JP3493117B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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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、特に、縦スメアの発生を抑制して高画質の画像表示
を可能とした横電界方式の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】各種の情報端末やその他の機器のモニタ
ーのための画像表示手段としてアクティブ・マトリクス
方式の液晶表示装置が広く採用されている。
【0003】この種の液晶表示装置を液晶の駆動モード
から分類すると、大きく分けて「縦電界方式」と「横電
界方式」に分けられる。
【0004】縦電界方式の液晶表示装置は、液晶組成物
(以下、単に液晶または液晶層と称する)を介して互い
に対向して配置される透明基板の液晶層側の単位画素に
相当するそれぞれの領域面に、透明電極からなる画素電
極と共通電極とが対向して備えられ、この画素電極と共
通電極との間に透明基板に対して垂直に発生させる電界
によって前記液晶層を透過する光を変調させるようにし
たものである。
【0005】一方、横電界方式の液晶表示装置は、液晶
層を介して互いに対向して配置される透明基板のうち、
その一方または両方の液晶層側の単位画素に相当する領
域面に、画素電極と対向電極とを備え、この画素電極と
対向電極との間に透明基板と略平行に発生させる電界成
分によって前記液晶層を透過する光を変調させるように
したものである。
【0006】横電界方式の液晶表示装置は縦電界方式の
液晶表示装置と異なり、その表示面に対して大きな角度
視野から観察しても鮮明な映像を認識でき、所謂角度視
野に優れたものとして知られるに至ったものである。
【0007】なお、このような構成からなる液晶表示装
置は、例えば特開平6−160878号公報に詳述され
ている。
【0008】上記横電界方式の液晶表示装置は、対向す
る透明基板である、例えば、アクティブ・マトリクス基
板を構成する第1の基板およびカラーフィルタ基板を構
成する第2の基板と、画像を表示するための光源となる
バックライトユニットとが、上側シールドケースと下側
ケースとからなる筐体に収納して一体化した構造を有す
る。また、第1と第2の基板の両面側には一定の偏光の
み透過させるように偏光板を貼り付けている。
【0009】さらに、例えば、カラーフィルタ基板に
は、アクティブ・マトリクス基板の少なくとも薄膜トラ
ンジスタの形成領域と、配線周辺などの透過光を制御で
きない領域に対応する箇所にブラックマトリクスが形成
されている。
【0010】横電界方式の場合、画素電極と対向電極の
間で発生させる基板の平面と略平行な電界で液晶を駆動
する。この場合、カラーフィルタ基板上に低抵抗材料が
存在すると、前記画素電極或いは対向電極から発生する
電気力線が前記低抵抗材料で終端されて電界強度が低下
し、駆動電圧が増加する。
【0011】そのため、一般的には、ブラックマトリク
ス形成材料として、高抵抗の樹脂組成物を採用する。こ
の場合、金属材料を用いたブラックマトリクスと比較し
てOD(Optical Densityの略)値が十
分大きくないため、ブラックマトリクス自体の遮光特性
は低下する。
【0012】従来の技術では、このような遮光特性の低
下に関する対策については考慮されておらず、従って、
正常に動作しない領域の透過光を遮蔽することに関する
問題提起はなされていない。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の横電界
方式の液晶表示装置において、外部回路から入力される
走査信号、映像信号により制御できずに正常に液晶が動
作しない領域が存在する。特に、映像信号配線と、前記
映像信号配線と隣接する画素電極或いは対向電極との間
では、各々印加される電圧が異なるため黒表示している
にもかかわらず、この部分で光の透過が生じることがあ
る。
【0014】この部分を遮光するため、カラーフィルタ
基板上にブラックマトリクスを形成して遮光している
が、OD値が低いため完全に遮光できないことがある。
これが原因となり、クロストークが発生するという問題
があった。
【0015】上記クロストークとは、例えば、画面の中
央にウインドウ画面を表示させた際に、そのウインドウ
幅と同じ幅で縦方向或いは横方向に背景色の輝度が変化
する現象を指す。
【0016】縦電界方式の液晶表示装置で発生するクロ
ストークは、画素電極、配線電極、対向電極などの容量
結合により保持期間に他の画素の電位が影響を受けるこ
とに原因している。設計上では、上記の容量比を適正化
することにより影響を少なくしている。しかし、本発明
の解決課題とするクロストークは、この様な容量結合に
起因したものではなく、単に完全に遮光できない洩れ光
の影響により、ウインドウ幅と同じ幅で背景色の輝度が
変化してしまうことを原因としたものである。
【0017】したがって、本発明の目的は、上記洩れ光
の影響により発生するクロストークを防止した液晶表示
装置を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第1の手段は、複数の走査信号配線および
映像信号配線と、前記走査信号配線および映像信号配線
の交点近傍に形成したスイッチング素子と、前記スイッ
チング素子を介して駆動電圧が印加される画素電極と、
前記画素電極と共に基板の平面に略平行な電界を印加す
るように配置された対向電極とを備えてアクティブ・マ
トリクス基板を構成する第1の基板と、樹脂組成物で形
成したブラックマトリクスと、各画素に対応して配置し
たカラーフィルタ層を形成したカラーフィルタ基板を構
成する第2の基板との間に液晶組成物を挟持し、前記画
素電極と対向電極との間に前記各基板の平面と略平行に
発生される電界成分によって前記液晶組成物の光透過率
を変化させて画像表示を行う液晶表示装置において、前
記各基板の平面に垂直な方向から見た場合に、前記映像
信号配線とカラーフィルタ層の少なくとも一部を重畳し
て配置してなることを特徴とする。
【0019】また、本発明の第2の手段は、複数の走査
信号配線および映像信号配線と、前記走査信号配線およ
び映像信号配線の交点近傍に形成したスイッチング素子
と、前記スイッチング素子を介して駆動電圧が印加され
る画素電極と、前記画素電極と共に基板の平面に略平行
な電界を印加するように配置された対向電極とを備えて
アクティブ・マトリクス基板を構成する第1の基板と、
樹脂組成物で構成したブラックマトリクスと、各画素に
対応して配置したカラーフィルタ層を形成したカラーフ
ィルタ基板を構成する第2の基板との間に液晶組成物を
挟持し、前記画素電極と対向電極との間に前記各基板の
平面と略平行に発生される電界成分によって前記液晶組
成物の光透過率を変化させて画像表示を行う液晶表示装
置において、前記各基板の平面に垂直な方向から見た場
合に、前記映像信号配線と平行方向のカラーフィルタ層
の端部を前記映像信号配線の線幅の内側に配置してなる
ことを特徴とする。
【0020】さらに、本発明の第3の手段は、複数の走
査信号配線および映像信号配線と、前記走査信号配線お
よび映像信号配線の交点近傍に形成したスイッチング素
子と、前記スイッチング素子を介して駆動電圧が印加さ
れる画素電極と、前記画素電極と共に基板の平面に略平
行な電界を印加するように配置された対向電極とを備え
てアクティブ・マトリクス基板を構成する第1の基板
と、樹脂組成物で構成したブラックマトリクスと、各画
素に対応して配置したカラーフィルタ層を形成した第2
の基板との間に液晶組成物を挟持し、前記画素電極と対
向電極との間に前記各基板の平面と略平行に発生される
電界成分によって前記液晶組成物の光透過率を変化させ
て画像表示を行う液晶表示装置において、前記映像信号
配線と平行方向に隣接するカラーフィルタ層が互いに前
記ブラックマトリクス上で重畳するように配置してなる
ことを特徴とする。
【0021】さらにまた、本発明の第4の手段は、複数
の走査信号配線および映像信号配線と、前記走査信号配
