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JPH11142819A - Liquid crystal display - Google Patents

Liquid crystal display

Info

Publication number
JPH11142819A
JPH11142819A JP9302828A JP30282897A JPH11142819A JP H11142819 A JPH11142819 A JP H11142819A JP 9302828 A JP9302828 A JP 9302828A JP 30282897 A JP30282897 A JP 30282897A JP H11142819 A JPH11142819 A JP H11142819A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
light
crystal panel
scattering
backlight
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9302828A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Hirakata
純一 平方
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9302828A priority Critical patent/JPH11142819A/en
Publication of JPH11142819A publication Critical patent/JPH11142819A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高輝度化と広視野角を両立でき、かつ低消費電
力化を可能とした液晶表示装置を提供する。 【解決手段】画素選択用の各種電極を形成した一対の基
板1a,1b 間に液晶層2を挟持した液晶パネル3と、この
液晶パネルを挟んで積層した一対の偏光板4a,4b と、上
記電極に表示画像信号に応じた電圧を印加する制御手段
と、液晶パネルを背面から照明する光源装置7を備え、
上記バックライトが線状ランプ5とランプの出射光を液
晶パネル側に反射する反射器6とからなり、上記バック
ライト7と液晶パネル3の間にバックライトからの出射
光を集光する集光素子12と集光された出射光を散乱させ
る光散乱素子10を具備し、この光散乱素子の散乱の度合
いを調整可能とした。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To provide a liquid crystal display device which can achieve both high luminance and a wide viewing angle and which can reduce power consumption. A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of substrates on which various electrodes for pixel selection are formed, a pair of polarizing plates laminated with the liquid crystal panel interposed therebetween, and Control means for applying a voltage corresponding to the display image signal to the electrodes, and a light source device 7 for illuminating the liquid crystal panel from the back,
The backlight comprises a linear lamp 5 and a reflector 6 for reflecting the light emitted from the lamp toward the liquid crystal panel, and condensing the light emitted from the backlight between the backlight 7 and the liquid crystal panel 3. An element 12 and a light scattering element 10 that scatters the condensed emitted light are provided, and the degree of scattering of the light scattering element can be adjusted.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特に高輝度で広視野角、かつ低消費電力の照明装置
を備えた液晶表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly, to a liquid crystal display device having a high-luminance, wide viewing angle, and low power consumption lighting device.

【0002】[0002]

【従来の技術】ノート型コンピユータやコンピユータモ
ニター用の高精細かつカラー表示が可能な液晶表示装置
では、液晶パネルを背面から照明する光源(所謂、バッ
クライト)を備えている。バックライトには、導光板と
称するアクリル樹脂等で成形した透明板の側面に線状の
ランプを配置したサイドエッジ型と、液晶パネルの背面
直下にランプを配置した直下型とが知られている。
2. Description of the Related Art A high-definition and color display liquid crystal display device for a notebook computer or a computer monitor is provided with a light source (so-called backlight) for illuminating a liquid crystal panel from behind. As the backlight, there are known a side edge type in which a linear lamp is arranged on a side surface of a transparent plate formed of an acrylic resin or the like called a light guide plate, and a direct type in which a lamp is arranged just below the back surface of a liquid crystal panel. .

【0003】薄型化が要求されるノート型コンピユータ
では、サイドエッジ型が採用されており、またモニター
用液晶表示装置でも奥行きを短縮するためにはサイドエ
ッジ型が用いられる。
[0003] A side-edge type is used in a notebook computer which requires a thinner type, and a side-edge type is also used in a monitor liquid crystal display device in order to reduce the depth.

【0004】しかし、コンピユータモニター等の大型の
液晶表示装置では、さらに高輝度照明光を得るために直
下型バックライトを採用する場合が多い。
However, large-sized liquid crystal display devices such as computer monitors often employ a direct-type backlight to obtain higher-luminance illumination light.

【0005】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。
[0005] This type of liquid crystal display device basically comprises a so-called liquid crystal panel in which a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates at least one of which is made of transparent glass or the like. A method of selectively applying a voltage to the various electrodes for forming a pixel to turn on and off a predetermined pixel, forming the various electrodes and an active element for pixel selection, and selecting the active element to form a predetermined pixel. Are turned on and off.

【0006】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。従来のアクティ
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、所謂縦電界方式を
採用していた。
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. A conventional 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. I was

【0007】また、近年、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(I
PS方式とも言う)の液晶表示装置が実現された。この
横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方
に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにした
ものが知られている(特公昭63−21907号公報、
米国特許第4345249号明細書)。
In recent years, a so-called lateral electric field method (I
A liquid crystal display device of the PS type is also realized. As this in-plane switching mode liquid crystal display device, a device in which a very wide viewing angle is obtained by using a comb electrode on one of two substrates is known (Japanese Patent Publication No. 63-21907,
U.S. Pat. No. 4,345,249).

【0008】図24は一般的な液晶表示装置の概略構造
を説明するための展開斜視図である。この液晶表示装置
はバックライトとして直下型を採用したものであり、駆
動回路等を搭載したプリント基板3a,3bを有する液
晶パネル3の上下に上偏光板2a、下偏光板2bを積層
し、その背面に上拡散フィルム4a、下拡散フィルム4
b、上プリズムシート5a、下プリズムシート5bを配
置すると共に、線状ランプ7、反射器8、反射フィルム
9からなるバックライト6を配置し、上フレーム1と下
フレーム10で一体に固定している。
FIG. 24 is a developed perspective view for explaining a schematic structure of a general liquid crystal display device. This liquid crystal display device employs a direct type backlight as a backlight. An upper polarizing plate 2a and a lower polarizing plate 2b are laminated on and under a liquid crystal panel 3 having printed circuit boards 3a and 3b on which driving circuits and the like are mounted. Upper diffusion film 4a, lower diffusion film 4 on back
b, the upper prism sheet 5a and the lower prism sheet 5b are arranged, and the backlight 6 composed of the linear lamp 7, the reflector 8, and the reflection film 9 is arranged, and fixed integrally with the upper frame 1 and the lower frame 10. I have.

【0009】各種情報処理装置のコンピユータモニター
用の液晶表示装置は年々画面サイズが大型化しており、
かつ高輝度化、低消費電力化の要求が強くなってきてい
る。高輝度化のためには、サイドエッジ型、直下型の何
れのバックライトでも使用する線状ランプの本数を増や
す方法、および/またはランプ電流を増加する必要があ
る。また、使用環境に応じて表示画面の輝度を変える必
要がある。
The screen size of a liquid crystal display device for a computer monitor of various information processing devices is increasing year by year.
Demands for higher luminance and lower power consumption are increasing. In order to increase the luminance, it is necessary to increase the number of linear lamps used in both side-edge type and direct-type backlights, and / or to increase the lamp current. Further, it is necessary to change the brightness of the display screen according to the usage environment.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】従来は、そのための表
示輝度可変手段として、照明光源のランプ電流を可変と
している。しかし、ランプ電流を増大すると輝度はたか
くなるが、線状ランプの温度が上昇し、発光効率が低下
して必要な輝度が得られなくなると共に消費電力がさら
に増大する。
Conventionally, a lamp current of an illumination light source is made variable as a display brightness variable means for that purpose. However, when the lamp current is increased, the brightness is increased. However, the temperature of the linear lamp is increased, the luminous efficiency is reduced, the required brightness cannot be obtained, and the power consumption further increases.

【0011】また、バッテリー駆動も可能なノート型コ
ンピユータでは、消費電力を低減するために正面の輝度
をプリズムシートと呼ばれる集光フィルムで向上させて
いる。この集光フィルムは、正面輝度を高くするが、正
面から左右あるいは上下にずれると輝度は急激に低下す
る特性があり、上記輝度調整で輝度を低下させると、斜
め方向からは表示が見えなくなるという問題がある。
In a notebook computer that can be driven by a battery, the front luminance is improved by a light-collecting film called a prism sheet in order to reduce power consumption. This light-condensing film increases the front luminance, but has a characteristic that the luminance sharply decreases when the luminance shifts from the front to the left or right or up and down. When the luminance is reduced by the luminance adjustment, the display becomes invisible from an oblique direction. There's a problem.

【0012】さらに、液晶表示装置の大型化に伴い、コ
ンピユータのモニターとして液晶表示装置が使用される
ようになった。モニターの場合は基本的にはバッテリー
駆動は行わないので消費電力に厳しい制限はないが、視
野角の広いことが重要視されるため、前記したようなプ
リズムシートは使用されない場合が多い。そのため、正
面の輝度不足となり、輝度と視野角特性が両立しないと
いう問題があった。
Further, with the enlargement of the liquid crystal display device, the liquid crystal display device has been used as a computer monitor. In the case of a monitor, there is basically no strict restriction on power consumption because it is not driven by a battery, but since a wide viewing angle is important, the prism sheet as described above is often not used. For this reason, there is a problem that the luminance of the front is insufficient and the luminance and the viewing angle characteristics are not compatible.

【0013】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、画面が大型化した場合にも、その高輝度化と広視
野角を両立でき、かつ低消費電力化を可能とした液晶表
示装置を提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to realize a liquid crystal display capable of achieving both high brightness and a wide viewing angle and low power consumption even when the screen is enlarged. It is to provide a device.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液晶表示装置は、少なくとも一方の内
面に画素選択用の各種電極を形成した一対の基板間に液
晶組成物(以下、単に液晶層、あるいは液晶とも言う)
を挟持した液晶パネルと、この液晶パネルを挟んで積層
した一対の偏光板と、上記電極に表示画像信号に応じた
電圧を印加する制御手段と、液晶パネルを背面から照明
する光源装置(バックライト)を備え、上記バックライ
トが線状ランプとランプの出射光を液晶パネル側に反射
する反射器とからなり、上記バックライトと液晶パネル
の間にバックライトからの出射光を集光する集光素子と
集光された出射光を散乱させる光散乱素子を具備し、こ
の光散乱素子の散乱の度合いを調整可能とした点を特徴
とする。
In order to achieve the above object, a liquid crystal display according to the present invention comprises a liquid crystal composition (hereinafter, referred to as a liquid crystal composition) between a pair of substrates having various electrodes for selecting pixels formed on at least one inner surface. (Also referred to simply as liquid crystal layer or liquid crystal)
, A pair of polarizing plates laminated with the liquid crystal panel interposed therebetween, control means for applying a voltage corresponding to a display image signal to the electrodes, and a light source device (backlight) for illuminating the liquid crystal panel from the back. ), Wherein the backlight comprises a linear lamp and a reflector for reflecting the light emitted from the lamp toward the liquid crystal panel, and a light collector for condensing the light emitted from the backlight between the backlight and the liquid crystal panel. It is characterized by comprising an element and a light scattering element that scatters the condensed emitted light, wherein the degree of scattering of the light scattering element can be adjusted.

【0015】上記の構成において、バックライトの出射
光を集光する集光素子は、プリズムシート、レンズシー
ト、ミラーシート等の光学シートを用いる。この集光に
より液晶表示装置の正面輝度は向上するが、視角特性は
低下する。
In the above arrangement, the light-collecting element that collects the light emitted from the backlight uses an optical sheet such as a prism sheet, a lens sheet, and a mirror sheet. This light collection improves the front luminance of the liquid crystal display device, but lowers the viewing angle characteristics.

【0016】図25はバックライトと液晶パネルとの間
にプリズムシートを2枚設置した場合と1枚設置した場
合およびプリズムシートを使用せずに光拡散シートのみ
の場合の上下方向視野角と輝度の関係の説明図である。
FIG. 25 shows the vertical viewing angle and the luminance when two prism sheets are installed between the backlight and the liquid crystal panel, when one prism sheet is installed, and when only the light diffusion sheet is used without using the prism sheet. FIG.

【0017】同図の(a)はバックライトと液晶パネル
との間に集光素子としてプリズムシートを2枚設置した
場合、(b)は同じくプリズムシートを1枚のみとした
場合、(c)は集光素子を使用せずに光散乱素子のみを
配置した場合を示す。
FIG. 2A shows a case where two prism sheets are provided as a light-collecting element between a backlight and a liquid crystal panel, FIG. 2B shows a case where only one prism sheet is used, and FIG. Indicates a case where only the light scattering element is arranged without using the light collecting element.

【0018】図示したように、(a)に示した2枚のプ
リズムシートを配置した場合は画面正面方向の輝度(正
面輝度)は高くなるが上下の視角は狭くなる。
As shown in the figure, when the two prism sheets shown in (a) are arranged, the luminance in the front direction of the screen (front luminance) becomes high, but the vertical viewing angle becomes narrow.

【0019】また、(b)のプリズムシートが1枚とし
た場合は正面輝度は下がるが視角は依然として狭いまま
である。
When only one prism sheet is used as shown in (b), the front luminance decreases but the viewing angle remains narrow.

【0020】これに対し、(c)の光散乱シートのみ使
用の場合は正面輝度は下がるが視野角は広くなる。
On the other hand, when only the light-scattering sheet (c) is used, the front luminance decreases but the viewing angle increases.

【0021】このことから、プリズムシート等の集光素
子の上に光拡散シート等の光散乱素子を配置し、この光
拡散素子の散乱度を変化させることで画面の輝度と視角
特性を調整できることが理解される。
From this, it is possible to adjust the brightness and the viewing angle characteristics of the screen by disposing a light scattering element such as a light diffusion sheet on a light condensing element such as a prism sheet and changing the degree of scattering of the light diffusion element. Is understood.

【0022】光散乱素子としては、高分子中に有機低分
子ネマチック液晶を分散され、分散された液晶に印加す
る電圧によって配向状態が変化するフィルム、所謂高分
子分散液晶フィルム(ポリマー分散液晶)、少なくとも
一方に透明電極を有し、対向配置された1対の透明基板
間に有機低分子ネマチック液晶層を挟持して当該液晶層
に電圧を印加することで配向状態が変化する有機低分子
ネマチック液晶セルなどが使用できる。
Examples of the light-scattering element include a film in which an organic low-molecular nematic liquid crystal is dispersed in a polymer and the orientation of the film is changed by a voltage applied to the dispersed liquid crystal, a so-called polymer-dispersed liquid crystal film (polymer-dispersed liquid crystal) An organic low-molecular nematic liquid crystal having at least one transparent electrode, an organic low-molecular nematic liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates disposed opposite to each other, and an alignment state changing by applying a voltage to the liquid crystal layer. Cells and the like can be used.

【0023】さらに、透明基板上に植立した多数の光散
乱性プレートからなる光散乱板(ミラーシート)を用
い、上記多数の光散乱性プレートの傾き角を変化させる
ことにより透過する光の散乱度を変化させるようにした
ものも採用できる。
Further, by using a light-scattering plate (mirror sheet) comprising a large number of light-scattering plates planted on a transparent substrate and changing the inclination angle of the large number of light-scattering plates, scattering of transmitted light is performed. The one in which the degree is changed can also be adopted.

【0024】上記した各手段は、光散乱度を制御するこ
とで視角特性と正面輝度の調整を行うものであるが、集
光度を変化させることでも視角特性と正面輝度の調整を
行うことができる。
Each of the above-mentioned means adjusts the viewing angle characteristic and the front luminance by controlling the light scattering degree, but can also adjust the viewing angle characteristic and the front luminance by changing the light condensing degree. .

【0025】すなわち、本発明による液晶表示装置は、
少なくとも一方の内面に画素選択用の各種電極を形成し
た一対の基板間に液晶組成物(以下、単に液晶層、ある
いは液晶とも言う)を挟持した液晶パネルと、この液晶
パネルを挟んで積層した一対の偏光板と、上記電極に表
示画像信号に応じた電圧を印加する制御手段と、液晶パ
ネルを背面から照明する光源装置(バックライト)を備
え、上記バックライトが線状ランプとランプの出射光を
液晶パネル側に反射する反射器とからなり、上記バック
ライトと液晶パネルの間にバックライトの出射光を散乱
する光散乱素子と、散乱された出射光を集光する集光素
子を具備し、この集光素子の集光の度合いを調整可能と
した点を特徴とする。
That is, the liquid crystal display device according to the present invention comprises:
A liquid crystal panel having a liquid crystal composition (hereinafter, also simply referred to as a liquid crystal layer or liquid crystal) sandwiched between a pair of substrates having various electrodes for pixel selection formed on at least one inner surface; And a control means for applying a voltage corresponding to a display image signal to the electrode, and a light source device (backlight) for illuminating the liquid crystal panel from the back, wherein the backlight is a linear lamp and light emitted from the lamp. A light-scattering element that scatters the emitted light of the backlight between the backlight and the liquid crystal panel, and a light-collecting element that collects the scattered emitted light. The feature is that the degree of light collection of the light collection element can be adjusted.

