JP2000010096A - Liquid crystal display - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】大型液晶表示装置の高輝度化と重量軽減可能な
高光利用率のバックライトを備えた液晶表示装置を提供
する。
【解決手段】対向配置された少なくとも一方に電極を有
する一対の基板SUB1,SUB2の基板間に挟持され
た液晶層SCからなる液晶パネルと、液晶パネルを挟む
ように配置された一対の偏光板POL1,POL2と、
前記電極に表示画像信号に応じて電圧を印加するための
制御手段と、液晶パネルを背面から照明する照明光源B
Lとを少なくとも備え、照明光源BLが、平板状の導光
板GLB−Pと楔形の導光体GLB−W1,GLB−W
2の少なくとも各一枚を積層してなる導光板組立体と、
この導光板組立体の側面に沿って設置された少なくとも
1本の線状光源LPと、線状光源の出射光を前記導光板
方向に反射させる反射シートLSとから構成した。
[PROBLEMS] To provide a liquid crystal display device provided with a backlight having a high light utilization rate capable of increasing luminance and reducing weight of a large liquid crystal display device. A liquid crystal panel composed of a liquid crystal layer SC sandwiched between a pair of substrates SUB1 and SUB2 each having an electrode on at least one of the opposing electrodes, and a pair of polarizing plates POL1 arranged so as to sandwich the liquid crystal panel. , POL2,
Control means for applying a voltage to the electrodes in accordance with a display image signal, and an illumination light source B for illuminating the liquid crystal panel from the back
L, and the illumination light source BL includes a flat light guide plate GLB-P and wedge-shaped light guides GLB-W1, GLB-W.
A light guide plate assembly obtained by laminating at least one of each of the two;
The light guide plate assembly was composed of at least one linear light source LP installed along the side surface of the light guide plate assembly, and a reflection sheet LS for reflecting light emitted from the linear light source in the light guide plate direction.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光の利用効率が高
く、明るく、かつ軽量の照明光源を備えた液晶表示装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device having a high light utilization efficiency, a bright and lightweight illumination light source.
【0002】[0002]
【従来の技術】静止画や動画を含めた各種の画像を表示
するデバイスとして液晶表示装置が広く用いられてい
る。2. Description of the Related Art Liquid crystal displays are widely used as devices for displaying various images including still images and moving images.
【0003】この種の液晶表示装置は、基本的には少な
くとも一方が透明なガラス等からなる二枚の(一対の)
基板の間に液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、
上記液晶パネルの基板に形成した画素形成用の各種電極
に選択的に電圧を印加して所定画素の点灯と消灯を行う
形式、上記各種電極と画素選択用のアクティブ素子を形
成してこのアクティブ素子を選択することにより所定画
素の点灯と消灯を行う形式とに分類される。[0003] This type of liquid crystal display device basically has two (a pair) of at least one made of transparent glass or the like.
Constitute a so-called liquid crystal panel with a liquid crystal layer sandwiched between substrates,
A type in which a predetermined voltage is selectively applied to various electrodes for pixel formation formed on the substrate of the liquid crystal panel to turn on and off a predetermined pixel. The active elements are formed by forming the various electrodes and an active element for pixel selection. Is selected, a predetermined pixel is turned on and off.
【0004】特に、後者の形式の液晶表示装置はアクテ
ィブマトリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示
性能等から液晶表示装置の主流となっている。アクティ
ブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した
電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向
方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式
と、液晶層に印加する電界の方向を基板面とほぼ平行な
方向とする、所謂横電界方式(IPS方式とも言う)の
液晶表示装置などが知られている。[0004] In particular, the latter type of liquid crystal display device is called an active matrix type, and has become the mainstream of the liquid crystal display device because of its contrast performance, high-speed display performance and the like. An active matrix type liquid crystal display device employs a so-called vertical electric field method in which an electric field for changing the orientation direction of a liquid crystal layer is applied between an electrode formed on one substrate and an electrode formed on the other substrate, and a so-called vertical electric field method. There is known a so-called in-plane switching (IPS) liquid crystal display device in which the direction of an applied electric field is substantially parallel to the substrate surface.
【0005】上記した各種の液晶表示装置には、液晶パ
ネルを背面から照明する光源装置(一般に、バックライ
トと称する)が備えられている。このバックライトに
は、導光板の側面にランプ(線状光源:冷陰極蛍光管)
を設置したサイドエッジ方式と、液晶パネルの真下にラ
ンプを設置した直下型方式とがある。[0005] The above-mentioned various liquid crystal display devices are provided with a light source device (generally called a backlight) for illuminating the liquid crystal panel from the back. This backlight has a lamp (linear light source: cold cathode fluorescent tube) on the side of the light guide plate.
There is a side-edge type in which a lamp is installed and a direct type in which a lamp is installed directly below a liquid crystal panel.
【0006】特に、薄型・軽量を必要とするノート型コ
ンピュータでは、サイドエッジ方式のバックライトを採
用するのが一般的である。[0006] In particular, notebook computers that require thinness and light weight generally employ a side-edge type backlight.
【0007】図13は液晶表示装置の一構成例を説明す
る展開斜視図である。SHDは金属板からなるシールド
ケース(メタルフレームとも言う)、WDは表示窓、I
NS1〜3は絶縁シート、PCB1〜3は回路基板(P
CB1はドレイン側回路基板:映像信号線駆動用回路基
板、PCB2はゲート側回路基板、PCB3はインター
フェース回路基板)、JN1〜3は回路基板PCB1〜
3同士を電気的に接続するジョイナ、TCP1,TCP
2はテープキャリアパッケージ、PNLは液晶表示パネ
ル、GCはゴムクッション、ILSは遮光スペーサ、P
RSはプリズムシート、SPSは拡散シート、GLBは
導光板、RFSは反射シート、MCAは一体化成形によ
り形成された下側ケース(モールドフレーム)、MOは
MCAの開口、LPは蛍光管、LPCはランプケーブ
ル、GBは蛍光管LPを支持するゴムブッシュ、BAT
は両面粘着テープ、BLは線状光源(冷陰極蛍光管:同
図では単に蛍光管と表示)LP導光板GLB等からなる
バックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積
み重ねて液晶表示モジュールMDLが組立てられる。図
示の液晶表示装置では、バックライトBLの下面(裏
面)に反射シートRFSが配置され、上面に拡散シート
SPS、プリズムシートPRSを各一枚積層してある
が、プリズムシートPRSの上にさらにもう一枚の拡散
シートSPSを積層したものもある。また、この構成で
は、線状光源LPは断面が楔状の導光板GLBの一辺に
一本設置してあるが、平板状の導光板を用い、その平行
する二辺に線状光源を設置したものもある。なお、他の
構成要素は同図中に符号と共に名称を付して説明してあ
る。FIG. 13 is an exploded perspective view for explaining an example of the configuration of the liquid crystal display device. SHD is a shield case (also called a metal frame) made of a metal plate, WD is a display window, I
NS1 to 3 are insulating sheets, PCB1 to 3 are circuit boards (P
CB1 is a drain-side circuit board: a video signal line driving circuit board, PCB2 is a gate-side circuit board, PCB3 is an interface circuit board), and JN1 to 3 are circuit boards PCB1 to PCB1.
Joiner, TCP1, TCP for electrically connecting the three
2 is a tape carrier package, PNL is a liquid crystal display panel, GC is a rubber cushion, ILS is a light shielding spacer, P
RS is a prism sheet, SPS is a diffusion sheet, GLB is a light guide plate, RFS is a reflection sheet, MCA is a lower case (mold frame) formed by integral molding, MO is an opening of MCA, LP is a fluorescent tube, and LPC is a fluorescent tube. Lamp cable, GB is a rubber bush that supports the fluorescent tube LP, BAT
Denotes a double-sided adhesive tape, BL denotes a backlight made of a linear light source (cold cathode fluorescent tube: simply referred to as a fluorescent tube in the figure), LP light guide plate GLB, etc., and a liquid crystal display by stacking diffusion plate members in the arrangement shown in FIG. The module MDL is assembled. In the illustrated liquid crystal display device, the reflection sheet RFS is disposed on the lower surface (back surface) of the backlight BL, and one diffusion sheet SPS and one prism sheet PRS are laminated on the upper surface. There is also one in which one diffusion sheet SPS is laminated. In this configuration, one linear light source LP is provided on one side of the light guide plate GLB having a wedge-shaped cross section. However, a flat light guide plate is used, and linear light sources are provided on two parallel sides thereof. There is also. It should be noted that other components are described with reference numerals and names in FIG.
