JP2000019527A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【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、特に液晶組成物を封止する一対の基板間の距離を一
定に保つための新規な構成のスペーサを備えた、所謂横
電界方式の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 so-called in-plane switching method provided with a spacer having a novel structure for keeping a distance between a pair of substrates for sealing a liquid crystal composition constant. Liquid crystal display 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表示デバイス
として液晶表示装置が広く採用されている。2. Description of the Related Art A liquid crystal display device has been widely used as a display device capable of displaying a high-definition color image for a notebook computer or a computer monitor.
【0003】この種の液晶表示装置は、基本的には少な
くとも一方が透明なガラス等からなる少なくとも2枚の
基板の対向間隙に液晶組成物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(単純マトリクス型液晶表示装置)、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(アクティブマトリクス型液晶表示装
置)とに大きく分類される。This type of liquid crystal display device basically constitutes a so-called liquid crystal panel in which a liquid crystal composition is sandwiched between at least two substrates made of transparent glass or the like at opposing gaps. A type (simple matrix type liquid crystal display device) in which a predetermined pixel is turned on and off by selectively applying a voltage to various electrodes for pixel formation formed on the substrate, and the above-mentioned various electrodes and an active element for pixel selection are formed. The active matrix type is broadly classified into a type in which predetermined pixels are turned on and off by selecting the active element (active matrix type liquid crystal display device).
【0004】アクティブマトリクス型液晶表示装置は、
そのアクティブ素子として薄膜トランジスタ(TFT)
を用いたものが代表的である。薄膜トランジスタを用い
た液晶表示装置は、薄い軽量かつブラウン管に匹敵する
高画質であるということから、OA機器の表示端末用モ
ニターとして広く普及している。An active matrix type liquid crystal display device is
Thin film transistor (TFT) as its active element
Is typical. 2. Description of the Related Art A liquid crystal display device using a thin film transistor is widely used as a monitor for a display terminal of OA equipment because it is thin and lightweight and has high image quality comparable to a cathode ray tube.
【0005】この液晶表示装置の表示方式には、液晶の
駆動方法の相違から大別して次の2通りがある。その1
つは、透明電極が構成された2枚の基板で液晶組成物を
挟み込み、透明電極に印加された電圧で動作させ、透明
電極を透過し液晶組成物の層に入射した光を変調して表
示する方式であり、現在普及している製品のほとんどが
この方式を採用している。[0005] The display methods of this liquid crystal display device are roughly classified into the following two types based on the difference in the method of driving the liquid crystal. Part 1
First, the liquid crystal composition is sandwiched between two substrates each having a transparent electrode, operated by a voltage applied to the transparent electrode, and light transmitted through the transparent electrode and incident on the liquid crystal composition layer is modulated for display. Most of the products currently in wide use adopt this method.
【0006】また、もう1つは、同一基板上に構成した
2つの電極の間の基板面にほぼ平行に形成した電界によ
り動作させ、2つの電極の隙間から液晶組成物の層に入
射した光を変調して表示する方式であり、視野角が著し
く広いという特徴を持ち、アクティブマトリクス型液晶
表示装置として極めて有望な方式である。この方式の特
徴に関しては、例えば特表平5−505247号公報、
特公昭63−21907号公報、特開平6−16087
8号公報等の文献に記載されている。以下、この方式の
液晶表示装置を横電界方式の液晶表示装置と称する。The other is to operate by an electric field formed almost parallel to the substrate surface between two electrodes formed on the same substrate, and to make light incident on a layer of the liquid crystal composition from a gap between the two electrodes. Is modulated and displayed, and has a feature that a viewing angle is extremely wide, and is a very promising method as an active matrix liquid crystal display device. Regarding the features of this method, for example, Japanese Patent Publication No. 5-505247,
JP-B-63-21907, JP-A-6-16087
No. 8 and other publications. Hereinafter, this type of liquid crystal display device is referred to as a horizontal electric field type liquid crystal display device.
【0007】一対の基板の間の距離(液晶組成物の層の
厚み:セルギャップ)は両基板の間に球状のスペーサ
(図示せず)を分散配置して所定値に設定するのが一般
的である。なお、各基板の外面にはそれぞれ偏光板が設
置され、これらの偏光板の偏光軸を直交させて配置する
ことで、所謂ノーマリブラックの表示モードとすること
ができる。The distance between a pair of substrates (the thickness of the liquid crystal composition layer: cell gap) is generally set to a predetermined value by dispersing spherical spacers (not shown) between the two substrates. It is. A polarizing plate is provided on the outer surface of each substrate, and a so-called normally black display mode can be achieved by arranging the polarizing axes of the polarizing plates at right angles.
【0008】また、上記のような球状のスペーサに代え
てカラーフィルタ基板の保護膜に円錐状あるいは多角錐
状のスペーサを基板に固定的に形成し、あるいはカラー
フィルタ層を積層して円柱状のスペーサを固定的に形成
したものが特開平9−73088号公報に開示されてい
る。しかし、この公報に開示の発明は、ラビング布の毛
足が当該スペーサにより乱されて生じるラビング不良の
影響を低減させるという観点からのみ、その形状、配置
を特定したものであり、スペーサの形成による当該スペ
ーサ近傍の液晶層の厚みが他の部分と異なることによる
輝度やコントラストの低下を低減させるという本発明の
目的とは異なるものである。In addition, instead of the spherical spacer as described above, a conical or polygonal pyramid spacer is fixedly formed on the protective film of the color filter substrate on the substrate, or a columnar shape is formed by laminating a color filter layer. A fixed spacer is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-73088. However, the invention disclosed in this publication specifies the shape and arrangement only from the viewpoint of reducing the effect of rubbing defects caused by the bristle of the rubbing cloth being disturbed by the spacer, and the invention is based on the formation of the spacer. This is different from the object of the present invention to reduce a decrease in luminance and contrast due to a difference in thickness of the liquid crystal layer near the spacer from other portions.
【0009】図8は着色層を重ねてスペーサを形成した
従来の横電界方式の液晶表示装置の構成の一例を説明す
る要部断面図である。この液晶表示装置は一方の基板S
UB1上に映像信号線DL、対向電極CT、画素電極P
Xが形成され、これらの上層に成膜された保護膜PSV
および液晶組成物(以下、単に液晶とも言う)LCの層
との界面に形成された配向制御層ORI1を有し、他方
の基板SUB2上にブラックマトリクスBMで区画され
た着色層(カラーフィルタ)FIL、これらの上層を覆
ってカラーフィルタFILやブラックマトリクスBMの
構成材が液晶組成物LCに影響を及ぼさないように成膜
されたオーバーコート層OC、および液晶LCの層との
界面に形成された配向制御層ORI2を有している。FIG. 8 is a sectional view of an essential part for explaining an example of the configuration of a conventional in-plane switching type liquid crystal display device in which a spacer is formed by overlapping colored layers. This liquid crystal display device has one substrate S
Video signal line DL, counter electrode CT, pixel electrode P on UB1
X is formed, and a protective film PSV is formed on these layers.