【0026】上記の構成において、バックライトの出射
光を集光する集光素子は前記と同様のプリズムシート、
レンズシート、ミラーシート等の光学シートを用いる。
この集光により液晶表示装置の正面輝度は向上するが、
視角特性は低下する。
In the above configuration, the condensing element for condensing the light emitted from the backlight is the same prism sheet as described above,
An optical sheet such as a lens sheet and a mirror sheet is used.
Although the front luminance of the liquid crystal display device is improved by this light collection,
The viewing angle characteristics are degraded.

【0027】すなわち、前記目的を達成するために、本
発明は、下記の(1)〜(6)の構成とした点に特徴を
有する。
That is, in order to achieve the above object, the present invention is characterized in having the following constitutions (1) to (6).

【0028】(1)対向配置された少なくとも一方に画
素選択用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を
挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配
置された上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信
号に応じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶
パネルの背面に設置されたバックライトとを上フレーム
およびこの上フレームと連接する下フレームにより固定
してなり、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、
前記バックライトからの出射光を集光する集光素子と、
この集光素子の前記液晶パネル側に積層して前記集光素
子からの光の透過光の散乱度合いを可変とした光散乱素
子を具備したことを特徴とする。
(1) A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates having a pixel selection electrode on at least one of the opposed polarizers, and an upper polarizing plate arranged with the liquid crystal panel interposed therebetween And a lower polarizing plate, a driving unit for applying a voltage according to a display signal to the electrode, and a backlight installed on the back surface of the liquid crystal panel, fixed by an upper frame and a lower frame connected to the upper frame. Between the backlight and the liquid crystal panel,
A light-collecting element that collects light emitted from the backlight;
A light-scattering element is provided on the liquid crystal panel side of the light-collecting element, the light-scattering element having a variable degree of scattering of light transmitted from the light-collecting element.

【0029】(2)対向配置された少なくとも一方に画
素選択用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を
挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配
置された上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信
号に応じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶
パネルの背面に設置されたバックライトとを上フレーム
およびこの上フレームと連接する下フレームにより固定
してなり、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、
前記バックライトからの出射光の透過光を散乱させる度
合いを可変とした光散乱素子と、この光散乱素子の前記
液晶パネル側に積層して前記光散乱素子からの光を集光
する集光素子とを具備したことを特徴とする。
(2) A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates having a pixel selection electrode on at least one of them facing each other, and an upper polarizing plate arranged with the liquid crystal panel interposed therebetween And a lower polarizing plate, a driving unit for applying a voltage according to a display signal to the electrode, and a backlight installed on the back surface of the liquid crystal panel, fixed by an upper frame and a lower frame connected to the upper frame. Between the backlight and the liquid crystal panel,
A light scattering element having a variable degree of scattering transmitted light of the light emitted from the backlight, and a light-collecting element which is stacked on the liquid crystal panel side of the light-scattering element and collects light from the light-scattering element And characterized in that:

【0030】(3)(1)における前記光散乱素子が、
一対の透明電極間に高分子中に有機低分子ネマチック液
晶を分散した高分子分散型液晶シートであることを特徴
とする。
(3) The light scattering element according to (1),
It is a polymer-dispersed liquid crystal sheet in which an organic low-molecular nematic liquid crystal is dispersed in a polymer between a pair of transparent electrodes.

【0031】(4)(1)における前記高分子分散型液
晶シートが、一対の透明電極間に有機低分子ネマチック
液晶を挟持してなることを特徴とする。
(4) The polymer dispersed liquid crystal sheet according to (1) is characterized in that an organic low molecular nematic liquid crystal is sandwiched between a pair of transparent electrodes.

【0032】(5)(1)における前記光散乱素子が、
透明基板上に傾き角が可変に植立された多数の光散乱性
プレートからなる光散乱板からなり、前記傾き角により
透過する光の散乱度を変化させることを特徴とする。
(5) The light scattering element according to (1),
The light-scattering plate includes a plurality of light-scattering plates having a tilt angle variably set on a transparent substrate, and the degree of scattering of transmitted light is changed according to the tilt angle.

【0033】(6)(2)における前記集光素子が、印
加される電圧値によって透過光の集光度が変化する透明
圧電フィルムであることを特徴とする。
(6) The light-collecting device according to (2) is a transparent piezoelectric film in which the degree of condensing transmitted light changes according to an applied voltage value.

【0034】上記した各構成により、液晶パネルの正面
輝度と視角特性の両方が調整でき、特に大画面の液晶表
示装置の使い勝手が向上する。
According to the above-described configurations, both the front luminance and the viewing angle characteristics of the liquid crystal panel can be adjusted, and the usability of a large-screen liquid crystal display device is particularly improved.

【0035】[0035]

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

【0036】図1は本発明による液晶表示装置の第1実
施例を説明する模式断面図であって、1aは上基板、1
bは下基板、3は上偏光板4aと下偏光板4bの間に液
晶層2を挟持した液晶パネル、7は線状光源(ランプ)
5と反射器6からなる直下型バックライト、10は上透
明電極層8aと下透明電極層8bの間に高分子層9aに
低分子ネマチック液晶9bを分散してなる光散乱素子で
ある光散乱シート、12は上プリズムシート11aと下
プリズムシート11bからなる集光素子である集光シー
ト、13は調光電源、14は調光スイッチである。
FIG. 1 is a schematic sectional view for explaining a first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
b denotes a lower substrate, 3 denotes a liquid crystal panel having a liquid crystal layer 2 sandwiched between an upper polarizing plate 4a and a lower polarizing plate 4b, and 7 denotes a linear light source (lamp).
A direct-type backlight composed of 5 and a reflector 6 is a light-scattering element which is a light-scattering element in which a low-molecular nematic liquid crystal 9b is dispersed in a polymer layer 9a between an upper transparent electrode layer 8a and a lower transparent electrode layer 8b. Reference numeral 12 denotes a light condensing sheet, which is a light condensing element composed of an upper prism sheet 11a and a lower prism sheet 11b; 13, a light control power supply; and 14, a light control switch.

【0037】同図の液晶パネルとしては、既知の様々な
型式のものが用いられる。この液晶表示装置がTN型と
縦電界方式の場合、液晶層2の屈折率異方性Δnとセル
ギャップ(上下基板間の間隙)dとの積Δn・dは0.
2から0.6μmの範囲がコントラスト比と明るさを両
立させるためには好ましく、STN型の場合は0.5か
ら1.2μmの範囲が、横電界方式では0.2から0.
5μmの範囲が好ましい。
As the liquid crystal panel shown in the figure, various known types are used. When the liquid crystal display device is of the TN type and the vertical electric field type, the product Δnd · d of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer 2 and the cell gap (gap between the upper and lower substrates) is 0.
The range of 2 to 0.6 μm is preferable for achieving both the contrast ratio and the brightness, and the range of 0.5 to 1.2 μm for the STN type, and the range of 0.2 to 0.
A range of 5 μm is preferred.

【0038】ここでは、液晶パネルを構成する一対の透
明基板として、厚みが0.7mmで表面を研磨し、IT
O(インジウムチンオキサイド)の透明電極をスパッタ
法で成膜したガラス基板を2枚用いる。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、複屈折率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、Δn・dは0.78μmとした。
Here, as a pair of transparent substrates constituting a liquid crystal panel, the surfaces are polished to a thickness of 0.7 mm,
Two glass substrates on which a transparent electrode of O (indium tin oxide) is formed by a sputtering method are used. Between these substrates, the dielectric anisotropy Δnε is positive, the value is 4.5, and the birefringence Δn is 0.13 (589 nm, 20 ° C.).
And a cell gap of 6 μm
Therefore, Δn · d was set to 0.78 μm.

【0039】そして、基板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、250°Cで30分
間焼成し、ラビング処理を行って3.5度のプレチルト
角を形成した。なお、このプレチルト角は回転結品法で
測定した。両基板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
によって規定される。
Then, the polyimide-based orientation control film applied to the substrate surface was applied using a spinner, baked at 250 ° C. for 30 minutes, and rubbed to form a pretilt angle of 3.5 degrees. In addition, this pretilt angle was measured by a rotating product method. The rubbing directions of 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.

【0040】ねじれ角は閾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度が
上限であり、また下限はコントラストによって制限さ
れ、200度が限界である。
The maximum value of the torsion angle is limited because the lighting state near the threshold value is an orientation that scatters light, the upper limit is 260 degrees, the lower limit is limited by contrast, and the limit is 200 degrees.

【0041】本実施例では、走査線数が200本以上で
も十分なコントラストで白黒表示が可能な液晶表示装置
を得ることを目的とし、ねじれ角は240度とした。ま
た、下基板1bと上基板1aと各偏光板4bと4aの間
に、ポリカーボネートからなるΔn・d=0.4μmの
位相差フィルムを各一枚配置する(図示せず)。
The purpose of this embodiment is to provide a liquid crystal display device capable of displaying black and white with sufficient contrast even when the number of scanning lines is 200 or more, and the twist angle is set to 240 degrees. In addition, a single retardation film of Δn · d = 0.4 μm made of polycarbonate is arranged between the lower substrate 1b, the upper substrate 1a, and the polarizing plates 4b and 4a (not shown).

【0042】図1において、バックライト7から出射し
た照明光は2枚のプリズムシート11a,11bからな
る集光シート12により液晶パネル方向に集光される。
なお、2枚のプリズムシート11aと11bのプリズム
を形成する溝方向(あるいは山方向)は交差する方向に
形成されており、バックライト7からの光を2方向から
液晶パネル方向に集光する機能を持つ。
In FIG. 1, the illuminating light emitted from the backlight 7 is converged in the direction of the liquid crystal panel by a condensing sheet 12 composed of two prism sheets 11a and 11b.
The groove directions (or crest directions) forming the prisms of the two prism sheets 11a and 11b are formed so as to intersect with each other, and a function of condensing light from the backlight 7 from two directions toward the liquid crystal panel. have.

【0043】集光シート12で集光された光は光散乱シ
ート10を通過する。このとき、調光スイッチ14を例
えばオフとした状態では低分子ネマチック液晶の分子は
ランダムな配向状態にあり、透過する光は散乱されてし
まう。すなわち、この場合は正面輝度が低く視野角は広
い表示となる。
The light condensed by the condensing sheet 12 passes through the light scattering sheet 10. At this time, when the light control switch 14 is turned off, for example, the molecules of the low-molecular nematic liquid crystal are in a random alignment state, and the transmitted light is scattered. That is, in this case, the display has a low front luminance and a wide viewing angle.

【0044】一方、調光スイッチ14により調光電源1
3から上透明電極層8aと下透明電極層8bの間にある
電圧を印加することにより、高分子層9aに分散された
低分子ネマチック液晶9bの配向状態が縦方向に揃った
状態になり、入射した光はそのまま通過する。これによ
り正面輝度は高くなると共に視野角が狭くなる。
On the other hand, the dimming power source 1 is
By applying a voltage between 3 and the upper transparent electrode layer 8a and the lower transparent electrode layer 8b, the alignment state of the low molecular nematic liquid crystal 9b dispersed in the polymer layer 9a is aligned in the vertical direction, The incident light passes through as it is. This increases the front luminance and narrows the viewing angle.

【0045】したがって、調光電源13から上透明電極
層8aと下透明電極層8bの間に印加する電圧を調整す
ることで、散乱状態の度合いを変化させることができ、
正面輝度と視野角とを任意に調整できる。
Therefore, the degree of the scattering state can be changed by adjusting the voltage applied from the dimming power supply 13 between the upper transparent electrode layer 8a and the lower transparent electrode layer 8b,
The front luminance and the viewing angle can be arbitrarily adjusted.

【0046】図2は図1における光散乱素子の調光機能
を説明する模式図である。同図(a)は光散乱シート1
0を構成する低分子ネマチック液晶分子9bがランダム
な状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は散乱される。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the dimming function of the light scattering element in FIG. FIG. 2A shows the light scattering sheet 1.
The low-molecular nematic liquid crystal molecules 9b constituting 0 show a random state, and in this state, light incident from the light-collecting sheet is scattered.

【0047】一方、同図(b)は光散乱シート10を構
成する低分子ネマチック液晶分子9bが縦方向に整列し
た状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は集光状態を保ったのまま通過する。
On the other hand, FIG. 6B shows a state in which the low molecular nematic liquid crystal molecules 9b constituting the light scattering sheet 10 are aligned in the vertical direction. In this state, the light incident from the light collecting sheet keeps the light collecting state. Pass as it is.

【0048】この(a)と(b)の状態は、図1に示し
た調光電源から印加する電圧の大きさで任意に調整でき
る。すなわち、画面の正面輝度と視野角の両方を所要の
状態に設定できる。
The states (a) and (b) can be arbitrarily adjusted by the magnitude of the voltage applied from the dimming power supply shown in FIG. That is, both the front luminance and the viewing angle of the screen can be set to required states.

【0049】図3は本発明の第1実施例の効果を説明す
る図2に対応した視野角と輝度の関係の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of the relationship between the viewing angle and the luminance corresponding to FIG. 2 for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.

【0050】同図のAは図2の(b)の状態すなわち正
面輝度を高くした状態を示す。この場合正面輝度は20
0cd/m2 以上となるが、視認可能な輝度80cd/
2付近での視野角は約50度程度での輝度は正面輝度
に対して約1/3程度に輝度が低下する。
FIG. 2A shows the state shown in FIG. 2B, that is, the state in which the front luminance is increased. In this case, the front luminance is 20
0 cd / m 2 or more, but visible luminance 80 cd / m 2
The luminance at a viewing angle of about 50 degrees near m 2 is reduced to about 1/3 of the front luminance.

【0051】これに対し、同図のBは図2の(a)の状
態すなわち視野角を広くした状態を示す。この場合正面
輝度は130cd/m2 程度となるが、視野角の変化に
伴う輝度変化は少なくなり、視認可能な輝度80cd/
2 付近での視野角は約70度程度となる。
On the other hand, FIG. 2B shows the state shown in FIG. 2A, that is, the state where the viewing angle is widened. In this case, the front luminance is about 130 cd / m 2 , but the luminance change due to the change in the viewing angle is small, and the visible luminance is 80 cd / m 2.
The viewing angle near m 2 is about 70 degrees.

【0052】以上のように、本実施例によれば、輝度と
視野角の両方を任意に調整することが可能となり、液晶
表示装置を使用環境に応じた最適な画面状態に設定する
ことができる。
As described above, according to this embodiment, it is possible to arbitrarily adjust both the luminance and the viewing angle, and it is possible to set the liquid crystal display device to an optimal screen state according to the use environment. .

【0053】図4は本発明による液晶表示装置の第2実
施例を説明する模式断面図であって、18aと18bは
透明電極を成膜した1対の透明基板、19は有機低分子
ネマチック液晶層、20は光散乱シート、図1と同一符
号は同一機能部分に相当する。なお、液晶パネル3、そ
の他の構成についての詳細は前記第1実施例と同様であ
る。
FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, wherein 18a and 18b are a pair of transparent substrates on which transparent electrodes are formed, and 19 is an organic low molecular nematic liquid crystal. The layer 20 is a light scattering sheet, and the same reference numerals as those in FIG. 1 correspond to the same functional parts. The details of the liquid crystal panel 3 and other components are the same as in the first embodiment.

【0054】本実施例では、集光シート12と液晶パネ
ル3の間に設置する光散乱シート20が、透明電極を成
膜した1対の透明基板18aと18b間に有機低分子ネ
マチック液晶層19を挟持したものを用いている。
In this embodiment, the light scattering sheet 20 provided between the light-condensing sheet 12 and the liquid crystal panel 3 comprises an organic low-molecular nematic liquid crystal layer 19 between a pair of transparent substrates 18a and 18b on which transparent electrodes are formed. Is used.

【0055】集光シート12で集光された光は光散乱シ
ート20を通過する。このとき、調光スイッチ14を例
えばオフとした状態では低分子ネマチック液晶の分子は
ランダムな配向状態にあり、透過する光は散乱されてし
まう。すなわち、この場合は正面輝度が低く視野角は広
い表示となる。
The light condensed by the light condensing sheet 12 passes through the light scattering sheet 20. At this time, when the light control switch 14 is turned off, for example, the molecules of the low-molecular nematic liquid crystal are in a random alignment state, and the transmitted light is scattered. That is, in this case, the display has a low front luminance and a wide viewing angle.

