイミド膜を擦る工程）において、ラビングくずや
傷を発生させる。これら傷やくずの周辺では液晶分子は
初期配向と異なる配向をとるため光漏れの原因となり、
コントラスト低下等表示品質の問題となる。しかし、こ
れはラビング布の回転数や切込量、基板送り速度等で決
まるラビング強度を小さくすることによって回避できる
課題である。Further, in such a high elastic modulus alignment film, particularly in the alignment film of 10 GPa or more, it is difficult to imidize and there is a drawback that it is brittle. Due to this brittleness, rubbing scraps and scratches are generated in the rubbing step (step of rubbing the polyimide film with a cloth) necessary for aligning the liquid crystal. The liquid crystal molecules around the scratches and debris have an orientation different from the initial orientation, which causes light leakage.
There is a problem of display quality such as deterioration of contrast. However, this is a problem that can be avoided by reducing the rubbing strength determined by the number of revolutions of the rubbing cloth, the cut amount, the substrate feed speed, and the like.

【００９６】ここでは、量産で使用されている一般的な
ポリイミド配向膜より弾性率が高く、かつラビング傷や
くずを発生しない配向膜を中弾性率配向膜（４〜１０Ｇ
Ｐａ程度）、それ以上の弾性率を有する配向膜を高弾性
率配向膜（１０ＧＰａ以上）と称することにする。以
上、配向膜弾性率の分類により実施例の適用する配向膜
を、図１０の表６記載のように分け、第一の実施の形態
のＦＯＰ液晶表示装置（図３参照）を用いて残像の検討
を行った。Here, an alignment film which has a higher elastic modulus than a general polyimide alignment film used in mass production and which does not generate rubbing scratches or scraps is a medium elastic modulus alignment film (4 to 10 G).
An alignment film having an elastic modulus of about Pa) or higher will be referred to as a high elastic modulus alignment film (10 GPa or more). As described above, according to the elastic modulus of the alignment film, the alignment film applied in the example is divided as shown in Table 6 of FIG. 10, and afterimages of the afterimage are obtained by using the FOP liquid crystal display device (see FIG. 3) of the first embodiment. Study was carried out.

【００９７】また、実施例の液晶材料については、ＦＯ
Ｐ電極構造のように電極が重畳しているような構造にお
いては、負の比誘電率異方性（Δε＜０）を有する液晶
を用いることで正の比誘電率異方性を有する液晶に比べ
透過率を大きく向上でき、高透過率液晶表示装置を実現
できるというメリットがある。しかし、このような負の
誘電率異方性（Δε＜０）有する液晶と電極間隔の非常
に狭い構造をもつ液晶表示装置との組み合わせにおいて
は、電極端部近傍で発生する強い斜め電界のために、正
の誘電率異方性（Δε＞０）をもつ組み合わせに比べさ
らに強烈な残像・焼付きを発生させる。これは正の誘電
率異方性を有する液晶の場合には、電極端部の斜め方向
の電界により、基板面に対して垂直な方向に立ちあがる
ために、負の液晶に比べ配向膜界面に負荷として働く回
転トルクが小さくなるためである。For the liquid crystal materials of the examples, FO
In a structure in which electrodes are overlapped, such as a P-electrode structure, by using a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy (Δε <0), a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy can be obtained. In comparison, there is an advantage that the transmittance can be greatly improved and a high transmittance liquid crystal display device can be realized. However, in a combination of a liquid crystal having such a negative dielectric anisotropy (Δε <0) and a liquid crystal display device having a structure with a very narrow electrode gap, due to a strong oblique electric field generated near the end of the electrode. In addition, a stronger afterimage / image sticking is generated as compared with the combination having a positive dielectric anisotropy (Δε> 0). This is because in the case of a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, it rises in the direction perpendicular to the substrate surface due to the oblique electric field at the end of the electrode, so that the alignment film interface is loaded more than the negative liquid crystal. This is because the rotation torque that acts as

【００９８】したがって、このような負の誘電率異方性
を有し、かつ電極間隔の非常に狭い液晶表示装置におい
て、残像レベルを低減するためにはさらに電極端部近傍
での電界集中を緩和させることが必要であり、本発明に
よる構成が非常に効果的である。以下、本発明の図３に
示した実施の形態のＦＯＰ液晶表示装置に係り、これら
に基づく、具体的実施例について説明する。Therefore, in a liquid crystal display device having such a negative dielectric constant anisotropy and having a very narrow electrode interval, in order to reduce the afterimage level, the electric field concentration near the electrode end is further relaxed. Therefore, the structure according to the present invention is very effective. The FOP liquid crystal display device according to the embodiment shown in FIG. 3 of the present invention will be described below based on specific examples thereof.

【００９９】《実施例１》図１１は、本実施例のＦＯＰ
液晶表示装置の分解斜視図である。図１２は、本実施例
のＦＯＰ液晶表示装置の駆動系の等価回路図である。図
３において、液晶表示素子の表示部には、本実施例で
は、例えば対角１４.１インチサイズであり、厚みが０.
７ｍｍで、表面が研磨された透明なガラス基板１が用い
られている。このガラス基板１上には、図１２に示した
ように、信号電極３６、走査電極３５が形成されてい
る。また、表示部の各画素は、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）３４、ベタ状共通電極２、及び櫛歯状画素電極４か
ら構成されている。Example 1 FIG. 11 shows the FOP of this example.
It is an exploded perspective view of a liquid crystal display device. FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of the drive system of the FOP liquid crystal display device of this embodiment. In FIG. 3, the display portion of the liquid crystal display element has a diagonal size of, for example, 14.1 inches and a thickness of 0.1 in this embodiment.
A transparent glass substrate 1 having a surface of 7 mm and a polished surface is used. Signal electrodes 36 and scanning electrodes 35 are formed on the glass substrate 1 as shown in FIG. In addition, each pixel of the display unit is a thin film transistor (TF
T) 34, a solid common electrode 2, and a comb-shaped pixel electrode 4.

【０１００】ベタ状共通電極２は画素領域のほぼ全面を
覆うように形成され、その上に層間絶縁膜３を介して、
櫛歯状画素電極４が重畳して形成されている。電圧はこ
れら画素電極４と共通電極２との間に印加され、これに
より発生する電界１２によって液晶７を駆動する。画素
電極４は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３４と接続されて
おり、共通電極２は共通電圧信号線３７と一体となって
いる。なお、電極２，４の材料には、本実施例では、Ｉ
ＴＯが用いられているが、ＩＴＯに代え、酸化インジウ
ム亜鉛（ＩＺＯ）、酸化インジウムゲルマニウム（ＩＧ
Ｏ）等でもよい。The solid common electrode 2 is formed so as to cover almost the entire surface of the pixel region, and the interlayer insulating film 3 is formed on the common electrode 2 so as to cover the pixel region.
The comb-teeth-shaped pixel electrode 4 is formed so as to overlap. The voltage is applied between the pixel electrode 4 and the common electrode 2, and the electric field 12 generated thereby drives the liquid crystal 7. The pixel electrode 4 is connected to the thin film transistor (TFT) 34, and the common electrode 2 is integrated with the common voltage signal line 37. The material of the electrodes 2 and 4 is I in this embodiment.
TO is used, but instead of ITO, indium zinc oxide (IZO), indium germanium oxide (IG
O) etc. may be used.