And a coloring layer (color filter) FIL having an alignment control layer ORI1 formed at an interface with a layer of a liquid crystal composition (hereinafter, also simply referred to as liquid crystal) LC, and partitioned by a black matrix BM on the other substrate SUB2. The overcoat layer OC was formed so as to cover these upper layers so that the components of the color filter FIL and the black matrix BM did not affect the liquid crystal composition LC, and was formed at the interface with the liquid crystal LC layer. It has an orientation control layer ORI2.
【0010】そして、一方の基板SUB1上にあるGI
とAOFは絶縁膜、映像信号線DLは導電膜d1とd2
の2層からなり、対向電極CTは導電膜g1から、画素
電極PXは導電膜g2から成る。画素電極PXと対向電
極CTの間に形成される基板とほぼ平行な電界で液晶L
Cの分子の配向方向が制御されて画像表示が成される。The GI on one substrate SUB1
And AOF are insulating films, and the video signal lines DL are conductive films d1 and d2.
The counter electrode CT is made of a conductive film g1, and the pixel electrode PX is made of a conductive film g2. The liquid crystal L is applied with an electric field substantially parallel to the substrate formed between the pixel electrode PX and the counter electrode CT.
An image is displayed by controlling the orientation direction of the C molecule.
【0011】[0011]
【発明が解決しようとする課題】上記した円錐状あるい
は多角錐状のスペーサを設けたものでは、柱状スペーサ
SPの基板と直角方向の断面形状は、底辺部が大きく頂
部が小さくなるようなテーパ形となる。そのため、柱状
スペーサSPの周辺の液晶層LCの厚さは画素中央部部
の厚さよりも小さくなる。したがって、表示領域内で液
晶層LCの厚さが不均一となり、輝度やコントラストの
低下を招く。柱状スペーサSPの底辺部の面積を小さく
するとその頂部の面積も小さくなる。このとき、柱状ス
ペーサSPの機械的強度が大きいと柱状スペーサSPが
他方の基板の絶縁層を破壊して電極等の導電層に達する
ことがある。また、絶縁層の破壊で液晶が汚染されて輝
度低下を招く。In the case where the conical or polygonal pyramid-shaped spacer is provided, the cross-sectional shape of the columnar spacer SP in the direction perpendicular to the substrate has a tapered shape in which the bottom is large and the top is small. Becomes Therefore, the thickness of the liquid crystal layer LC around the columnar spacer SP is smaller than the thickness of the central part of the pixel. Therefore, the thickness of the liquid crystal layer LC becomes non-uniform in the display area, which causes a decrease in brightness and contrast. When the area at the bottom of the columnar spacer SP is reduced, the area at the top is also reduced. At this time, if the mechanical strength of the columnar spacer SP is large, the columnar spacer SP may break the insulating layer of the other substrate and reach a conductive layer such as an electrode. In addition, the liquid crystal is contaminated by the destruction of the insulating layer, which causes a decrease in luminance.
【0012】同様に、図8で説明した隣接するカラーフ
ィルタFILをブラックマトリクスBMの上層で重ね合
わせて厚みを大きくし、その上に成膜するオーバーコー
ト層OCの突起形状で柱状スペーサSPを形成したもの
でも、カラーフィルタFILの上層に成膜されるオーバ
ーコート層OCにより柱状スペーサSPの基板と直角方
向の断面形状は、底辺部が大きく頂部が小さくなるよう
なテーパ形となる。このような柱状スペーサSPの解像
度はその構成材料および製造プロセス性から制約を受
け、その底辺部が表示領域(画素部)まで及ぶ場合があ
る。Similarly, the adjacent color filters FIL described with reference to FIG. 8 are overlapped on the upper layer of the black matrix BM to increase the thickness, and the columnar spacer SP is formed in the shape of a protrusion of the overcoat layer OC formed thereon. Also, the cross-sectional shape of the columnar spacer SP in the direction perpendicular to the substrate is tapered such that the bottom portion is large and the top portion is small due to the overcoat layer OC formed on the color filter FIL. The resolution of such a columnar spacer SP is limited by its constituent materials and manufacturing processability, and its bottom may reach the display region (pixel portion) in some cases.
【0013】そのため、柱状スペーサSPの周辺の液晶
層LCの厚さdLC1は画素中央部部の厚さdLC2よ
りも小さくなる。したがって、表示領域内で液晶層LC
の厚さが不均一となり、輝度やコントラストの低下を招
く。柱状スペーサSPの底辺部の面積を小さくするとそ
の頂部の面積も小さくなる。このとき、柱状スペーサS
Pの機械的強度が大きいと柱状スペーサSPが他方の基
板の絶縁層を破壊して電極等の導電層に達することがあ
る。また、絶縁層の破壊で液晶が汚染されて輝度低下を
招く。さらに、前記特開平9−73088号公報に記載
のように柱状スペーサSPの頂部にもITO等の透明導
電層が形成されていると、基板間で電気的な短絡が生
じ、表示不良となる問題がある。For this reason, the thickness dLC1 of the liquid crystal layer LC around the columnar spacer SP is smaller than the thickness dLC2 of the central part of the pixel. Therefore, in the display area, the liquid crystal layer LC
Has a non-uniform thickness, which causes a decrease in brightness and contrast. When the area at the bottom of the columnar spacer SP is reduced, the area at the top is also reduced. At this time, the columnar spacer S
If the mechanical strength of P is large, the columnar spacer SP may break the insulating layer of the other substrate and reach a conductive layer such as an electrode. In addition, the liquid crystal is contaminated by the destruction of the insulating layer, which causes a decrease in luminance. Further, when a transparent conductive layer such as ITO is formed also on the top of the columnar spacer SP as described in JP-A-9-73088, an electrical short circuit occurs between the substrates, resulting in display failure. There is.
【0014】一方、柱状スペーサSPの機械的強度が小
さいと、当該柱状スペーサSPが破壊され、液晶層LS
の厚さ(セルギャップ)が不均一となり、表示むらを招
くという問題がある。On the other hand, if the mechanical strength of the columnar spacer SP is low, the columnar spacer SP is broken, and the liquid crystal layer LS
Has a problem that the thickness (cell gap) becomes uneven and display unevenness is caused.
【0015】柱状スペーサSPの形状を前記図8に示し
たカラーフィルタの頂上で形成したり、前記特開平9−
73088号公報に記載のように円錐あるいは多角錐形
にすると、ラビング布の毛足が当たる部分が頂部となり
かつテーパを有するような形状では、柱状スペーサが形
成されていない側の基板と接触する柱状スペーサSPの
面積が極めて小さくなり、前記したと同様の理由で液晶
の汚染による輝度低下、基板間の電気的短絡による表示
不良、および液晶層の厚さが不均一となることによる表
示むらを招くという問題がある。The shape of the columnar spacer SP can be formed on the top of the color filter shown in FIG.
As described in Japanese Patent Publication No. 73088, a conical or polygonal pyramid shape is used. In a shape in which a portion of the rubbing cloth to which the bristle touches becomes a top portion and has a taper, a columnar shape in contact with a substrate on which a columnar spacer is not formed. The area of the spacer SP becomes extremely small, which causes a decrease in luminance due to contamination of liquid crystal, a display failure due to an electrical short circuit between the substrates, and an uneven display due to an uneven thickness of the liquid crystal layer for the same reason as described above. There is a problem.