【0056】一方、調光スイッチ14により調光電源1
3から上透明基板18aと下透明基板18bの間にある
電圧を印加することにより、低分子ネマチック液晶19
の配向状態が縦方向に揃った状態になり、入射した光は
そのまま通過する。これにより正面輝度は高くなると共
に視野角が狭くなる。
On the other hand, the light control power supply 1 is controlled by the light control switch 14.
3 through application of a voltage between the upper transparent substrate 18a and the lower transparent substrate 18b,
Are aligned in the vertical direction, and the incident light passes through as it is. This increases the front luminance and narrows the viewing angle.

【0057】したがって、調光電源13から上透明基板
18aと下透明基板18bの間に印加する電圧を調整す
ることで、散乱状態の度合いを変化させることができ、
正面輝度と視野角とを任意に調整できる。
Therefore, by adjusting the voltage applied between the dimming power supply 13 and the upper transparent substrate 18a and the lower transparent substrate 18b, the degree of the scattering state can be changed.
The front luminance and the viewing angle can be arbitrarily adjusted.

【0058】図5は図4における光散乱素子の調光機能
を説明する模式図である。同図(a)は光散乱シート2
0を構成する低分子ネマチック液晶分子19がランダム
な状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は散乱される。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the dimming function of the light scattering element in FIG. FIG. 2A shows the light scattering sheet 2.
The low-molecular nematic liquid crystal molecules 19 constituting 0 show a random state, and in this state, light incident from the light-collecting sheet is scattered.

【0059】一方、同図(b)は光散乱シート20を構
成する低分子ネマチック液晶分子19が縦方向に整列し
た状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は集光状態を保ったのまま通過する。
On the other hand, FIG. 7B shows a state in which the low molecular nematic liquid crystal molecules 19 constituting the light scattering sheet 20 are aligned in the vertical direction. In this state, the light incident from the light collecting sheet keeps the light collecting state. Pass as it is.

【0060】この(a)と(b)の状態は、図4に示し
た調光電源から印加する電圧の大きさで任意に調整でき
る。すなわち、画面の正面輝度と視野角の両方を所要の
状態に設定できる。
The states (a) and (b) can be arbitrarily adjusted by the magnitude of the voltage applied from the dimming power supply shown in FIG. That is, both the front luminance and the viewing angle of the screen can be set to required states.

【0061】図6は本発明による液晶表示装置の第3実
施例を説明する模式断面図であって、30は集光素子で
ある圧電レンズシート、31は光拡散素子である光散乱
シート、前記図1および図4と同一符号は同一機能部分
に対応する。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, wherein 30 is a piezoelectric lens sheet as a condensing element, 31 is a light scattering sheet as a light diffusing element, 1 and 4 correspond to the same functional parts.

【0062】本実施例では、バックライト7と液晶パネ
ル3の間に光散乱シート31とこの上層に集光素子とし
て圧電レンズシート30を設けたものである。この圧電
レンズシート30は圧電物質の透明なシートからなり、
その表面の2方向に調光電源13から調光スイッチ14
を介して電圧を印加することにより、当該圧電レンズシ
ートが突状に変形して多数の微小レンズ30aが形成さ
れるのである。
In this embodiment, a light scattering sheet 31 is provided between the backlight 7 and the liquid crystal panel 3, and a piezoelectric lens sheet 30 is provided on the light scattering sheet 31 as a condensing element. This piezoelectric lens sheet 30 is made of a transparent sheet of piezoelectric material,
A dimmer switch 14 is provided from a dimmer power supply 13 in two directions on its surface.
The piezoelectric lens sheet is deformed in a protruding manner by applying a voltage via the above, and a large number of microlenses 30a are formed.

【0063】図7は図6に示した圧電レンズシートの調
光機能を説明する模式図である。同図(a)は平面図、
(b)は電圧を印加しないときの平坦面状態を示す断面
図、(c)は電圧を否して多数の微小レンズが形成され
た状態を示す断面図である。この微小レンズ30aは
(c)に示したように断面が半円状であり、光散乱シー
トからの光を液晶パネル方向に集光することで正面輝度
を向上させ、(b)に示した平面状態では液晶パネルへ
の光を散乱させて視野角を拡大させる機能を持つ。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the dimming function of the piezoelectric lens sheet shown in FIG. FIG. 2A is a plan view,
(B) is a cross-sectional view showing a flat surface state when no voltage is applied, and (c) is a cross-sectional view showing a state in which many microlenses are formed without applying a voltage. The microlens 30a has a semicircular cross section as shown in FIG. 4C, and improves the front luminance by condensing light from the light scattering sheet in the direction of the liquid crystal panel. In the state, it has a function to scatter light to the liquid crystal panel and enlarge the viewing angle.

【0064】したがって、圧電レンズシート30に印加
する電圧を変化させることで、画面の正面輝度と視野角
の両方を任意に調整できる。
Therefore, by changing the voltage applied to the piezoelectric lens sheet 30, both the front luminance and the viewing angle of the screen can be arbitrarily adjusted.

【0065】図8は本発明の第1あるいは第2実施例に
適用できる正面輝度と視野角の調整を可能とする調光素
子の一例を説明する模式図である。同図(a)は平面
図、(b)は散乱状態を示す断面図、(c)は集光状態
を示す断面図である。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining an example of a dimming device which can be applied to the first or second embodiment of the present invention and which can adjust the front luminance and the viewing angle. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view showing a scattering state, and FIG. 3C is a cross-sectional view showing a condensing state.

【0066】この調光素子40は透明基板41に多数の
光散乱性プレート42を可倒的に植立させた光散乱板で
あり、図1または図4に示したプリズムシート12の上
層に配置される。
The light control element 40 is a light scattering plate in which a large number of light scattering plates 42 are erected on a transparent substrate 41, and is disposed on the upper layer of the prism sheet 12 shown in FIG. 1 or FIG. Is done.

【0067】光散乱性プレート42は機械的機構、ある
いは圧電機構を用いて植立角度を変化させて、(b)に
示したように集光されたバックライトからの出射光を散
乱させたり、直立させて(c)に示したように集光され
た照明光を通過させる。
The light-scattering plate 42 changes the planting angle by using a mechanical mechanism or a piezoelectric mechanism to scatter the collected light emitted from the backlight as shown in FIG. The illumination light is converged as shown in FIG.

【0068】これにより、(b)に示した場合は正面輝
度が低下し、視野角が広くなり、(c)に示した場合は
正面輝度が大きくなり、視野角は狭くなる。
As a result, in the case of (b), the front luminance decreases and the viewing angle increases, and in the case of (c), the front luminance increases and the viewing angle decreases.

【0069】したがって、この調光素子40の光散乱性
プレート42の植立角度を任意に変化させることで、画
面の正面輝度と視野角の両方を任意に調整できる。
Therefore, both the front luminance and the viewing angle of the screen can be arbitrarily adjusted by arbitrarily changing the planting angle of the light scattering plate 42 of the light control element 40.

【0070】以上の各実施例により、液晶パネルの正面
輝度と視角特性の両方が調整でき、特に大画面の液晶表
示装置の使用環境に応じた画面状態を容易に設定でき
る。
According to each of the above embodiments, both the front luminance and the viewing angle characteristic of the liquid crystal panel can be adjusted, and particularly, the screen state according to the use environment of the large-screen liquid crystal display device can be easily set.

【0071】次に、本発明の液晶表示装置の詳細を図9
〜図23により説明する。
Next, the details of the liquid crystal display device of the present invention are shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0072】図9はは本発明の液晶表示装置の一例であ
るアクティブ・マトリクス方式カラー液晶表示装置の一
画素とブラックマトリクスBMの遮光領域およびその周
辺を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing one pixel of an active matrix type color liquid crystal display device which is an example of the liquid crystal display device of the present invention, a light shielding region of the black matrix BM, and its periphery.

【0073】図9に示すように、各画素は走査信号配線
(ゲート信号線又は水平信号線)GLと、対向電圧信号
線(対向電極配線)CLと、隣接する2本の映像信号配
線(ドレイン信号線又は垂直信号線)DLとの交差領域
内(4本の信号線で囲まれた領域内)に配置されてい
る。
As shown in FIG. 9, each pixel has a scanning signal line (gate signal line or horizontal signal line) GL, a counter voltage signal line (counter electrode line) CL, and two adjacent video signal lines (drain). The signal line or the vertical signal line) is arranged in an intersecting region with the DL (in a region surrounded by four signal lines).

【0074】各画素は薄膜トランジスタTFT、蓄積容
量Cstg、画素電極PX及び対向電極CTを含む。走
査信号線GL、対向電圧信号線CLは、同図では左右方
向に延在し、上下方向に複数本配置されている。映像信
号線DLは上下方向に延在し、左右方向に複数本配置さ
れている。画素電極PXは薄膜トランジスタTFTと接
続され、対向電極CTは対向電圧信号線CLと一体にな
っている。
Each pixel includes a thin film transistor TFT, a storage capacitor Cstg, a pixel electrode PX, and a counter electrode CT. The scanning signal lines GL and the counter voltage signal lines CL extend in the left-right direction in FIG. The video signal lines DL extend in the up-down direction, and a plurality of video signal lines DL are arranged in the left-right direction. The pixel electrode PX is connected to the thin film transistor TFT, and the counter electrode CT is integrated with the counter voltage signal line CL.

【0075】画素電極PXと対向電極CTは互いに対向
し、各画素電極PXと対向電極CTとの間の電界により
液晶LCの配向状態を制御し、透過光を変調して表示を
制御する。画素電極PXと対向電極CTは櫛歯状に構成
され、それぞれ同図の上下方向に長細い電極となってい
る。
The pixel electrode PX and the counter electrode CT are opposed to each other, and the alignment state of the liquid crystal LC is controlled by the electric field between each pixel electrode PX and the counter electrode CT, and the display is controlled by modulating the transmitted light. The pixel electrode PX and the counter electrode CT are formed in a comb-like shape, and each is an electrode that is elongated in the vertical direction in FIG.

【0076】1画素内の対向電極CTの本数O(櫛歯の
本数)は、画素電極PXの本数P(櫛歯の本数)とO=
P+1の関係を必ず持つように構成する(本実施例で
は、O=2、P=1)。これは、対向電極CTと画素電
極PXを交互に配置し、かつ、対向電極CTを映像信号
線DLに必ず隣接させるためである。
The number O (number of comb teeth) of the counter electrode CT in one pixel is equal to the number P (number of comb teeth) of the pixel electrode PX and O =
It is configured to always have the relationship of P + 1 (O = 2, P = 1 in this embodiment). This is because the counter electrode CT and the pixel electrode PX are alternately arranged, and the counter electrode CT is always adjacent to the video signal line DL.

【0077】これにより、対向電極CTと画素電極PX
の間の電界が、映像信号線DLから発生する電界から影
響を受けないように、対向電極CTで映像信号線DLか
らの電気力線をシールドすることができる。
As a result, the counter electrode CT and the pixel electrode PX
The electric field lines from the video signal line DL can be shielded by the counter electrode CT so that the electric field between them is not affected by the electric field generated from the video signal line DL.

【0078】対向電極CTは、対向電圧信号線CLによ
り常に外部から電位を供給されているため、電位は安定
している。そのため、映像信号線DLに隣接しても、電
位の変動が殆どない。又、これにより、画素電極PXの
映像信号線DLからの幾何学的な位置が遠くなるので、
画素電極PXと映像信号線DLの間の寄生容量が大幅に
減少し、画素電極電位Vsの映像信号電圧による変動も
制御できる。
Since the potential of the counter electrode CT is always supplied from the outside by the counter voltage signal line CL, the potential is stable. Therefore, there is almost no change in potential even adjacent to the video signal line DL. In addition, since the geometric position of the pixel electrode PX from the video signal line DL becomes farther,
The parasitic capacitance between the pixel electrode PX and the video signal line DL is greatly reduced, and the fluctuation of the pixel electrode potential Vs due to the video signal voltage can be controlled.

【0079】これらにより、上下方向に発生するクロス
トーク(縦スミアと呼ばれる画質不良)を抑制すること
ができる。
Thus, crosstalk (defective image quality called vertical smear) occurring in the vertical direction can be suppressed.

【0080】画素電極PXと対向電極CTの電極幅W
p,Wcはそれぞれ6μmとし、後述の液晶層の最大設
定厚みを超える4.5μmよりも十分大きく設定する。
製造上の加工ばらつきを考慮すると20%以上のマージ
ンを持った方が好ましいので、望ましくは5.4μmよ
りも十分大きくしたほうが良い。
The electrode width W between the pixel electrode PX and the counter electrode CT
Each of p and Wc is set to 6 μm, which is set sufficiently larger than 4.5 μm which exceeds the maximum set thickness of the liquid crystal layer described later.
It is preferable to have a margin of 20% or more in consideration of processing variations in manufacturing. Therefore, it is preferable that the margin be sufficiently larger than 5.4 μm.

【0081】これにより、液晶層に印加される基板面に
平行な電界成分が基板面に垂直な方向の電界成分よりも
大きくなり、液晶を駆動する電圧の上昇を抑制すること
ができる。又、各電極の電極幅Wp,Wcの最大値は、
画素電極PXと対向電極CTの間の間隔Lよりも小さい
事が好ましい。
As a result, the electric field component applied to the liquid crystal layer parallel to the substrate surface becomes larger than the electric field component in the direction perpendicular to the substrate surface, so that an increase in the voltage for driving the liquid crystal can be suppressed. The maximum value of the electrode width Wp, Wc of each electrode is
It is preferable that the distance be smaller than the distance L between the pixel electrode PX and the counter electrode CT.

【0082】これは、電極の間隔が小さすぎると電気力
線の湾曲が激しくなり、基板面に平行な電界成分よりも
基板面に垂直な電界成分の方が大きい領域が増大するた
め、基板面に平行な電界成分を効率良く液晶層に印加で
きないからである。従って、画素電極PXと対向電極C
Tの間の間隔Lはマージンを20%とると7.2μmよ
り大きいことが必要である。本実施例では、対角約1
4.5cm(5.7インチ)で640×480ドットの
解像度で構成したので、画素ピッチは約60μmであ
り、画素を2分割することにより、間隔L>7.2μm
を実現した。
This is because if the distance between the electrodes is too small, the curvature of the electric field lines becomes severe, and the area where the electric field component perpendicular to the substrate surface is larger than the electric field component parallel to the substrate surface increases. This is because an electric field component parallel to the above cannot be efficiently applied to the liquid crystal layer. Therefore, the pixel electrode PX and the counter electrode C
The interval L between T needs to be larger than 7.2 μm if the margin is 20%. In this embodiment, the diagonal is about 1
Since the pixel pitch is about 60 μm because the resolution is 4.5 cm (5.7 inches) and the resolution is 640 × 480 dots, the distance L> 7.2 μm by dividing the pixel into two.
Was realized.

【0083】又、映像信号線DLの電極幅は断線を防止
するために、画素電極PXと対向電極CTに比較して若
干広い8μmとし、映像信号線DLと対向電極CTとの
間隔は短絡を防止するために約1μmの間隔を開けると
共に、ゲート絶縁膜の上側に映像信号線DLを下側に対向
電極CTを形成して、異層になるように配置している。
The electrode width of the video signal line DL is set to 8 μm which is slightly wider than the pixel electrode PX and the counter electrode CT in order to prevent disconnection, and the interval between the video signal line DL and the counter electrode CT is short-circuited. In order to prevent this, an interval of about 1 μm is provided, a video signal line DL is formed on the upper side of the gate insulating film, and a counter electrode CT is formed on the lower side.

【0084】一方、画素電極PXと対向電極CTの間の
電極間隔は、用いる液晶材料によって変える。これは、
液晶材料によって最大透過率を達成する電界強度が異な
るため、電極間隔を液晶材料に応じて設定し、用いる映
像信号駆動回路(信号側ドライバ)の耐圧で設定される
信号電圧の最大振幅の範囲で、最大透過率が得られるよ
うにするためである。後述の液晶材料を用いると電極間
隔は、約15μmとなる。
On the other hand, the electrode interval between the pixel electrode PX and the counter electrode CT changes depending on the liquid crystal material used. this is,
Since the electric field strength that achieves the maximum transmittance varies depending on the liquid crystal material, the electrode spacing is set according to the liquid crystal material, and within the range of the maximum amplitude of the signal voltage set by the withstand voltage of the video signal driving circuit (signal side driver) used. , So that the maximum transmittance can be obtained. When a liquid crystal material described later is used, the electrode interval is about 15 μm.