【0008】液晶表示モジュールMDLは、下側ケース
MCAとシールドケースSHDの2種の収納・保持部材
を有し、絶縁シートINS1〜3、回路基板PCB1〜
3、液晶表示パネルPNLを収納固定した金属製のシー
ルドケースSHDと、蛍光管LP、導光板GLB、プリ
ズムシートPRS等からなるバックライトBLを収納し
た下側ケースMCAとを合体させてなる。The liquid crystal display module MDL has two kinds of storage / holding members of a lower case MCA and a shield case SHD, and includes insulating sheets INS1 to INS3 and circuit boards PCB1 to PCB1.
3. A metal shield case SHD in which the liquid crystal display panel PNL is housed and fixed, and a lower case MCA in which a backlight BL including a fluorescent tube LP, a light guide plate GLB, a prism sheet PRS, and the like are housed are combined.
【0009】映像信号線駆動用回路基板PCB1には液
晶表示パネルPNLの各画素を駆動するための集積回路
チップが搭載され、またインターフェース回路基板PC
B3には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミン
グ信号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およ
びタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミ
ングコンバータTCON等が搭載される。[0009] An integrated circuit chip for driving each pixel of the liquid crystal display panel PNL is mounted on the video signal line driving circuit board PCB1.
The B3 includes an integrated circuit chip that receives a video signal from an external host, receives a control signal such as a timing signal, and a timing converter TCON that processes a timing to generate a clock signal.
【0010】上記タイミングコンバータで生成されたク
ロック信号はインターフェース回路基板PCB3および
映像信号線駆動用回路基板PCB1に敷設されたクロッ
ク信号ラインCLLを介して映像信号線駆動用回路基板
PCB1に搭載された集積回路チップに供給される。The clock signal generated by the timing converter is integrated on the video signal line driving circuit board PCB1 via the clock signal line CLL laid on the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1. Supplied to the circuit chip.
【0011】インターフェース回路基板PCB3および
映像信号線駆動用回路基板PCB1は多層配線基板であ
り、上記クロック信号ラインCLLはインターフェース
回路基板PCB3および映像信号線駆動用回路基板PC
B1の内層配線として形成される。The interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1 are multilayer wiring boards, and the clock signal line CLL is connected to the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PC
It is formed as an inner wiring of B1.
【0012】なお、液晶表示パネルPNLにはTFTを
駆動するためのドレイン側回路基板PCB1、ゲート側
回路基板PCB2およびインターフェース回路基板PC
B3がテープキャリアパッケージTCP1,TCP2で
接続され、各回路基板間はジョイナJN1,2,3で接
続されている。The liquid crystal display panel PNL has a drain-side circuit board PCB1, a gate-side circuit board PCB2, and an interface circuit board PC for driving TFTs.
B3 is connected by tape carrier packages TCP1 and TCP2, and the circuit boards are connected by joiners JN1, JN2, JN3.
【0013】図14は図13に示した液晶表示装置の積
層構造を説明する模式断面図であって、下基板SUB1
と上基板SUB2の間に液晶層LCが挟持されて液晶パ
ネルを構成しており、下基板SUB1と上基板SUB2
の外面には、それぞれ下位相差板PHD1と下偏向板P
OL1、上位相差板PHD2と上偏向板POL2が積層
されている。FIG. 14 is a schematic sectional view for explaining a laminated structure of the liquid crystal display device shown in FIG.
A liquid crystal layer LC is sandwiched between the upper substrate SUB2 and the lower substrate SUB1 and the upper substrate SUB2.
The lower surface of the lower phase difference plate PHD1 and the lower deflector P
OL1, an upper retardation plate PHD2, and an upper deflection plate POL2 are stacked.
【0014】この液晶パネルの背面(裏面)にはバック
ライトBLが設置され、液晶パネルとバックライトBL
の間に二枚の拡散シートSPS1,SPS2とプリズム
シートPRSとを積層した光学シートが介挿されてい
る。A backlight BL is provided on the back (back side) of the liquid crystal panel.
An optical sheet formed by laminating two diffusion sheets SPS1 and SPS2 and a prism sheet PRS is interposed therebetween.
【0015】バックライトBLはサイドエッジ方式であ
り、断面が楔形の導光体GLB−Wの一側面に当該側面
に沿って線状光源(冷陰極蛍光管)LSと反射シートL
Pを設置してある。このバックライトBLでは、二本の
冷陰極蛍光管LPを用いて高輝度化を図っている。な
お、バックライトBLの背面には反射フィルムRFSが
配置されている。The backlight BL is of a side edge type, and has a linear light source (cold cathode fluorescent tube) LS and a reflection sheet L on one side surface of a light guide GLB-W having a wedge-shaped cross section.
P is installed. In the backlight BL, high brightness is achieved by using two cold cathode fluorescent tubes LP. Note that a reflection film RFS is disposed on the back surface of the backlight BL.
【0016】図15は輝度を大きくするための従来のバ
ックライトの他の構成例を説明する断面図である。この
バックライトは、積層した2枚の平板状の導光体GLB
−P1,GLB−P2を用い、その各平行する側面にそ
れぞれ冷陰極蛍光管LPと反射シートLPが設置されて
いる。このタイプのバックライトについては、「SID
96 DIGEST」PP.753〜756に解説さ
れている。FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining another configuration example of a conventional backlight for increasing luminance. This backlight is composed of two laminated plate-shaped light guides GLB.
-P1 and GLB-P2 are used, and a cold cathode fluorescent lamp LP and a reflection sheet LP are respectively installed on their parallel side surfaces. For this type of backlight, see "SID
96 DIGEST "PP. 753 to 756.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置のサイズ
は年々大型化しており、それに伴い、そのバックライト
も大型化している。また、その高輝度化の要求も強く、
強力な(明るい)バックライトの開発が必要となってい
る。The size of the liquid crystal display device has been increasing year by year, and the backlight thereof has been increasing accordingly. There is also a strong demand for higher brightness,
There is a need to develop a strong (bright) backlight.
【0018】バックライトは、その大型化するに伴う重
量増加が問題となる。また、高輝度化に対応するために
は線状光源の本数を増やす必要があり、直下型では液晶
パネルの背面に多数本の冷陰極蛍光管を配置して高輝度
化を達成できるが、液晶表示装置全体の厚さが増加する
という問題がある。A problem with the backlight is that the weight increases as the size of the backlight increases. In addition, it is necessary to increase the number of linear light sources in order to cope with higher brightness.In the direct type, high brightness can be achieved by arranging many cold cathode fluorescent tubes on the back of the liquid crystal panel. There is a problem that the thickness of the entire display device increases.
【0019】この厚さの増加に対処するためにはサイド
エッジ方式が適しているが、大型化は導光体の重量増加
をもたらす。To cope with this increase in thickness, a side edge method is suitable, but an increase in size results in an increase in the weight of the light guide.
【0020】本発明の目的は、大型液晶表示装置の高輝
度化と重量軽減可能な高光利用率のバックライトを備え
た液晶表示装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a liquid crystal display device provided with a backlight having a high light utilization factor capable of increasing the brightness and reducing the weight of a large liquid crystal display device.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は下記(1)〜(6)に記載の構成としたも
のである。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention has the following constitutions (1) to (6).