【0016】本発明の目的は、柱状スペーサに起因した
液晶汚染による輝度の低下を防止し、基板間での電気的
短絡の発生防止して輝度やコントラストの低下を抑制し
て、表示むらのない液晶表示装置を提供することにあ
る。An object of the present invention is to prevent a decrease in luminance due to liquid crystal contamination caused by columnar spacers, prevent an electric short circuit between substrates, and suppress a decrease in luminance and contrast, thereby preventing display unevenness. It is to provide a liquid crystal display device.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明は、配向膜のラビ
ング処理における柱状スペーサに起因する配向不良を解
消すると共に、柱状スペーサ周辺の液晶層の厚さの不均
一を無くし、さらに柱状スペーサが対向する基板に形成
された絶縁層等を破壊して液晶汚染を招いたり、基板間
の電気的短絡の発生を防止するため、次のような手段を
採用した。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention eliminates alignment defects caused by columnar spacers in the rubbing treatment of an alignment film, eliminates unevenness in the thickness of the liquid crystal layer around the columnar spacers, and further reduces the thickness of the columnar spacers. In order to prevent the insulation layer and the like formed on the opposing substrate from being destroyed to cause liquid crystal contamination and to prevent the occurrence of an electric short circuit between the substrates, the following means is employed.
【0018】ラビング処理における配向不良等の不具合
を解消するために、柱状スペーサのラビング布が最初に
当たる側を前方側、ラビング布が流れる側を後方側とす
るとき、柱状スペーサの前方側および後方側がラビング
方向に対して鋭角となる形状とする。これにより、柱状
スペーサの前方側がラビング布に与える抵抗が小さくな
り、かつ柱状スペーサの後方でラビング布の毛足が柱状
スペーサの形状に沿って元の状態に復元し易くなる。し
たがって、柱状スペーサによりラビング布が受けるダメ
ージが少なく、また、柱状スペーサの後方部でも所要の
ラビングがなされ易い。In order to eliminate problems such as poor orientation in the rubbing process, the side where the rubbing cloth of the columnar spacer first contacts is the front side, and the side where the rubbing cloth flows is the rear side. The shape becomes an acute angle to the rubbing direction. Accordingly, the resistance applied to the rubbing cloth by the front side of the columnar spacer is reduced, and the bristle of the rubbing cloth is easily restored to the original state along the shape of the columnar spacer behind the columnar spacer. Therefore, the rubbing cloth is less likely to be damaged by the columnar spacer, and required rubbing is also easily performed on the rear portion of the columnar spacer.
【0019】さらに、柱状スペーサの底辺部と頂部の面
積が同じになるように形成することで、柱状スペーサの
頂部が対向する基板に与える圧力を緩和し対向基板の絶
縁層や保護膜を損傷することがなく、液晶の汚染が防止
される。Further, by forming the columnar spacer so that the area of the bottom side and the area of the top are the same, the pressure applied to the opposing substrate by the top of the columnar spacer is reduced, and the insulating layer and the protective film of the opposing substrate are damaged. And contamination of the liquid crystal is prevented.
【0020】また、柱状スペーサの上層にITO等の透
明導電膜を形成しないことにより、対向基板とは絶縁体
である柱状スペーサのみが接触することになり、基板間
での電気的短絡が発生しない。すなわち、アクティブマ
トリクス基板側に液晶を駆動するための電極群の全てを
形成した横電界方式の液晶表示装置に適用するのが好ま
しい。Since no transparent conductive film such as ITO is formed on the columnar spacer, only the columnar spacer, which is an insulator, comes into contact with the opposing substrate, and no electrical short circuit occurs between the substrates. . That is, it is preferable to apply the present invention to a horizontal electric field type liquid crystal display device in which all the electrode groups for driving liquid crystal are formed on the active matrix substrate side.
【0021】すなわち、上記目的を達成するため、本発
明は下記に記載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 configuration.
【0022】(1)少なくとも一方が透明な一対の基板
と、前記一対の基板の一方に形成されたカラー表示のた
めの色の異なる少なくとも2種類以上のカラーフィルタ
および各カラーフィルタの間に介在させたブラックマト
リクスと、前記一対の基板のうちの他方の基板の上に形
成された信号配線と対向配線等を含む電極群と、前記一
対の基板の間に誘電異方性を有する液晶組成物の層およ
びこの液晶組成物の層の分子配列を所定の方向に配列さ
せるための配向制御層とを有する液晶パネルと、前記一
対の基板のそれぞれに偏光軸を直交させて積層された偏
光板、および前記電極群に駆動電圧を印加するための駆
動手段とを具備し、前記電極群が前記配向制御層および
前記液晶組成物の層の界面に対して、主として平行な電
圧を印加するごとく配置された電極配列構造を有し、前
記一対の基板の少なくとも一方の前記ブラックマトリク
スおよびカラーフィルタの上層かつ前記配向制御層の下
層に成膜される有機膜のパターニングで形成された柱状
スペーサを有し、前記柱状スペーサが、その底辺部と頂
部とが同じ面積で、かつ基板面と平行な方向の断面がラ
ビング方向に対して鋭角な形状を有すると共に、前記柱
状スペーサの上層に成膜された前記配向制御層の頂部が
前記他方の基板の前記配向制御層と当接する構成とし
た。(1) A pair of substrates, at least one of which is transparent, at least two or more types of color filters having different colors for color display formed on one of the pair of substrates, and interposed between the color filters. A black matrix, an electrode group including a signal wiring and a counter wiring formed on the other of the pair of substrates, and a liquid crystal composition having a dielectric anisotropy between the pair of substrates. A liquid crystal panel having a layer and an alignment control layer for arranging the molecular arrangement of the layer of the liquid crystal composition in a predetermined direction, a polarizing plate laminated on each of the pair of substrates with a polarization axis orthogonal to each other, and A driving unit for applying a driving voltage to the electrode group, wherein the electrode group applies a voltage mainly parallel to an interface between the alignment control layer and the liquid crystal composition layer. A columnar spacer formed by patterning an organic film formed on an upper layer of the black matrix and the color filter and a lower layer of the alignment control layer on at least one of the pair of substrates; The columnar spacer has the same area at the bottom and top, and the cross section in the direction parallel to the substrate surface has an acute angle with respect to the rubbing direction, and is formed on the columnar spacer. The top of the orientation control layer is in contact with the orientation control layer of the other substrate.
【0023】なお、上記構成における柱状スペーサの断
面がラビング方向に対して鋭角とは、完全に鋭角のみを
意味するものではない。すなわち、柱状スペーサの形成
プロセスでは角が丸みを帯びるのが普通であり、上記鋭
角とは接線の交わりが鋭角であることを意味する。It should be noted that the acute angle of the cross section of the columnar spacer in the above configuration with respect to the rubbing direction does not mean only a completely acute angle. That is, in the process of forming the columnar spacer, the corner is usually rounded, and the acute angle means that the intersection of the tangent lines is an acute angle.
【0024】この構成としたことにより、液晶層の厚さ
の不均一性を無くし、輝度やコントラストの低下のない
高表示品質の液晶表示装置が得られる。With this configuration, it is possible to obtain a liquid crystal display device of high display quality which eliminates non-uniformity of the thickness of the liquid crystal layer and does not decrease luminance and contrast.