【0085】本構成例では、平面的に、ブラックマトリ
クスBMがゲート配線GL上、対向電圧信号線CL、薄
膜トランジスタTFT上、ドレイン配線DL上、ドレイ
ン配線DLと対向電極CT間に形成している。
In the present configuration example, a black matrix BM is formed on the gate line GL, the counter voltage signal line CL, the thin film transistor TFT, the drain line DL, and between the drain line DL and the counter electrode CT in plan view.

【0086】《マトリクス部(画素部)の断面構造》図
10は図9のFーF切断線における薄膜トランジスタT
FTの断面図、図11は図9のGーG切断線における蓄
積容量Cstgの断面図、図12は横電界方式の液晶表
示基板の画像表示領域における1画素の電極近傍の断面
図と基板周辺部の断面図である。
<< Cross-Sectional Structure of Matrix (Pixel) >> FIG. 10 shows a thin film transistor T taken along the line FF in FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view of the storage capacitor Cstg taken along the line GG in FIG. 9; It is sectional drawing of a part.

【0087】図12に示すように、液晶層LCを基準に
して下部透明ガラス基板SUB1側には薄膜トランジス
タTFT、蓄積容量Cstg(図示せず)及び電極群C
T、PXが形成され、上部透明ガラス基板SUB2側に
はカラーフィルタFIL、遮光用ブラックマトリクスB
Mのパターンが形成されている。尚、公知ではないが、
同一出願人による、特願平7ー198349号に提案さ
れたように、遮光用ブラックマトリクスBMのパターン
を下部透明ガラス基板SUB1側に形成することも可能
である。
As shown in FIG. 12, a thin film transistor TFT, a storage capacitor Cstg (not shown), and an electrode group C are provided on the lower transparent glass substrate SUB1 side with respect to the liquid crystal layer LC.
T, PX are formed, and a color filter FIL and a black matrix B for shading are formed on the upper transparent glass substrate SUB2 side.
An M pattern is formed. Although not publicly known,
As proposed in Japanese Patent Application No. 7-198349 by the same applicant, it is also possible to form the pattern of the light-shielding black matrix BM on the lower transparent glass substrate SUB1 side.

【0088】又、透明ガラス基板SUB1、SUB2の
それぞれの内側(液晶LC側)の表面には、液晶の初期
配向を制御する配向膜ORI11、ORI12が設けら
れており、透明ガラス基板SUB1、SUB2のそれぞ
れの外側の表面には、偏光軸が直交して配置(クロスニ
コル配置)された偏光板POL1、POL2が設けられ
ている。
On the inner surface (on the liquid crystal LC side) of each of the transparent glass substrates SUB1 and SUB2, alignment films ORI11 and ORI12 for controlling the initial alignment of the liquid crystal are provided. Polarizing plates POL1 and POL2 whose polarization axes are orthogonally arranged (crossed Nicol arrangement) are provided on the outer surfaces of each.

【0089】次に、下側透明ガラス基板SUB1側(T
FT基板)の構成を詳しく説明する。
Next, the lower transparent glass substrate SUB1 side (T
The configuration of the FT substrate will be described in detail.

【0090】TFT基板 《薄膜トランジスタ》薄膜トランジスタTFTは、ゲー
ト電極GTに正のバイアスを印加すると、ソース−ドレ
イン間のチャネル抵抗が小さくなり、バイアスを零にす
ると、チャネル抵抗は大きくなるように動作する。
TFT Substrate << Thin Film Transistor >> The thin film transistor TFT operates so that the channel resistance between the source and the drain decreases when a positive bias is applied to the gate electrode GT, and the channel resistance increases when the bias is set to zero.

【0091】薄膜トランジスタTFTは、図10に示す
ように、ゲート電極GT、ゲート絶縁膜GI、i型(真
性:intrinsic、導電型決定不純物がドープさ
れていない)非晶質シリコン(Si)からなるi型半導
体層AS、一対のソース電極SD1、ドレイン電極SD
2を有する。
As shown in FIG. 10, the thin film transistor TFT has a gate electrode GT, a gate insulating film GI, and an i-type (intrinsic, not doped with a conductivity type determining impurity) amorphous silicon (Si) made of i. Type semiconductor layer AS, a pair of source electrode SD1, drain electrode SD
2

【0092】尚、ソース、ドレインは本来その間のバイ
アス極性によって決まるもので、この液晶表示装置の回
路ではその極性は動作中反転するので、ソース、ドレイ
ンは動作中入れ替わると理解されたい。しかし、以下の
説明では、便宜上一方をソース、他方をドレインと固定
して表現する。
It should be understood that the source and the drain are originally determined by the bias polarity between them, and in the circuit of this liquid crystal display device, the polarity is inverted during the operation, and therefore, it should be understood that the source and the drain are switched during the operation. However, in the following description, one is fixed and the other is fixed as a drain for convenience.

【0093】《ゲート電極GT》ゲート電極GTは走査
信号線GLと連続して形成されており、走査信号線GLの
一部の領域がゲート電極GTとなるように構成されてい
る。このゲート電極GTは薄膜トランジスタTFTの能
動領域を超える部分であり、i型半導体層ASを完全に
覆うよう(下方から見て)それより大きめに形成されて
いる。
<< Gate Electrode GT >> The gate electrode GT is formed continuously with the scanning signal line GL, and a part of the scanning signal line GL is configured as the gate electrode GT. The gate electrode GT is a portion exceeding the active region of the thin film transistor TFT, and is formed larger than that so as to completely cover the i-type semiconductor layer AS (as viewed from below).

【0094】これにより、ゲート電極GTはそれ自身の
役割の他に、i型半導体層ASに外光やバックライト光
が当たらないように工夫されている。本例では、ゲート
電極GTは単層の導電膜g1で形成されている。この導
電膜g1としては、例えばスパッタで形成されたアルミ
ニウム(Al)膜が用いられ、その上にはAlの陽極酸
化膜AOFが設けられている。
Thus, in addition to the role of the gate electrode GT, the gate electrode GT is designed so that external light and backlight do not hit the i-type semiconductor layer AS. In this example, the gate electrode GT is formed of a single-layer conductive film g1. As the conductive film g1, for example, an aluminum (Al) film formed by sputtering is used, and an anodic oxide film AOF of Al is provided thereon.

【0095】《走査信号線GL》走査信号線GLは導電
膜g1で構成されている。この走査信号線GLの導電膜
g1はゲート電極GTの導電膜g1と同一製造工程で形
成され、かつ、一体に構成されている。この走査信号線
GLにより、外部回路からゲート電圧Vgをゲート電極
GTに供給する。
<< Scanning Signal Line GL >> The scanning signal line GL is formed of the conductive film g1. The conductive film g1 of the scanning signal line GL is formed in the same manufacturing process as the conductive film g1 of the gate electrode GT, and is integrally formed. Through this scanning signal line GL, a gate voltage Vg is supplied from an external circuit to the gate electrode GT.

【0096】又、走査信号線GL上にもAlの陽極酸化
膜AOFが設けられている。尚、映像信号線DLと交差
する部分は映像信号線DLとの短絡の確率を小さくする
ため細くし、又、短絡してもレーザトリミングで切り離
すことができるように二股にしている。
Also, an anodic oxide film AOF of Al is provided on the scanning signal line GL. The portion that intersects with the video signal line DL is made thin to reduce the probability of short-circuit with the video signal line DL, and is made bifurcated so that even if it is short-circuited, it can be separated by laser trimming.

【0097】《対向電極CT》対向電極CTはゲート電
極GT及び走査信号線GLと同層の導電膜g1で構成さ
れている。又、対向電極CT上にもAlの陽極酸化膜A
OFが設けられている。対向電極CTは、陽極酸化膜A
OFで完全に覆われていることから、映像信号線と限り
なく近づけても、それらが短絡してしまうことがなくな
る。
<< Counter Electrode CT >> The counter electrode CT is formed of a conductive film g1 in the same layer as the gate electrode GT and the scanning signal line GL. Also, an anodic oxide film A of Al is formed on the counter electrode CT.
An OF is provided. The counter electrode CT has an anodic oxide film A
Since they are completely covered with the OF, even if they are brought as close as possible to the video signal lines, they will not be short-circuited.

【0098】又、それらを交差させて構成させることも
できる。対向電極CTには対向電圧Vcomが印加され
るように構成されている。本実施例では、対向電圧Vc
omは映像信号線DLに印加される最小レベルの駆動電
圧Vdminと最大レベルの駆動電圧Vdmaxとの中
間直流電位から、薄膜トランジスタ素子TFTをオフ状
態にするときに発生するフィードスルー電圧ΔVs分だ
け低い電位に設定されるが、映像信号駆動回路で使用さ
れる集積回路の電源電圧を約半分に低減したい場合は、
交流電圧を印加すれば良い。
Further, they may be configured to cross each other. The counter electrode CT is configured to apply a counter voltage Vcom. In this embodiment, the counter voltage Vc
om is a potential lower than an intermediate DC potential between the minimum level drive voltage Vdmin and the maximum level drive voltage Vdmax applied to the video signal line DL by a feedthrough voltage ΔVs generated when the thin film transistor element TFT is turned off. However, if you want to reduce the power supply voltage of the integrated circuit used in the video signal drive circuit to about half,
An AC voltage may be applied.

【0099】《対向電圧信号線CL》対向電圧信号線C
Lは導電膜g1で構成されている。この対向電圧信号線
CLの導電膜g1はゲート電極GT、走査信号線GL及
び対向電極CTの導電膜g1と同一製造工程で形成さ
れ、かつ、対向電極CTと一体に構成されている。
<< Counter Voltage Signal Line CL >> Counter Voltage Signal Line C
L is composed of the conductive film g1. The conductive film g1 of the counter voltage signal line CL is formed in the same manufacturing process as the conductive film g1 of the gate electrode GT, the scanning signal line GL, and the counter electrode CT, and is formed integrally with the counter electrode CT.

【0100】この対向電圧信号線CLにより、外部回路
から対向電圧Vcomを対向電極CTに供給する。又、
対向電圧信号線CL上にもAlの陽極酸化膜AOFが設
けられている。尚、映像信号線DLと交差する部分は、
走査信号線GLと同様に映像信号線DLとの短絡の確率
を小さくするため細くし、又、短絡しても、レーザトリ
ミングで切り離すことができるように二股にすることも
できる。
The counter voltage Vcom is supplied from the external circuit to the counter electrode CT through the counter voltage signal line CL. or,
An anodic oxide film AOF of Al is also provided on the counter voltage signal line CL. Note that the portion that intersects with the video signal line DL is
Like the scanning signal line GL, it may be made thinner to reduce the probability of short-circuiting with the video signal line DL, or it may be split into two parts so that even if it is short-circuited, it can be separated by laser trimming.

【0101】《絶縁膜GI》絶縁膜GIは、薄膜トラン
ジスタTFTにおいて、ゲート電極GTと共に半導体層
ASに電界を与えるためのゲート絶縁膜として使用され
る。絶縁膜GIはゲート電極GT及び走査信号線GLの
上層に形成されている。
<< Insulating Film GI >> The insulating film GI is used as a gate insulating film for applying an electric field to the semiconductor layer AS together with the gate electrode GT in the thin film transistor TFT. The insulating film GI is formed above the gate electrode GT and the scanning signal line GL.

【0102】絶縁膜GIとしては例えばプラズマCVD
で形成された窒化シリコン膜が選ばれ、120〜270
nmの厚さに(本実施例では、240nm)形成され
る。
As the insulating film GI, for example, plasma CVD
The silicon nitride film formed by
It is formed to a thickness of nm (240 nm in this embodiment).

【0103】このゲート絶縁膜GIは、マトリクス部A
Rの全体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子
DTM、GTMを露出するよう除去されている。また、
絶縁膜GIは走査信号線GL及び対向電圧信号線CLと
映像信号線DLの電気的絶縁にも寄与している。
The gate insulating film GI is formed in the matrix portion A
R is formed so as to surround the entirety of R, and the peripheral portion is removed so as to expose the external connection terminals DTM and GTM. Also,
The insulating film GI also contributes to electrical insulation between the scanning signal lines GL and the counter voltage signal lines CL and the video signal lines DL.

【0104】《i型半導体層AS》i型半導体層AS
は、非晶質シリコンで、20〜220nmの厚さ(本実
施例では、200nm程度の膜厚)で形成される。層d
0はオーミックコンタクト用のリン(P)をドープした
N(+)型非晶質シリコン半導体層であり、下側にi型
半導体層ASが存在し、上側に導電膜d1(d2)が存
在するところのみに残されている。
<< i-type semiconductor layer AS >> i-type semiconductor layer AS
Is amorphous silicon and is formed with a thickness of 20 to 220 nm (about 200 nm in this embodiment). Layer d
Numeral 0 denotes an N (+)-type amorphous silicon semiconductor layer doped with phosphorus (P) for ohmic contact. An i-type semiconductor layer AS is present on the lower side, and a conductive film d1 (d2) is present on the upper side. It is left only in places.

【0105】i型半導体層ASは走査信号線GL及び対
向信号線CLと映像信号線DLとの交差部の両者間にも
設けられている。この交差部のi型半導体層ASは交差
部における走査信号線GL及び対向信号線CLと映像信
号線DLとの短絡を低減する。
The i-type semiconductor layer AS is also provided between the scanning signal line GL and the intersection of the opposing signal line CL and the video signal line DL. The i-type semiconductor layer AS at the intersection reduces a short circuit between the scanning signal line GL and the opposing signal line CL and the video signal line DL at the intersection.

【0106】《ソース電極SDI、ドレイン電極SD
2》ソース電極SDI、ドレイン電極SD2のそれぞれ
は、N(+)型半導体層d0に接触する導電膜d1とそ
の上に形成された導電膜d2とから構成されている。
<< Source electrode SDI, drain electrode SD
2 >> Each of the source electrode SDI and the drain electrode SD2 is composed of a conductive film d1 in contact with the N (+) type semiconductor layer d0 and a conductive film d2 formed thereon.

【0107】導電膜d1はスパッタで形成したクロム
(Cr)膜を用い、50〜100nmの厚さに(本実施
例では、60nm程度)で形成される。Cr膜は膜厚を
厚く形成するとストレスが大きくなるので、200nm
程度の膜厚を越えない範囲で形成する。Cr膜はN
(+)型半導体層d0との接着性を良好にし、導電膜d
2のAlがN(+)型半導体層d0に拡散することを防
止する、所謂バリア層の目的で使用される。
The conductive film d1 is formed of a chromium (Cr) film formed by sputtering to a thickness of 50 to 100 nm (about 60 nm in this embodiment). Since the stress increases when the Cr film is formed to have a large thickness, the Cr film has a thickness of 200 nm.
It is formed in a range that does not exceed a certain thickness. Cr film is N
To improve the adhesion to the (+) type semiconductor layer d0,
2 is used for the purpose of a so-called barrier layer that prevents Al from diffusing into the N (+) type semiconductor layer d0.

【0108】導電膜d1として、Cr膜の他に高融点金
属(Mo、Ti、Ta、W)膜、高融点金属シリサイド
(MoSi2 、TiSi2 、TaSi2 、WSi2 )膜
を用いても良い。
As the conductive film d1, a refractory metal (Mo, Ti, Ta, W) film or a refractory metal silicide (MoSi 2 , TiSi 2 , TaSi 2 , WSi 2 ) film may be used in addition to the Cr film. .

【0109】導電膜d2はAlのスパッタリングで30
0〜500nmの厚さに(本実施例では、400nm程
度)形成される。Al膜はCr膜に比べてストレスが小
さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極S
D1、ドレイン電極SD2および映像信号線DLの抵抗
値を低減したり、ゲート電極GTやi型半導体層ASに
起因する段差乗り越えを確実にする(ステップカバレー
ジを良くする)働きがある。
The conductive film d2 has a thickness of 30
It is formed to a thickness of 0 to 500 nm (about 400 nm in this embodiment). The Al film has a smaller stress than the Cr film and can be formed to have a large thickness.
It has functions of reducing the resistance values of D1, the drain electrode SD2, and the video signal line DL, and ensuring the step over caused by the gate electrode GT and the i-type semiconductor layer AS (to improve the step coverage).