【0022】(1)対向配置された少なくとも一方に電
極を有する一対の基板と、前記一対の基板間に挟持され
た液晶層からなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟む
ように配置された一対の偏光板と、前記電極に表示画像
信号に応じて電圧を印加するための制御手段と、前記液
晶パネルを背面から照明する照明光源とを少なくとも備
え、前記照明光源が、平板状の導光板と楔形の導光体の
少なくとも各一枚を積層してなる導光板組立体と、この
導光板組立体の側面に沿って設置された少なくとも1本
の線状光源と、前記線状光源の出射光を前記導光板方向
に反射させる反射シートとから構成した。(1) A pair of substrates having electrodes on at least one of the opposing electrodes, a liquid crystal panel comprising a liquid crystal layer sandwiched between the pair of substrates, and a pair of liquid crystal panels arranged to sandwich the liquid crystal panel. A polarizing plate, a control unit for applying a voltage to the electrode according to a display image signal, and at least an illumination light source for illuminating the liquid crystal panel from the back, wherein the illumination light source has a flat light guide plate and a wedge shape. A light guide plate assembly obtained by laminating at least one of the light guides, at least one linear light source installed along the side surface of the light guide plate assembly, and light emitted from the linear light source. And a reflection sheet for reflecting light in the direction of the light guide plate.
【0023】(2)(1)における積層された複数の導
光体の裏面に、光を反射する光反射パターンをそれぞれ
有せしめた。(2) A light reflection pattern for reflecting light is provided on the back surface of the plurality of light guides laminated in (1).
【0024】(3)(1)における導光体の4側面のう
ち、少なくとも2側面に線状光源を配置し、かつ各線状
光源の総光量を異ならせた。(3) Linear light sources are arranged on at least two of the four side surfaces of the light guide in (1), and the total light amount of each linear light source is different.
【0025】(4)(3)における各線状光源の総光量
を異ならせる手段として各線状光源の直径を異ならせ
た。(4) As means for making the total light quantity of each linear light source in (3) different, the diameter of each linear light source is made different.
【0026】(5)(3)における各線状光源の総光量
を異ならせる手段として各側面に設置した線状光源の本
数を異ならせた。(5) As means for varying the total light quantity of each linear light source in (3), the number of linear light sources installed on each side was varied.
【0027】(6)(1)における線状光源が前記導光
体組立体の平行する2側面それぞれに設置され、前記液
晶パネルを透過した光の視角依存性が前記2側面に平行
な中央線に関して非対称となる如く前記各線状光源の明
るさを設定した。(6) The linear light source in (1) is installed on each of two parallel sides of the light guide assembly, and the viewing angle dependency of light transmitted through the liquid crystal panel is a center line parallel to the two sides. The brightness of each linear light source was set so as to be asymmetrical with respect to.
【0028】大型の液晶表示装置に用いるサイドエッジ
方式のバックライトは、高輝度を得るためにアクリル樹
脂の射出成形等で構成される導光体の厚さを厚くする必
要がある。しかし、厚みが増えればその重量が増加す
る。導光体を断面楔形とすることで軽量化が可能である
が、導光体の大型化による輝度低下を改善するために入
射光側の側面(線状光源の設置側側面)の厚さを増やす
必要がある。そのため、成形精度が低下し変形が発生し
易い。In a side edge type backlight used for a large liquid crystal display device, it is necessary to increase the thickness of a light guide formed by injection molding of an acrylic resin or the like in order to obtain high luminance. However, the weight increases as the thickness increases. Although the weight can be reduced by making the light guide a wedge-shaped cross section, the thickness of the side face on the incident light side (the side face on the side where the linear light source is installed) is improved in order to improve the reduction in luminance due to the enlargement of the light guide. Need to increase. For this reason, the molding accuracy is reduced and deformation is apt to occur.
【0029】上記本発明の構成では、楔形の導光体に平
板状の導光体を積層することで入射光側の側面の厚さを
増加させて楔形の導光体の変形が防止され、光輝度化を
達成できる。In the structure of the present invention, the thickness of the side face on the incident light side is increased by laminating the flat light guide on the wedge light guide, thereby preventing the wedge light guide from being deformed. High brightness can be achieved.
【0030】また、大型の液晶表示装置では高輝度化の
ために導光体の4側面のうち、少なくとも2側面に線状
光源を配置する。通常、使用状態での上辺と下辺に各一
本あるいは二本配置し、上辺と下辺の視覚特性は対称と
している。しかし、表示画面を下辺側から観察すること
はまれで、下辺方向への出射光は有効に利用されない。In a large-sized liquid crystal display device, a linear light source is disposed on at least two of the four side surfaces of the light guide for higher brightness. Normally, one or two lines are arranged on the upper side and the lower side in use, and the visual characteristics of the upper side and the lower side are symmetric. However, the display screen is rarely observed from the lower side, and the light emitted toward the lower side is not effectively used.
【0031】そこで、各側面の光源の総光量がそれぞれ
異なるように、特に下辺方向の出射光を少なくすること
で、バックライトの消費電力の効率化を図る。Therefore, the power consumption of the backlight is made more efficient by reducing the amount of emitted light, especially in the lower side direction, so that the total light amount of the light sources on each side is different from each other.
【0032】また、線状光源の管電流を変えたり、線状
光源の直径を異ならせたり、あるいは線状光源の本数を
それぞれ異ならせる、等で上辺と下辺の光量を異ならせ
ることができる。Further, by changing the tube current of the linear light source, changing the diameter of the linear light source, or changing the number of the linear light sources, the light amount of the upper side and the lower side can be changed.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例により詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to examples.
【0034】図1は本発明による液晶表示装置の第1実
施例の全体構成を説明する概念図であって、SUB1は
下基板、SUB2は上基板であり、両基板の間に液晶総
LCを挟持して液晶パネルを構成する。液晶パネルの下
面と上面にはそれぞれ下偏光板POL1、上偏光板PO
L2が積層される。なお、この実施例では、下基板SU
B1と下偏光板POL1の間に下位相差板PHD1を、
また上基板SUB2と上偏光板POL2の間に上位相差
板PHD2を介挿してある。FIG. 1 is a conceptual diagram for explaining the overall structure of a first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. SUB1 is a lower substrate, SUB2 is an upper substrate, and a liquid crystal total LC is provided between both substrates. A liquid crystal panel is configured by being sandwiched. A lower polarizer POL1 and an upper polarizer PO are provided on the lower and upper surfaces of the liquid crystal panel, respectively.
L2 is stacked. In this embodiment, the lower substrate SU
A lower retardation plate PHD1 between B1 and a lower polarizer POL1;
An upper retardation plate PHD2 is interposed between the upper substrate SUB2 and the upper polarizing plate POL2.
【0035】液晶パネルの背面には、下光拡散シートS
PS1、プリズムシートPRS、上光拡散シートSPS
2からなる光学シートを介してバックライトBLが配置
される。バックライトBLは、平板状の導光体GLB−
Pの下面と上面にそれぞれ楔形の導光体GLB−W1、
GLB−W2を積層した多層の導光板組立と、この導光
板組立の平行する二辺に各2本の線状光源である冷陰極
蛍光管LPおよび反射シートLSとを配置してある。冷
陰極蛍光管LPを配置した側面の一方は使用時の上辺、
他方は下辺となる。On the back of the liquid crystal panel, a lower light diffusion sheet S
PS1, prism sheet PRS, upper light diffusion sheet SPS
The backlight BL is arranged via an optical sheet composed of two. The backlight BL is a flat light guide GLB-
Wedge-shaped light guides GLB-W1 on the lower surface and the upper surface of P, respectively.
A multi-layer light guide plate assembly in which GLB-W2s are laminated, and a cold cathode fluorescent lamp LP and a reflection sheet LS as two linear light sources are arranged on two parallel sides of the light guide plate assembly. One of the side surfaces on which the cold cathode fluorescent tubes LP are arranged is the upper side when used,
The other is on the lower side.
【0036】一般的な液晶表示装置では、印加電圧の変
化により、白から黒表示、あるいは黒から白表示へと変
化するが、本実施例は、液晶層LCのねじれ角が90度
前後のツイステッドネマチック(TN)タイプや垂直配
向タイプのTFT駆動でも、あるいはねじれ角が200
度から260度のスーパーツイステッドネマチック(S
TN)タイプの時分割駆動、さらには基板面に水平な方
向の電界に応答する所謂横電界方式の何れの液晶表示装
置にも適用できる。In a general liquid crystal display device, the display changes from white to black display or from black to white display according to a change in applied voltage. In this embodiment, the twist angle of the liquid crystal layer LC is about 90 degrees. Nematic (TN) type or vertical alignment type TFT drive or twist angle of 200
Degrees to 260 degrees super twisted nematic (S
The present invention can be applied to any liquid crystal display device of a so-called lateral electric field type which responds to an electric field in a direction horizontal to the substrate surface by time division driving of a TN) type.