線および映像信号配線の交点近傍に形成したスイッチン
グ素子と、前記スイッチング素子を介して駆動電圧が印
加される画素電極と、前記画素電極と共に基板の平面に
略平行な電界を印加するように配置された対向電極とを
備え、かつ、前記画素電極あるいは前記対向電極の何れ
か一方を前記映像信号配線と平行に配置してアクティブ
・マトリクス基板を構成する第1の基板と、樹脂組成物
で構成したブラックマトリクスと各画素に対応して配置
したカラーフィルタ層を形成した第2の基板との間に液
晶組成物を挟持し、前記画素電極と対向電極との間に前
記各基板の平面と略平行に発生される電界成分によって
前記液晶組成物の光透過率を変化させて画像表示を行う
液晶表示装置において、前記各基板の平面に垂直な方向
から見た場合に、前記映像信号配線と平行方向のカラー
フィルタ層の端部を、隣接する画素における映像信号配
線と隣接して平行配置された画素電極あるいは対向電極
の幅の内側に配置してなることを特徴とする。
【0022】そして、本発明の第5の手段は、複数の走
査信号配線および映像信号配線と、前記走査信号配線お
よび映像信号配線の交点近傍に形成したスイッチング素
子と、前記スイッチング素子を介して駆動電圧が印加さ
れる画素電極と、前記画素電極と共に基板の平面に略平
行な電界を印加するように配置された対向電極とを備
え、かつ、前記画素電極あるいは前記対向電極の何れか
一方を前記映像信号配線と平行に配置してアクティブ・
マトリクス基板を構成する第1の基板と、樹脂組成物で
構成したブラックマトリクスと各画素に対応して配置し
たカラーフィルタ層を形成した第2の基板との間に液晶
組成物を挟持し、前記画素電極と対向電極との間に前記
各基板の平面と略平行に発生される電界成分によって前
記液晶組成物の光透過率を変化させて画像表示を行う液
晶表示装置において、隣接するカラーフィルタ層と異な
る色度を有するカラーフィルタ材料を、前記映像信号配
線と対向配置されるブラックマトリクス上の少なくとも
一部に形成してなり、かつ、前記映像信号配線と平行な
方向の前記カラーフィルタ材料の端部が前記映像信号配
線と隣接して平行配置された前記画素電極あるいは前記
対向電極の幅の内側に配置してなることを特徴とする。
【0023】上記本発明の各手段により、映像信号配線
と対向電極の間から発生する漏れ光が遮光され、所謂縦
スメアが低減し、高画質の表示装置が得られる。
【0024】本発明の更に他の目的及び本発明の更に他
の特徴は図面を参照した以下の説明から明らかになるで
あろう。
【0025】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、アクティブ・マトリクス方式のカラー液晶表示装置
に本発明を適用した実施例を説明する。なお、以下に説
明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付
け、その繰り返しの説明は省略する。
【0026】《マトリクス部(画素部)の平面構成》図
7は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。
【0027】図7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。
【0028】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。
【0029】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。
【0030】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。
【0031】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。
【0032】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。
【0033】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。
【0034】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。
【0035】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。
【0036】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。
【0037】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。
【0038】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。
【0039】本実施例では、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。
【0040】《マトリクス部(画素部)の断面構造》図
8は図7の4ー4切断線における薄膜トランジスタTF
Tの断面図、図9は図7の5ー5切断線における蓄積容
量Cstgの断面図、図10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。
【0041】図10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。
【0042】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。
【0043】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。
【0044】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。
【0045】薄膜トランジスタTFTは、図8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。
【0046】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。
【0047】《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。
【0048】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。
【0049】《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。
【0050】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。
【0051】《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。
【0052】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。
【0053】《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。
【0054】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。
【0055】《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。
【0056】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。
【0057】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。
【0058】《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。
【0059】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。
【0060】《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。
【0061】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。