【0110】導電膜d1、導電膜d2を同じマスクパタ
ーンでパターニングした後、同じマスクを用いて、或い
は導電膜d1、導電膜d2をマスクとして、N(+)型
半導体層d0が除去される。つまり、i型半導体層AS
上に残っているN(+)型半導体層d0は導電膜d1、
導電膜d2以外の部分がセルフアラインで除去される。
このとき、N(+)型半導体層d0はその厚さ分は全て
除去されるようエッチングされるので、i型半導体層A
Sも若干その表面部分がエッチングされるが、その程度
はエッチング時間で制御すればよい。
After patterning the conductive films d1 and d2 with the same mask pattern, the N (+) type semiconductor layer d0 is removed using the same mask or using the conductive films d1 and d2 as masks. That is, the i-type semiconductor layer AS
The remaining N (+) type semiconductor layer d0 is a conductive film d1,
Portions other than the conductive film d2 are removed by self-alignment.
At this time, since the N (+)-type semiconductor layer d0 is etched so as to completely remove its thickness, the i-type semiconductor layer A is removed.
Although the surface portion of S is also slightly etched, its degree may be controlled by the etching time.

【0111】《映像信号線DL》映像信号線DLはソー
ス電極SD1、ドレイン電極SD2と同層の第2導電膜
d2、第3導電膜d3で構成されている。又、映像信号
線DLはドレイン電極SD2と一体に形成されている。
<< Video Signal Line DL >> The video signal line DL is composed of the second conductive film d2 and the third conductive film d3 in the same layer as the source electrode SD1 and the drain electrode SD2. The video signal line DL is formed integrally with the drain electrode SD2.

【0112】《画素電極PX》画素電極PXはソース電
極SD1、ドレイン電極SD2と同層の第2導電膜d
2、第3導電膜d3で構成されている。又、画素電極P
Xはソース電極SD1と一体に形成されている。
<< Pixel Electrode PX >> The pixel electrode PX is the second conductive film d of the same layer as the source electrode SD1 and the drain electrode SD2.
2, the third conductive film d3. Also, the pixel electrode P
X is formed integrally with the source electrode SD1.

【0113】《蓄積容量Cstg》画素電極PXは、薄
膜トランジスタTFTと接続される端部と反対側の端部
において、対向電圧信号線CLと重なるように形成され
ている。この重ね合せは、図11からも明らかなよう
に、画素電極PXを一方の電極PL2とし、対向電圧信
号線CLを他方の電極PL1とする蓄積容量(静電容量
素子)Cstgを構成する。この蓄積容量Cstgの誘
電体膜は、薄膜トランジスタTFTのゲート絶縁膜とし
て使用される絶縁膜GI及び陽極酸化膜AOFで構成さ
れている。
<< Storage Capacitor Cstg >> The pixel electrode PX is formed so as to overlap the counter voltage signal line CL at the end opposite to the end connected to the thin film transistor TFT. As shown in FIG. 11, this superimposition constitutes a storage capacitor (capacitance element) Cstg in which the pixel electrode PX serves as one electrode PL2 and the counter voltage signal line CL serves as the other electrode PL1. The dielectric film of the storage capacitor Cstg includes an insulating film GI used as a gate insulating film of the thin film transistor TFT and an anodic oxide film AOF.

【0114】図9に示したように、平面的には蓄積容量
Cstgは対向電圧信号線CLの導電膜g1の部分に形
成されている。
As shown in FIG. 9, the storage capacitor Cstg is formed in the conductive film g1 of the counter voltage signal line CL in plan view.

【0115】この場合、この蓄積容量Cstgは、その
絶縁膜GIに対して下側に位置づけられる電極の材料が
Alで形成され、かつ、その表面が陽極化成されたもの
であることから、ALの所謂ヒロック等が原因する点欠
陥(上側に位置づけられる電極との短絡)による弊害を
発生し難くくする蓄積容量を得ることができる。
In this case, the storage capacitor Cstg is made of aluminum because the material of the electrode positioned below the insulating film GI is made of Al and the surface thereof is anodized. It is possible to obtain a storage capacitor which is less likely to cause adverse effects due to a point defect (short-circuit with an electrode positioned on the upper side) caused by a so-called hillock or the like.

【0116】《保護膜PSV1》薄膜トランジスタTF
T上には保護膜PSV1が設けられている。保護膜PS
V1は主に薄膜トランジスタTFTを湿気等から保護す
るために形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の
良いものを使用する。この保護膜PSV1は例えばプラ
ズマCVD装置で形成した酸化シリコン膜や窒化シリコ
ン膜で形成されており、500nm程度の膜厚で形成す
る。
<< Protective Film PSV1 >> Thin Film Transistor TF
On T, a protective film PSV1 is provided. Protective film PS
V1 is formed mainly to protect the thin film transistor TFT from moisture and the like, and uses a material having high transparency and good moisture resistance. The protective film PSV1 is formed of, for example, a silicon oxide film or a silicon nitride film formed by a plasma CVD apparatus, and has a thickness of about 500 nm.

【0117】保護膜PSV1は、マトリクス部ARの全
体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子DT
M、GTMを露出するよう除去されている。この保護膜
PSV1とゲート絶縁膜GIの厚さ関係に関しては、前
者は保護効果を考え厚くされ、後者はトランジスタの相
互コンダクタンスgmを考慮して薄くされる。
The protective film PSV1 is formed so as to surround the whole of the matrix part AR, and the peripheral part is connected to the external connection terminal DT.
M and GTM have been removed to expose. Regarding the thickness relationship between the protective film PSV1 and the gate insulating film GI, the former is made thicker in consideration of the protective effect, and the latter is made thinner in consideration of the transconductance gm of the transistor.

【0118】カラーフィルタ基板 次に、図12、図15により上側透明ガラス基板SUB
2側(カラーフィルタ基板)の構成を詳しく説明する。
Color Filter Substrate Next, referring to FIGS. 12 and 15, the upper transparent glass substrate SUB
The configuration of the two sides (color filter substrate) will be described in detail.

【0119】《遮光膜BM》上部透明ガラス基板SUB
2側には、不要な間隙部(画素電極PXと対向電極CT
の間以外の隙間)からの透過光が表示面側に出射して、
コントラスト比等を低下させないように遮光膜BM(所
謂、ブラックマトリクス)を形成している。遮光膜BM
は、外部光又はバックライト光がi型半導体層ASに入
射しないようにする役割も果たしている。即ち、薄膜ト
ランジスタTFTのi型半導体層ASは上下にある遮光
膜BM及び大きめのゲート電極GTによってサンドイッ
チにされ、外部の自然光やバックライト光が当たらなく
なる。
<< Light shielding film BM >> Upper transparent glass substrate SUB
On the second side, an unnecessary gap (pixel electrode PX and counter electrode CT)
Transmitted light from the gap other than the gap between
A light-shielding film BM (a so-called black matrix) is formed so as not to lower the contrast ratio and the like. Light shielding film BM
Also serves to prevent external light or backlight light from entering the i-type semiconductor layer AS. That is, the i-type semiconductor layer AS of the thin film transistor TFT is sandwiched between the upper and lower light-shielding films BM and the large gate electrode GT, so that external natural light or backlight does not shine.

【0120】図7に示す遮光膜BMの閉じた角形の輪郭
線は、その内側が遮光膜BMが形成されない開口を示し
ている。この輪郭線のパターンは1例である。
The closed rectangular outline of the light-shielding film BM shown in FIG. 7 indicates an opening in which the light-shielding film BM is not formed. This contour pattern is an example.

【0121】横電界方式の液晶表示装置では、可能な限
り高抵抗なブラックマトリクスが適していることから、
一般に樹脂組成物を用いる。この抵抗規格については、
公知ではないが、同一出願人による特願平7−1919
94号に記載がある。即ち、液晶組成物LCの比抵抗値
が10のN乗を10N と記述すると10N Ω・cm以上、か
つ、ブラックマトリクスBMの比抵抗値が10のM乗を
10M と記述すると10MΩ・cm以上とし、かつ、N≧
9、M≧6を満足する関係とする。或いは、N≧13、
M≧7を満足する関係とすることが望ましい。
In a horizontal electric field type liquid crystal display device, a black matrix having the highest possible resistance is suitable.
Generally, a resin composition is used. For this resistance standard,
Although it is not publicly known, Japanese Patent Application No. 7-1919 filed by the same applicant
No. 94. That is, if the specific resistance of the liquid crystal composition LC is described as 10 N as 10 N , then the specific resistance of the black matrix BM is 10 N Ω · cm or more, and the specific resistance of the black matrix BM is 10 M
When written as 10 M and 10 M Ω · cm or more and, N ≧
9, a relationship that satisfies M ≧ 6. Alternatively, N ≧ 13,
It is desirable that the relationship satisfy M ≧ 7.

【0122】又、液晶表示装置の表面反射を低減する目
的からも、ブラックマトリクスの形成材料に樹脂組成物
を用いることが望ましい。
Further, from the viewpoint of reducing the surface reflection of the liquid crystal display device, it is desirable to use a resin composition as a material for forming the black matrix.

【0123】さらに、Cr等の金属膜をブラックマトリ
クスに用いる場合と比較して、金属膜のエッチング工程
が不要なため、カラーフィルタ基板の製造工程を簡略化
できる。金属膜を使用する場合の製造工程は、1)金属
膜成膜、2)レジスト塗布、3)露光、4)現像、5)
金属膜エッチング、6)レジスト剥離、である。
Further, as compared with the case where a metal film of Cr or the like is used for the black matrix, the step of etching the metal film is not required, so that the manufacturing process of the color filter substrate can be simplified. When a metal film is used, the manufacturing steps are: 1) metal film formation, 2) resist coating, 3) exposure, 4) development, 5)
Metal film etching, 6) resist stripping.

【0124】一方、樹脂を使用する場合の製造工程は、
1)樹脂塗布、2)露光、3)現像、であり、著しく工
程を短縮できる。
On the other hand, when a resin is used, the manufacturing process is as follows.
1) resin application, 2) exposure, and 3) development, and the process can be significantly shortened.

【0125】しかし、樹脂組成物は金属膜と比較して遮
光性が低い。樹脂の膜厚を厚くすると遮光性は向上する
が、ブラックマトリクスの膜厚ばらつきは増加する。こ
れは、例えば±10%の膜厚ばらつきがある場合、ブラ
ックマトリクスの膜厚が1.0μm時は±0.1μm、
2μm時は±0.2μmになるためである。
However, the resin composition has a lower light-shielding property than the metal film. Increasing the thickness of the resin improves the light-shielding properties, but increases the variation in the thickness of the black matrix. This means that, for example, when there is a thickness variation of ± 10%, when the thickness of the black matrix is 1.0 μm, ± 0.1 μm,
This is because when it is 2 μm, it becomes ± 0.2 μm.

【0126】又、ブラックマトリクスの膜厚を厚くする
と、カラーフィルタ基板の膜厚ばらつきが増加し、液晶
表示基板のギャップ精度を向上することが困難になる。
以上の理由により、樹脂の膜厚は、2μm以下にするこ
とが望ましい。
When the thickness of the black matrix is increased, the thickness variation of the color filter substrate increases, and it becomes difficult to improve the gap accuracy of the liquid crystal display substrate.
For the above reasons, it is desirable that the thickness of the resin is 2 μm or less.

【0127】膜厚1μmでOD値を約4.0以上にする
ためには、例えばカーボンの含有量を増加して黒色化す
る場合、ブラックマトリクスBMの比抵抗値は約106
Ω・cm以下となり、現状では使用できない。尚、OD
値は、吸光係数に膜厚を掛けた値と定義できる。
In order to increase the OD value to about 4.0 or more at a film thickness of 1 μm, for example, when blackening is performed by increasing the carbon content, the specific resistance value of the black matrix BM is about 10 6
Ω · cm or less and cannot be used at present. OD
The value can be defined as the value obtained by multiplying the extinction coefficient by the film thickness.

【0128】このため、本実施例では、この遮光膜BM
の材料として、黒色の無機顔料をレジスト材に混入した
樹脂組成物を用い、1.3±0.1μm程度の厚さで形
成している。無機顔料の例としては、パラジウムや無電
解メッキしたNiなどがある。更に、ブラックマトリク
スBMの比抵抗値は約109 Ω・cmとし、OD値約
2.0とした。
For this reason, in this embodiment, the light shielding film BM
Is formed of a resin composition obtained by mixing a black inorganic pigment into a resist material, and is formed to a thickness of about 1.3 ± 0.1 μm. Examples of the inorganic pigment include palladium and electroless plated Ni. Further, the specific resistance of the black matrix BM was set to about 10 9 Ω · cm, and the OD value was set to about 2.0.

【0129】この樹脂組成物ブラックマトリクスBMを
使用した場合の光透過量の計算結果を下記に示す。
The calculation result of the light transmission amount when this resin composition black matrix BM is used is shown below.

【0130】OD値=log(100/Y) Y=∫A(λ)・B(λ)・C(λ)dλ/∫A(λ)
・C(λ)dλ ここで、Aは視感度、Bは透過率、Cは光源スペクト
ル、λは入射光の波長を示す。
OD value = log (100 / Y) Y = ∫A (λ) · B (λ) · C (λ) dλ / ∫A (λ)
C (λ) dλ Here, A is the visibility, B is the transmittance, C is the light source spectrum, and λ is the wavelength of the incident light.

【0131】OD値2.0の膜で遮光した場合は、上記
数1から、Y=1%を得て、入射光強度4000cd/
2 を仮定すると、約40cd/m2 の光が透過してく
ることになる。この光強度は、十分に人間が視認できる
明るさである。
When light is shielded by a film having an OD value of 2.0, Y = 1% is obtained from the above equation (1), and the incident light intensity is 4000 cd /
Assuming m 2 , about 40 cd / m 2 of light will be transmitted. This light intensity is sufficiently bright to be visually recognized by humans.

【0132】遮光膜BMは周辺部にも額縁状に形成さ
れ、そのパターンはドット状に複数の開口を設けた図7
に示すマトリクス部のパターンと連続して形成されてい
る。
The light-shielding film BM is also formed in a frame shape in the peripheral portion, and its pattern is a pattern in which a plurality of openings are provided in a dot shape in FIG.
Are formed continuously with the pattern of the matrix section shown in FIG.

【0133】《カラーフィルタFIL》カラーフィルタ
FILは画素に対向する位置に赤、緑、青の繰り返しで
ストライプ状に形成される。カラーフィルタFILは遮
光膜BMのエッジ部分と重なるように形成されている。
<< Color Filter FIL >> The color filter FIL is formed in a stripe shape by repeating red, green, and blue at a position facing the pixel. The color filter FIL is formed so as to overlap the edge portion of the light shielding film BM.

【0134】本発明では、この重なる部分の平面レイア
ウトを規定するものである。詳細は後述する。
In the present invention, the plane layout of the overlapping portion is defined. Details will be described later.

【0135】カラーフィルタFILは例えば次のように
形成することができる。まず、上部透明ガラス基板SU
B2の表面にアクリル系樹脂等の染色基材を形成し、フ
ォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ形成領域以外の染
色基材を除去する。この後、染色基材を赤色染料で染
め、固着処理を施して赤色フィルタRを形成する。次
に、同様な工程を施すことによって、緑色フィルタG、
青色フィルタBを順次形成する。
The color filter FIL can be formed, for example, as follows. First, the upper transparent glass substrate SU
A dye base such as an acrylic resin is formed on the surface of B2, and the dye base other than the red filter formation region is removed by photolithography. Thereafter, the dyed base material is dyed with a red dye and subjected to a fixing treatment to form a red filter R. Next, the green filter G,
Blue filters B are sequentially formed.

【0136】《オーバーコート膜OC》オーバーコート
膜OCはカラーフィルタFILの染料の液晶LCへの漏
洩を防止、及びカラーフィルタFIL、遮光膜BMによ
る段差の平坦化のために設けられている。オーバーコー
ト膜OCは例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明
樹脂材料で形成される。
<< Overcoat Film OC >> The overcoat film OC is provided to prevent the dye of the color filter FIL from leaking to the liquid crystal LC and to flatten the steps formed by the color filter FIL and the light shielding film BM. The overcoat film OC is formed of, for example, a transparent resin material such as an acrylic resin or an epoxy resin.

【0137】液晶層及び偏光板 次に、液晶層、配向膜、偏光板等について説明する。[0137] The liquid crystal layer and the polarizing plate Subsequently, the liquid crystal layer, orientation film, described polarizing plate or the like.