【0037】TNタイプと横電界方式の液晶表示装置の
場合は、液晶層LCの屈折率異方性Δnとセルギャップ
(液晶層の厚み)dとの積Δndは0.2から0.6μ
mの範囲がコントラスト比と明るさを両立させるために
好ましく、STNタイプの場合は0.5から1.2μm
の範囲が、また垂直配向タイプでは0.2から1.0μ
mの範囲であることが好ましい。In the case of the TN type and the horizontal electric field type liquid crystal display device, the product Δnd of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer LC and the cell gap (thickness of the liquid crystal layer) d is 0.2 to 0.6 μm.
The range of m is preferable for achieving both the contrast ratio and the brightness. In the case of the STN type, the range is 0.5 to 1.2 μm.
The range is 0.2 to 1.0μ for the vertical alignment type.
It is preferably in the range of m.
【0038】下および上基板SUB1,SUB2として
は、厚みが0.7mmで表面を研磨し、ITO(インジ
ウムチンオキサイド)の透明電極をスパッタ法で形成し
たガラス基板を用いる。これらの基板の間に誘電率異方
性Δnεが正で、その値が4.5であり、複屈折Δnが
0.13(589nm、20°C)のネマチック液晶組
成物を挟み、セルギャップは6μmとしたため、Δnd
は0.78μmとした。基板の表面に塗布したポリイミ
ド系配向制御膜をスピンナーで塗布した後、250°C
で30分間焼成し、ラビング処理を行い、3.5度のプ
レチルト角を得た(回転結品法で測定)。As the lower and upper substrates SUB1 and SUB2, glass substrates having a thickness of 0.7 mm and a surface polished and transparent electrodes of ITO (indium tin oxide) formed by a sputtering method are used. A nematic liquid crystal composition having a positive dielectric anisotropy Δnε, a value of 4.5 and a birefringence Δn of 0.13 (589 nm, 20 ° C.) is sandwiched between these substrates, and the cell gap is 6 μm, Δnd
Was set to 0.78 μm. After applying the polyimide-based orientation control film applied on the surface of the substrate with a spinner,
And a rubbing treatment was performed to obtain a pre-tilt angle of 3.5 degrees (measured by a rotating product method).
【0039】両基板上のラビング方向は時分割駆動を行
うため液晶分子のねじれ角(ツイスト角)が240度と
なるように設定した。ここで、ツイスト角とは、ラビン
グ方向およびネマチック液晶に添加される旋光性物質の
種類と量とによって規定される。ねじれ角は、しきい値
近傍の点灯状態が光を散乱する配向となることから、最
大値が制限され260度は上限であり、また下限値はコ
ントラストによって制限され、200度が限界である。The rubbing directions on both substrates were set such that the twist angle (twist angle) of the liquid crystal molecules was 240 degrees in order to perform time-division driving. Here, the twist angle is defined by the rubbing direction and the type and amount of the optical rotatory substance added to the nematic liquid crystal. The torsion angle is limited to a maximum value of 260 degrees as an upper limit, and a lower limit value is limited by contrast, and 200 degrees is a limit, since the lighting state in the vicinity of the threshold value has an orientation of scattering light.
【0040】本実施例では、走査線数が200本以上で
もコントラストが十分に満足できるような白黒表示が可
能な液晶パネルを提供することを目的としたので、ねじ
れ角は240度とした。また、両基板の各偏光板との間
にはポリカーボネートからなるΔnd=0.4μmの位
相差フィルムを各1枚配置した。The purpose of this embodiment is to provide a liquid crystal panel capable of displaying black and white images with sufficient contrast even when the number of scanning lines is 200 or more. Further, one retardation film made of polycarbonate and having a Δnd = 0.4 μm was disposed between each polarizing plate of both substrates.
【0041】プリズムシートPRSは二枚の互いに交差
するプリズム溝でバックライトBLからの光を集光する
機能を有し、光拡散シートSPS1、SPS2はプリズ
ムシートや導光体の光反射パターンの干渉縞を拡散する
機能を有する。しかし、楔形導光体GLB−W1,GL
B−W2には集光作用があるため、プリズムシートを省
略することもできる。The prism sheet PRS has a function of condensing the light from the backlight BL with two mutually intersecting prism grooves, and the light diffusion sheets SPS1 and SPS2 are provided to interfere with the light reflection patterns of the prism sheet and the light guide. It has the function of diffusing stripes. However, the wedge-shaped light guides GLB-W1, GL
Since B-W2 has a light collecting function, the prism sheet may be omitted.
【0042】楔形導光体GLB−W1,GLB−W2で
集光させるためには、印刷やレーザ加工で光反射パター
ンを形成したり、射出成形時にプリズムシートと同様の
溝を形成するとよい。また、平板状の導光体GLB−P
と積層する場合は、これらの光反射パターンが無い面同
士が接触させることで、光の利用率が向上し、かつ導光
体組立のトータルの厚さを薄くすることができる。In order to converge light by the wedge-shaped light guides GLB-W1 and GLB-W2, it is preferable to form a light reflection pattern by printing or laser processing, or to form a groove similar to a prism sheet at the time of injection molding. In addition, a plate-shaped light guide GLB-P
In the case of lamination, the surfaces having no light reflection pattern are brought into contact with each other, so that the light utilization rate is improved and the total thickness of the light guide assembly can be reduced.
【0043】冷陰極蛍光管は導光体組立の上下の側面に
それぞれ2本ずつ、計4本設置してある。この冷陰極蛍
光管の直径は2.6mmで、その管電流は6mA、電圧
は等しく、液晶表示装置の使用時の上辺と下辺の出射光
量は均等となっており、画面輝度の上下方向の視角依存
性は対称となっている。A total of four cold cathode fluorescent tubes are provided, two on each of the upper and lower side surfaces of the light guide assembly. The diameter of the cold-cathode fluorescent tube is 2.6 mm, the tube current is 6 mA, the voltage is equal, the amount of light emitted from the upper side and the lower side is equal when the liquid crystal display device is used, and the vertical viewing angle of the screen luminance Dependencies are symmetric.
【0044】本実施例の構成により、明るく、かつ薄型
・軽量の大画面の液晶表示装置を提供することができ
る。According to the structure of this embodiment, a bright, thin, lightweight, large-screen liquid crystal display device can be provided.
【0045】図2は本発明による液晶表示装置の第2実
施例を説明するバックライト組立の断面図である。この
バックライト組立を図1に示した液晶パネルおよび光学
シートの背面に設置する。この実施例では、楔形の導光
体GLB−Wを平板状の導光体GLB−Pの上に積層
し、楔形の導光体GLB−Wの入光面(厚さの大なる側
面)とその下側の平板状導光体GLB−Pの側面のそれ
ぞれに各一本の冷陰極蛍光管LPを設置すると共に、楔
形の導光体GLB−Wの厚さの小なる側面)とその下側
の平板状導光体GLB−Pの側面に共通に位置して一本
の冷陰極蛍光管LPを設置したものである。使用する冷
陰極蛍光管の直径は、第1実施例と同様であり、管電
流、電圧とも等しい。平板状の導光体GLB−Pの背面
には、楔径の導光体GLB−Wの厚さが薄い側に対応さ
せて光反射が大きくなるように光反射パターンが形成さ
れている。したがって、下辺方向に比べて上辺方向への
出射光量が多くなり、視覚依存性は上辺側に偏った非対
称なパターンとなっている。前記したように、画面を下
辺方向から観察することは少なく、このような出射光量
パターンでも十分な輝度が確保でき、かつ消費電力を低
減することができる。FIG. 2 is a sectional view of a backlight assembly for explaining a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. This backlight assembly is installed on the back of the liquid crystal panel and the optical sheet shown in FIG. In this embodiment, the wedge-shaped light guide GLB-W is laminated on the flat light guide GLB-P, and the light-entering surface (side surface having a large thickness) of the wedge-shaped light guide GLB-W is formed. One cold cathode fluorescent lamp LP is installed on each of the side surfaces of the lower plate-shaped light guide GLB-P, and the wedge-shaped light guide GLB-W has smaller thickness) and the lower portion. One cold-cathode fluorescent tube LP is installed in common on the side surface of the flat light guide GLB-P on the side. The diameter of the cold cathode fluorescent tube used is the same as in the first embodiment, and the tube current and the voltage are equal. A light reflection pattern is formed on the rear surface of the flat light guide GLB-P such that light reflection is increased corresponding to the thinner side of the wedge diameter light guide GLB-W. Therefore, the amount of emitted light in the upper side direction is larger than that in the lower side direction, and the visual dependency is an asymmetric pattern biased toward the upper side. As described above, the screen is rarely observed from the lower side direction, and sufficient luminance can be ensured even with such an emitted light amount pattern, and power consumption can be reduced.