【0062】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。
【0063】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。
【0064】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。
【0065】《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。
【0066】《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。
【0067】《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9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。
【0068】図7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。
【0069】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。
【0070】《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。
【0071】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。
【0072】カラーフィルタ基板
次に、図7、図10に戻り、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。
【0073】《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。
【0074】図7に示す遮光膜BMの閉じた多角形の輪
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。
【0075】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。
【0076】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。
【0077】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。
【0078】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。
【0079】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。
【0080】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。
【0081】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。
【0082】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。
【0083】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。
【0084】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。
【0085】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/
m2 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。
【0086】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。
【0087】《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。
【0088】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。
【0089】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。
【0090】《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。
【0091】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。
【0092】《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。
【0093】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。
【0094】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。
【0095】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。
【0096】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。
【0097】《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11にその関係を示す。
【0098】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。
【0099】《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。
【0100】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。
【0101】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 O3 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。
【0102】《マトリクス周辺の構成》図12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
13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。
【0103】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。
【0104】図12、図13は後者の例を示すもので、
図12、図13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。
【0105】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14、図
13参照)の単位に複数本まとめて名付けたものであ
る。
【0106】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。
【0107】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。
【0108】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。
【0109】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。
【0110】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。
【0111】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。
【0112】《表示装置全体等価回路》図15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。
【0113】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。
【0114】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。