【0138】《液晶層》液晶材料LCとしては、誘電率
異方性△εが正でその値が13.2、屈折率異方性△n
が0.081(589nm、20°C)のネマチック液
晶と、誘電率異方性△εが負でその値が−7.3、屈折
率異方性△nが0.053(589nm、20°C)の
ネマチック液晶を用いた。
<< Liquid Crystal Layer >> As the liquid crystal material LC, the dielectric anisotropy Δ △ is positive and its value is 13.2, and the refractive index anisotropy Δn
Is 0.081 (589 nm, 20 ° C.), a dielectric anisotropy Δ △ is negative and the value is −7.3, and a refractive index anisotropy Δn is 0.053 (589 nm, 20 ° C.). The nematic liquid crystal of C) was used.

【0139】液晶層の厚み(ギャップ)は、誘電率異方
性△εが正の場合2.8μm超4.5μm未満とした。
これは、リターデションΔn・dは0.25μm超0.
32μm未満の時、可視光の範囲内で波長依存性が殆ど
ない誘電率特性が得られ、誘電率異方性△εが正を有す
る液晶の大部分が複屈折率異方性△nが0.07超0.
09未満であるためである。
The thickness (gap) of the liquid crystal layer is set to be more than 2.8 μm and less than 4.5 μm when the dielectric anisotropy Δε is positive.
This is because the retardation Δn · d exceeds 0.25 μm.
When it is less than 32 μm, a dielectric constant characteristic having almost no wavelength dependence within the visible light range is obtained, and most of the liquid crystal having a positive dielectric anisotropy Δ △ has a birefringence anisotropy Δn of 0. 0.07 or more
This is because it is less than 09.

【0140】一方、誘電率異方性△εが負の場合は、液
晶層の厚み(ギャップ)は、4.2μm超8.0μm未
満とした。これは誘電率異方性△εが正の液晶と同様
に、リターデションΔn・dを0.25μm超0.32
μm未満に抑えるためで、誘電率異方性△εが負を有す
る液晶の大部分が複屈折異方性△nが0.04超0.0
6未満であるためである。
On the other hand, when the dielectric anisotropy Δ △ was negative, the thickness (gap) of the liquid crystal layer was more than 4.2 μm and less than 8.0 μm. This is because, like the liquid crystal having a positive dielectric anisotropy Δε, the retardation Δn · d exceeds 0.25 μm by 0.32 μm.
Most of the liquid crystal having a negative dielectric anisotropy Δ △ has a birefringence anisotropy Δn of more than 0.04 to suppress the dielectric anisotropy Δ △ is negative.
This is because it is less than 6.

【0141】又、後述の配向膜と偏光板の組み合わせに
より、液晶分子がラビング方向から電界方向に45°回
転したとき最大透過率を得ることができる。尚、液晶層
の厚み(ギャップ)はポリマビーズで制御している。
Further, the maximum transmittance can be obtained when the liquid crystal molecules are rotated by 45 ° from the rubbing direction to the electric field direction by a combination of an alignment film and a polarizing plate described later. The thickness (gap) of the liquid crystal layer is controlled by polymer beads.

【0142】又、液晶材料LCは、ネマチック液晶であ
れば、特に限定したものではない。誘電率異方性△ε
は、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減でき、屈折
率異方性△nは小さいほうが液晶層の厚み(ギャップ)
を厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、かつギャップ
ばらつきを少なくすることができる。
The liquid crystal material LC is not particularly limited as long as it is a nematic liquid crystal. Dielectric anisotropy △ ε
The larger the value, the lower the driving voltage, and the smaller the refractive index anisotropy Δn, the smaller the thickness (gap) of the liquid crystal layer.
Can be made thicker, the liquid crystal filling time can be shortened, and the gap variation can be reduced.

【0143】《配向膜》配向膜ORIとしてはポリイミ
ドを用いる。ラビング方向RDRは上下基板で互いに平
行にし、かつ、印加電界方向EDRとのなす角度φLC
は75°とする。図13にその関係を示す。
<< Orientation Film >> Polyimide is used as the orientation film ORI. The rubbing direction RDR is parallel to each other between the upper and lower substrates, and the angle φLC between the applied electric field direction EDR and the angle φLC.
Is 75 °. FIG. 13 shows the relationship.

【0144】尚、ラビング方向RDRと印加電界方向E
DRとのなす角度は、液晶材料の誘電率異方性△εが正
であれば、45°以上90°未満、誘電率異方性△εが
負であれば、0°を超え45°以下であれば良い。
The rubbing direction RDR and the applied electric field direction E
The angle with DR is 45 ° or more and less than 90 ° when the dielectric anisotropy △ ε of the liquid crystal material is positive, and is more than 0 ° and 45 ° or less when the dielectric anisotropy △ ε is negative. Is fine.

【0145】《偏光板》偏光板POLとしては、日東電
工社製G1220DU(商品名)を用い、図11に示し
たように、下側の偏光板POL1の偏光透過軸MAX1
をラビング方向RDRと一致させ、上側の偏光板POL
2の偏光透過軸MAX2をそれに直交させる。
<< Polarizing Plate >> As the polarizing plate POL, G1220DU (trade name) manufactured by Nitto Denko Corporation was used. As shown in FIG. 11, the polarization transmission axis MAX1 of the lower polarizing plate POL1 was used.
With the rubbing direction RDR, and the upper polarizer POL
The polarization transmission axis MAX2 is orthogonal to it.

【0146】これにより、本発明の画素に印加される電
圧(画素電極PXと対向電極CTの間の電圧)を増加さ
せるに伴い、透過率が上昇するノーマリークローズ特性
を得ることができる。
Thus, it is possible to obtain a normally-closed characteristic in which the transmittance increases as the voltage applied to the pixel of the present invention (the voltage between the pixel electrode PX and the counter electrode CT) increases.

【0147】更に、本発明で開示される横電界方式と称
される液晶表示装置では、上側の基板SUB2側の表面
の外部から静電気等の高い電位が加わった場合に、表示
の異常が発生する。このため、上側の偏光板POL2の
更に上側或いは表面にシート抵抗が1×108 Ω/□以
下の透明導電膜の層を形成すること、或いは偏光板と前
記透明基板の間にシート抵抗1×108 Ω/□以下のI
TO等の透明導電膜の層を形成すること、或いは偏光板
の粘着層にITO、SnO2 、In2 3 等の導電性粒
子を混ぜ、シート抵抗を1×108 Ω/□以下とするこ
とが必要になる。この対策については、公知ではないが
同一出願人による特願平7−264443号において、
シールド機能向上につき詳しい記載がある。
Further, in the liquid crystal display device referred to as the in-plane switching method disclosed in the present invention, display abnormalities occur when a high potential such as static electricity is applied from the outside of the upper substrate SUB2 side surface. . Therefore, a layer of a transparent conductive film having a sheet resistance of 1 × 10 8 Ω / □ or less is formed further above or on the surface of the upper polarizing plate POL2, or a sheet resistance of 1 × is provided between the polarizing plate and the transparent substrate. I of 10 8 Ω / □ or less
Forming a layer of a transparent conductive film such as TO, or mixing conductive particles such as ITO, SnO 2 , and In 2 O 3 with the adhesive layer of the polarizing plate to reduce the sheet resistance to 1 × 10 8 Ω / □ or less. It becomes necessary. Regarding this measure, it is not publicly known, but in Japanese Patent Application No. 7-264443 filed by the same applicant,
There is a detailed description of the improvement of the shield function.

【0148】《マトリクス周辺の構成》図14は上下の
ガラス基板SUB1、SUB2を含む表示パネルPNL
のマトリクス(AR)周辺の要部平面図である。又、図
15は左側に走査回路が接続された外部接続端子GTM
付近の断面図である。
<< Configuration around Matrix >> FIG. 14 shows a display panel PNL including upper and lower glass substrates SUB1 and SUB2.
2 is a plan view of a main part around a matrix (AR) of FIG. FIG. 15 shows an external connection terminal GTM to which a scanning circuit is connected on the left side.
It is sectional drawing of a vicinity.

【0149】このパネルの製造では、小さいサイズであ
ればスループット向上のため1枚のガラス基板では複数
個分のデバイスを同時に加工してから分割し、大きいサ
イズであれば製造設備の共用のため、どの品種でも標準
化された大きさのガラス基板を加工してから各品種に合
ったサイズに小さくし、いずれの場合も一通りの工程を
経てからガラスを切断する。
In the manufacture of this panel, if the size is small, a plurality of devices are processed simultaneously on one glass substrate to improve the throughput in order to improve the throughput. If the size is large, the manufacturing equipment is shared. For each type, a glass substrate of a standardized size is processed and then reduced to a size suitable for each type. In each case, the glass is cut after passing through a single process.

【0150】図14、図15は後者の例を示すもので、
図14、図15の両図とも上下基板SUB1、SUB2
の切断後を表わしており、LNは両基板の切断前の縁を
示す。いずれの場合も、完成状態では外部接続端子群T
g、Td及び端子CTMが存在する(図で上辺と左辺
の)部分はそれらを露出するように上側基板SUB2の
大きさが下側基板SUB1よりも内側に制限されてい
る。
FIGS. 14 and 15 show examples of the latter.
14 and 15, the upper and lower substrates SUB1 and SUB2 are used.
LN indicates the edge of both substrates before cutting. In any case, in the completed state, the external connection terminal group T
The size of the upper substrate SUB2 is limited to the inside of the lower substrate SUB1 so that g, Td, and the terminal CTM are present (the upper side and the left side in the figure) so as to expose them.

【0151】端子群Tg、Tdは、それぞれ後述する走
査回路接続用端子GTM、映像信号回路接続用端子DT
Mとそれらの引出し配線部を集積回路チップCHIが搭
載されたテープキャリアパッケージTCP(図15、図
16参照)の単位に複数本まとめて名付けたものであ
る。
The terminal groups Tg and Td are respectively a scanning circuit connection terminal GTM and a video signal circuit connection terminal DT described later.
M and a plurality of lead wiring portions are collectively named for a unit of a tape carrier package TCP (see FIGS. 15 and 16) on which the integrated circuit chip CHI is mounted.

【0152】各群のマトリクス部から外部接続端子部に
至るまでの引出し配線は、両端に近づくにつれ傾斜して
いる。これは、パッケージTCPの配列ピッチ及び各パ
ッケージTCPにおける接続端子ピッチに表示パネルP
NLの端子DTM、GTMに合わせるためである。
The lead wiring from the matrix section of each group to the external connection terminal section is inclined as approaching both ends. This is because the display panel P is set in the arrangement pitch of the package TCP and the connection terminal pitch in each package TCP.
This is for adjusting to the terminals DTM and GTM of the NL.

【0153】又、対向電極端子CTMは、対向電極CT
に対向電圧を外部から与えるための端子である。マトリ
クス部の対向電極信号線CLは、走査回路用端子GTM
の反対側(図では右側)に引出し、各対向電圧信号線を
共通バスラインCBで一纏めにして、対向電極端子CT
Mに接続している。
The counter electrode terminal CTM is connected to the counter electrode CT.
Is a terminal for applying a counter voltage from the outside. The counter electrode signal line CL in the matrix portion is connected to a scanning circuit terminal GTM.
, And the common voltage signal lines are grouped together by a common bus line CB to form a common electrode terminal CT
M.

【0154】透明ガラス基板SUB1、SUB2の間に
は、その縁に沿って、液晶封入口INJを除き、液晶L
Cを封止するようにシールパターンSLが形成される。
シール材は例えばエポキシ樹脂から成る。
Between the transparent glass substrates SUB1 and SUB2, along the edges thereof, except for the liquid crystal filling opening INJ, the liquid crystal L
A seal pattern SL is formed so as to seal C.
The sealing material is made of, for example, an epoxy resin.

【0155】配向膜ORI1、ORI2の層は、シール
パターンSLの内側に形成される。偏光板POL1、P
OL2はそれぞれ下部透明ガラス基板SUB1、上部透
明ガラス基板SUB2の外側の表面に構成されている。
The alignment films ORI1 and ORI2 are formed inside the seal pattern SL. Polarizing plates POL1, P
OL2 is formed on the outer surfaces of the lower transparent glass substrate SUB1 and the upper transparent glass substrate SUB2, respectively.

【0156】エッチングLCは液晶分子の向きを設定す
る下部配向膜ORI1と上部配向膜ORI2との間でシ
ールパターンSLで仕切られた領域に封入されている。
下部配向膜ORI1は下部透明ガラス基板SUB1側の
保護膜PSV1の上部に形成される。
The etching LC is sealed in a region partitioned by the seal pattern SL between the lower alignment film ORI1 and the upper alignment film ORI2 for setting the direction of the liquid crystal molecules.
The lower alignment film ORI1 is formed above the protective film PSV1 on the lower transparent glass substrate SUB1 side.

【0157】この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板
SUB1側、上部透明ガラス基板SUB2側で別個に種
々の層を積み重ね、シールパターンSLを基板SUB2
側に形成し、下部透明ガラス基板SUB1と上部透明ガ
ラス基板SUB2とを重ね合わせ、シールパターンSL
の開口部INJから液晶LCを注入し、注入口INJを
エポキシ樹脂などで封止し、上下基板を切断することに
よって組み立てられる。
In this liquid crystal display device, various layers are separately stacked on the lower transparent glass substrate SUB1 side and the upper transparent glass substrate SUB2 side, and the seal pattern SL is formed on the substrate SUB2.
Side, the lower transparent glass substrate SUB1 and the upper transparent glass substrate SUB2 are overlapped with each other to form a seal pattern SL
The liquid crystal LC is injected from the opening INJ, the inlet INJ is sealed with an epoxy resin or the like, and the upper and lower substrates are cut to be assembled.

【0158】《表示装置全体等価回路》図17は本発明
による液晶表示装置の周辺回路の概要説明図であって、
同図に示すように、液晶表示基板は画像表示部がマトリ
クス状に配置された複数の画素の集合により構成され、
各画素は前記液晶表示基板の背部に配置されたバックラ
イトからの透過光を独自に変調制御できるように構成さ
れている。
<< Equivalent Circuit of Entire Display Device >> FIG. 17 is a schematic explanatory diagram of peripheral circuits of a liquid crystal display device according to the present invention.
As shown in the figure, the liquid crystal display substrate is constituted by a set of a plurality of pixels in which an image display unit is arranged in a matrix,
Each pixel is configured to independently control the modulation of transmitted light from a backlight disposed behind the liquid crystal display substrate.

【0159】液晶表示基板の構成要素の1つであるアク
ティブ・マトリクス基板SUB1上には、有効画素領域
ARにx方向(行方向)に延在し、y方向(列方向)に並
設されたゲート信号線GLと対向電圧信号線CLとそれ
ぞれ絶縁されてy方向に延在し、x方向に並設されたド
レイン信号線DLが形成されている。
An active pixel area is provided on an active matrix substrate SUB1, which is one of the components of the liquid crystal display substrate.
The gate signal line GL and the counter voltage signal line CL, which extend in the x direction (row direction) and are arranged in parallel in the y direction (column direction), extend in the y direction while being insulated from the AR, and extend in the x direction. The provided drain signal line DL is formed.

【0160】ここで、ゲート信号線GL、対向電圧信号
線CL、ドレイン信号線DLのそれぞれによって囲まれ
る矩形状の領域に単位画素が形成される。
Here, a unit pixel is formed in a rectangular area surrounded by each of the gate signal line GL, the counter voltage signal line CL, and the drain signal line DL.

【0161】液晶表示基板には、その外部回路として垂
直走査回路V及び映像信号駆動回路Hが備えられ、前記
垂直走査回路Vによって前記ゲート信号線GLのそれぞ
れに順次走査信号(電圧)が供給され、そのタイミング
に合わせて映像信号駆動回路Hからドレイン信号線DL
に映像信号(電圧)を供給するようになっている。
The liquid crystal display substrate is provided with a vertical scanning circuit V and a video signal driving circuit H as external circuits, and the vertical scanning circuit V sequentially supplies a scanning signal (voltage) to each of the gate signal lines GL. From the video signal drive circuit H to the drain signal line DL in accordance with the timing.
Is supplied with a video signal (voltage).