【０１０１】本実施例で使用したＩＴＯ電極２，４の場
合、ＩＴＯの透過率から、１４０ｎｍ程度が最も好まし
い。櫛歯画素電極４の電極幅、電極間隔はそれぞれ４μ
m、４μmである。さらに櫛歯状画素電極４上に上層絶縁
膜５が形成される。層間絶縁膜３と上層絶縁膜５に用い
た材料及びその誘電率は、図６記載の材料組合わせの表
にまとめた１７組である。In the case of the ITO electrodes 2 and 4 used in this embodiment, it is most preferable that the thickness is about 140 nm in view of the transmittance of ITO. The electrode width and the electrode interval of the comb-teeth pixel electrode 4 are 4 μm, respectively.
m and 4 μm. Further, the upper insulating film 5 is formed on the comb-teeth-shaped pixel electrode 4. The materials used for the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 and their dielectric constants are 17 sets shown in the table of material combinations shown in FIG.

【０１０２】ここで、層間絶縁膜３の誘電率ε（１）が
上層絶縁膜５の誘電率ε（２）よりも小さいことが必須
条件である。また、層間絶縁膜３の厚みは、絶縁膜３が
十分に櫛歯電極４とベタ状共通電極２間での絶縁性を確
保できる厚みである１００ｎｍから生産効率的に有効な
１５００ｎｍまでとし、１００ｎｍづつ膜厚を変えた仕
様となっている。さらに、上層絶縁膜５の厚みは、以下
で述べるラビング工程において、電極段差によるラビン
グ影ができない最低の厚み５０ｎｍとしてある。Here, it is an essential condition that the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is smaller than the dielectric constant ε (2) of the upper insulating film 5. The thickness of the interlayer insulating film 3 is 100 nm, which is a thickness at which the insulating film 3 can sufficiently secure the insulating property between the comb-teeth electrode 4 and the solid common electrode 2 to 1500 nm which is effective in production efficiency, and is 100 nm. The specifications change the film thickness one by one. Further, the thickness of the upper insulating film 5 is set to a minimum thickness of 50 nm that prevents rubbing shadows due to electrode steps in the rubbing process described below.

【０１０３】一方、対向のガラス基板１０上には、スト
ライプ状の３色ＲＧＢカラーフィルタ９とブラックマト
リクス（図示略）を備えた構造になっている。カラーフ
ィルタ９とブラックマトリクス上には平坦化するための
オーバーコート樹脂８が形成されている。オーバーコー
ト樹脂８としては、例えばエポキシ樹脂等が用いられ
る。さらにガラス基板１０の遮光部であるブラックマト
リクス上に表示領域内の液晶層７の厚みを均一に制御す
るために柱状スペーサが形成されている。なお、図３で
は柱状スペーサは省略されている。On the other hand, on the opposing glass substrate 10, there is a structure in which stripe-shaped RGB color filters 9 and a black matrix (not shown) are provided. An overcoat resin 8 for flattening is formed on the color filter 9 and the black matrix. An epoxy resin or the like is used as the overcoat resin 8. Further, columnar spacers are formed on the black matrix, which is a light shielding portion of the glass substrate 10, to uniformly control the thickness of the liquid crystal layer 7 in the display area. The columnar spacers are omitted in FIG.

【０１０４】次に両ガラス基板１，１０の表面には、液
晶分子を配列させるために必要なポリイミド配向膜６が
形成されている。ポリイミド配向膜６の形成は、ポリイ
ミドの前駆体であるポリアミック酸を印刷機によりガラ
ス基板１，１０上に塗布し、溶剤をとばすために仮焼成
した後、高温で本焼成することにより得られる。得られ
たポリイミド配向膜６の膜厚は、１００ｎｍ程度となる
ように調整される。なお、ここで使用するポリイミド配
向膜６は実施の形態によって異なり、本実施の形態では
弾性率が３ＧＰａのポリイミド配向膜（低弾性率配向
膜）が用いられている。Next, on the surfaces of both glass substrates 1 and 10, a polyimide alignment film 6 necessary for aligning liquid crystal molecules is formed. The polyimide alignment film 6 is formed by applying polyamic acid, which is a polyimide precursor, on the glass substrates 1 and 10 by a printing machine, pre-baking to remove the solvent, and then main baking at high temperature. The thickness of the obtained polyimide alignment film 6 is adjusted to be about 100 nm. The polyimide alignment film 6 used here differs depending on the embodiment, and in this embodiment, a polyimide alignment film (low elastic modulus alignment film) having an elastic modulus of 3 GPa is used.

【０１０５】次に液晶分子を配向させるための配向処理
を施した。配向処理は両ガラス基板１，１０上に形成さ
れたポリイミド配向膜６の表面をラビング処理すること
により行われている。ラビング処理にはラビング機を使
用し、ラビングロールにはレーヨン製バフ布を用いた。
ラビング方向は櫛歯電極の長軸に対して７５°方向とし
た。なお、電極２，４の段差が大きな場合には、その段
差により電極４端部でラビング毛が当たらない領域がで
き、このような領域においては液晶７の配向不良を生じ
光り漏れ等の原因となる。段差として少なくとも１００
ｎｍ以下に抑えることが有効であり、現状のＩＴＯ電極
厚み（１４０ｎｍ程度）を考慮すれば上層膜として５０
ｎｍ程度は必要である。Next, an alignment treatment for aligning the liquid crystal molecules was performed. The alignment treatment is performed by rubbing the surface of the polyimide alignment film 6 formed on both glass substrates 1 and 10. A rubbing machine was used for the rubbing treatment, and a buff cloth made of rayon was used for the rubbing roll.
The rubbing direction was 75 ° with respect to the long axis of the comb-teeth electrode. When the step difference between the electrodes 2 and 4 is large, a region where the rubbing bristles do not come into contact with the end portion of the electrode 4 is formed due to the step difference, and in such an area, misalignment of the liquid crystal 7 occurs and light leakage may occur. Become. At least 100 steps
It is effective to suppress the thickness to less than 50 nm, and if the current ITO electrode thickness (about 140 nm) is taken into consideration, the upper layer film is 50
About nm is necessary.