【0115】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。
【0116】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。
【0117】《駆動方法》図16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。
【0118】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。
【0119】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。
【0120】《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。
【0121】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。
【0122】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。
【0123】△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。
【0124】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。
【0125】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。
【0126】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。
【0127】《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。
【0128】図17、図18および図19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
8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。
【0129】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。
【0130】工程A(図17)
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。
【0131】工程B(図17)
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)。
【0132】次に、所定のアルミナ(Al2 O3 )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 O
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。
【0133】工程C(図17)
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。
【0134】工程D(図18)
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。
【0135】工程E(図18)
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。
【0136】工程F(図18)
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。
【0137】工程G(図19)
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。
【0138】工程H(図19)
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。
【0139】《表示パネルPNLと駆動回路基板PCB
1》図20は図12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。
【0140】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14、図13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。
【0141】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。
【0142】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。
【0143】《TCPの接続構造》前記した図14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13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。
【0144】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。
【0145】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。
【0146】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。
【0147】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。
【0148】《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。
【0149】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。
【0150】《液晶表示モジュールの全体構成》図21
は液晶モジュールの各構成部品を示す分解斜視図であっ
て、SHDは金属板から成る枠状のシールドケース(メ
タルフレーム)、WDはその表示窓、PNLは液晶表示
パネル、SPSは光拡散板、GLBは導光体、RFSは
反射板、BLはバックライトの蛍光管、MCAは下側ケ
ース(バックライトケース)であり、図に示すような上
下の配置関係で各部材が積み重ねられてモジュールMD
Lが組み立てられる。
【0151】モジュールMDLはシールドケースSHD
に設けられた爪とフックによって全体が固定されるよう
になっている。ここで、筺体MDは、モジュールMDL
とバックライトケースMCAとの組み合わさったものと
する。
【0152】バックライトケースMCAは、バックライ
ト蛍光管BL、光拡散板SPS、導光体GLB、反射板
RFSを収納する形状になっており、導光体GLBの側
面に配置されたバックライト蛍光管BLの光を導光体G
LB、反射板RFS、光拡散板SPSにより表示面で一
様なバックライトにし、液晶表示パネルPNL側に出射
する。
【0153】バックライト蛍光管BLにはインバータ回
路基板が接続されており、バックライト蛍光管BLの電
源となっている。
【0154】《実施例1》図1は本発明による液晶表示
装置の第1実施例の構成を示す1画素の断面模式図であ
る。
【0155】アクティブ・マトリクス基板である第1の
基板(TFT基板)SUB1はガラス基板からなり、こ
のTFT基板SUB1上に対向電極CTと画素電極PX
が配置され、それらはゲート絶縁膜GIで異層化されて
いる。
【0156】又、同基板にはTFTを介して画素電極P
Xに映像信号を供給する映像信号線DLが配置されてい
る。第1の基板SUB1の配線が形成されている面と反
対の面には偏光板が配置される。
【0157】一方、カラーフィルタ基板である第2の基
板SUB2には、不要な漏れ光を遮光したり、TFTに
外光が照射されることを防止するためのブラックマトリ
クスBMと、色を表現するための赤、緑、青で構成され
るカラーフィルタ層FILが形成され、さらにその上部
にはオーバーコート膜OCが形成されている。
【0158】又、第2の基板SUB2のブラックマトリ
クスBM等が形成される面と反対の面には偏光板POL
2が貼付されている。
【0159】TFT基板(第1の基板)SUB1、カラ
ーフィルタ基板(第2の基板)SUB2は共に、液晶層
LCと接する界面にはそれぞれ配向膜ORI1、ORI
2が形成されている。
【0160】本実施例の特徴は、映像信号線DLとカラ