【0046】図3は本発明による液晶表示装置の第3実
施例を説明するバックライト組立の断面図である。この
バックライト組立を図1に示した液晶パネルおよび光学
シートの背面に設置する。この実施例では、図2と同様
に、楔形の導光体GLB−Wを平板状の導光体GLB−
Pの上に積層する。そして、楔形の導光体GLB−Wの
入光面(厚さの大なる側面)とその下側の平板状導光体
GLB−Pの側面に共通して一本の大径の冷陰極蛍光管
LPを設置すると共に、楔形の導光体GLB−Wの厚さ
の小なる側面)とその下側の平板状導光体GLB−Pの
側面に共通に一本の小径の冷陰極蛍光管LPを設置した
ものである。使用する冷陰極蛍光管の直径は、下辺側の
大径の一本が直径4mm、管電流は9mAであり、上辺
側の小径の一本が直径2.6mm、管電流は6mAであ
る。平板状の導光体GLB−Pの背面には、楔径の導光
体GLB−Wの厚さが薄い側に対応させて光反射が大き
くなるように光反射パターンが形成されている。FIG. 3 is a sectional view of a backlight assembly for explaining a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. This backlight assembly is installed on the back of the liquid crystal panel and the optical sheet shown in FIG. In this embodiment, similarly to FIG. 2, a wedge-shaped light guide GLB-W is replaced with a flat light guide GLB-W.
It is laminated on P. One large-diameter cold-cathode fluorescent lamp is common to the light-entering surface (side surface with a large thickness) of the wedge-shaped light guide GLB-W and the side surface of the flat light guide GLB-P below it. In addition to installing the tube LP, one small-diameter cold-cathode fluorescent tube is commonly provided on the side surface of the wedge-shaped light guide GLB-W having a small thickness) and the side surface of the flat light guide GLB-P thereunder. LP is installed. The diameter of the cold cathode fluorescent tube used is such that one large diameter on the lower side has a diameter of 4 mm and the tube current is 9 mA, and one small diameter on the upper side has a diameter of 2.6 mm and the tube current is 6 mA. A light reflection pattern is formed on the rear surface of the flat light guide GLB-P such that light reflection is increased corresponding to the thinner side of the wedge diameter light guide GLB-W.
【0047】この構成でも、下辺方向に比べて上辺方向
への出射光量が多くなり、視角依存性は上辺側に偏った
非対称なパターンとなっている。前記したように、画面
を下辺方向から観察することは少なく、このような出射
光量パターンでも十分な輝度が確保でき、かつ消費電力
も第1実施例と比較して低減することができる。Also in this configuration, the amount of light emitted in the upper side direction is larger than that in the lower side direction, and the viewing angle dependency is an asymmetric pattern biased toward the upper side. As described above, the screen is rarely observed from the lower side direction, sufficient luminance can be ensured even with such an emitted light pattern, and power consumption can be reduced as compared with the first embodiment.
【0048】図4は上記した第1実施例と第2実施例お
よび第3実施例におけるバックライトからの出射光の強
度パターンの説明図である。(a)は第1実施例の出射
光パターンを示し、(b)は第2実施例および第3実施
例の出射光パターンを示す。図中、横軸の「上」は画面
の上辺側を、「下」は画面の下辺側を示し、縦軸の矢印
は出射光の強度を示す。FIG. 4 is an explanatory diagram of the intensity pattern of the light emitted from the backlight in the first, second and third embodiments. (A) shows the emitted light pattern of the first embodiment, and (b) shows the emitted light patterns of the second and third embodiments. In the figure, “above” on the horizontal axis indicates the upper side of the screen, “lower” indicates the lower side of the screen, and the arrow on the vertical axis indicates the intensity of the emitted light.
【0049】なお、第1実施例においても、その導光体
に形成する光反射パターンの分布を制御することで同図
(b)に示したような光反射パターンとすることもでき
る。図5は本発明による液晶表示装置の第4実施例を説
明するバックライト組立の断面図である。この実施例で
は、楔形の導光体GLB−Wの上に平板状の導光体GL
B−Pを積層したものであり、冷陰極蛍光管の配置と本
数は第2実施例と同様である。この実施例によっても、
第2実施例と同様の効果を得ることができる。In the first embodiment as well, by controlling the distribution of the light reflection pattern formed on the light guide, a light reflection pattern as shown in FIG. FIG. 5 is a sectional view of a backlight assembly for explaining a fourth embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. In this embodiment, a flat light guide GL is placed on a wedge-shaped light guide GLB-W.
BP are stacked, and the arrangement and the number of cold cathode fluorescent tubes are the same as in the second embodiment. According to this embodiment,
The same effect as in the second embodiment can be obtained.
【0050】図6は本発明による液晶表示装置の第5実
施例を説明するバックライト組立の断面図である。この
実施例では、楔径の導光体GLB−Wの上に平板状の導
光体GLB−Pを積層したものであり、冷陰極蛍光管の
配置と本数は第3実施例と同様である。この実施例によ
っても、第3実施例と同様の効果を得ることができる。FIG. 6 is a sectional view of a backlight assembly for explaining a fifth embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. In this embodiment, a flat light guide GLB-P is laminated on a light guide GLB-W having a wedge diameter, and the arrangement and the number of cold cathode fluorescent tubes are the same as in the third embodiment. . According to this embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.
【0051】次に、本発明を適用する液晶表示装置の全
体構成例を横電界方式(IPS)について詳細に説明す
る。Next, an example of the overall configuration of a liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described in detail for an in-plane switching mode (IPS).
【0052】横電界方式の液晶表示装置では、一方の基
板(一般には下基板)上に画素選択用の各種電極とスイ
ッチング素子が形成され、他方の基板(上基板)にはカ
ラーフィルタのみが形成され、両基板に挟持された液晶
層に基板平面と略平行な方向の電界を形成し、液晶層を
形成する液晶分子の配向方向を基板平面内変化させるこ
とによって点灯/非点灯を制御するものである。In a horizontal electric field type liquid crystal display device, various electrodes for pixel selection and switching elements are formed on one substrate (generally, a lower substrate), and only a color filter is formed on the other substrate (upper substrate). A method for controlling lighting / non-lighting by forming an electric field in a direction substantially parallel to the substrate plane on a liquid crystal layer sandwiched between the two substrates and changing the orientation direction of liquid crystal molecules forming the liquid crystal layer within the substrate plane. It is.
【0053】図7は横電界方式の液晶表示装置の一画素
の断面図であって、CTは共通電極、GIはゲート絶縁
膜、DLは映像信号電極、PXは画素電極、ORI1は
下配向膜、ORI2は上配向膜、LCは液晶(ここで
は、液晶分子の形で示す)、SUB1は下基板、SUB
2は上基板、POL1は下偏光板、POL2は上偏光
板、Eは電界、BMはブラックマトリクス、FILはカ
ラーフィルタ、OCはオーバーコート膜、PSV1は絶
縁膜である。FIG. 7 is a cross-sectional view of one pixel of a liquid crystal display device of a horizontal electric field type, wherein CT is a common electrode, GI is a gate insulating film, DL is a video signal electrode, PX is a pixel electrode, and ORI1 is a lower alignment film. , ORI2 is an upper alignment film, LC is a liquid crystal (here, shown in the form of liquid crystal molecules), SUB1 is a lower substrate, SUB
2 is an upper substrate, POL1 is a lower polarizing plate, POL2 is an upper polarizing plate, E is an electric field, BM is a black matrix, FIL is a color filter, OC is an overcoat film, and PSV1 is an insulating film.