【０１０６】両基板１，１０は、ガラス基板1の表示領
域周縁部にシール材（熱硬化型樹脂）を塗布し、対向ガ
ラス基板１０を重ね合わせた後、加熱しながら加圧し
て、接着固定されている。ガラス基板１，１０間のギャ
ップ（液晶層厚み）は、本実施の形態では３.０μmとな
っている。その後、図示せぬ封入口から液晶７を注入
し、封止口は光硬化樹脂により封止されている。ここで
は誘電率異方性Δεが負の液晶材料が用いられる。ガラ
ス基板１，１０の両面には偏光板１１が貼りつけられ、
液晶パネル２０は完成される。なお、偏光板１１は液晶
表示装置がノーマリクローズ特性（低電圧で黒表示、高
電圧で白表示）になるように貼りつけられている。さら
に液晶パネルには、図１２に示したように、ガラス基板
１に走査電極駆動回路３０Ａ、信号電極駆動回路３０
Ｂ、共通電極駆動回路３０Ｃ、電源回路及びコントロー
ル回路３３を接続し、走査信号電圧、映像信号電圧、タ
イミング信号が供給され、アクティブマトリクス駆動さ
れる。For both substrates 1 and 10, a sealing material (thermosetting resin) is applied to the peripheral edge of the display area of the glass substrate 1, the opposing glass substrates 10 are superposed, and then heated and pressed to bond and fix them. Has been done. The gap (thickness of the liquid crystal layer) between the glass substrates 1 and 10 is 3.0 μm in this embodiment. After that, the liquid crystal 7 is injected from an unillustrated sealing port, and the sealing port is sealed with a photo-curing resin. Here, a liquid crystal material having a negative dielectric anisotropy Δε is used. Polarizing plates 11 are attached to both surfaces of the glass substrates 1 and 10,
The liquid crystal panel 20 is completed. The polarizing plate 11 is attached so that the liquid crystal display device has normally closed characteristics (black display at low voltage, white display at high voltage). Further, in the liquid crystal panel, as shown in FIG. 12, the scanning electrode driving circuit 30A and the signal electrode driving circuit 30 are provided on the glass substrate 1.
B, the common electrode drive circuit 30C, the power supply circuit and the control circuit 33 are connected to each other, and the scanning signal voltage, the video signal voltage, and the timing signal are supplied, and the active matrix driving is performed.

【０１０７】その後、液晶表示パネル２０に図１１に示
したシールドケース２７、拡散板２１、導光体２２、反
射板２３、バックライト２４、下側ケース２５、インバ
ータ回路基板２６を組み合わせることにより、液晶表示
装置２８が組み立てられる。このようにして組み立てた
液晶表示装置の残像・画像焼付けを定量的に評価するた
めホトダイオードを組み合わせたオシロスコープを用い
て評価した。まず、画面上に最大輝度でウィンドパター
ンを３０分間表示し、その後、残像が最も目立つ中間調
表示、ここでは輝度が最大輝度の１０％となるように表
示画面全面を切り替え、ウィンドの残像部分と周辺中間
調部分での輝度Ｂにおける輝度変動分の大きさΔＢ/Ｂ
（１０％）を残像強度として評価した。液晶表示装置の
表示特性として残像・画像焼付きが問題のないレベルは
残像強度が２％以下とされている。Then, by combining the liquid crystal display panel 20 with the shield case 27, the diffusion plate 21, the light guide 22, the reflection plate 23, the backlight 24, the lower case 25, and the inverter circuit board 26 shown in FIG. The liquid crystal display device 28 is assembled. In order to quantitatively evaluate the afterimage and image sticking of the liquid crystal display device assembled in this way, evaluation was performed using an oscilloscope combined with a photodiode. First, the window pattern is displayed on the screen at the maximum brightness for 30 minutes, and then the halftone display in which the afterimage is most noticeable is displayed. Here, the entire display screen is switched so that the brightness becomes 10% of the maximum brightness, and the afterimage part of the window is displayed. Size of brightness variation ΔB / B in brightness B in the peripheral halftone part
(10%) was evaluated as the afterimage strength. As a display characteristic of a liquid crystal display device, the afterimage strength is set to 2% or less at a level where there is no problem with afterimage / image sticking.

【０１０８】図１３は、本実施例のＦＯＰ液晶表示装置
の残像評価結果のグラフである。横軸及び縦軸は上述し
たように電界強度と相関のある層間絶縁膜の膜厚ｄ
（１）ｎｍと、上層絶縁膜誘電率ε（２）と層間絶縁膜
誘電率ε（１）によって決まる誘電率比（（式８）右
辺）である。グラフ上、残像強度が２％以下のものは○
で、２％より大きいものは●で示した。ここで得られた
結果より、以下の（式９）で示した関係を満たすＦＯＰ
構成については、残像強度２％以下を達成し、残像現象
を発生しないことを見出した。ここで、ｄ（１）はｎｍ
（ナノメートル）の単位である。FIG. 13 is a graph showing the afterimage evaluation results of the FOP liquid crystal display device of this embodiment. The horizontal axis and the vertical axis are the film thickness d of the interlayer insulating film having a correlation with the electric field strength as described above.
(1) nm is the dielectric constant ratio (right side of (Equation 8)) determined by the dielectric constant ε (2) of the upper insulating film and the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film. On the graph, if the afterimage strength is 2% or less, ○
Those with more than 2% are indicated by ●. From the results obtained here, the FOP satisfying the relationship shown in the following (formula 9)
With regard to the structure, it was found that an afterimage strength of 2% or less was achieved and the afterimage phenomenon did not occur. Where d (1) is nm
It is a unit of (nanometer).

【０１０９】[0109]

【数１４】 [Equation 14]

【０１１０】さらに、残像強度が２％以下になる条件と
して以下のことを見出した。図１４は、本実施例１のＦ
ＯＰ液晶表示装置において、この残像強度が２％以下に
なる条件を示した表である。層間絶縁膜３及び上層絶縁
膜５がともに有機材料からなり、これら絶縁膜３，５の
誘電率ε（１）及びε（２）がともに２〜３であり、か
つ層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも４８０ｎｍ
以上であること（図１４中の条件１参照）。Further, the following was found as the condition for the afterimage strength to be 2% or less. FIG. 14 shows F of the first embodiment.
9 is a table showing conditions under which the afterimage strength is 2% or less in the OP liquid crystal display device. Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, the dielectric constants ε (1) and ε (2) of these insulating films 3 and 5 are both 2 and 3, and the film thickness of the interlayer insulating film 3 is d (1) is at least 480 nm
The above is the case (see Condition 1 in FIG. 14).