ーフィルタ層FILのレイアウトにある。すなわち、本
実施例では、基板の平面と垂直な方向から見た際に映像
信号線DLとカラーフィルタ層FILが重なるように構
成する。本実施例では、映像信号線DLとカラーフィル
タ層FILのオーバーラップ量OL1は2μmとした。
このオーバーラップ量OL1は大きいほど、TFT基板
とカラーフィルタ基板との重ね合わせ(接合)時の裕度
を向上できる。
【0161】図2は本実施例の効果を説明するための従
来構造の液晶表示装置の1画素の断面模式図である。
【0162】この従来構造では、カラーフィルタ層FI
LはブラックマトリクスBMと重なるように構成してい
るものの、基板の平面に垂直方向から見た際にカラーフ
ィルタ層FILはは映像信号線DLとは重ならず、間隔
NLだけ離れたレイアウトとなっている。
【0163】以上の構造上の差が横電界方式の液晶表示
装置では、縦スメアの特性に大きく影響する。縦電界方
式の液晶表示装置の場合、縦スメアは配線と画素電極と
の寄生容量により発生する。しかし、横電界方式の液晶
表示装置の場合、縦スメアは前記寄生容量で発生するの
ではなく、以下の2つのモードで発生する。
【0164】すなわち、その1つは、映像信号線DLの
供給電圧の影響により、映像信号線DLと画素電極PX
との間で電界が発生し、本来の画素電極PXと対向電極
CTとの間の電界成分が変動してしまうために発生す
る。もう1つは、映像信号線DLと対向電極CTとの間
からの光漏れである。これは、映像信号線DLと対向電
極CTとの間で発生する電界により、液晶分子が回転し
て透過光を発生させる。
【0165】この透過光の殆どはブラックマトリクスB
Mにより遮光されるが、ブラックマトリクスBMを構成
している樹脂材料のOD値が不十分であるために漏れ光
が発生する。特に、横電界方式の液晶表示装置の場合、
ブラックマトリクスBMに金属材料を使用すると、液晶
分子に印加される実効的な電界強度が低減し、それによ
り駆動電圧の上昇を招く。
【0166】従って、横電界用のブラックマトリクスの
材料には、高抵抗を実現できる樹脂材料を使用するのが
一般的である。樹脂材料は金属材料と比較してOD値が
低いため、遮光特性に問題がある。前者の映像信号線D
Lからの漏れ電界の影響は、TFT基板上の映像信号線
DLと対向電極CTとの電極幅を最適設計することで低
減することは可能である。しかし、後者の漏れ光の影響
は材料の開発等が必要であり、対策が困難である。
【0167】図3は縦スメアの評価パターンの一例を示
す表示画面の模式図であって、画面上の中心部に白表示
のウインドウパターンを表示し、背景色を黒表示にす
る。
【0168】ここで、本評価では前記ウインドウの縦方
向の幅を画面縦方向の幅Yの1/2とした。同図に示す
評価点において、前記ウインドウパターンを表示した時
と表示しないときでの輝度差を評価する。
【0169】前記評価点におけるウインドウパターンを
表示した時の輝度をA、ウインドウパターンを表示して
いない時の輝度をBとした時、縦スメアの強度は(A−
B)/B×100(%)で定義している。
【0170】表1に本実施例の縦スメアの評価結果を示
す。
【0171】
【表1】
【0172】表1から、従来構造の縦スメアの強度が6
0%なのに対し、本実施例の構造の場合10%まで低減
することができたことが分かる。
【0173】又、本実施例の構造の製造方法は従来構造
と同一であり、製造工程の増加は不要である。
【0174】《実施例2》図4は本発明による液晶表示
装置の第2実施例の構成を示す1画素の断面模式図であ
る。
【0175】本実施例の構成の概略は第1実施例(図
1)と同一なため説明は省略する。
【0176】本実施例の特徴は、ブラックマトリクスB
M上で隣接するカラーフィルタ層FILを重ねることに
ある。本実施例では隣接するカラーフィルタ層同士の重
なり幅OL2は2μmとした。
【0177】本実施例の液晶表示装置の縦スメアを前記
第1実施例と同様の方法で評価すると、実施例1と同様
な結果(表1)が得られる。これは、映像信号線DLと
対向電極CTの間に対応するカラーフィルタ基板側の構
造を見ると、基板SUB2、ブラックマトリクスBM、
カラーフィルタ層FIL、オーバーコート膜OCで構成
されており、実施例1の構造と同一であるためである。
【0178】本実施例においても製造工程の増加はな
い。
【0179】《実施例3》図5は本発明による液晶表示
装置の第3実施例の構成を示す1画素の断面模式図であ
る。なお、同図では、1画素の断面と共に、隣接する画
素の対向電極まで図示してた。構成の概略は第1実施例
(図1)と同一であるので説明は省略する。
【0180】本実施例の特徴は、カラーフィルタ層FI
Lを隣接する画素の対向電極CTと重なるように構成し
た点にある。このような構造とした場合、映像信号線D
Lと対向電極CTとの間に対応するカラーフィルタ基板
SUB2側の構造を見ると、基板SUB2、ブラックマ
トリクスBM、カラーフィルタ層FIL、オーバーコー
ト膜OCで構成される。
【0181】従って、第1実施例(図1)や第2実施例
(図4)と比較して、映像信号線DLと対向電極CTと
の間から発生する漏れ光を一層低減することができる。
【0182】本実施例の構造における縦スメアの評価結
果を表2に示す。
【0183】
【表2】
【0184】この評価方法は実施例1での方法と同一で
あるため、説明を省略する。又、参考のため、図2に示
した従来構造の縦スメアの評価結果も併記した。
【0185】表2から、従来構造の場合の縦スメアが6
0%なのに対し、本実施例の構造では8%まで低減する
ことができる。
【0186】本実施例の縦スメアの強度が実施例1の1
0%から8%まで低減されるのは、映像信号線DLと対
向電極CTとの間の遮光に寄与する膜がカラーフィルタ
層の1層分が増加していることに起因する。又、本実施
例においても製造工程の増加はない。
【0187】《実施例4》図6は本発明による液晶表示
装置の第4実施例の構成を示す1画素の断面模式図であ
る。本実施例の構成の概略は第1実施例(図1)と同一
であるので説明は省略する。
【0188】本実施例の特徴は、R(赤)とG(緑)の
画素の境界に形成されるブラックマトリクスBM上には
B(青)のカラーフィルタ材料を、また、GとBの画素
の境界に形成されるブラックマトリクスBM上にRのカ
ラーフィルタ材料を、また、BとRの画素の境界に形成
されるブラックマトリクスBM上にGのカラーフィルタ
材料を形成する点にである。
【0189】この構造における縦スメアの評価結果は実
施例3と同様に表2に示した値となる。これは、映像信
号線DLと対向電極CTの間に対応するカラーフィルタ
基板SUB2の断面構造が実施例3と同様の構造となっ
ているためである。
【0190】又、本実施例においても製造工程の増加は
ない。
【0191】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
横電界方式の液晶表示装置の映像信号配線と対向電極の
間から発生するバックライトの漏れ光を遮光性が向上
し、縦スメアが効果的に低減され、高画質の液晶表示装
置を得ることができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0001]
[0001] The present invention relates to a liquid crystal display device.
In particular, high-quality image display by suppressing the occurrence of vertical smear
The present invention relates to an in-plane switching type liquid crystal display device which enables the above.
[0002]
2. Description of the Related Art Monitors of various information terminals and other devices.
Matrix as an image display means for
