JP2001272645A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2001272645A
JP2001272645A JP2000086821A JP2000086821A JP2001272645A JP 2001272645 A JP2001272645 A JP 2001272645A JP 2000086821 A JP2000086821 A JP 2000086821A JP 2000086821 A JP2000086821 A JP 2000086821A JP 2001272645 A JP2001272645 A JP 2001272645A
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crystal display
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insulating film
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正容 江渡
Yuji Suzuki
祐司 鈴木
Hidehiro Sonoda
英博 園田
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Hitachi Consumer Electronics Co Ltd
Japan Display Inc
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Hitachi Device Engineering Co Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 配向膜等の劣化を大幅に減少させる。 【解決手段】 液晶表示プロジェクタに用いられる液晶
表示装置であって、その液晶と接触して配置される配向
膜は青色の波長域で吸収係数が低い材料で構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に係
り、たとえば液晶プロジェクタに用いられる液晶表示装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶プロジェクタは、液晶表示装置(液
晶表示パネル)を介した光源の光を該液晶プロジェクタ
から離れて配置されたスクリーン上に照射させるもの
で、該液晶表示装置の映像がそのまま該スクリーン上に
投影されるようになっている。
【0003】そして、近年、液晶表示装置の高精細化が
進むにつれ、光源の強度も増加していく傾向にある。
【0004】このため、その光源として超高圧水銀ラン
プが用いられたものが知られるに到っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな液晶プロジェクタにおいて、たとえば配向膜等の劣
化が比較的短い時間で生じることが指摘されるに到っ
た。
【0006】この原因を追及した結果、超高圧水銀ラン
プのスペクトル強度分布が可視光400nm〜450n
mの範囲で強いピークを有し、この部分の光で配向膜等
が劣化してしまうことが確認された。
【0007】本発明は、このような事情に基づいてなさ
れたもので、その目的は、配向膜等の劣化を大幅に減少
させた液晶表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。すなわち、本発明による液晶表示
装置は、液晶表示プロジェクタに用いられる液晶表示装
置であって、その液晶と接触して配置される配向膜は青
色の波長域で吸収係数が低い材料で構成されていること
を特徴とするものである。
【0009】このように構成された液晶表示装置は、青
色の波長域の範囲で強いピークを有し、この部分の光で
配向膜等が劣化してしまうことに鑑み、該範囲での吸収
係数が低い材料で配向膜を構成したものである。このた
め、配向膜の劣化を大幅に低減させることができるよう
になる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明による液晶表示装置
の実施例を図面を用いて説明する。 〔実施例1〕図1は、本発明による液晶表示装置におけ
る一画素の部分を示した断面図である。
【0011】この液晶表示装置は、この実施例では液晶
プロジェクタに用いられるそれを示している。
【0012】同図において、石英基板SUB1がある。
この石英基板SUB1は液晶を介して対向配置される他
の石英基板SUB2とで、液晶表示装置(液晶表示パネ
ル)の外囲器を構成し、光源は該他の石英基板側SUB
2に配置されるようになっている。
【0013】石英基板SUB1はTFT基板とも称さ
れ、その液晶側の面には、まずその薄膜トランジスタT
FTの形成領域において、多結晶Siからなる半導体層
ASが形成されている。
【0014】そして、この半導体層ASを被うようにし
てたとえばSiO2膜からなる絶縁膜GIが形成されて
いる。この絶縁膜GIは薄膜トランジスタTFTのゲー
ト絶縁膜として機能するようになっている。
【0015】この絶縁膜GIの上面はゲート電極GTが
形成され、このゲート電極GTと一体に形成されたゲー
ト信号線(図示されていない)が形成されている。
【0016】このゲート信号線はマトリクス状に配置さ
れた各画素のうちたとえば一行方向に形成される各画素
に共通に形成され、この信号線に供給される走査信号に
よってこれら各画素における薄膜トランジスタTFTを
駆動(オン)させるようになっている。
【0017】そして、このゲート電極GTおよびゲート
信号線をも被って石英基板SUB1の全域にはたとえば
SiO2膜からなる絶縁膜INが形成されている。この
絶縁膜INは次に説明するドレイン信号線DLに対する