【０１１１】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該層間絶縁膜３の誘電率ε（１）が２
〜３であり、上層絶縁膜５はその誘電率ε（２）が３〜
５であり、かつ層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくと
も５３０ｎｍ以上であること（図１４中の条件２参
照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, and the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2
˜3, and the upper insulating film 5 has a dielectric constant ε (2) of 3˜.
5 and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 530 nm or more (see Condition 2 in FIG. 14).

【０１１２】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が２〜３である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも４８０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件３参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 2 to 3, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 480 nm or more (see Condition 3 in FIG. 14).

【０１１３】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも５３０ｎｍ以
上であること（図１４、表１中の条件４参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 530 nm or more (see the condition 4 in FIG. 14 and Table 1).

【０１１４】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも５６０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件５参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 560 nm or more (see condition 5 in FIG. 14).

【０１１５】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに３〜５であり、かつ層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも７４０ｎｍ以上であること（図
１４中の条件６参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are both 3 to 5, and the interlayer insulating film 3 is used. Film thickness d (1) is at least 740 nm or more (see condition 6 in FIG. 14).

【０１１６】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも７４０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件７参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to
5, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 740 nm or more (see condition 7 in FIG. 14).

【０１１７】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも７６０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件８参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
5, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 760 nm or more (see condition 8 in FIG. 14).

【０１１８】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が２〜３である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも４８０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件９参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is formed of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 2 to 3, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 480 nm or more (see Condition 9 in FIG. 14).

【０１１９】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜５である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも５３０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件１０参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is formed of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 5, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 530 nm or more (see condition 10 in FIG. 14).

【０１２０】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに無
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに２〜３であり、かつ、層間絶縁膜３の
膜厚ｄ（１）が少なくとも４８０ｎｍ以上であること
（図１４中の条件１１参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are 2-3, and the interlayer insulating film is The film thickness d (1) of 3 is at least 480 nm or more (see condition 11 in FIG. 14).

【０１２１】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも５３０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件１２参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
And the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 530 nm or more (see condition 12 in FIG. 14).

【０１２２】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも５６０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件１３参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 560 nm or more (see condition 13 in FIG. 14).

【０１２３】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜５である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも７４０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件１４参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to
5 is made of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 5, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 740 nm or more (see condition 14 in FIG. 14).

【０１２４】層間絶縁膜３と上層絶縁膜５がともに無機
材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及びε
（２）がともに３〜７であり、かつ、層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも７４０ｎｍ以上であること（図
１４中の条件１５参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε of the insulating films 3 and 5 are set.
Both (2) are 3 to 7, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 740 nm or more (see condition 15 in FIG. 14).

【０１２５】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
７である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも７６０ｎｍ以
上であること（図１４中の条件１６参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
7 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 760 nm or more (see condition 16 in FIG. 14).

【０１２６】層間絶縁膜３と上層絶縁膜５がともに無機
材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及びε
（２）がともに７以上であり、かつ、層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも１０２０ｎｍ以上であること
（図１４中の条件１７参照）。以上から、低弾性率配向
膜を用いたＦＯＰ構成において、残像強度が２％以下に
なる条件を見出し、それら条件の範囲内での実施例では
残像を十分に抑えることができた。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε of the insulating films 3 and 5 are set.
Both (2) are 7 or more, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 1020 nm or more (see condition 17 in FIG. 14). From the above, in the FOP structure using the low elastic modulus alignment film, the condition that the afterimage strength becomes 2% or less was found, and the afterimage could be sufficiently suppressed in the examples within the range of these conditions.

【０１２７】《実施例２》実施例２は用いた配向膜６以
外は、実施例１と同様のＦＯＰ液晶表示装置を組み立て
た。配向膜は弾性率が約１０ＧＰａのポリイミド配向膜
（中弾性率配向膜）を用いた。Example 2 An FOP liquid crystal display device similar to that of Example 1 was assembled except that the alignment film 6 used in Example 2 was used. As the alignment film, a polyimide alignment film (medium elastic modulus alignment film) having an elastic modulus of about 10 GPa was used.

【０１２８】図１５は、本実施例２のＦＯＰ液晶表示装
置の残像評価結果のグラフである。残像評価は実施例１
と同様に行った。横軸及び縦軸は上述したように電界強
度と相関のある層間絶縁膜の膜厚ｄ（１）と上層絶縁膜
誘電率ε（２）と層間絶縁膜誘電率ε（１）によって決
まる誘電率比（（式８）右辺）である。グラフ上、残像
強度が２％以下のものは○で、２％より大きいものは●
で示した。ここで得られた結果より、以下の（式１０）
で示した関係を満たすＦＯＰ構成については、残像強度
２％以下を達成し、残像現象を発生しないことがわかっ
た。ここで、ｄ（１）はｎｍ（ナノメートル）の単位で
ある。FIG. 15 is a graph showing the afterimage evaluation result of the FOP liquid crystal display device of the second embodiment. Afterimage evaluation is performed in Example 1.
I went the same way. The horizontal axis and the vertical axis are the dielectric constants determined by the film thickness d (1) of the interlayer insulating film, the dielectric constant ε (2) of the upper insulating film, and the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film, which have a correlation with the electric field strength as described above. It is a ratio ((Expression 8) right side). On the graph, ○ indicates that the afterimage strength is 2% or less, and ● indicates that the afterimage strength is greater than 2%.
Indicated by. From the results obtained here, the following (Equation 10)
It was found that the FOP structure satisfying the relationship shown in (1) achieved the afterimage strength of 2% or less and did not cause the afterimage phenomenon. Here, d (1) is a unit of nm (nanometer).

【０１２９】[0129]

【数１５】 [Equation 15]

【０１３０】さらに、残像強度が２％以下になる条件と
して以下のことを見出した。図１６は、本実施例２のＦ
ＯＰ液晶表示装置において、この残像強度が２％以下に
なる条件を示した表（表２）である。Further, the following was found as the condition for the afterimage strength to be 2% or less. FIG. 16 shows F of the second embodiment.
9 is a table (Table 2) showing conditions under which the afterimage strength is 2% or less in the OP liquid crystal display device.

【０１３１】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに２〜３であり、かつ層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以上であること（図
１６中の条件１参照）。The interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are both made of an organic material, and the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are both 2 and 3, and the interlayer insulating film 3 Film thickness d (1) is 100 nm or more (see Condition 1 in FIG. 16).

【０１３２】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該層間絶縁膜３の誘電率ε（１）が２
〜３であり、上層絶縁膜５はその誘電率ε（２）が３〜
５であり、かつ層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくと
も１００ｎｍ以上であること（図１６中の条件２参
照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, and the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2
˜3, and the upper insulating film 5 has a dielectric constant ε (2) of 3˜.
5, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see Condition 2 in FIG. 16).