A liquid crystal display device of the system is widely used.
A liquid crystal display device of this type is driven in a liquid crystal drive mode.
Can be broadly divided into “vertical electric field method” and “horizontal electric field method”.
Field method ".
A vertical electric field type liquid crystal display device has a liquid crystal composition.
(Hereinafter simply referred to as liquid crystal or liquid crystal layer)
Unit pixel on the liquid crystal layer side of the transparent substrate
A pixel electrode composed of a transparent electrode is
A pole and a common electrode are provided facing each other, and are shared with this pixel electrode.
Electric field generated perpendicular to the transparent substrate between the conductive electrode
Modulates the light transmitted through the liquid crystal layer by
It is something.
On the other hand, a liquid crystal display device of the horizontal electric field type uses a liquid crystal display.
Of the transparent substrates arranged to face each other with the layer interposed,
Areas corresponding to unit pixels on one or both liquid crystal layers
A pixel electrode and a counter electrode are provided on the
Electric field generated almost parallel to the transparent substrate between the counter electrode
To modulate the light transmitted through the liquid crystal layer by
It was done.
A liquid crystal display device of a horizontal electric field type is a vertical electric field type liquid crystal display device.
Unlike liquid crystal displays, large angles to the display surface
Clear images can be recognized even when viewed from the field of view, so-called angle viewing
It was known as excellent in the field.
A liquid crystal display device having such a configuration
The arrangement is described in detail in, for example, JP-A-6-160878.
ing.
The liquid crystal display device of the horizontal electric field type is opposed to
Transparent substrate, such as an active matrix substrate
The first substrate and the color filter substrate that constitute the plate are configured.
A second substrate to be formed and a light source for displaying an image
The backlight unit is located between the upper shield case and the lower
Has a structure that is housed and integrated in a housing consisting of a case
You. In addition, both sides of the first and second substrates have a certain polarization.
A polarizing plate is stuck so that only light can pass through.
Further, for example, for a color filter substrate,
Is at least a thin film transistor on the active matrix substrate.
Control the transmitted light around the transistor formation area and around the wiring.
Black matrix is formed in areas corresponding to areas where
Have been.
In the case of the horizontal electric field method, the pixel electrode and the counter electrode
Drives the liquid crystal with an electric field approximately parallel to the plane of the substrate generated between them
I do. In this case, a low-resistance material is placed on the color filter substrate.
When present, it is generated from the pixel electrode or the counter electrode.
Lines of electric force are terminated with the low-resistance material and the electric field strength decreases
As a result, the driving voltage increases.
Therefore, generally, black matrix
A high-resistance resin composition is used as the material for forming the resin. This
In the case of, compared with black matrix using metal material
OD (abbreviation for Optical Density)
Because it is not large enough, the light shielding characteristics of the black matrix itself
Drops.