前記ゲート信号線の層間絶縁膜として機能するようにな
っている。
【0018】この絶縁膜INの上面にはドレイン信号線
DLが形成され、その一部は前記絶縁膜INおよび絶縁
膜GIに予め形成されているコンタクト孔CH1を通し
て前記半導体層ASのドレイン領域(ドレイン信号線に
接続される側をドレイン領域と定義する)に接続されて
いる。
【0019】このドレイン信号線DLはマトリクス状に
配置された各画素のうち一列方向(前記ゲート信号線と
交差する方向)に形成される各画素に共通に形成され、
この信号線に供給される映像信号は前記薄膜トランジス
タTFTを介してこれら各画素の後述する画素電極PX
に印加されるようになっている。
【0020】そして、このドレイン信号線DLをも被っ
て石英基板SUB1の全域にはたとえば酸化シリコンあ
るいは窒化シリコン等の絶縁膜PSVが形成されてい
る。この絶縁膜PSVは薄膜トランジスタTFTの液晶
LCとの直接の接触を回避するため等の保護膜として機
能する。
【0021】この絶縁膜PSVの上面に該絶縁膜PSV
の表面に形成される凹凸を平坦化させるための平坦化膜
OC1が形成されている。この平坦化膜OC1はたとえ
ばUV硬化型あるいは熱硬化型からなる樹脂で形成さ
れ、該樹脂を塗布によって形成することにより、その表
面を平坦にしている。
【0022】そして、この平坦化膜OC1の上面には、
各画素毎にたとえばITO(Indium-Tin-Oxide)からな
る画素電極PXが形成されている。この画素電極PXは
平坦化膜OC1、絶縁膜PSV、絶縁膜IN、絶縁膜G
Iに予め形成されたコンタクト孔CH2をとおして薄膜
トランジスタTFTのソース領域に接続されている。
【0023】そして、画素電極PXが形成された石英基
板SUB1の表面には該画素電極PXをも被って配向膜
ORI1が形成されている。
【0024】この配向膜ORI1はこれに接触する液晶
LCの分子の初期配向方向を決定させる機能を有する。
【0025】ここで、この配向膜ORI1は、たとえば
可溶性ポリイミド系の材料で構成されたものとなってい
る。
【0026】この可溶性ポリイミド系の配向膜ORI1
は、図5に示すように、光源の可視光域のうち短波長側
にて吸収係数が小さいことが判明する。同図5では比較
のためにポリアミック酸系の配向膜における吸収係数を
も示している。
【0027】すなわち、可溶性ポリイミド系の配向膜O
RI1は、350nm以下の波長から吸収係数が高くな
っており、可視広域の400nmから450nmでは吸
収係数は0.05μm-1以下となっている。
【0028】このことは、可溶性ポリイミド系の材料か
らなる配向膜ORI1は光源の青色の波長域で吸収係数
が小さいことを意味し、該光源からの光に対して対耐光
性を有するようになる。
【0029】図6は、液晶プロジェクタの光源として用
いられる超高圧水銀ランプの波長域に対する強度を示す
グラフであり、400nm〜450nmの範囲で強いピ
ークを有する。
【0030】このため、可溶性ポリイミド系の配向膜O
RI1はこの部分の光に対する耐光性を有するようにな
り、液晶表示装置の寿命を向上させることができるよう
になる。
【0031】一方、透明基板SUB2は対向基板と称さ
れ、その液晶LC側の面には、たとえば各画素を区画す
るようにして形成された遮光膜(ブラックマトリクス)
BMが形成され、この遮光膜BMは特に薄膜トランジス
タTFTを被うようにして形成された部分を有する。
【0032】上述したように、光源からの光はこの透明
基板SUB2側から照射され、この光が該薄膜トランジ
スタTFTに照射されないようになっている。該薄膜ト
ランジスタTFTの特性を劣化させないためである。
【0033】そして、この遮光膜BMをも被って透明基
板SUB2の表面の全域にはたとえば有機材料からなる
平坦化膜OC2が形成され、この平坦化膜OC2の上面
の全域には各画素に共通なたとえばITO(Indium-Tin
-Oxide)からなる対向電極CTが形成されている。
【0034】この対向電極CTは基準となる電圧が印加
され、これに対して各画素における画素電極PXに画素
情報に相当する電圧が印加されることによって、それら
の間に発生する電界が液晶LCの光透過率を制御するよ
うになっている。
【0035】そして、この対向電極CTをも被って液晶
LCと接触する配向膜ORI2が形成されている。
【0036】この配向膜ORI2もTFT基板側に設け
た配向膜ORI1と同様の材料からなり、これにより、
光源からの光の耐光性を向上させるようにしている。
【0037】〔実施例2〕図2は本発明による液晶表示
装置の他の実施例を示す断面図で、図1と対応した図面
となっている。
【0038】図1の場合と異なる構成は、保護膜PSV
が無機材料(たとえば塗布ガラス)であると共に、平坦
化膜OC1、OC2を無機材料(たとえばZRS:商品
名)で構成していることにある。
【0039】実施例1の場合のように、平坦化膜OC
1、OC2、および保護膜PSVはその層厚が比較的厚
く、それを有機材料で形成した場合、光の吸収によって
黄変したり発熱によって変形するのを、上述した材料に
することによって改善したものである。
【0040】〔実施例3〕図3は本発明による液晶表示
装置の他の実施例を示す断面図で、図1と対応した図面
となっている。
【0041】図1の場合と異なる構成は、まず、TFT
基板側において、画素電極PXが新たに形成された無機
層間絶縁膜IINa上に形成され、また、該画素電極P
X上には無機層間絶縁膜IINbを介して配向膜ORI
1が形成されていることにある。
【0042】すなわち、該画素電極PXはその下層にあ
っては平坦膜OCとの直接の接触を回避し、上層にあっ
ては配向膜ORI1との直接の接触を回避する構成とな
っている。