【０１３３】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が２〜３である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件３参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 2 to 3, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 3 in FIG. 16).

【０１３４】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件４参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 4 in FIG. 16).

【０１３５】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件５参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 5 in FIG. 16).

【０１３６】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに３〜５であり、かつ層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも２８０ｎｍ以上であること（図
１６中の条件６参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, and the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are both 3 to 5 and the interlayer insulating film 3 Film thickness d (1) is at least 280 nm or more (see condition 6 in FIG. 16).

【０１３７】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも２８０ｎｍ以
上であること（図１６中の条件７参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
5, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 280 nm or more (see Condition 7 in FIG. 16).

【０１３８】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも３１０ｎｍ以
上であること（図１６中の条件８参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
5, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 310 nm or more (see condition 8 in FIG. 16).

【０１３９】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が２〜３である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件９参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is formed of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 2 to 3, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see Condition 9 in FIG. 16).

【０１４０】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜５である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件１０参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is formed of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 5, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 10 in FIG. 16).

【０１４１】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに無
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに２〜３であり、かつ、層間絶縁膜３の
膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以上であること
（図１６中の条件１１参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are 2 to 3 and the interlayer insulating film is The film thickness d (1) of 3 is at least 100 nm or more (see condition 11 in FIG. 16).

【０１４２】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件１２参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
And the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 12 in FIG. 16).

【０１４３】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１６中の条件１３参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 13 in FIG. 16).

【０１４４】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜５である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも２８０ｎｍ以
上であること（図１６中の条件１４参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to
5 is made of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 5, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 280 nm or more (see condition 14 in FIG. 16).

【０１４５】層間絶縁膜３と上層絶縁膜５がともに無機
材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及びε
（２）がともに３〜７であり、かつ、層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも２８０ｎｍ以上であること（図
１６中の条件１５参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε of the insulating films 3 and 5 are set.
Both (2) are 3 to 7, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 280 nm or more (see condition 15 in FIG. 16).

【０１４６】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
７である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも３１０ｎｍ以
上であること（図１６中の条件１６参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
7 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 310 nm or more (see condition 16 in FIG. 16).

【０１４７】層間絶縁膜３と上層絶縁膜５がともに無機
材料からなり、該絶縁膜の誘電率ε（１）及びε（２）
がともに７以上であり、かつ、層間絶縁膜３の膜厚ｄ
（１）が少なくとも７２０ｎｍ以上であること（図１６
中の条件１７参照）。以上から、中弾性率配向膜を用い
たＦＯＰ構成において、残像強度が２％以下になる条件
を見出し、それら条件の範囲内での実施例では残像を十
分に抑えることができた。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants of the insulating films ε (1) and ε (2).
Are both 7 or more, and the film thickness d of the interlayer insulating film 3 is
(1) is at least 720 nm or more (FIG. 16).
See Condition 17 in the above). From the above, in the FOP structure using the medium elastic modulus alignment film, the condition that the afterimage strength is 2% or less was found, and the afterimage could be sufficiently suppressed in the examples within the range of these conditions.

【０１４８】《実施例３》実施例３は用いた配向膜６以
外は、実施例１と同様のＦＯＰ液晶表示装置を組み立て
た。配向膜は弾性率が約１５ＧＰａのポリイミド配向膜
を用いた。図１７は、本実施の形態の液晶表示装置の残
像評価結果のグラフである。残像評価は実施例１と同様
に行った。Example 3 An FOP liquid crystal display device similar to that of Example 1 was assembled except that the alignment film 6 used in Example 3 was used. As the alignment film, a polyimide alignment film having an elastic modulus of about 15 GPa was used. FIG. 17 is a graph of the afterimage evaluation result of the liquid crystal display device of the present embodiment. Afterimage evaluation was performed in the same manner as in Example 1.

【０１４９】横軸及び縦軸は上述したように電界強度と
相関のある層間絶縁膜の膜厚ｄ（１）と上層絶縁膜誘電
率ε（２）と層間絶縁膜誘電率ε（１）によって決まる
誘電率比である。グラフ上、残像強度が２％以下のもの
は○で、２％より大きいものは●で示した。ここで得ら
れた結果より、以下の（式１１）で示した関係を満たす
ＦＯＰ構成については、残像強度２％以下を達成し、残
像現象を発生しないことがわかった。ここで、ｄ（１）
はｎｍ（ナノメートル）の単位である。As described above, the horizontal axis and the vertical axis depend on the film thickness d (1) of the interlayer insulating film, the dielectric constant ε (2) of the upper insulating film, and the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film, which are correlated with the electric field strength. It is the determined dielectric constant ratio. In the graph, those having an afterimage strength of 2% or less are indicated by ◯, and those having an afterimage intensity of more than 2% are indicated by ●. From the results obtained here, it was found that the FOP structure satisfying the relationship represented by the following (Equation 11) achieved the afterimage strength of 2% or less and did not cause the afterimage phenomenon. Where d (1)
Is a unit of nm (nanometer).

【０１５０】[0150]

【数１６】 [Equation 16]

【０１５１】さらに、残像強度が２％以下になる条件と
して以下のことを見出した。図１８は、本実施例３のＦ
ＯＰ液晶表示装置において、残像強度が２％以下になる
条件を示した表である。層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５
がともに有機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε
（１）及びε（２）がともに２〜３であり、かつ層間絶
縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以上であ
ること（図１８中の条件１参照）。Further, the following was found as a condition for the afterimage strength to be 2% or less. FIG. 18 shows F of the third embodiment.
9 is a table showing conditions in which the afterimage strength is 2% or less in the OP liquid crystal display device. Interlayer insulating film 3 and upper insulating film 5
Both are made of an organic material, and the dielectric constants ε of the insulating films 3 and 5 are
Both (1) and ε (2) are 2 to 3, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see Condition 1 in FIG. 18).

【０１５２】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該層間絶縁膜３の誘電率ε（１）が２
〜３であり、上層絶縁膜５はその誘電率ε（２）が３〜
５であり、かつ層間絶縁膜３の絶縁膜の膜厚ｄ（１）が
少なくとも１００ｎｍ以上であること（図１８中の条件
２参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, and the dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2
˜3, and the upper insulating film 5 has a dielectric constant ε (2) of 3˜.
5, and the film thickness d (1) of the insulating film of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see Condition 2 in FIG. 18).

【０１５３】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が２〜３である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件３参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 2 to 3, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 3 in FIG. 18).

【０１５４】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件４参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 4 in FIG. 18).

【０１５５】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件５参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an organic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 5 in FIG. 18).

【０１５６】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに有
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに３〜５であり、かつ層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以上であること（図
１８中の条件６参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an organic material, the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are both 3 to 5, and the interlayer insulating film 3 is used. Film thickness d (1) is at least 100 nm or more (see condition 6 in FIG. 18).