【0025】(2)(1)における前記柱状スペーサ
が、前記ブラックマトリクスおよびカラーフィルタの上
層かつ前記配向制御層の下層に成膜される有機膜のパタ
ーニングで形成されてなることを特徴とする。(2) The method according to (1), wherein the columnar spacer is formed by patterning an organic film formed above the black matrix and the color filter and below the orientation control layer.
【0026】(3)(1)における前記柱状スペーサの
誘電率特性または導電率特性が前記液晶組成物のそれよ
りも高いことを特徴とする。(3) The liquid crystal composition according to (1), wherein the columnar spacer has a dielectric property or a conductivity property higher than that of the liquid crystal composition.
【0027】上記(2)(3)の構成により、表示領域
に不要な電界が形成されず、クロストークが抑制され、
高表示品質の液晶表示装置が得られる。According to the above configurations (2) and (3), an unnecessary electric field is not formed in the display area, and crosstalk is suppressed.
A liquid crystal display device with high display quality can be obtained.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図1は本
発明に係る液晶表示装置の第1実施例である横電界方式
アクティブマトリクス型液晶表示装置を構成する液晶パ
ネルの1画素付近の構成を説明する要部平面図、図2は
図1の1−1’線に沿った断面図である。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a plan view of an essential part for explaining a configuration near one pixel of a liquid crystal panel constituting a lateral electric field type active matrix type liquid crystal display device which is a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is a sectional view taken along line 1-1 ′ of FIG.
【0029】図2において、一対の基板SUB1とSU
B2の間に配置される各種の電極や各構造膜は、柱状ス
ペーサSPを除いて図8と同様である。In FIG. 2, a pair of substrates SUB1 and SU
Various electrodes and structural films disposed between B2 are the same as those in FIG. 8 except for the columnar spacer SP.
【0030】図1と図2において、DLは映像信号線、
SD2は映像信号線から延びるドレイン電極、CLは対
向電圧信号線、CTは対向電圧信号線と同一の対向電
極、PXは画素電極、SD1は画素電極と同一のソース
電極、Cstgは蓄積容量、GLは走査信号線、GTは
走査電極と同一のゲート電極、BMはブラックマトリク
ス(画素部開口の境界線で示す)、TFTは薄膜トラン
ジスタ、SPは柱状スペーサを表す。In FIGS. 1 and 2, DL is a video signal line,
SD2 is a drain electrode extending from the video signal line, CL is a counter voltage signal line, CT is a counter electrode same as the counter voltage signal line, PX is a pixel electrode, SD1 is a source electrode same as the pixel electrode, Cstg is a storage capacitor, GL Denotes a scanning signal line, GT denotes the same gate electrode as the scanning electrode, BM denotes a black matrix (indicated by a boundary line of a pixel opening), TFT denotes a thin film transistor, and SP denotes a columnar spacer.
【0031】柱状スペーサSPは図1に示したようにブ
ラックマトリクスBMの直下で映像信号線DLの領域に
各1個宛形成されているが、これに限定されるものでは
なく、表示領域(画素部分)以外の任意の場所に1個あ
るいは複数個形成してよい。また、この実施例において
は、柱状スペーサSPはカラーフィルタ基板側に形成し
てあるが、アクティブマトリクス基板側に形成させても
よい。As shown in FIG. 1, one columnar spacer SP is formed immediately below the black matrix BM in the area of the video signal line DL. However, the present invention is not limited to this. One or more may be formed at any place other than (part). Further, in this embodiment, the columnar spacers SP are formed on the color filter substrate side, but may be formed on the active matrix substrate side.
【0032】この液晶表示装置は、液晶層LCに対して
基板とほぼ平行な電界を印加するための電極群がアクテ
ィブマトリクス基板側に形成されている。柱状スペーサ
SPはカラーフィルタFILとブラックマトリクスBM
を覆うオーバーコート層OCをパターニングして形成さ
れ、その表面は画素部と同様に配向制御層ORI2が成
膜されている。In this liquid crystal display device, an electrode group for applying an electric field substantially parallel to the substrate to the liquid crystal layer LC is formed on the active matrix substrate side. The columnar spacer SP is composed of a color filter FIL and a black matrix BM.
Is formed by patterning an overcoat layer OC covering the same, and an alignment control layer ORI2 is formed on the surface of the overcoat layer OC in the same manner as the pixel portion.
【0033】そして、この柱状スペーサSPの頂部の配
向制御層ORI2はアクティブマトリクス基板に成膜さ
れた配向制御層ORI1と接触して液晶層LCの厚みを
規制している。The orientation control layer ORI2 on the top of the columnar spacer SP contacts the orientation control layer ORI1 formed on the active matrix substrate to regulate the thickness of the liquid crystal layer LC.
【0034】図3は本実施例における柱状スペーサの形
状の一例を説明する模式的斜視図であって、基板と平行
な断面のラビング方向の前方側と後方側は鋭角をなし、
かつ端縁は丸みを帯びている。これは、柱状スペーサS
Pの形成プロセスである露光、現像プロセスにおいて、
光の拡散、回折等により角張った形状とすることが困難
なためであり、作成可能であれば角張った形状でもよい
ことは言うまでもない。FIG. 3 is a schematic perspective view for explaining an example of the shape of the columnar spacer in this embodiment. The front side and the rear side in the rubbing direction of a cross section parallel to the substrate form an acute angle.
And the edge is rounded. This is the columnar spacer S
In the exposure and development processes that are the process of forming P,
This is because it is difficult to form an angular shape due to light diffusion, diffraction, and the like, and it goes without saying that an angular shape may be used if it can be created.
【0035】なお、柱状スペーサSPの形状は、図1お
よび図3に示したような断面菱形に限るものではなく、
ラビング方向の前方側と後方側に鋭角部を有する略長楕
円形、略長円形でよい。It should be noted that the shape of the columnar spacer SP is not limited to a rhombic cross section as shown in FIGS.
The shape may be a substantially elliptical shape or a substantially oval shape having acute angles on the front side and the rear side in the rubbing direction.
【0036】この実施例により、柱状スペーサに起因し
た液晶汚染による輝度の低下を防止し、基板間での電気
的短絡の発生を防止して輝度やコントラストの低下を抑
制して、表示むらのない液晶表示装置を提供することが
できる。According to this embodiment, a decrease in luminance due to liquid crystal contamination caused by the columnar spacer is prevented, an electrical short circuit between the substrates is prevented, and a decrease in luminance and contrast is suppressed. A liquid crystal display device can be provided.
【0037】この実施例では、図1に示したように1画
素あたりの柱状スペーサSPの数を1個としているが、
前記したように、この個数は1個に限るものではなく、
また、複数個を規則的に、または千鳥足状に、あるいは
ランダムに配置してもよい。また、柱状スペーサSPの
誘電率特性、または導電率特性が液晶LCのそれより高
いと、電界が液晶LCよりも柱状スペーサSPに形成さ
れ易い。従って、これら電極間の電界によって液晶LC
が駆動され難くなる。このため、柱状スペーサSPがな
い部分でもノーマリブラックの表示モードで遮光し易く
なる。したがって、柱状スペーサの誘電率特性または導
電率特性が前記液晶組成物のそれよりも高くするのが望
ましい。In this embodiment, the number of columnar spacers SP per pixel is one as shown in FIG.