【0054】同図において、下基板SUB1には薄膜ト
ランジスタTFT(後述)、液晶を駆動するための電極
である映像信号電極(画素電極)PXと共通電極CTが
絶縁膜である窒化シリコン膜(SiN)GIの上に形成
され、これらの電極を覆って絶縁膜PSV1が形成され
ている。そして、上基板SUB2にはブラックマトリク
スBMで区画された複数色のカラーフィルタFILが形
成され、両基板SUB1,SUB2の対向面に形成され
た下配向膜ORI1と上配向膜ORI2との間に液晶層
LCが挟持されている。なお、下基板SUB1の外面と
上基板SUB2の外面には、それぞれ下偏光板POL
1、上偏光板POL2が積層されている。なお、配向膜
や液晶層に直接接する映像信号電極と共通電極CTは金
属の腐食を考慮してITO(Indium Tin O
xide:インジウムチンオキサイド)を用いている。In the figure, a lower substrate SUB1 has a thin film transistor TFT (described later), a video signal electrode (pixel electrode) PX as an electrode for driving liquid crystal, and a common electrode CT as a silicon nitride film (SiN) as an insulating film. An insulating film PSV1 is formed on the GI and covers these electrodes. The upper substrate SUB2 is provided with a plurality of color filters FIL partitioned by a black matrix BM. The layer LC is sandwiched. The lower polarizer POL is provided on the outer surface of the lower substrate SUB1 and the outer surface of the upper substrate SUB2, respectively.
1. The upper polarizing plate POL2 is laminated. The video signal electrode and the common electrode CT that are in direct contact with the alignment film and the liquid crystal layer are formed of ITO (Indium Tin Oxide) in consideration of metal corrosion.
xide: indium tin oxide).
【0055】図8は図7に示した液晶表示装置の駆動回
路の概念図であって、CONTはコントロール回路、V
は走査電極駆動回路、Hは信号電極駆動回路、CDは共
通電極駆動回路、ARは液晶パネルの表示領域を示す。
なお、CLCは液晶の容量成分、CS は保持容量を示す。FIG. 8 is a conceptual diagram of a driving circuit of the liquid crystal display device shown in FIG.
Denotes a scanning electrode driving circuit, H denotes a signal electrode driving circuit, CD denotes a common electrode driving circuit, and AR denotes a display area of a liquid crystal panel.
Incidentally, C LC is the capacitance component of the liquid crystal, the C S indicates a holding capacitance.
【0056】液晶パネルの表示領域ARを構成する各画
素をスイッチングするTFTは走査電極駆動回路V、信
号電極駆動回路Hおよび共通電極駆動回路CDにより選
択的にオン/オフされる。このオン/オフはコントロー
ル回路CONTによって制御される。The TFTs for switching the pixels constituting the display area AR of the liquid crystal panel are selectively turned on / off by the scan electrode drive circuit V, the signal electrode drive circuit H, and the common electrode drive circuit CD. This on / off is controlled by the control circuit CONT.
【0057】上記TFTのオン/オフで分子の配向方向
が変化する液晶層は、両基板SUB1,SUB2に成膜
された下および上配向膜ORI1,ORI2の配向状態
(配向制御能)で初期の配向方向が設定される。The liquid crystal layer in which the alignment direction of the molecule changes when the TFT is turned on / off is in the initial state in the alignment state (alignment control ability) of the lower and upper alignment films ORI1 and ORI2 formed on both substrates SUB1 and SUB2. The orientation direction is set.
【0058】本構成では、この配向膜としてポリイミド
を採用し、その表面に配向制御能を付与するために、当
該ポリイミド膜の表面に偏光UVを照射した。この偏光
UVの光源にはKrFエキシマレーザー(波長248n
m)を用い、照射エネルギーを5mJ/cm2 で76シ
ョットで照射した。配向膜を成膜する下基板SUB1を
一定の速度で送り、照射面が偏光UVで均一に76ショ
ット照射されるように上記送りの速度を設定した。In this configuration, polyimide was used as the alignment film, and the surface of the polyimide film was irradiated with polarized UV light in order to impart alignment controllability to the surface. The KrF excimer laser (wavelength 248 n)
m), and irradiation was performed at an irradiation energy of 5 mJ / cm 2 in 76 shots. The lower substrate SUB1 on which the alignment film was formed was fed at a constant speed, and the feeding speed was set so that the irradiation surface was uniformly irradiated with 76 shots of polarized UV.
【0059】また、カラーフィルタ基板である上基板S
UB2の最表面にポリイミドを塗布し、上記と同様に偏
光UVを照射した。なお、液晶層LCは偏光に対して垂
直な方向に配向する。The upper substrate S, which is a color filter substrate,
A polyimide was applied to the outermost surface of UB2, and irradiated with polarized UV as described above. Note that the liquid crystal layer LC is oriented in a direction perpendicular to polarized light.
【0060】図9は配向膜の配向制御方向と偏光板透過
軸方向の定義の説明図であって、EDRは電界方向、R
DRは配向膜の配向制御方向、PDRは偏光板透過軸方
向である。FIG. 9 is an explanatory view of the definition of the alignment control direction of the alignment film and the direction of the transmission axis of the polarizing plate.
DR is the orientation control direction of the orientation film, and PDR is the transmission axis direction of the polarizing plate.
【0061】本実施例では、同図に示したように、上下
の配向膜との界面上での液晶の配向分子容易軸は互いに
ほぼ平行になるように、かつ印加される電界方向とのな
す角度を75度(φLC1 =φLC2 =75°)となるよう
にした。In the present embodiment, as shown in the figure, the easy axes of the alignment molecules of the liquid crystal on the interface with the upper and lower alignment films are substantially parallel to each other, and are formed with the direction of the applied electric field. The angle was set to 75 degrees (φ LC1 = φ LC2 = 75 °).
【0062】これら両基板の間に誘電率異方性Δεが正
でその値が7.3であり、屈折率異方性Δnが0.07
4(波長589nm、20°C)のネマチック液晶組成
物を挟んで液晶層とした。The dielectric anisotropy Δε is positive between the two substrates, the value is 7.3, and the refractive index anisotropy Δn is 0.07.
4 (wavelength 589 nm, 20 ° C.) to form a liquid crystal layer with a nematic liquid crystal composition interposed therebetween.
【0063】2枚の基板の間隙、すなわちセルギャップ
dは球形のポリマビーズを基板間に分散することにより
設定し、液晶の封入状態で4.0μmとした。よって、
Δn・dは0.296μmである。The gap between the two substrates, that is, the cell gap d, was set by dispersing spherical polymer beads between the substrates, and was set to 4.0 μm when the liquid crystal was sealed. Therefore,
Δn · d is 0.296 μm.
【0064】2枚の偏光板(例えば、日東電工社製のG
1220DU)で液晶パネルを挟み、一方の偏光板の偏
光透過軸をφp1=75°に設定し、他方をこれに直交、
すなわちφp2=−15°とした。本実施例では、低電圧
(VOFF )で暗状態、高電圧(VON)で明状態をとるノ
ーマリクローズ特性を採用した。Two polarizing plates (for example, a G plate manufactured by Nitto Denko Corporation)
1220 DU) sandwiching the liquid crystal panel, the polarization transmission axis of one polarizing plate is set to φ p1 = 75 °, and the other is orthogonal to this.
That is, φ p2 = −15 °. In this embodiment, a normally-closed characteristic is employed in which a dark state occurs at a low voltage (V OFF ) and a bright state occurs at a high voltage (V ON ).
【0065】図10は横電界方式の液晶表示装置におけ
る明状態と暗状態の液晶分子の動作を説明する模式図で
あり、符号は図7と同じである。FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the operation of the liquid crystal molecules in the bright state and the dark state in the liquid crystal display device of the in-plane switching mode, and the reference numerals are the same as those in FIG.