【0162】尚、垂直走査回路V及び映像信号駆動回路
Hは、液晶駆動電源回路3から電源が供給されるととも
に、CPU1からの画像情報がコントローラ2によって
それぞれ表示データ及び制御信号に分けられて入力され
るようになっている。
The vertical scanning circuit V and the video signal driving circuit H are supplied with power from the liquid crystal driving power supply circuit 3 and input image information from the CPU 1 after being divided into display data and control signals by the controller 2. It is supposed to be.

【0163】《駆動方法》図18は本発明の液晶表示装
置の駆動波形図である。対向電圧をVCHとVCLの2
値の交流矩形波にし、それに同期させて走査信号VG
(i−1)、VG(i)の非選択電圧を1走査期間毎
に、VCHとVCLの2値で変化させる。対向電圧の振
幅幅と非選択電圧の振幅値は同一にする。
<< Driving Method >> FIG. 18 is a driving waveform diagram of the liquid crystal display device of the present invention. The opposite voltage is VCH and VCL.
Value AC rectangular wave and the scanning signal VG
(I-1) The non-selection voltage of VG (i) is changed by two values of VCH and VCL every scanning period. The amplitude width of the counter voltage and the amplitude value of the non-selection voltage are the same.

【0164】映像信号電圧は、液晶層に印加したい電圧
から、対向電圧の振幅の1/2を差し引いた電圧であ
る。
The video signal voltage is a voltage obtained by subtracting half of the amplitude of the counter voltage from the voltage to be applied to the liquid crystal layer.

【0165】対向電圧は直流でも良いが、交流化するこ
とで映像信号電圧の最大振幅を低減でき、映像信号駆動
回路(信号側ドライバ)に耐圧の低いものを用いること
が可能になる。
The counter voltage may be DC, but by converting it to AC, the maximum amplitude of the video signal voltage can be reduced, and a video signal drive circuit (signal-side driver) having a low withstand voltage can be used.

【0166】《蓄積容量Cstgの働き》蓄積容量Cs
tgは、画素に書き込まれた(薄膜トランジスタTFT
がオフした後の)映像情報を長く蓄積するために設けら
れる。
<< Function of Storage Capacitance Cstg >> Storage Capacitance Cs
tg is written to the pixel (thin film transistor TFT
Is provided for long storage of video information (after the power is turned off).

【0167】本発明で用いている電界を基板面と平行に
印加する方式では、電界を基板面に垂直に印加する方式
と異なり、画素電極と対向電極で構成される容量(所謂
液晶容量)が殆ど無いため、蓄積Cstgは必須の構成
要素である。
In the method of applying an electric field parallel to the substrate surface used in the present invention, unlike the method of applying the electric field perpendicular to the substrate surface, the capacitance (the so-called liquid crystal capacitance) composed of the pixel electrode and the counter electrode is different. Since there is almost no storage, the storage Cstg is an essential component.

【0168】又、蓄積容量Cstgは、薄膜トランジス
タTFTがスイッチングするとき、画素電極電位Vsに
対するゲート電位変化△Vgの影響を低減するようにも
働く。この様子を式で表わすと次のようになる。
The storage capacitor Cstg also functions to reduce the influence of the gate potential change ΔVg on the pixel electrode potential Vs when the thin film transistor TFT switches. This situation is represented by the following equation.

【0169】△Vs=[Cgs/(Cgs+Cstg+
Cpix)]×ΔVg ここで、Cgsは薄膜トランジスタTFTのゲート電極
GTとソース電極SDIとの間に形成される寄生容量、
Cpixは画素電極PXと対向電極CTとの間に形成さ
れる容量、△VsはΔVgによる画素電極電位の変化
分、所謂フィードスルー電圧を表わす。
ΔVs = [Cgs / (Cgs + Cstg +
Cpix)] × ΔVg where Cgs is a parasitic capacitance formed between the gate electrode GT and the source electrode SDI of the thin film transistor TFT,
Cpix represents a capacitance formed between the pixel electrode PX and the counter electrode CT, and ΔVs represents a change in pixel electrode potential due to ΔVg, a so-called feedthrough voltage.

【0170】この変化分△Vsは液晶LCに加わる直流
成分の原因となるが、保持容量Cstgを大きくする
程、その値を小さくすることができる。
The change ΔVs causes a DC component applied to the liquid crystal LC, but the value can be reduced as the storage capacitance Cstg is increased.

【0171】液晶LCに印加される直流成分の低減は、
液晶LCの寿命を向上し、液晶表示画面の切り替え時に
前の画像が残る所謂焼き付きを低減することができる。
The reduction of the DC component applied to the liquid crystal LC is as follows.
It is possible to improve the life of the liquid crystal LC and reduce so-called burn-in in which a previous image remains when the liquid crystal display screen is switched.

【0172】前述したように、ゲート電極GTはi型半
導体層ASを完全に覆うよう大きくされている分、ソー
ス電極SDI、ドレイン電極SD2とのオーバーラップ
面積が増え、従って寄生容量Cgsが大きくなり、画素
電極電位Vsはゲート(走査)信号Vgの影響を受けや
すくなるという逆効果が生じる。しかし、蓄積容量Cs
tgを設けることによりこのデメリットも解消する。
As described above, since the gate electrode GT is made large so as to completely cover the i-type semiconductor layer AS, the area of overlap with the source electrode SDI and the drain electrode SD2 increases, and therefore the parasitic capacitance Cgs increases. The pixel electrode potential Vs has an adverse effect of being easily affected by the gate (scanning) signal Vg. However, the storage capacity Cs
By providing tg, this disadvantage is also eliminated.

【0173】《製造方法》次に、上述した液晶表示装置
の基板SUB1側の製造方法について説明する。
<< Manufacturing Method >> Next, a method of manufacturing the above-described liquid crystal display device on the substrate SUB1 side will be described.

【0174】図19、図20および図21は本発明によ
る液晶表示装置の製造工程の説明図であって、同図にお
いて、中央の文字は工程名の略称であり、図中左側は図
10に示した薄膜トランジスタTFT部分、右側は図ゲ
ート端子付近の断面形状でみた加工の流れを示す。ま
た、工程B、工程Dを除き工程A〜工程Iは各写真処理
(フォトリソグラフィ)に対応して区分けしたもので、
各工程のいずれの断面図も写真処理後の加工が終わりフ
ォトレジストを除去した段階を示している。
FIGS. 19, 20 and 21 are explanatory views of the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention. In FIG. 19, the characters in the center are the abbreviations of the process names, and the left side in FIG. The right side of the thin film transistor TFT portion shown in the drawing shows the flow of processing viewed from the cross-sectional shape near the gate terminal. Except for Step B and Step D, Step A to Step I are classified according to each photographic process (photolithography).
Each cross-sectional view of each step shows a stage where the processing after the photoprocessing is completed and the photoresist is removed.

【0175】尚、写真処理とは本発明ではフォトレジス
トの塗布からマスクを使用した選択露光を経て、それを
現像するまでの一連作業を示すものとし、繰り返しの説
明は避ける。以下区分けした工程に従って説明する。
In the present invention, photographic processing refers to a series of operations from application of a photoresist, through selective exposure using a mask to development of the photoresist, and a repetitive description will be omitted. Description will be given below according to the divided steps.

【0176】工程A(図19) AN635ガラス(商品名)からなる下部透明ガラス基
板SUB1上に膜厚が300nmのAl−Pd、Al−
W、Al−Ta、Al−Ti−Ta等からなる導電膜g
1をスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸
と哨酸と氷酢酸との混酸液で導電膜g1を選択的にエッ
チングする。それによって、ゲート電極GT、走査信号
線GL、対向電極CT、対向電圧信号線CL、電極PL
1、ゲート端子GTM、共通バスラインCBの第1導電
層、対向電極端子CTMの第1導電層、ゲート端子GT
Mを接続する陽極酸化バスラインSHg(図示せず)及
び陽極酸化バスラインSHgに接続された陽極酸化パッ
ド(図示せず)を形成する。
Step A (FIG. 19) A 300 nm thick Al-Pd or Al-Pd is formed on a lower transparent glass substrate SUB1 made of AN635 glass (trade name).
Conductive film g made of W, Al-Ta, Al-Ti-Ta, etc.
1 is provided by sputtering. After the photographic processing, the conductive film g1 is selectively etched with a mixed acid solution of phosphoric acid, acid and glacial acetic acid. Thereby, the gate electrode GT, the scanning signal line GL, the counter electrode CT, the counter voltage signal line CL, and the electrode PL
1, gate terminal GTM, first conductive layer of common bus line CB, first conductive layer of counter electrode terminal CTM, gate terminal GT
An anodizing bus line SHg (not shown) connecting M and an anodizing pad (not shown) connected to the anodizing bus line SHg are formed.

【0177】工程B(図19) 直接描画による陽極酸化マスクAOの形成後、3%酒石
酸をアンモニアによりPH6.25±0.05に調整し
た溶液をエチレングリコール液で1:9に希釈した液か
らなる陽極酸化液中に基板SUB1を浸漬し、化成電流
密度が0.5mA/cm2 になるように調整する(定電
流化成)。
Step B (FIG. 19) After the formation of the anodic oxidation mask AO by direct writing, a solution in which 3% tartaric acid was adjusted to PH 6.25 ± 0.05 with ammonia and diluted 1: 9 with ethylene glycol solution was used. The substrate SUB1 is immersed in an anodic oxidizing solution to adjust the formation current density to 0.5 mA / cm 2 (constant current formation).

【0178】次に、所定のアルミナ(Al2 3 )の膜
厚が得られるのに必要な化成電圧125Vに達するまで
陽極酸化を行う。その後、この状態で数10分保持する
ことが望ましい(定電圧化成)。これは均一なAl2
3 膜を得る上で大事なことである。それによって、導電
膜g1が陽極酸化され、ゲート電極GT、走査信号線G
L、対向電極CT、対向電圧信号線CL及び電極PL1
上に膜厚が180bnmの陽極酸化膜AOFが形成され
る。
Next, anodic oxidation is performed until the formation voltage of 125 V necessary for obtaining a predetermined alumina (Al 2 O 3 ) film thickness is reached. Thereafter, it is desirable to maintain this state for several tens of minutes (constant voltage formation). This is a uniform Al 2 O
This is important for obtaining three films. Thereby, the conductive film g1 is anodized, and the gate electrode GT and the scanning signal line G
L, counter electrode CT, counter voltage signal line CL and electrode PL1
An anodic oxide film AOF having a thickness of 180 bnm is formed thereon.

【0179】工程C(図19) 膜厚が140nmのITO膜からなる透明導電膜g2を
スパッタリングにより設ける。写真処理後、エッチング
液として塩酸と硝酸との混酸液で透明導電膜g2を選択
的にエッチングすることにより、ゲート端子GTMの最
上層、ドレイン端子DTM及び対向電極端子CTMの第
2導電膜を形成する。
Step C (FIG. 19) A transparent conductive film g2 made of an ITO film having a thickness of 140 nm is provided by sputtering. After the photographic processing, the transparent conductive film g2 is selectively etched with a mixed acid solution of hydrochloric acid and nitric acid as an etchant, thereby forming the uppermost layer of the gate terminal GTM, the drain terminal DTM, and the second conductive film of the counter electrode terminal CTM. I do.

【0180】工程D(図20) プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が220nmの窒化Si膜を設
け、プラズマCVD装置にシランガス、水素ガスを導入
して、膜厚が200nmのi型非晶質Si膜を設けた
後、プラズマCVD装置にシランガス、水素ガス、ホス
フィンガスを導入して、膜厚が30nmのN(+)型非
晶質Si膜を設ける。
Step D (FIG. 20) An ammonia gas, a silane gas, and a nitrogen gas are introduced into a plasma CVD apparatus to provide a 220-nm-thick Si nitride film, and a silane gas and a hydrogen gas are introduced into the plasma CVD apparatus to form a film. After an i-type amorphous Si film having a thickness of 200 nm is provided, a silane gas, a hydrogen gas, and a phosphine gas are introduced into a plasma CVD apparatus to form an N (+)-type amorphous Si film having a thickness of 30 nm.

【0181】工程E(図20) 写真処理後、ドライエッチングガスとしてSF6を使用
してN(+)型非晶質Si膜、i型非晶質Si膜を選択
的にエッチングすることにより、i型半導体層ASの島
を形成する。
Step E (FIG. 20) After the photographic processing, the N (+)-type amorphous Si film and the i-type amorphous Si film are selectively etched using SF6 as a dry etching gas, whereby i An island of the type semiconductor layer AS is formed.

【0182】工程F(図20) 写真処理後、ドライエッチングガスとしてSF6を使用
して、窒化Si膜を選択的にエッチングする。
Step F (FIG. 20) After the photographic processing, the Si nitride film is selectively etched using SF6 as a dry etching gas.

【0183】工程G(図21) 膜厚が60nmのCrからなる導電膜d1をスパッタリ
ングにより設け、さらに膜厚が400nmのAl−P
d、Al−Si、Al−Ta、Al−Ti−Ta等から
なる導電膜d2をスパッタリングにより設ける。写真処
理後、導電膜d2を工程Aと同様の液でエッチングし、
導電膜d1を硝酸第2セリウムアンモニウム溶液でエッ
チングし、映像信号線DL、ソース電極SD1、ドレイ
ン電極SD2、画素電極PX、電極PL2、共通バスラ
インCBの第2導電層、第3導電層及びドレイン端子D
TMを短絡するバスラインSHd(図示せず)を形成す
る。次に、ドライエッチング装置にSF6を導入して、
N(+)型非晶質Si膜をエッチングすることにより、
ソースとドレイン間のN(+)型半導体層d0を選択的
に除去する。
Step G (FIG. 21) A conductive film d1 made of Cr having a thickness of 60 nm is provided by sputtering, and an Al-P film having a thickness of 400 nm is further formed.
A conductive film d2 made of d, Al-Si, Al-Ta, Al-Ti-Ta, or the like is provided by sputtering. After the photographic processing, the conductive film d2 is etched with the same liquid as in Step A,
The conductive film d1 is etched with a ceric ammonium nitrate solution, and the video signal line DL, the source electrode SD1, the drain electrode SD2, the pixel electrode PX, the electrode PL2, the second conductive layer, the third conductive layer and the drain of the common bus line CB are formed. Terminal D
A bus line SHd (not shown) for short-circuiting TM is formed. Next, SF6 is introduced into the dry etching apparatus,
By etching the N (+) type amorphous Si film,
The N (+) type semiconductor layer d0 between the source and the drain is selectively removed.

【0184】工程H(図21) プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が500nmの窒化Si膜を設
ける。写真処理後、ドレインエッチングガスとしてSF
6を使用した写真蝕刻技術で窒化Si膜を選択的にエッ
チングすることによって、保護膜PSV1を形成する。
Step H (FIG. 21) An ammonia gas, a silane gas, and a nitrogen gas are introduced into a plasma CVD apparatus to form a 500-nm-thick Si nitride film. After photographic processing, SF is used as the drain etching gas.
The protective film PSV1 is formed by selectively etching the Si nitride film by a photolithography technique using No. 6.

【0185】《表示パネルPNLと駆動回路基板PCB
1》図22は図17に示した表示パネルPNLと映像信
号駆動回路Hと垂直走査回路Vを接続した状態を示す上
面図である。
<< Display Panel PNL and Drive Circuit Board PCB
1 >> FIG. 22 is a top view showing a state where the display panel PNL, the video signal driving circuit H, and the vertical scanning circuit V shown in FIG. 17 are connected.

【0186】CH1は表示パネルPNLを駆動させる駆
動ICチップ(下側の5個は垂直走査回路側の駆動IC
チップ、左側の10個の映像信号駆動回路側の駆動IC
チップ)である。TCPは図15、図16に示したよう
に駆動用ICチップCH1がテープ・オートメイティッ
ド・ボンディング(TAB)法により実装されたテープ
キャリアパッケージ、PCB1は上記TCPやコンデン
サ等が実装された駆動回路基板で、映像信号駆動回路用
と走査信号駆動回路用の2つに分割されている。
CH1 is a drive IC chip for driving the display panel PNL (the lower five are drive ICs on the vertical scanning circuit side)
Chip, drive ICs on the left side of the 10 video signal drive circuits
Chip). TCP is a tape carrier package in which the driving IC chip CH1 is mounted by a tape automated bonding (TAB) method as shown in FIGS. 15 and 16, and PCB1 is a driving circuit in which the above-described TCP, capacitors and the like are mounted. The substrate is divided into two, one for a video signal drive circuit and one for a scan signal drive circuit.