As described above, this number is not limited to one.
Also, a plurality may be arranged regularly, in a staggered manner, or randomly. If the dielectric constant or the conductivity characteristic of the columnar spacer SP is higher than that of the liquid crystal LC, an electric field is more easily formed on the columnar spacer SP than in the liquid crystal LC. Accordingly, the electric field between these electrodes causes the liquid crystal LC
Becomes difficult to be driven. For this reason, even in a portion where there is no columnar spacer SP, light is easily shielded in the normally black display mode. Therefore, it is desirable that the dielectric properties or conductivity properties of the columnar spacer be higher than those of the liquid crystal composition.
【0038】本実施例によれば、柱状スペーサの底辺部
と頂部とを略同じ面積とすることで、前記図8で説明し
たような液晶層の厚みが柱状スペーサ付近で表示領域の
それより小さくなる不均一性が回避され、表示むらの発
生が抑制できる。According to the present embodiment, the bottom and top of the columnar spacer have substantially the same area, so that the thickness of the liquid crystal layer as described in FIG. 8 is smaller in the vicinity of the columnar spacer than in the display area. Such non-uniformity is avoided, and the occurrence of display unevenness can be suppressed.
【0039】このように、柱状スペーサで液晶LCの厚
さを制御することが可能であり、一般的に使用される球
状スペーサ(プラスチックビーズ)を使用しなくとも良
い。従って、球状スペーサで発生し易いスペーサ周辺部
からの光漏れによるコントラストの低下やスペーサが不
均一に配置されたときの表示不良、およびラビング処理
における配向不良を防ぐことができる。As described above, the thickness of the liquid crystal LC can be controlled by the columnar spacers, and it is not necessary to use generally used spherical spacers (plastic beads). Therefore, it is possible to prevent a decrease in contrast due to light leakage from the periphery of the spacer, which is likely to occur in the spherical spacer, a display failure when the spacers are unevenly arranged, and an alignment failure in the rubbing process.
【0040】次に、上記した各実施例の液晶表示装置の
製造プロセスの概要を説明する。Next, the outline of the manufacturing process of the liquid crystal display device of each of the above embodiments will be described.
【0041】まず、既知の薄膜トランジスタを形成する
プロセスと同様にして、一方の基板SUB1として厚さ
0.7mmまたは1.1mmのガラス基板上に成膜とパ
ターニングを繰り返してアモルファスシリコンASから
なる薄膜トランジスタTFT、蓄積容量Cstgと画素
電極PX、ソース電極SD1および対向電極CTの電極
群を形成し、薄膜トランジスタTFTを介して前記の電
極群に所定の電圧を印加する複数の映像信号線DL、ド
レイン電極SD2 対向電圧信号線CLおよび薄膜トラ
ンジスタTFTの導通を制御する複数の走査信号線GL
とゲート電極GTを格子状に形成してアクティブマトリ
クス基板を作成する。First, in the same manner as in the known process for forming a thin film transistor, a thin film transistor made of amorphous silicon AS is formed by repeating film formation and patterning on a glass substrate having a thickness of 0.7 mm or 1.1 mm as one substrate SUB1. , A plurality of video signal lines DL for applying a predetermined voltage to the electrode group via a thin-film transistor TFT, and a plurality of video signal lines DL and a drain electrode SD2. A plurality of scanning signal lines GL for controlling conduction of the voltage signal lines CL and the thin film transistors TFT
And the gate electrode GT are formed in a lattice shape to form an active matrix substrate.
【0042】薄膜トランジスタTFT、各電極群および
各配線は絶縁膜GIと保護膜PSVで被覆する。その
後、配向膜材料を塗布し焼成し、ラビング処理により液
晶配向制御能を付与して配向制御層ORI1を得る。The thin film transistor TFT, each electrode group and each wiring are covered with an insulating film GI and a protective film PSV. Thereafter, an alignment film material is applied and baked, and a liquid crystal alignment control ability is imparted by a rubbing treatment to obtain an alignment control layer ORI1.
【0043】また、他方の基板SUB2として厚さ0.
7mmまたは1.1mmのガラス基板上に感光性の黒色
レジストを塗布し、所定のパターンを有するフォトマス
クを用いた露光、現像、焼成の工程を経てブラックマト
リクスを形成する。次に、感光性の赤色、緑色、青色の
樹脂レジストを使用して、上記と同様の露光、現像、焼
成の工程を繰り返して、赤の着色層(カラーフィルタ
層)FIL(FIL(R),FIL(G),FIL
(B))を形成する。The other substrate SUB2 has a thickness of 0.1 mm.
A photosensitive black resist is applied to a 7 mm or 1.1 mm glass substrate, and a black matrix is formed through exposure, development, and baking steps using a photomask having a predetermined pattern. Next, using the photosensitive red, green, and blue resin resists, the same exposure, development, and baking steps as described above are repeated to form a red colored layer (color filter layer) FIL (FIL (R), FIL (G), FIL
(B)) is formed.
【0044】カラーフィルタ層の上に透明な紫外線硬化
型樹脂レジストを全面に塗布し、スペーサSPを形成し
たい位置に所望のパターンのフォトマスクを介して紫外
線を照射し、現像する。このとき、現像時間を感光しな
い部分も除去されない時間で止めて焼成することでブラ
ックマトリクスBMおよびカラーフィルタ層FILを被
覆する保護膜OCと柱状スペーサSPを形成する。A transparent ultraviolet-curable resin resist is applied on the entire surface of the color filter layer, and a position where the spacer SP is to be formed is irradiated with ultraviolet rays through a photomask having a desired pattern and developed. At this time, the developing time is stopped at a time during which the non-photosensitive portion is not removed, and baking is performed to form the protective film OC covering the black matrix BM and the color filter layer FIL and the columnar spacer SP.
【0045】柱状スペーサSPの頂部(SUB1側先
端)はほぼ平坦であるため、この柱状スペーサSPはな
だらかな順テーパでなく、底辺部と頂部とがほぼ同じ面
積の文字どうり柱状のスペーサSPとなる。また、ブラ
ックマトリクスBMおよび着色層(カラーフィルタ)F
ILを形成後、透明な紫外線硬化型樹脂レジストを塗布
し焼成して全面を保護膜OCで被覆し、再び透明な紫外
線硬化型樹脂レジストを塗布してスペーサSPを形成し
たい位置に所望のパターンを有するフォトマスクを介し
て紫外線を照射し、現像、焼成することでも柱状スペー
サSPを得ることができる。その後に配向膜材料をカラ
ーフィルタ基板に塗布し、焼成して液晶配向制御能をも
つ配向膜ORI2を得る。Since the top (the tip on the SUB1 side) of the columnar spacer SP is substantially flat, the columnar spacer SP does not have a gradual forward taper, and has a character-like columnar spacer SP whose bottom and top have substantially the same area. Become. Further, the black matrix BM and the coloring layer (color filter) F
After the formation of the IL, a transparent UV-curable resin resist is applied and baked to cover the entire surface with the protective film OC, and the transparent UV-curable resin resist is applied again to form a desired pattern at a position where the spacer SP is to be formed. The column spacers SP can also be obtained by irradiating ultraviolet rays through a photomask having the developed, baked, and baked. Thereafter, an alignment film material is applied to the color filter substrate and fired to obtain an alignment film ORI2 having a liquid crystal alignment control ability.