【0066】同図(a)は印加電圧(VOFF )での暗状
態の断面図、(b)は印加電圧(VON)の明状態での暗
状態の断面図、(c)は印加電圧(VOFF )の暗状態で
の暗状態の断面図、(d)は印加電圧(VON)の明状態
での平面図を示す。FIG. 7A is a cross-sectional view of a dark state at an applied voltage (V OFF ), FIG. 7B is a cross-sectional view of a dark state at a bright state at an applied voltage (V ON ), and FIG. (V OFF ) is a sectional view of a dark state in a dark state, and (d) is a plan view of an applied voltage (V ON ) in a bright state.
【0067】(a)と(c)に示した暗状態では共通電
極CTと画素電極PXの間に電界が存在しないため、液
晶層を構成する液晶分子LCは初期の配向状態にあり、
下基板SUB1の下面に設置したバックライト(図示せ
ず)からの照明光は上基板SUB2側に達しない。In the dark state shown in (a) and (c), since no electric field exists between the common electrode CT and the pixel electrode PX, the liquid crystal molecules LC constituting the liquid crystal layer are in an initial alignment state.
Illumination light from a backlight (not shown) installed on the lower surface of the lower substrate SUB1 does not reach the upper substrate SUB2.
【0068】一方、(b)と(d)に示した明状態では
共通電極CTと画素電極PXの間に電界Eが存在し、液
晶分子LCはこの電界Eにより配向方向が回転して下基
板SUB1の下面に設置したバックライト(図示せず)
からの照明光が上基板SUB2側に達する。On the other hand, in the bright state shown in (b) and (d), an electric field E exists between the common electrode CT and the pixel electrode PX. Backlight (not shown) installed on the lower surface of SUB1
From the light reaches the upper substrate SUB2 side.
【0069】このように、横電界方式の液晶表示装置で
は、液晶分子LCは基板の平面と平行な面内すなわち横
方向で回転して明状態と暗状態を切り換えることで画像
を形成する。As described above, in the liquid crystal display device of the in-plane switching mode, the liquid crystal molecules LC rotate in a plane parallel to the plane of the substrate, that is, in the horizontal direction, and form an image by switching between a bright state and a dark state.
【0070】図11は横電界方式の液晶表示装置におけ
る電極構造例の説明図で、(a)は基板と垂直な方向か
ら見た平面図、(b)は(a)のA−A線断面図、
(c)は(a)のB−B線断面図である。FIGS. 11A and 11B are explanatory views of an example of an electrode structure in a liquid crystal display device of a horizontal electric field type, in which FIG. 11A is a plan view seen from a direction perpendicular to the substrate, and FIG. 11B is a cross section taken along line AA in FIG. Figure,
(C) is a sectional view taken along line BB of (a).
【0071】薄膜トランジスタTFTは画素電極(ソー
ス電極)PX、映像信号電極(ドレイン電極)DL、走
査電極(ゲート電極)GL、およびアモルファスシリコ
ンa−Siから構成される。走査電極GLと共通電極の
一部CT−a、映像信号電極DLと画素電極の一部PX
−aは、それぞれ同一の金属層をパターン化して構成し
た。さらに、絶縁膜GIを形成後、液晶を駆動する部分
である共通電極の一部CT−bをスルーホールによって
前記した共通電極の一部CT−aに接続し、また画素電
極もトランジスタ部でスルーホールでコンタクトして画
素電極の一部PX−bを構成した。この共通電極の一部
CT−bと画素電極の一部PX−bはITOを用いて形
成した。The thin film transistor TFT includes a pixel electrode (source electrode) PX, a video signal electrode (drain electrode) DL, a scanning electrode (gate electrode) GL, and amorphous silicon a-Si. Scan electrode GL and part CT-a of common electrode, video signal electrode DL and part PX of pixel electrode
-A was formed by patterning the same metal layer. Further, after forming the insulating film GI, a part CT-b of the common electrode, which is a part for driving the liquid crystal, is connected to a part CT-a of the common electrode by a through hole, and the pixel electrode is also formed through the transistor part. A portion PX-b of the pixel electrode was formed by making contact with the hole. Part of the common electrode CT-b and part of the pixel electrode PX-b were formed using ITO.
【0072】蓄積容量を形成する容量素子16は2本の
共通電極1の間を結合する領域において画素電極PXと
共通電極CTで絶縁保護膜(ゲート絶縁膜)GIを挟む
構造として形成した。画素電極は、平面図(a)に示し
たように3本の共通電極CTの間に配置されている。画
素ピッチは横方向(すなわち、映像信号配線電極間)は
100μm、縦方向(すなわち、走査配線電極間)は3
00μmである。電極幅は、複数画素間に跨がる配線電
極である走査電極、信号電極、共通電極配線部(走査配
線電極に平行(後述の図12では横方向)に延びた部
分)を広めにし、線欠陥を回避している。その幅はそれ
ぞれ10μm、8μm、8μmである。The capacitive element 16 forming a storage capacitor is formed in a structure in which an insulating protective film (gate insulating film) GI is sandwiched between the pixel electrode PX and the common electrode CT in a region connecting between the two common electrodes 1. The pixel electrodes are arranged between the three common electrodes CT as shown in the plan view (a). The pixel pitch is 100 μm in the horizontal direction (ie, between video signal wiring electrodes), and 3 μm in the vertical direction (ie, between scanning wiring electrodes).
00 μm. The electrode width is set such that a scanning electrode, a signal electrode, and a common electrode wiring portion (a portion extending in a direction parallel to the scanning wiring electrode (a horizontal direction in FIG. 12 described later)), which are wiring electrodes extending over a plurality of pixels, are widened. Avoid flaws. Their widths are 10 μm, 8 μm and 8 μm, respectively.
【0073】一方、1画素単位で独立に形成した画素電
極、及び共通電極の信号配線電極の長手方向に延びた部
分の幅は若干狭くし、それぞれ5μm、6μmとした。
これらの電極の幅を狭くしたことで異物等の混入により
断線する可能性が高まるが、この場合1画素の部分欠陥
で済み、線欠陥には至らない。信号電極DLと共通電極
CTは絶縁膜25を介して2μmの間隔で設けた。画素
数は640×3(R,G,B)本の信号配線電極と48
0本の配線電極とにより640×3×480個とした。On the other hand, the widths of the pixel electrodes formed independently for each pixel and the portions of the common electrode extending in the longitudinal direction of the signal wiring electrode were slightly reduced to 5 μm and 6 μm, respectively.
By reducing the width of these electrodes, the possibility of disconnection due to the incorporation of foreign matter or the like increases, but in this case, a partial defect of one pixel is sufficient, and no line defect occurs. The signal electrode DL and the common electrode CT were provided at an interval of 2 μm via the insulating film 25. The number of pixels is 640 × 3 (R, G, B) signal wiring electrodes and 48
640 × 3 × 480 electrodes were formed by using zero wiring electrodes.
【0074】図12はブラックマトリクス付きカラーフ
ィルタ基板の構造説明図であって、(a)は基板面に垂
直な方向から見た平面図、(b)は(a)のA−A’線
に沿った断面図、(c)は(a)のB−B’線に沿った
断面図である。FIGS. 12A and 12B are explanatory views of the structure of a color filter substrate with a black matrix. FIG. 12A is a plan view as viewed from a direction perpendicular to the substrate surface, and FIG. FIG. 3C is a sectional view taken along line BB ′ of FIG.
【0075】ブラックマトリクスBMとしては、カーボ
ンと有機顔料を混合した材料を用いた。ブラックマトリ
クスBMの電極基板に対する配置は図11中に破線で示
してある。A material obtained by mixing carbon and an organic pigment was used as the black matrix BM. The arrangement of the black matrix BM with respect to the electrode substrate is indicated by a broken line in FIG.
【0076】ブラックマトリクスBMを形成後、感光性
樹脂にR、G、Bそれぞれの顔料を分散して、それぞれ
コーティング、パターニング露光、現像により各カラー
フィルタFILを形成した。そして、このカラーフィル
タFIL上にオーバーコート膜OCとしてエポキシ系高
分子薄膜を塗布形成した。After the formation of the black matrix BM, R, G, and B pigments were dispersed in a photosensitive resin, and each of the color filters FIL was formed by coating, patterning exposure, and development. Then, an epoxy-based polymer thin film was applied and formed as an overcoat film OC on the color filter FIL.