In the prior art, such a light-shielding characteristic is low.
No measures have been taken into account regarding
Blocking transmitted light in areas that do not work properly
No issues have been raised.
[0013]
The above-mentioned prior art lateral electric field
Input from an external circuit in a liquid crystal display device
The liquid crystal operates normally because it cannot be controlled by the scanning signal and video signal.
There is an area that does not work. In particular, the video signal wiring and the
Between the video signal wiring and the adjacent pixel electrode or counter electrode
Is displayed in black because the applied voltages are different
Nevertheless, light transmission may occur in this area.
You.
In order to shield this portion from light, a color filter is used.
Light is shielded by forming a black matrix on the substrate
However, it may not be possible to completely block light due to a low OD value.
The problem that this causes crosstalk
was there.
The above-mentioned crosstalk is, for example, in the screen
When the window screen is displayed in the center, the window
The brightness of the background color changes vertically or horizontally at the same width as the width
Refers to the phenomenon of
[0016] The black color generated in the vertical electric field type liquid crystal display device is
Stoke is the capacitance of pixel electrodes, wiring electrodes, counter electrodes, etc.
The coupling may affect the potential of other pixels during the retention period.
And due to. The above capacity ratio has been optimized in design.
To reduce the impact. However, the present invention
Crosstalk, which is a problem to be solved by
Leakage light that is not caused and cannot be completely blocked
The brightness of the background color at the same width as the window width
This is due to change.
Therefore, an object of the present invention is to provide
LCD display that prevents crosstalk caused by the influence of light
It is to provide a device.
[0018]
Means for Solving the Problems To achieve the above object,
Therefore, the first means of the present invention comprises a plurality of scanning signal wirings and
Video signal wiring, and the scanning signal wiring and the video signal wiring
A switching element formed near the intersection of
A pixel electrode to which a driving voltage is applied via a chining element;
An electric field substantially parallel to the plane of the substrate is applied together with the pixel electrodes.
Active electrode with a counter electrode
A first substrate constituting a trix substrate and a resin composition
Black matrix and the pixels
A color filter substrate on which a color filter layer is formed.
A liquid crystal composition is sandwiched between the substrate and a second substrate to be formed.
Between the elementary electrode and the counter electrode, substantially parallel to the plane of each substrate.
The light transmittance of the liquid crystal composition according to the generated electric field component
In a liquid crystal display device that displays images by changing
When viewed from a direction perpendicular to the plane of each board, the image
Signal wiring and at least a part of the color filter layer
It is characterized by being arranged in a position.
Further, the second means of the present invention comprises a plurality of scans.
Signal wiring and video signal wiring, and the scanning signal wiring and
Switching element formed near the intersection of video and video signal wiring
And a driving voltage is applied through the switching element.
Pixel electrode, and the pixel electrode and the pixel electrode are substantially parallel to the plane of the substrate.
And a counter electrode arranged to apply a strong electric field.
A first substrate constituting an active matrix substrate;
Black matrix composed of resin composition and each pixel
Color filters with correspondingly arranged color filter layers
A liquid crystal composition between the filter substrate and the second substrate constituting the filter substrate.
Between the pixel electrode and the counter electrode.
The liquid crystal group is generated by an electric field component generated substantially in parallel with the plane.
Liquid crystal display device that displays images by changing the light transmittance of the product
Position, viewed from a direction perpendicular to the plane of each substrate.
A color filter layer in a direction parallel to the video signal wiring.
Are arranged inside the line width of the video signal wiring.
It is characterized by the following.
Further, the third means of the present invention comprises a plurality of running means.
Scanning signal wiring and video signal wiring, and the scanning signal wiring and
Switching element formed near the intersection of video and video signal wiring
And a drive voltage is applied through the switching element.
A pixel electrode and a substantially flat surface of the substrate together with the pixel electrode.
And a counter electrode arranged to apply a strong electric field.
Substrate forming an active matrix substrate
And a black matrix composed of a resin composition and each image
Second color filter layer formed corresponding to the element
A liquid crystal composition is sandwiched between the substrate and the pixel electrode,
Generated substantially parallel to the plane of each substrate between counter electrodes
The light transmittance of the liquid crystal composition is changed by an electric field component.
A liquid crystal display device for displaying an image byVideosignal
Color filter layers adjacent in the direction parallel to the wiring
It is arranged to overlap on the black matrix
It is characterized by the following.