【０１５７】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件７参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
5, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 7 in FIG. 18).

【０１５８】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である有機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件８参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
5, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 8 in FIG. 18).

【０１５９】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が２〜３である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件９参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is formed of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 2 to 3, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see Condition 9 in FIG. 18).

【０１６０】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜５である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件１０参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is formed of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 5, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 10 in FIG. 18).

【０１６１】層間絶縁膜３及び上層絶縁膜５がともに無
機材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及び
ε（２）がともに２〜３であり、かつ、層間絶縁膜３の
膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以上であること
（図１８中の条件１１参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε (2) of the insulating films 3 and 5 are 2 to 3 and the interlayer insulating film is The film thickness d (1) of 3 is at least 100 nm or more (see condition 11 in FIG. 18).

【０１６２】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜７である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件１２参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
And the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 7, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 12 in FIG. 18).

【０１６３】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が２〜
３である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件１３参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 2 to
3 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 13 in FIG. 18).

【０１６４】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
５である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が３〜５である有機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件１４参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
5 is made of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an organic material having a dielectric constant ε (2) of 3 to 5, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 14 in FIG. 18).

【０１６５】層間絶縁膜３と上層絶縁膜５がともに無機
材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及びε
（２）がともに３〜７であり、かつ、層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以上であること（図
１８中の条件１５参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε of the insulating films 3 and 5 are set.
Both (2) are 3 to 7, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 15 in FIG. 18).

【０１６６】層間絶縁膜３はその誘電率ε（１）が３〜
７である無機材料から形成され、上層絶縁膜５はその誘
電率ε（２）が７以上である無機材料からなり、かつ、
層間絶縁膜３の膜厚ｄ（１）が少なくとも１００ｎｍ以
上であること（図１８中の条件１６参照）。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film 3 is 3 to.
7 is formed of an inorganic material, the upper insulating film 5 is made of an inorganic material having a dielectric constant ε (2) of 7 or more, and
The film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 100 nm or more (see condition 16 in FIG. 18).

【０１６７】層間絶縁膜３と上層絶縁膜５がともに無機
材料からなり、該絶縁膜３，５の誘電率ε（１）及びε
（２）がともに７以上であり、かつ、層間絶縁膜３の膜
厚ｄ（１）が少なくとも５１０ｎｍ以上であること（図
１８中の条件１７参照）。Both the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 are made of an inorganic material, and the dielectric constants ε (1) and ε of the insulating films 3 and 5 are set.
Both (2) are 7 or more, and the film thickness d (1) of the interlayer insulating film 3 is at least 510 nm or more (see condition 17 in FIG. 18).

【０１６８】以上から、高弾性率配向膜６を用いたＦＯ
Ｐ構成において、残像強度が２％以下になる条件を見出
し、それら条件の範囲内での実施例では残像を十分に抑
えることができた。From the above, FO using the high elastic modulus alignment film 6
In the P structure, conditions were found in which the afterimage strength was 2% or less, and afterimages could be sufficiently suppressed in Examples within the range of these conditions.

【０１６９】[0169]

【発明の効果】層間絶縁膜の誘電率ε（１）と上層絶縁
膜の誘電率ε（２）が（式１）の関係を満足させること
によって、残像現象を低減した高品質で高透過率の液晶
表示装置を提供することができる。The dielectric constant ε (1) of the interlayer insulating film and the dielectric constant ε (2) of the upper insulating film satisfy the relationship of (Equation 1), so that the afterimage phenomenon is reduced and high quality and high transmittance are obtained. The liquid crystal display device can be provided.

【０１７０】[0170]

【数１７】 [Equation 17]

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

【図１】シミュレーションにより得られた従来のＩＰＳ
方式液晶表示装置における液晶配向制御膜界面での電界
強度の面内分布を示す図である。FIG. 1 Conventional IPS obtained by simulation
FIG. 6 is a diagram showing an in-plane distribution of electric field intensity at the interface of a liquid crystal alignment control film in a system liquid crystal display device.

【図２】シミュレーションにより得られた従来のＦＯＰ
液晶表示装置（図１９参照）における液晶配向制御膜界
面での電界強度の面内分布を示す図である。FIG. 2 Conventional FOP obtained by simulation
FIG. 20 is a diagram showing an in-plane distribution of the electric field intensity at the interface of the liquid crystal alignment control film in the liquid crystal display device (see FIG. 19).

【図３】本発明の一実施の形態に係るＦＯＰ液晶表示装
置の概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view of an FOP liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図４】誘電率εの異なる物質中での電気力線屈折の法
則を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a law of line-of-field refraction in substances having different permittivities ε.

【図５】層間絶縁膜と上層絶縁膜との材料組合わせの条
件表である。FIG. 5 is a condition table of a material combination of an interlayer insulating film and an upper insulating film.

【図６】図５で示した層間絶縁膜と上層絶縁膜との材料
組み合わせの各条件１〜１７に適合する層間絶縁膜３及
び上層絶縁膜５の材料名と誘電率比とをまとめて例示し
た表である。6A and 6B collectively illustrate material names and dielectric constant ratios of the interlayer insulating film 3 and the upper insulating film 5 that meet the respective conditions 1 to 17 of the material combination of the interlayer insulating film and the upper insulating film shown in FIG. It is a table.

【図７】本発明の他の実施の形態としての、層間絶縁膜
３のみを絶縁膜３１と絶縁膜３２とで多層化したＦＯＰ
液晶表示装置の断面構造概略図である。FIG. 7 is an FOP in which only an interlayer insulating film 3 is multilayered with an insulating film 31 and an insulating film 32 as another embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of a liquid crystal display device.

【図８】本発明の他の実施の形態としての、上層絶縁膜
５のみを絶縁膜５１と絶縁膜５２とで多層化したＦＯＰ
液晶表示装置の断面構造概略図である。FIG. 8 is a FOP in which only the upper insulating film 5 is multi-layered by an insulating film 51 and an insulating film 52 as another embodiment of the present invention.
It is a cross-sectional schematic diagram of a liquid crystal display device.

【図９】本発明の他の実施の形態として、層間絶縁膜３
及び上層絶縁膜５３を、絶縁膜５１と絶縁膜５２、及び
絶縁膜３１と絶縁膜３２とで共に多層化したＦＯＰ液晶
表示装置の断面構造概略図である。FIG. 9 shows an interlayer insulating film 3 according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional structure diagram of an FOP liquid crystal display device in which the upper insulating film 53 and the upper insulating film 53 are multilayered together with the insulating film 51 and the insulating film 52, and the insulating film 31 and the insulating film 32.