【0077】このようにして得られた液晶表示装置は、
上下左右80度以上においてコントラスト10以上を維
持しつつ階調反転が生じない広視野角で、かつ表示の均
一性の良好な画像表示を得ることができる。The liquid crystal display device thus obtained is
It is possible to obtain an image display with a wide viewing angle at which gradation inversion does not occur and excellent display uniformity while maintaining a contrast of 10 or more at 80 degrees, up, down, left, and right.
【0078】なお、本発明は、上記した横電界方式の液
晶表示装置に限るものではなく、他の方式のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置、あるいは単純マトリクス方
式その他の液晶表示装置にも同様に適用できる。The present invention is not limited to the above-described in-plane switching mode liquid crystal display device, but can be similarly applied to other types of active matrix type liquid crystal display devices, simple matrix type and other liquid crystal display devices. .
【0079】[0079]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶パネルの大型化に伴って要求される高輝度化を達成
できると共に、光の利用効率が高く、薄型かつ軽量の液
晶表示装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a thin and lightweight liquid crystal display device that can achieve high luminance required with an increase in the size of a liquid crystal panel, and has high light use efficiency.
【図1】本発明による液晶表示装置の第1実施例の全体
構成を説明する概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an overall configuration of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図2】本発明による液晶表示装置の第2実施例を説明
するバックライト組立の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a backlight assembly illustrating a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図3】本発明による液晶表示装置の第3実施例を説明
するバックライト組立の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a backlight assembly illustrating a liquid crystal display according to a third embodiment of the present invention;
【図4】第1実施例と第2実施例および第3実施例にお
けるバックライトからの出射光の強度パターンの説明図
である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an intensity pattern of light emitted from a backlight in the first embodiment, the second embodiment, and the third embodiment.
【図5】本発明による液晶表示装置の第4実施例を説明
するバックライト組立の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a backlight assembly illustrating a liquid crystal display according to a fourth embodiment of the present invention.
【図6】本発明による液晶表示装置の第5実施例を説明
するバックライト組立の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a backlight assembly illustrating a liquid crystal display according to a fifth embodiment of the present invention.
【図7】横電界方式の液晶表示装置の一画素の断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view of one pixel of a horizontal electric field type liquid crystal display device.
【図8】図7に示した液晶表示装置の駆動回路の概念図
である。8 is a conceptual diagram of a driving circuit of the liquid crystal display device shown in FIG.
【図9】配向膜の配向制御方向と偏光板透過軸方向の定
義の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of definitions of an alignment control direction of an alignment film and a transmission axis direction of a polarizing plate.
【図10】横電界方式の液晶表示装置における明状態と
暗状態の液晶分子の動作を説明する模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram illustrating the operation of liquid crystal molecules in a bright state and a dark state in a liquid crystal display device of an in-plane switching mode.
【図11】横電界方式の液晶表示装置における電極構造
例の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of an example of an electrode structure in a liquid crystal display device of an in-plane switching mode.
【図12】ブラックマトリクス付きカラーフィルタ基板
の構造説明図である。FIG. 12 is a structural explanatory view of a color filter substrate with a black matrix.
【図13】液晶表示装置の一構成例を説明する展開斜視
図である。FIG. 13 is an exploded perspective view illustrating a configuration example of a liquid crystal display device.
【図14】図13に示した液晶表示装置の積層構造を説
明する模式断面図である。14 is a schematic cross-sectional view illustrating a layered structure of the liquid crystal display device shown in FIG.
【図15】輝度を大きくするための従来のバックライト
の他の構成例を説明する断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating another configuration example of a conventional backlight for increasing luminance.
SUB1 下基板 SUB2 上基板 ORI1 下配向膜 ORI2 上配向膜 LC 液晶層 POL1 下偏光板 POL2 上偏光板 PHD1 下位相差板 PHD2 上位相差板 SPS1,SPS2 拡散シート PRS プリズムシート BL バックライト GLP−P 平板状の導光体 GLP−W1,GLP−W2 楔形の導光体 LP 線状光源(冷陰極蛍光管) LS 反射シート。 SUB1 Lower substrate SUB2 Upper substrate ORI1 Lower alignment film ORI2 Upper alignment film LC Liquid crystal layer POL1 Lower polarizing plate POL2 Upper polarizing plate PHD1 Lower retardation plate PHD2 Upper retardation plate SPS1, SPS2 Diffusion sheet PRS Prism sheet BL Backlight GLP-P Flat plate Light guide GLP-W1, GLP-W2 Wedge shaped light guide LP Linear light source (cold cathode fluorescent tube) LS Reflective sheet.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 益幸 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 石井 正宏 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 仲吉 良彰 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 鈴木 伸之 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Fターム(参考) 2H038 AA52 AA55 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z FB02 FB12 FB13 FC10 FC23 FD01 FD03 FD06 GA06 GA08 GA11 GA13 HA07 HA10 KA01 KA02 KA04 LA03 LA11 LA16 5G435 AA00 AA03 BB12 BB15 CC09 DD13 EE27 EE33 FF01 FF03 FF05 FF06 FF08 GG03 GG12 GG24 GG26 HH02 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (72) Inventor Masuyuki Ota 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Electronic Device Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masahiro Ishii 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Electronic Device Business, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshiaki Nakayoshi 3300 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Inside the Electronic Devices Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Nobuyuki Suzuki 3300 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture, F-term Electronic Device Division, Hitachi, Ltd. (Reference) 2H038 AA52 AA55 2H091 FA08X FA08Z FA11X FA11Z FA14Z FA21Z FA23Z FA31Z FA41Z FB02 FB12 FB13 FC10 FC23 FD01 FD03 FD06 GA06 GA08 GA11 GA13 HA07 HA10 KA01 KA02 KA04 LA03 LA11 LA16 5G435 AA03 FF03 BB01 FF01 GG26 HH02
Claims (2)
する一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された液晶
層からなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟むように
配置された一対の偏光板と、前記電極に表示画像信号に
応じて電圧を印加するための制御手段と、前記液晶パネ
ルを背面から照明する照明光源とを少なくとも備えた液
晶表示装置であって、 前記照明光源が、平板状の導光板と楔形の導光体の少な
くとも各一枚を積層してなる導光板組立体と、この導光
板組立体の側面に沿って設置された少なくとも1本の線
状光源と、前記線状光源の出射光を前記導光板方向に反
射させる反射シートとから構成したことを特徴とする液
晶表示装置。1. A liquid crystal panel comprising a pair of substrates having electrodes disposed on at least one of them facing each other, a liquid crystal panel sandwiched between the pair of substrates, and a pair of polarized light disposed so as to sandwich the liquid crystal panel. A liquid crystal display device comprising at least a plate, control means for applying a voltage to the electrode according to a display image signal, and an illumination light source for illuminating the liquid crystal panel from the back, wherein the illumination light source is a flat plate. Light guide plate assembly formed by laminating at least one of each of a light guide plate and a wedge-shaped light guide, at least one linear light source installed along a side surface of the light guide plate assembly, and the line A liquid crystal display device comprising: a reflection sheet for reflecting light emitted from the light source in the direction of the light guide plate.
る2辺のそれぞれに設置され、前記液晶パネルを透過し
た光の視角依存性が前記2辺に平行な中央線に関して非
対称となる如く前記各線状光源の明るさを設定したこと
を特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。2. The linear light source is installed on each of two parallel sides of the light guide assembly, and a viewing angle dependency of light transmitted through the liquid crystal panel is asymmetric with respect to a center line parallel to the two sides. 2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the brightness of each of said linear light sources is set as possible.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175955A JP2000010096A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10175955A JP2000010096A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Liquid crystal display |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000010096A true JP2000010096A (en) | 2000-01-14 |
Family
ID=16005186
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10175955A Pending JP2000010096A (en) | 1998-06-23 | 1998-06-23 | Liquid crystal display |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000010096A (en) |
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-
1998
- 1998-06-23 JP JP10175955A patent/JP2000010096A/en active Pending
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