【0187】FGPはフレームグランドパッドであり、
シールドケースSHDに切り込んで設けられたバネ状の
破片が半田付けされる。FCは下側の駆動回路基板PC
B1と左側の駆動回路基板PCB1を電気的に接続する
フラットケーブルである。
FGP is a frame ground pad.
A spring-shaped fragment provided by cutting into the shield case SHD is soldered. FC is the lower drive circuit board PC
This is a flat cable for electrically connecting B1 to the left drive circuit board PCB1.

【0188】フラットケーブルFCとしては図に示すよ
うに、複数のリード線(りん青銅の素材にSn鍍金を施
したもの)をストライプ状のポリエチレン層とポリビニ
ルアルコール層とでサンドイッチして支持したものを使
用する。
As shown in the figure, the flat cable FC is formed by sandwiching and supporting a plurality of lead wires (phosphor bronze material plated with Sn) with a striped polyethylene layer and a polyvinyl alcohol layer. use.

【0189】《TCPの接続構造》前記した図16は、
走査信号駆動回路Vや映像信号駆動回路Hを構成する集
積回路チップCHIがフレキシブル配線基板に搭載され
たテープキャリアパッケージの断面構造を示す図であ
り、図14はそれを液晶表示パネルの、本例では走査信
号回路用端子GTMに接続した状対を示す要部断面図で
ある。
<< Connection Structure of TCP >> FIG.
FIG. 14 is a diagram showing a cross-sectional structure of a tape carrier package in which an integrated circuit chip CHI constituting a scanning signal driving circuit V and a video signal driving circuit H is mounted on a flexible wiring board, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part showing a pair connected to a scanning signal circuit terminal GTM.

【0190】同図において、TTBは集積回路CHIの
入力端子・配線部であり、TTMは集積回路CHIの出
力端子・配線部であって、例えばCuから成り、それぞ
れの内側の先端部(通称インナーリード)には集積回路
CHIのボンディングパッドPADが所謂フェースダウ
ンボンディング法により接続される。
In the figure, TTB is an input terminal / wiring portion of the integrated circuit CHI, and TTM is an output terminal / wiring portion of the integrated circuit CHI, which is made of, for example, Cu, and has an inner tip (commonly referred to as an inner portion). The bonding pads PAD of the integrated circuit CHI are connected to the leads by a so-called face-down bonding method.

【0191】端子TTB、TTMの外側の先端部(通称
アウターリード)はそれぞれ半導体集積回路チップCH
Iの入力及び出力に対応し、半田付け等によりCRT/
TFT変換回路・電源回路SUPに、異方性導電膜AC
Fによって液晶表示パネルPNLに接続される。
The outer ends (commonly called outer leads) of the terminals TTB and TTM are respectively connected to the semiconductor integrated circuit chips CH
Corresponds to input and output of I, CRT /
Anisotropic conductive film AC for TFT conversion circuit / power supply circuit SUP
F connects to the liquid crystal display panel PNL.

【0192】パッケージTCPは、その先端部がパネル
PNL側の接続端子GTMを露出した保護膜PSV1を
覆うようにパネルにPNLに接続されている。従って、
外側接続端子GTM(DTM)は保護膜PSV1かパッ
ケージTCPの少なくとも一方で覆われるので電触に対
して強くなる。
[0192] The package TCP is connected to the panel PNL so that the tip thereof covers the protective film PSV1 exposing the connection terminal GTM on the panel PNL side. Therefore,
Since the outer connection terminal GTM (DTM) is covered with at least one of the protective film PSV1 and the package TCP, the outer connection terminal GTM (DTM) is resistant to electric contact.

【0193】BF1はポリイミド等からなるベースフィ
ルムであり、SRSは半田付けの際、半田が余計な所へ
付かないようにマスクするためのソルダレジスト膜であ
る。シールパターンSLの外側の上下ガラス基板の隙間
は、洗浄後にエポキシ樹脂EPX等により保護され、パ
ッケージTCPと上側基板SUB2の間には更にシリコ
ン樹脂SILが充填されて保護が多重化されている。
BF1 is a base film made of polyimide or the like, and SRS is a solder resist film for masking so that solder does not adhere to unnecessary portions during soldering. The gap between the upper and lower glass substrates outside the seal pattern SL is protected by an epoxy resin EPX or the like after cleaning, and the space between the package TCP and the upper substrate SUB2 is further filled with a silicon resin SIL to multiplex protection.

【0194】《駆動回路基板PCB2》駆動回路基板P
CB2は、IC、コンデンサ、抵抗等の電子部品が搭載
されている。この駆動回路基板PCB2には、1つの電
圧源から複数の分圧した安定化された電圧源を得るため
の電源回路や、ホスト(上位演算処理装置)からのCR
T(陰極線管)用の情報をTFT液晶表示装置用の情報
に変換する回路を含む回路SUPが搭載されている。C
Jは外部と接続される図示しないコネクタが接続される
コネクタ接続部である。
<< Drive Circuit Board PCB2 >> Drive Circuit Board P
The CB2 has electronic components such as an IC, a capacitor, and a resistor mounted thereon. The drive circuit board PCB2 includes a power supply circuit for obtaining a plurality of divided and stabilized voltage sources from one voltage source, and a CR (Crystal Control Unit) from a host (upper processing unit).
A circuit SUP including a circuit for converting information for T (cathode ray tube) into information for a TFT liquid crystal display device is mounted. C
J is a connector connection portion to which a connector (not shown) connected to the outside is connected.

【0195】駆動回路基板PCB1と駆動回路基板PC
B2とはフラットケーブルFC等のジョイナーJNによ
り電気的に接続されている。
Driving Circuit Board PCB1 and Driving Circuit Board PC
B2 is electrically connected by a joiner JN such as a flat cable FC.

【0196】図23は本発明による液晶表示装置を実装
したコンピユータモニターの外観図であって、本体50
をスタンド60で支えた構成で、大画面の液晶パネル3
0を持った薄型、軽量のモニターである。
FIG. 23 is an external view of a computer monitor mounted with a liquid crystal display device according to the present invention.
LCD panel 3 with a large screen
It is a thin, lightweight monitor with zero.

【0197】なお、本発明による液晶表示装置は、上記
のようなディスクトップ型モニターに限らず、ノート型
等の可搬型パソコンの表示デバイスにも使用できること
は言うまでもない。
It is needless to say that the liquid crystal display device according to the present invention can be used not only for the above-mentioned desktop monitor but also for a display device of a portable personal computer such as a notebook type.

【0198】なお、繰り返しになるが、本発明は上記し
た横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に
限って適用されるものではなく、縦電界方式、あるいは
単純マトリクス方式の液晶表示装置における配向膜の液
晶配向制御能不要方法および装置としても同様に適用可
能である。
It should be noted that, again, the present invention is not limited to the above-mentioned horizontal electric field type active matrix type liquid crystal display device, but is applicable to a vertical electric field type or simple matrix type liquid crystal display device. The present invention can be similarly applied to a method and an apparatus which do not require the liquid crystal alignment control ability.

【0199】[0199]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バックライトの照明光を拡散する光学素子と集光する光
学素子の組合せで当該照明光による液晶パネルの輝度と
視野角を任意に調整できるため、高輝度化と広視野角を
両立でき、かつ低消費電力化を可能とした液晶表示装置
を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
The combination of an optical element that diffuses the illumination light of the backlight and an optical element that collects the illumination light can arbitrarily adjust the luminance and the viewing angle of the liquid crystal panel by the illumination light. A liquid crystal display device capable of reducing power consumption can be provided.

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

【図1】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
する模式断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】図1における光散乱素子の調光機能を説明する
模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a dimming function of the light scattering element in FIG.

【図3】本発明の第1実施例の効果を説明する図2に対
応した視野角と輝度の関係の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a relationship between a viewing angle and luminance corresponding to FIG. 2 for explaining the effect of the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明による液晶表示装置の第2実施例を説明
する模式断面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図5】図4における光散乱素子の調光機能を説明する
模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a dimming function of the light scattering element in FIG.

【図6】本発明による液晶表示装置の第3実施例を説明
する模式断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図6に示した圧電レンズシートの調光機能を説
明する模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a dimming function of the piezoelectric lens sheet illustrated in FIG.

【図8】本発明の第1あるいは第2実施例に適用できる
正面輝度と視野角の調整を可能とする調光素子の一例を
説明する模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating an example of a dimming element that can be applied to the first or second embodiment of the present invention and that can adjust the front luminance and the viewing angle.

【図9】本発明のアクティブ・マトリクス方式カラー液
晶表示装置の一画素とブラックマトリクスBMの遮光領
域およびその周辺を示す平面図である。
FIG. 9 is a plan view showing one pixel of an active matrix type color liquid crystal display device of the present invention, a light-shielding region of a black matrix BM, and its periphery.

【図10】図9の4ー4切断線における薄膜トランジス
タTFTの断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of the thin film transistor TFT taken along section line 4-4 in FIG. 9;

【図11】図9の5ー5切断線における蓄積容量Cst
gの断面図である。
FIG. 11 shows a storage capacitance Cst along a section line 5-5 in FIG. 9;
It is sectional drawing of g.

【図12】横電界方式の液晶表示基板の画像表示領域に
おける1画素の電極近傍の断面図と基板周辺部の断面図
である。
12A and 12B are a cross-sectional view of the vicinity of an electrode of one pixel and a cross-sectional view of a peripheral portion of the substrate in an image display area of a liquid crystal display substrate of a horizontal electric field type.

【図13】配向膜のラビング方向と印加電界方向EDR
とのなす角度の説明図である。
FIG. 13 shows a rubbing direction of an alignment film and an applied electric field direction EDR.
FIG. 4 is an explanatory diagram of an angle formed by

【図14】上下の基板を含む表示パネルのマトリクス周
辺の要部平面図である。
FIG. 14 is a plan view of a main part around a matrix of a display panel including upper and lower substrates.

【図15】左側に走査回路が接続された外部端子付近の
断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view near an external terminal to which a scanning circuit is connected on the left side.

【図16】ゲートTCPの出力側および入力側の断面構
造の説明図である。
FIG. 16 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an output side and an input side of a gate TCP.

【図17】本発明による液晶表示装置の周辺回路の概要
説明図である。
FIG. 17 is a schematic explanatory diagram of a peripheral circuit of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図18】本発明の液晶表示装置の駆動波形図である。FIG. 18 is a driving waveform diagram of the liquid crystal display device of the present invention.

【図19】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。
FIG. 19 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention.

【図20】本発明による液晶表示装置の製造工程の図1
9に続く説明図である。
FIG. 20 is a view showing a manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention;
It is explanatory drawing following 9.

【図21】本発明による液晶表示装置の製造工程の図2
0に続く説明図である。
FIG. 21 is a view showing a manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention;
It is explanatory drawing following 0.

【図22】図17に示した表示パネルPNLと映像信号
駆動回路Hと垂直走査回路Vを接続した状態を示す上面
図である。
22 is a top view showing a state where the display panel PNL, the video signal driving circuit H, and the vertical scanning circuit V shown in FIG. 17 are connected.

【図23】本発明による液晶表示装置を実装したコンピ
ユータモニターの外観図である。
FIG. 23 is an external view of a computer monitor mounted with a liquid crystal display device according to the present invention.

【図24】一般的な液晶表示装置の概略構造を説明する
ための展開斜視図である。
FIG. 24 is a developed perspective view for explaining a schematic structure of a general liquid crystal display device.

【図25】バックライトと液晶パネルとの間にプリズム
シートを2枚設置した場合と1枚設置した場合およびプ
リズムシートを使用せずに光拡散シートのみの場合の上
下方向視野角と輝度の関係の説明図である。
FIG. 25 shows the relationship between the vertical viewing angle and the luminance when two prism sheets are installed between the backlight and the liquid crystal panel, when one prism sheet is installed, and when only the light diffusion sheet is used without using the prism sheet. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a 上基板 1b 下基板 3 液晶パネル 4a 上偏光板 4b 下偏光板 5 線状光源(ランプ) 6 反射器 7 バックライト 8a 上透明電極層 8b 下透明電極層 9a 高分子層 9b 低分子ネマチック液晶 10 光散乱シート 11a 上プリズムシート 11b 下プリズムシート 12 集光シート 13 調光電源 14 調光スイッチ。 1a Upper substrate 1b Lower substrate 3 Liquid crystal panel 4a Upper polarizer 4b Lower polarizer 5 Linear light source (lamp) 6 Reflector 7 Backlight 8a Upper transparent electrode layer 8b Lower transparent electrode layer 9a Polymer layer 9b Low molecular nematic liquid crystal 10 Light scattering sheet 11a Upper prism sheet 11b Lower prism sheet 12 Condenser sheet 13 Light control power supply 14 Light control switch.

─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成10年10月21日[Submission date] October 21, 1998

【手続補正1】[Procedure amendment 1]

【補正対象書類名】図面[Document name to be amended] Drawing

【補正対象項目名】図3[Correction target item name] Figure 3

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction contents]

【図3】 FIG. 3

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持し
てなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置され
た上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に応
じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネル
の背面に設置されたバックライトとを上フレームおよび
この上フレームと連接する下フレームにより固定してな
り、 前記バックライトと前記液晶パネルの間に、前記バック
ライトからの出射光を集光する集光素子と、この集光素
子の前記液晶パネル側に積層して前記集光素子からの光
の透過光の散乱度合いを可変とした光散乱素子を具備し
たことを特徴とする液晶表示装置。
1. A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates having a pixel selection electrode on at least one of them opposed to each other, an upper polarizer disposed on both sides of the liquid crystal panel, and A lower polarizing plate, a driving unit for applying a voltage corresponding to a display signal to the electrodes, and a backlight installed on the back of the liquid crystal panel are fixed by an upper frame and a lower frame connected to the upper frame. A light-collecting element that collects light emitted from the backlight between the backlight and the liquid crystal panel; and a light-collecting element that is stacked on the liquid crystal panel side of the light-collecting element. A liquid crystal display device comprising a light scattering element that makes the degree of scattering of transmitted light variable.
【請求項2】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板の間に液晶層を挟持し
てなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置され
た上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に応
じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネル
の背面に設置されたバックライトとを上フレームおよび
この上フレームと連接する下フレームにより固定してな
り、 前記バックライトと前記液晶パネルの間に、前記バック
ライトからの出射光の透過光を散乱させる度合いを可変
とした光散乱素子と、この光散乱素子の前記液晶パネル
側に積層して前記光散乱素子からの光を集光する集光素
子とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
2. A liquid crystal panel having a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent substrates having an electrode for selecting a pixel on at least one of them opposed to each other, and an upper polarizing plate arranged with the liquid crystal panel interposed therebetween. A lower polarizing plate, a driving unit for applying a voltage corresponding to a display signal to the electrodes, and a backlight installed on the back of the liquid crystal panel are fixed by an upper frame and a lower frame connected to the upper frame. Between the backlight and the liquid crystal panel, a light scattering element having a variable degree of scattering transmitted light of light emitted from the backlight, and a light scattering element laminated on the liquid crystal panel side of the light scattering element. A light-collecting element for condensing light from the light-scattering element.
【請求項3】前記光散乱素子が、一対の透明電極間に高
分子中に有機低分子ネマチック液晶を分散した高分子分
散型液晶シートであることを特徴とする請求項1に記載
の液晶表示装置。
3. A liquid crystal display according to claim 1, wherein said light scattering element is a polymer dispersed liquid crystal sheet in which an organic low molecular nematic liquid crystal is dispersed in a polymer between a pair of transparent electrodes. apparatus.
【請求項4】前記高分子分散型液晶シートが、一対の透
明電極間に有機低分子ネマチック液晶を挟持してなるこ
とを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the polymer dispersed liquid crystal sheet has an organic low molecular nematic liquid crystal sandwiched between a pair of transparent electrodes.
【請求項5】前記光散乱素子が、透明基板上に傾き角が
可変に植立された多数の光散乱性プレートからなる光散
乱板からなり、前記傾き角により透過する光の散乱度を
変化させることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示
装置。
5. The light-scattering element comprises a light-scattering plate comprising a large number of light-scattering plates planted on a transparent substrate with a variable inclination angle, and the degree of scattering of transmitted light varies according to the inclination angle. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein:
【請求項6】前記集光素子が、印加される電圧値によっ
て透過光の集光度が変化する透明圧電フィルムであるこ
とを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。
6. The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the light condensing element is a transparent piezoelectric film whose light condensing degree changes according to an applied voltage value.
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