【0046】なお、柱状スペーサSPはアクティブマト
リクス基板(SUB1)側に形成してもよいことは前記
したとおりである。この場合、アクティブマトリクス基
板の絶縁膜PSVの上に透明な紫外線硬化型樹脂レジス
トを塗布し、スペーサSPを形成したい位置に所望のパ
ターンを有するフォトマスクを介して紫外線を照射し、
現像、焼成することでも柱状スペーサSPを得る。ま
た、保護膜PSVを柱状スペーサSPの高さ分だけ堆積
させ、パターン用樹脂レジストを塗布し、柱状スペーサ
SPを形成したい位置に所望のパターンを有するフォト
マスクを介して紫外線を照射し、パターニングし、ドラ
イエッチングにより保護膜PSVをエッチングし、この
エッチング時間を制御することで柱状スペーサSP部と
保護膜PSVを同時に形成することもできる。As described above, the columnar spacers SP may be formed on the active matrix substrate (SUB1) side. In this case, a transparent ultraviolet-curable resin resist is applied on the insulating film PSV of the active matrix substrate, and ultraviolet rays are irradiated to a position where the spacer SP is to be formed through a photomask having a desired pattern,
The columnar spacer SP is also obtained by developing and baking. In addition, the protective film PSV is deposited by the height of the columnar spacer SP, a resin resist for patterning is applied, and the position where the columnar spacer SP is to be formed is irradiated with ultraviolet rays through a photomask having a desired pattern to perform patterning. By etching the protective film PSV by dry etching and controlling the etching time, the columnar spacer SP and the protective film PSV can be simultaneously formed.
【0047】上記のようにして製作したアクティブマト
リクス基板とカラーフィルタ基板を対向させ、その周辺
部を液晶封入口を残して接着剤で固定し、2枚の基板間
に液晶組成物を封入し、液晶封入口を封止材で封止す
る。その後、プレスにより2枚の基板の間隔を柱状スペ
ーサで規制して所定のセルギャップを持つ液晶表示装置
を得る。このように形成した液晶表示装置によれば、ラ
ビング布に対するストレスが少なく、ラビング布の毛足
の復元力も高くなるため、ラビング不良による表示むら
の発生が抑制され、かつ液晶の汚染や基板間の電気的短
絡も防止され、高信頼性かつ高表示品質の液晶表示装置
が得られる。The active matrix substrate and the color filter substrate manufactured as described above are opposed to each other, the periphery thereof is fixed with an adhesive leaving a liquid crystal filling port, and a liquid crystal composition is sealed between the two substrates. The liquid crystal filling port is sealed with a sealing material. Thereafter, the distance between the two substrates is regulated by a columnar spacer by pressing to obtain a liquid crystal display device having a predetermined cell gap. According to the liquid crystal display device formed in this way, since the stress on the rubbing cloth is small and the restoring force of the nap of the rubbing cloth is also high, the occurrence of uneven display due to the rubbing defect is suppressed, and the contamination of the liquid crystal and between the substrates are prevented. An electrical short circuit is also prevented, and a liquid crystal display device with high reliability and high display quality can be obtained.
【0048】次に、本発明を適用した液晶表示装置の駆
動手段および具体的な製品例について説明する。Next, the driving means of the liquid crystal display device to which the present invention is applied and specific examples of products will be described.
【0049】図4は本発明を適用する液晶表示装置の駆
動手段の概要説明図であって、液晶表示装置は画像表示
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装置の背部に配置され
た図示しない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。FIG. 4 is a schematic explanatory view of a driving means of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. The liquid crystal display device is constituted by a set of a plurality of pixels in which an image display section is arranged in a matrix. Is configured to independently control the modulation of transmitted light from a backlight (not shown) arranged at the back of the liquid crystal display device.
【0050】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
並設された走査信号線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方向に並設された映
像信号線DLが形成されている。On the active matrix substrate (SUB1), which is one of the components of the liquid crystal display substrate, the active pixel region AR extends in the x direction (row direction) and is juxtaposed in the y direction (column direction). The scanning signal lines GL and the counter voltage signal lines CL are insulated from each other, and extend in the y direction, and video signal lines DL arranged in parallel in the x direction are formed.
【0051】ここで、走査信号線GL、対向電圧信号線
CL、映像信号線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 scanning signal line GL, the counter voltage signal line CL, and the video signal line DL.
【0052】液晶表示装置には、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によって前記走査信号線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から映像信号線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 device is provided with a vertical scanning circuit V and a video signal driving circuit H as its external circuits, and the vertical scanning circuit V sequentially supplies a scanning signal (voltage) to each of the scanning signal lines GL. The video signal drive circuit H supplies a video signal (voltage) to the video signal line DL in accordance with the timing.
【0053】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 drive circuit H are supplied with power from the liquid crystal drive 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 respectively. It is supposed to be.
【0054】図5は本発明を適用する液晶表示装置の駆
動波形の一例の説明図である。同図では、対向電圧をV
CH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。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a driving waveform of a liquid crystal display device to which the present invention is applied. In FIG.
A binary AC rectangular wave of CH and VCL is formed, and in synchronism therewith, the non-selection voltages of the scanning signals VG (i-1) and VG (i) are changed by binary 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.
【0055】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 the amplitude of the counter voltage from the voltage to be applied to the liquid crystal layer.
【0056】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.
【0057】図6は本発明による液晶表示装置の全体構
成を説明する展開斜視図であり、液晶表示装置(以下、
2枚の基板SUB1,SUB2を貼り合わせてなる液晶
パネル、駆動手段、バックライト、その他の構成部材を
一体化した液晶表示モジュール:MDLと称する)の具
体的構造を説明するものである。FIG. 6 is an exploded perspective view for explaining the entire structure of the liquid crystal display device according to the present invention.
A liquid crystal display module in which two substrates SUB1 and SUB2 are bonded to each other, a driving unit, a backlight, and a liquid crystal display module (hereinafter, referred to as an MDL) in which other components are integrated is described.