【図１０】各実施例における配向膜分類と配向膜の弾性
率との関係表である。FIG. 10 is a relationship table between the alignment film classification and the elastic modulus of the alignment film in each example.

【図１１】本実施例のＦＯＰ液晶表示装置の分解斜視図
である。FIG. 11 is an exploded perspective view of the FOP liquid crystal display device of this embodiment.

【図１２】本実施例のＦＯＰ液晶表示装置の駆動系の等
価回路図である。FIG. 12 is an equivalent circuit diagram of a drive system of the FOP liquid crystal display device of the present embodiment.

【図１３】実施例１のＦＯＰ液晶表示装置の残像評価結
果のグラフである。FIG. 13 is a graph of afterimage evaluation results of the FOP liquid crystal display device of Example 1.

【図１４】実施例１のＦＯＰ液晶表示装置において、残
像強度が２％以下になる条件を示した表である。FIG. 14 is a table showing conditions under which the afterimage strength is 2% or less in the FOP liquid crystal display device of Example 1.

【図１５】実施例２のＦＯＰ液晶表示装置の残像評価結
果のグラフである。FIG. 15 is a graph of afterimage evaluation results of the FOP liquid crystal display device of Example 2.

【図１６】実施例２のＦＯＰ液晶表示装置において、残
像強度が２％以下になる条件を示した表である。16 is a table showing the conditions under which the afterimage strength is 2% or less in the FOP liquid crystal display device of Example 2. FIG.

【図１７】実施例３のＦＯＰ液晶表示装置の残像評価結
果のグラフである。FIG. 17 is a graph of afterimage evaluation results of the FOP liquid crystal display device of Example 3.

【図１８】実施例３のＦＯＰ液晶表示装置において、残
像強度が２％以下になる条件を示した表である。FIG. 18 is a table showing conditions under which the afterimage strength is 2% or less in the FOP liquid crystal display device of Example 3;

【図１９】現状のＦＯＰ液晶表示装置の概略断面図であ
る。FIG. 19 is a schematic sectional view of a current FOP liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，１０，１０１，１１０ ガラス基板 ２，１０２ ベタ電極（共通電極） ３，３１，１０３ 層間絶縁膜（第１の絶縁膜） ４，１０４ 櫛歯電極（画素電極） ５，５１，１０５ 上層絶縁膜（第２の絶縁膜） ６，１０６ 配向膜 ７，１０７ 液晶 ８，１０８ オーバーコート膜（カラーフィルタ保護
膜） ９，１０９ カラーフィルタ １１，１１１ 偏光板 １２，１１２ 電界 ２０ 液晶表示素子（液晶表示パネル） ２１ 拡散板 ２２ 導光板 ２３ 反射板 ２４ バックライト ２５ 下側ケース ２６ インバータ回路基板 ２７ シールドケース ２８ 液晶表示装置 ３０Ａ 走査電極駆動回路 ３０Ｂ 信号電極駆動回路 ３０Ｃ 共通電極駆動回路 ３３ 電源回路及びコントロール回路 ３４ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ） ３５ 走査電極 ３６ 信号電極 ３７ 共通電極1, 10, 101, 110 Glass substrate 2, 102 Solid electrode (common electrode) 3, 31, 103 Inter-layer insulating film (first insulating film) 4, 104 Comb-shaped electrode (pixel electrode) 5, 51, 105 Upper layer insulation Film (second insulating film) 6,106 Alignment film 7,107 Liquid crystal 8,108 Overcoat film (color filter protective film) 9,109 Color filter 11,111 Polarizing plate 12,112 Electric field 20 Liquid crystal display element (liquid crystal display) 21) Diffusion plate 22 Light guide plate 23 Reflector plate 24 Backlight 25 Lower case 26 Inverter circuit board 27 Shield case 28 Liquid crystal display device 30A Scan electrode drive circuit 30B Signal electrode drive circuit 30C Common electrode drive circuit 33 Power supply circuit and control circuit 34 thin film transistor (TFT) 35 scanning electrode 36 signal electrode 37 common electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富岡 安 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H090 HA02 HB02X HB07X HC03 HC05 HC13 HC15 HD07 LA01 MA02 2H092 GA14 GA17 HA03 JA24 JB13 NA03 NA07 NA17    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Akira Tomioka             7-1-1, Omika-cho, Hitachi-shi, Ibaraki Prefecture             Inside the Hitachi Research Laboratory, Hitachi Ltd. F-term (reference) 2H090 HA02 HB02X HB07X HC03                       HC05 HC13 HC15 HD07 LA01                       MA02                 2H092 GA14 GA17 HA03 JA24 JB13                       NA03 NA07 NA17