【0043】平坦膜OC1および配向膜ORI1はいず
れも有機材から構成され、透明電極からなる画素電極P
Xによる酸化劣化を該無機層間絶縁膜IINa、IIN
bによって回避し耐光性を向上させようとするものであ
る。
【0044】また、FIL基板側において、対向電極C
Tが新たに形成された無機層間絶縁膜IINc上に形成
され、また、該対向電極CT上には無機層間絶縁膜II
Ndを介して配向膜が形成されていることにある。
【0045】この場合も、該対向電極CTはその下層に
あっては平坦膜OC2との直接の接触を回避し、上層に
あっては配向膜ORI2との直接の接触を回避する構成
となっている。
【0046】ここで、無機層間絶縁膜IINa、IIN
b、IINc、およびIINdの材料としては、SOG
あるいは薄膜化が可能なSiO2、Y膜が好適となる。
【0047】〔実施例4〕図4は本発明による液晶表示
装置の他の実施例を示す断面図で、図1と対応した図面
となっている。
【0048】図1の場合と異なる構成は、まず、TFT
基板において、平坦化膜OC1を無機材の材料によって
構成し、この平坦化膜OC1の上面に直接に画素電極P
Xを形成するとともに、この画素電極PXの上面に無機
層間絶縁膜IINbを介して配向膜ORI1が形成され
ている。
【0049】また、FIL基板において、平坦化膜OR
2を無機材の材料によって構成し、この平坦化膜OR2
の上面に直接に対向電極CTを形成するとともに、この
対向電極CTの上面に無機層間絶縁膜IINdを介して
配向膜ORI2が形成されている。
【0050】実施例3と同様に、透明電極からなる画素
電極PXによる酸化劣化をその上下層に形成した無機材
料によって回避し耐光性を向上させようとするものであ
る。
【0051】上述した各実施例では、TFT基板側およ
び対向基板側において改善がなされたものであるが、そ
れらの一方の側のみであってもよいことはいうまでもな
い。たとえ、一方の側の改善であっても従来と比較して
耐光性が優れるようになるからである。
【0052】また、上述した各実施例では、いずれも液
晶プロジェクタに用いられる液晶表示装置について示し
たものであるが、それ以外の液晶表示装置にも適用でき
ることはいうまでもない。
【0053】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示装置によれば、その配向膜等の劣
化を大幅に減少させることができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の一実施例を示す断
面図である。
【図2】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
断面図である。
【図3】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
断面図である。
【図4】本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す
断面図である。
【図5】各種配向膜の光の波長に対する吸収係数を示し
たグラフである。
【図6】超高圧水銀ランプの波長に対する強度を示した
グラフである。
【符号の説明】
SUB…石英基板、AS…半導体層、GI、IN、PS
V、IIN…絶縁膜、DL…ドレイン信号線、OC…平
坦化膜、PX…画素電極、ORI…配向膜、BM…遮光
膜、CT…対向電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 祐司 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 園田 英博 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 Fターム(参考) 2H088 EA12 HA01 HA03 HA04 HA08 HA28 MA18 2H090 HA04 HB02X HB08Y HD03 HD11 HD15 JB04 LA04 LA16 2H091 FA41Z GA06 GA07 GA16 LA03 LA04

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶表示プロジェクタに用いられる液晶
    表示装置であって、その液晶と接触して配置される配向
    膜は青色の波長域で吸収係数が低い材料で構成されてい
    ることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 液晶表示プロジェクタに用いられる液晶
    表示装置であって、その液晶と接触して配置される配向
    膜は400nm〜450nmの波長域で吸収係数が低い
    材料で構成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 配向膜は絶縁膜上に形成された透明の電
    極を被うようにして形成され、前記絶縁膜は無機材料で
    構成されていることを特徴とする請求項1あるいは2に
    記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 絶縁膜はその表面が平坦な平坦化膜であ
    ることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項5】 液晶表示パネルと、この液晶表示パネル
    の背面に配置される光源とを備え、 前記光源は超高圧水銀ランプからなり、前記液晶表示パ
    ネルはその液晶と接触して配置される配向膜は青色の波
    長域で吸収係数が低い材料で構成されていることを特徴
    とする液晶プロジェクタ。
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