【0058】SHDは金属板からなるシールドケース
(メタルフレームとも言う)、WDは表示窓、INS1
〜3は絶縁シート、PCB1〜3は駆動手段を構成する
回路基板(PCB1はドレイン側回路基板:映像信号線
駆動用回路基板、PCB2はゲート側回路基板、PCB
3はインターフェース回路基板)、JN1〜3は回路基
板PCB1〜3同士を電気的に接続するジョイナ、TC
P1,TCP2はテープキャリアパッケージ、PNLは
液晶パネル、GCはゴムクッション、ILSは遮光スペ
ーサ、PRSはプリズムシート、SPSは拡散シート、
GLBは導光板、RFSは反射シート、MCAは一体化
成形により形成された下側ケース(モールドフレー
ム)、MOはMCAの開口、LPは蛍光管、LPCはラ
ンプケーブル、GBは蛍光管LPを支持するゴムブッシ
ュ、BATは両面粘着テープ、BLは蛍光管や導光板等
からなるバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板
部材を積み重ねて液晶表示モジュールMDLが組立てら
れる。SHD is a shield case (also called a metal frame) made of a metal plate, WD is a display window, INS1
3 to 3 are insulating sheets, PCBs 1 to 3 are circuit boards constituting driving means (PCB 1 is a drain side circuit board: a circuit board for driving a video signal line, PCB 2 is a gate side circuit board, PCB
3 is an interface circuit board), JN1 to 3 are joiners for electrically connecting the circuit boards PCB1 to PCB3, TC
P1 and TCP2 are tape carrier packages, PNL is a liquid crystal panel, GC is a rubber cushion, ILS is a light shielding spacer, PRS is a prism sheet, SPS is a diffusion sheet,
GLB is a light guide plate, RFS is a reflection sheet, MCA is a lower case (mold frame) formed by integral molding, MO is an MCA opening, LP is a fluorescent tube, LPC is a lamp cable, and GB supports a fluorescent tube LP. A rubber bush, BAT denotes a double-sided adhesive tape, BL denotes a backlight made of a fluorescent tube, a light guide plate, and the like, and a liquid crystal display module MDL is assembled by stacking diffusion plate members in the arrangement shown in the figure.
【0059】液晶表示モジュールMDLは、下側ケース
MCAとシールドケースSHDの2種の収納・保持部材
を有し、絶縁シートINS1〜3、回路基板PCB1〜
3、液晶パネルPNLを収納固定した金属製のシールド
ケースSHDと、蛍光管LP、導光板GLB、プリズム
シートPRS等からなるバックライトBLを収納した下
側ケースMCAとを合体させてなる。The liquid crystal display module MDL has two kinds of storage / holding members of a lower case MCA and a shield case SHD, and includes insulating sheets INS1 to INS3 and circuit boards PCB1 to PCB1.
3. A metal shield case SHD in which a liquid crystal panel PNL is stored and fixed, and a lower case MCA in which a backlight BL including a fluorescent tube LP, a light guide plate GLB, a prism sheet PRS, and the like are stored are combined.
【0060】映像信号線駆動用回路基板PCB1には液
晶パネルPNLの各画素を駆動するための集積回路チッ
プが搭載され、またインターフェース回路基板PCB3
には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング信
号等の制御信号を受け入れる集積回路チップ、およびタ
イミングを加工してクロック信号を生成するタイミング
コンバータTCON等が搭載される。An integrated circuit chip for driving each pixel of the liquid crystal panel PNL is mounted on the video signal line driving circuit board PCB1, and an interface circuit board PCB3
Is mounted with an integrated circuit chip that receives a video signal from an external host, receives a control signal such as a timing signal, and a timing converter TCON that processes timing to generate a clock signal.
【0061】上記タイミングコンバータで生成されたク
ロック信号はインターフェース回路基板PCB3および
映像信号線駆動用回路基板PCB1に敷設されたクロッ
ク信号ラインCLLを介して映像信号線駆動用回路基板
PCB1に搭載された集積回路チップに供給される。The clock signal generated by the timing converter is integrated on the video signal line driving circuit board PCB1 via the clock signal line CLL laid on the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1. Supplied to the circuit chip.
【0062】インターフェース回路基板PCB3および
映像信号線駆動用回路基板PCB1は多層配線基板であ
り、上記クロック信号ラインCLLはインターフェース
回路基板PCB3および映像信号線駆動用回路基板PC
B1の内層配線として形成される。The interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PCB1 are multilayer wiring boards, and the clock signal line CLL is connected to the interface circuit board PCB3 and the video signal line driving circuit board PC
It is formed as an inner wiring of B1.
【0063】なお、液晶パネルPNLにはTFTを駆動
するためのドレイン側回路基板PCB1、ゲート側回路
基板PCB2およびインターフェース回路基板PCB3
がテープキャリアパッケージTCP1,TCP2で接続
され、各回路基板間はジョイナJN1,2,3で接続さ
れている。The liquid crystal panel PNL has a drain-side circuit board PCB1, a gate-side circuit board PCB2, and an interface circuit board PCB3 for driving TFTs.
Are connected by tape carrier packages TCP1 and TCP2, and the circuit boards are connected by joiners JN1, JN2, JN3.
【0064】液晶パネルPNLは前記した本発明による
横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置であ
り、その2枚の基板の間隔を所定値に維持するために前
記実施例で説明した柱状スペーサを備えている。The liquid crystal panel PNL is an in-plane switching mode active matrix type liquid crystal display device according to the present invention, and includes the columnar spacer described in the above embodiment in order to maintain the distance between the two substrates at a predetermined value. ing.
【0065】図7は本発明による液晶表示装置を実装し
た電子機器の一例としてのノート型コンピュータの斜視
図である。FIG. 7 is a perspective view of a notebook computer as an example of an electronic apparatus on which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted.
【0066】このノート型コンピュータ(可搬型パソコ
ン)はキーボード部(本体部)と、このキーボード部に
ヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部
にはキーボードとホスト(ホストコンピュータ)、CP
U等の信号生成機能を収納し、表示部には液晶パネルP
NLを有し、その周辺に駆動回路基板PCB1,PCB
2、コントロールチップTCONを搭載したPCB3、
およびバックライト電源であるインバータ電源基板など
が実装される。This notebook computer (portable personal computer) comprises a keyboard section (main body section) and a display section connected to the keyboard section by a hinge. Keyboard and host (host computer), CP
U and other signal generation functions, and the display unit has a liquid crystal panel P
NL, and drive circuit boards PCB1 and PCB
2, PCB3 with control chip TCON,
In addition, an inverter power supply board serving as a backlight power supply is mounted.
【0067】そして、上記液晶表示パネルPNL、各種
回路基板PCB1,PCB2,PCB3、インバータ電
源基板、およびバックライトを一体化した図11で説明
した液晶表示モジュールを実装してある。The liquid crystal display module described with reference to FIG. 11 in which the liquid crystal display panel PNL, the various circuit boards PCB1, PCB2, PCB3, the inverter power supply board, and the backlight are integrated is mounted.
【0068】[0068]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
柱状スペーサのラビング方向に対する前方側および後方
側を鋭角な形状としたことでラビング処理におけるラビ
ング布に与える抵抗が小さくなり、かつ柱状スペーサの
後方ガラス側でラビング布の毛足が柱状スペーサの形状
に沿って元の状態に復元し易くなる。したがって、柱状
スペーサの後方側でラビング布の毛足が受けるダメージ
が少なく、また後方側でのラビング不良も低減される。As described above, according to the present invention,
By making the front side and the rear side of the columnar spacer with respect to the rubbing direction acute, the resistance given to the rubbing cloth in the rubbing process is reduced, and the bristle of the rubbing cloth at the rear glass side of the columnar spacer has the shape of the columnar spacer. It is easy to restore to the original state along. Therefore, damage to the hairs of the rubbing cloth on the rear side of the columnar spacer is small, and rubbing failure on the rear side is also reduced.