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 少なくとも一方が透明な一対の基板と、
該一対の基板の互いに対向する面上に形成された液晶配
向制御膜と、該液晶配向制御膜に接触するようにして前
記一対の基板間に配置された液晶と、前記一対の基板の
一方に、絶縁膜を介して互いに異層に形成された画素電
極及び共通電極と、能動素子とからなり、該画素電極と
該共通電極とが前記絶縁膜を介して画素領域内で重畳し
ており、該画素電極と該共通電極との間に電圧を印加す
ることにより前記液晶の配向を制御して表示を行う液晶
表示装置であって、 前記画素電極及び前記共通電極のうち前記液晶配向制御
膜に近い方の電極と前記液晶配向制御膜との間に、前記
画素電極と前記共通電極との間に介在させた前記第１の
絶縁膜とは別部材からなる第２の絶縁膜を配置してな
り、かつ、前記第１の絶縁膜の誘電率ε（１）と前記第
２の絶縁膜の誘電率ε（２）とが（式１）を満足するこ
とを特徴とする液晶表示装置。 【数１】 1. A pair of substrates, at least one of which is transparent,
A liquid crystal alignment control film formed on the surfaces of the pair of substrates facing each other, a liquid crystal arranged between the pair of substrates in contact with the liquid crystal alignment control film, and one of the pair of substrates. A pixel electrode and a common electrode formed in different layers via an insulating film, and an active element, and the pixel electrode and the common electrode overlap in the pixel region via the insulating film, A liquid crystal display device which controls the alignment of the liquid crystal by applying a voltage between the pixel electrode and the common electrode to perform display, wherein the liquid crystal alignment control film of the pixel electrode and the common electrode is A second insulating film, which is a member different from the first insulating film interposed between the pixel electrode and the common electrode, is arranged between the closer electrode and the liquid crystal alignment control film. And the dielectric constant ε (1) of the first insulating film and The dielectric constant of the insulating film epsilon (2) and the liquid crystal display device, wherein a satisfies the equation (1). [Equation 1] 【請求項２】 前記第２の絶縁膜の厚さが５０ｎｍ以上
かつ２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１記
載の液晶表示装置。2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thickness of the second insulating film is 50 nm or more and 200 nm or less. 【請求項３】 前記第１の絶縁膜の厚さが１００ｎｍ以
上かつ１５００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項
１又は２記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the thickness of the first insulating film is 100 nm or more and 1500 nm or less. 【請求項４】 前記液晶配向制御膜の弾性率が２ＧＰａ
〜４ＧＰａの範囲にあり、前記第１の絶縁膜の誘電率ε
（１）及び膜厚ｄ（１）ｎｍと、前記第２の絶縁膜の誘
電率ε（２）が、（式９）を満足することを特徴とする
請求項１乃至３いずれかに記載の液晶表示装置。 【数２】 4. The liquid crystal orientation control film has an elastic modulus of 2 GPa.
To 4 GPa, and the dielectric constant ε of the first insulating film is
4. The (1) and the film thickness d (1) nm, and the dielectric constant ε (2) of the second insulating film satisfy (Equation 9). Liquid crystal display device. [Equation 2] 【請求項５】 前記第１の絶縁膜の誘電率ε（１）の値
範囲、前記第１の絶縁膜の膜厚ｄ（１）の値範囲、及び
前記第２の絶縁膜の誘電率ε（２）の値範囲が、表１記
載の条件１乃至１７いずれかの値範囲関係を満足するこ
とを特徴とする請求項４記載の液晶表示装置。 【表１】 5. The value range of the dielectric constant ε (1) of the first insulating film, the value range of the film thickness d (1) of the first insulating film, and the dielectric constant ε of the second insulating film. The liquid crystal display device according to claim 4, wherein the value range of (2) satisfies the value range relationship of any one of conditions 1 to 17 shown in Table 1. [Table 1] 【請求項６】 前記液晶配向制御膜の弾性率が４ＧＰａ
〜１０ＧＰａの範囲にあり、前記第１の絶縁膜の誘電率
ε（１）及び膜厚ｄ（１）ｎｍと、前記第２の絶縁膜の
誘電率ε（２）とが、（式１０）を満足することを特徴
とする請求項１乃至３いずれかに記載の液晶表示装置。 【数３】 6. The elastic modulus of the liquid crystal alignment control film is 4 GPa.
10 to 10 GPa, and the dielectric constant ε (1) and the film thickness d (1) nm of the first insulating film and the dielectric constant ε (2) of the second insulating film are given by (Equation 10). The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device satisfies: [Equation 3] 【請求項７】 前記第１の絶縁膜の誘電率ε（１）の値
範囲、前記第１の絶縁膜の膜厚ｄ（１）の値範囲、及び
前記第２の絶縁膜の誘電率ε（２）の値範囲が、表２記
載の条件１乃至１７いずれかの値範囲関係を満足するこ
とを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。 【表２】 7. A value range of a dielectric constant ε (1) of the first insulating film, a value range of a film thickness d (1) of the first insulating film, and a dielectric constant ε of the second insulating film. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the value range of (2) satisfies the value range relationship of any one of conditions 1 to 17 shown in Table 2. [Table 2] 【請求項８】 前記液晶配向制御膜の弾性率が１０ＧＰ
ａ以上であり、前記第１の絶縁膜の誘電率ε（１）及び
膜厚ｄ（１）ｎｍと、前記第２の絶縁膜の誘電率ε
（２）とが、（式１１）を満足することを特徴とする請
求項１乃至３いずれかに記載の液晶表示装置。 【数４】 8. The liquid crystal alignment control film has an elastic modulus of 10 GP.
a or more, the dielectric constant ε (1) and the film thickness d (1) nm of the first insulating film, and the dielectric constant ε of the second insulating film.
The liquid crystal display device according to claim 1, wherein (2) satisfies (Equation 11). [Equation 4] 【請求項９】 前記第１の絶縁膜の誘電率ε（１）の値
範囲、前記第１の絶縁膜の膜厚ｄ（１）の値範囲、及び
前記第２の絶縁膜の誘電率ε（２）の値範囲が、表３記
載の条件１乃至１７いずれかの値範囲関係を満足するこ
とを特徴とする請求項８記載の液晶表示装置。 【表３】 9. A value range of a dielectric constant ε (1) of the first insulating film, a value range of a film thickness d (1) of the first insulating film, and a dielectric constant ε of the second insulating film. 9. The liquid crystal display device according to claim 8, wherein the value range of (2) satisfies the value range relationship of any one of conditions 1 to 17 shown in Table 3. [Table 3] 【請求項１０】 前記第１の絶縁膜と、前記第１の絶縁
膜が形成されている基板との間に、前記第１の絶縁膜の
誘電率ε（１）とは異なる誘電率を有する絶縁膜が、少
なくとも１層以上形成されていることを特徴とする請求
項１乃至９いずれかに記載の液晶表示装置。10. A dielectric constant different from the dielectric constant ε (1) of the first insulating film between the first insulating film and the substrate on which the first insulating film is formed. 10. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one layer of the insulating film is formed. 【請求項１１】 前記第２の絶縁膜と、前記液晶配向制
御膜との間に、前記第２の絶縁膜の誘電率ε（２）とは
異なる誘電率を有する絶縁膜が、少なくとも１層以上形
成されていることを特徴とする請求項１乃至１０いずれ
かに記載の液晶表示装置。11. At least one insulating film having a dielectric constant different from the dielectric constant ε (2) of the second insulating film is provided between the second insulating film and the liquid crystal alignment control film. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display device is formed as described above. 【請求項１２】 前記第２の絶縁膜と、前記第２の絶縁
膜と前記液晶配向制御膜との間に形成された少なくとも
１層以上の絶縁膜の誘電率が、前記液晶配向制御膜に近
い絶縁膜ほど小さいことを特徴とする請求項１１記載の
液晶表示装置。12. A dielectric constant of the second insulating film and at least one insulating film formed between the second insulating film and the liquid crystal alignment control film is different from that of the liquid crystal alignment control film. The liquid crystal display device according to claim 11, wherein the closer the insulating film is, the smaller the insulating film is. 【請求項１３】 前記画素電極又は前記共通電極の少な
くともいずれかが透明導電材で形成されていることを特
徴とする請求項１乃至１２いずれかに記載の液晶表示装
置。13. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein at least one of the pixel electrode and the common electrode is formed of a transparent conductive material. 【請求項１４】 前記液晶材料の誘電率異方性が負の特
性であることを特徴とする請求項１乃至１３いずれかに
記載の液晶表示装置。14. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal material has a negative dielectric anisotropy. 【請求項１５】 前記能動素子は薄膜トランジスタであ
ることを特徴とする請求項１乃至１４いずれかに記載の
液晶表示装置。15. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the active element is a thin film transistor.
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