【0069】さらに、柱状スペーサの底辺部と頂部の面
積が略同じになるように形成したことで、柱状スペーサ
の頂部が対向基板に与える圧力を緩和することができ、
対向基板の絶縁膜や保護膜の損傷を防止でき、液晶の汚
染を回避できる。Further, since the bottom and top areas of the columnar spacer are formed to have substantially the same area, the pressure exerted on the opposing substrate by the top of the columnar spacer can be reduced.
Damage to the insulating film and the protective film of the counter substrate can be prevented, and contamination of the liquid crystal can be avoided.
【0070】また、柱状スペーサの上層にITO等の透
明電極が存在しないことで、対向基板とは絶縁体である
柱状スペーサのみが接触することになり、基板間での電
気的短絡が発生しない。Further, since there is no transparent electrode such as ITO in the upper layer of the columnar spacer, only the columnar spacer, which is an insulator, comes into contact with the opposing substrate, and an electrical short circuit between the substrates does not occur.
【0071】このように、本発明によれば、高信頼性か
つ高品質の画像表示の液晶表示装置が得られる。As described above, according to the present invention, a liquid crystal display device for displaying images with high reliability and high quality can be obtained.
【図1】本発明に係る液晶表示装置の第1実施例である
横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置を構成
する液晶パネルの1画素付近の構成を説明する要部平面
図である。FIG. 1 is a plan view of a principal part for explaining a configuration near one pixel of a liquid crystal panel constituting a lateral electric field type active matrix type liquid crystal display device which is a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図2】図1の1−1’線に沿った断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line 1-1 'of FIG.
【図3】本実施例における柱状スペーサの形状の一例を
説明する模式的斜視図である。FIG. 3 is a schematic perspective view illustrating an example of the shape of a columnar spacer in the present embodiment.
【図4】本発明を適用する液晶表示装置の駆動手段の概
要説明図である。FIG. 4 is a schematic explanatory view of a driving unit of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
【図5】本発明を適用する液晶表示装置の駆動波形の一
例の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of an example of a driving waveform of a liquid crystal display device to which the present invention is applied.
【図6】本発明による液晶表示装置の全体構成を説明す
る展開斜視図である。FIG. 6 is an exploded perspective view illustrating the overall configuration of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図7】本発明による液晶表示装置を実装した電子機器
の一例としてのノート型コンピュータの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of a notebook computer as an example of an electronic apparatus on which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted.
【図8】着色層を重ねてスペーサを形成した従来の横電
界方式の液晶表示装置の構成を説明する要部断面図であ
る。FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part illustrating a configuration of a conventional in-plane switching mode liquid crystal display device in which a spacer is formed by overlapping colored layers.
DL 映像信号線 SD2 映像信号線から延びるドレイン電極 CL 対向電圧信号線 CT 対向電圧信号線と同一の対向電極 PX 画素電極 SD1 画素電極と同一のソース電極 Cstg 蓄積容量 GL 走査信号線 GT 走査電極と同一のゲート電極 BM ブラックマトリクス(画素部開口の境界線で示
す) TFT 薄膜トランジスタ SP 柱状スペーサ。DL Video signal line SD2 Drain electrode extending from video signal line CL Counter voltage signal line CT Counter electrode same as counter voltage signal line PX Pixel electrode SD1 Source electrode same as pixel electrode Cstg Storage capacitance GL Scan signal line GT Same as scan electrode Gate electrode BM Black matrix (indicated by the boundary of the opening of the pixel portion) TFT Thin film transistor SP Columnar spacer.
フロントページの続き (72)発明者 松山 茂 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 小西 信武 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 Fターム(参考) 2H089 HA29 LA09 LA10 LA16 LA19 LA20 MA04X NA13 PA06 PA08 QA14 QA15 TA04 2H090 HD14 LA02 2H092 NA04 PA03 5C094 AA03 AA06 AA07 BA03 BA43 CA24 DA13 EC03 HA08 Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Matsuyama 3300 Hayano Mobara-shi, Chiba Pref.Electronic Device Division, Hitachi, Ltd. (Reference) 2H089 HA29 LA09 LA10 LA16 LA19 LA20 MA04X NA13 PA06 PA08 QA14 QA15 TA04 2H090 HD14 LA02 2H092 NA04 PA03 5C094 AA03 AA06 AA07 BA03 BA43 CA24 DA13 EC03 HA08
Claims (3)
記一対の基板の一方に形成されたカラー表示のための色
の異なる少なくとも2種類以上のカラーフィルタおよび
各カラーフィルタ間に介在させたブラックマトリクス
と、前記一対の基板のうちの他方の基板の上に形成され
た電極群と、前記一対の基板の間に誘電異方性を有する
液晶組成物の層およびこの液晶組成物の層の分子配列を
所定の方向に配列させるための配向制御層とを有する液
晶パネルと、前記一対の基板のそれぞれに偏光軸を直交
させて積層された偏光板、および前記電極群に駆動電圧
を印加するための駆動手段とを具備する液晶表示装置に
おいて、 前記電極群が前記配向制御層および前記液晶組成物の層
の界面に対して、主として平行な電圧を印加するごとく
配置された電極配列構造を有し、 前記一対の基板の少なくとも一方の前記ブラックマトリ
クスおよびカラーフィルタの上層に柱状スペーサを有
し、 前記柱状スペーサが、その底辺部と頂部とが略同じ面積
で、かつ基板面と平行な方向の断面がラビング方向に対
して鋭角をもつ形状を有すると共に、 前記柱状スペーサの上層に成膜された配向制御層の頂部
が前記他方の基板に形成された配向制御層に当接してい
ることを特徴とする液晶表示装置。1. A pair of substrates, at least one of which is transparent, at least two or more types of color filters having different colors for color display formed on one of the pair of substrates, and black interposed between the color filters. A matrix, an electrode group formed over the other of the pair of substrates, a layer of a liquid crystal composition having dielectric anisotropy between the pair of substrates, and molecules of the layer of the liquid crystal composition. A liquid crystal panel having an alignment control layer for arranging the array in a predetermined direction, a polarizing plate laminated on each of the pair of substrates with the polarization axes orthogonal to each other, and applying a driving voltage to the electrode group. Wherein the electrode group is arranged such that a voltage mainly parallel to an interface between the alignment control layer and the liquid crystal composition layer is applied. An electrode array structure, at least one of the pair of substrates has a columnar spacer on an upper layer of the black matrix and the color filter, and the columnar spacer has substantially the same area at the bottom side and the top and at the substrate surface The cross section in the direction parallel to the rubbing direction has a shape having an acute angle with respect to the rubbing direction, and the top of the alignment control layer formed on the columnar spacer is in contact with the alignment control layer formed on the other substrate. A liquid crystal display device comprising:
クスおよびカラーフィルタの上層かつ前記配向制御層の
下層に成膜される有機膜のパターニングで形成されてな
ることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。2. The method according to claim 1, wherein the columnar spacer is formed by patterning an organic film formed above the black matrix and the color filter and below the orientation control layer. Liquid crystal display.
率特性が前記液晶組成物のそれよりも高いことを特徴と
する請求項1に記載の液晶表示装置。3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the columnar spacer has a higher dielectric constant or higher conductivity than that of the liquid crystal composition.
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