Further, the fourth means of the present invention comprises a plurality of
Scanning signal wiring and video signal wiring, and the scanning signal wiring
Switch formed near the intersection of lines and video signal wiring
Drive voltage is applied via the switching element and the switching element.
The pixel electrode to be applied, and the
And a counter electrode arranged to apply a substantially parallel electric field.
Any one of the pixel electrode and the counter electrode
One of which is placed in parallel with the video signal wiring to activate
.First substrate constituting matrix substrate and resin composition
Arranged corresponding to each pixel and black matrix composed of
Between the second substrate on which the formed color filter layer is formed
Between the pixel electrode and the counter electrode.
The electric field component generated almost parallel to the plane of each substrate
Image display is performed by changing the light transmittance of the liquid crystal composition
In a liquid crystal display device, a direction perpendicular to the plane of each substrate
When viewed from above, the color in the direction parallel to the video signal wiring
Connect the edge of the filter layer to the video signal
Pixel electrode or counter electrode placed adjacent to and parallel to the line
Characterized in that they are arranged inside the width of.
The fifth means of the present invention comprises a plurality of running
Scanning signal wiring and video signal wiring, and the scanning signal wiring and
Switching element formed near the intersection of video and video signal wiring
And a drive voltage is applied through the switching element.
A pixel electrode and a substantially flat surface of the substrate together with the pixel electrode.
And a counter electrode arranged to apply a strong electric field.
And either the pixel electrode or the counter electrode
One is placed in parallel with the video signal wiring and the active
A first substrate constituting a matrix substrate and a resin composition
Arranged corresponding to the configured black matrix and each pixel
Liquid crystal between the color filter layer and the second substrate
Sandwiching the composition, the pixel electrode and the counter electrode
The electric field component generated almost in parallel with the plane of each substrate
Liquid for displaying images by changing the light transmittance of the liquid crystal composition
In a liquid crystal display device, different from the adjacent color filter layer
A color filter material having a different chromaticity,
At least on the black matrix that is placed opposite the line
Partly formed, and parallel to the video signal wiring
End of the color filter material in the direction
The pixel electrode or the pixel electrode arranged in parallel adjacent to the line
It is characterized by being arranged inside the width of the counter electrode.
According to the above-mentioned means of the present invention, the video signal wiring
And the leakage light generated between the opposing electrodes is blocked, so-called vertical
A smear is reduced, and a high-quality display device can be obtained.
Still another object of the present invention and still another object of the present invention
The features of will be apparent from the following description with reference to the drawings.
There will be.
[0025]
Embodiments of the present invention will be described below.
Active matrix type color liquid crystal display
An embodiment to which the present invention is applied will be described. The following explanation
In the drawings to be described, those having the same functions are denoted by the same reference numerals.
Therefore, the description of the repetition is omitted.
<< Planar Configuration of Matrix Section (Pixel Section) >>
7 is an active matrix type color liquid crystal table of the present invention.
One pixel of the display device and the light shielding area of the black matrix BM
FIG. 3 is a plan view showing the periphery of the device.
As shown in FIG. 7, each pixel has a scanning signal line.
(Gate signal line or horizontal signal line) GL and counter voltage signal
Line (counter electrode wiring) CL and two adjacent video signal lines
Intersection area with line (drain signal line or vertical signal line) DL
(In the area surrounded by four signal lines)
You.
Each pixel is a thin film transistor TFT, a storage capacitor
The amount Cstg includes the pixel electrode PX and the counter electrode CT. Running
In the same figure, the left and right signal lines GL and the counter voltage signal line CL
And a plurality of them are arranged in the vertical direction. Video signal
The line DL extends in the vertical direction, and a plurality of lines DL are arranged in the horizontal direction.
Have been. The pixel electrode PX is in contact with the thin film transistor TFT.
The counter electrode CT is integrated with the counter voltage signal line CL.
ing.
The pixel electrode PX and the counter electrode CT face each other.
And the electric field between each pixel electrode PX and the counter electrode CT
The display state is controlled by controlling the alignment state of the liquid crystal LC and modulating the transmitted light.
Control. Pixel electrode PX and counter electrode CT are configured in a comb shape
The electrodes are elongated in the vertical direction in the figure.
You.
The number O of the counter electrodes CT in one pixel (the number of
The number of pixel electrodes PX (the number of comb teeth) and O =
It is configured so as to always have a relationship of P + 1 (in this embodiment,
Is O = 2, P = 1). This is because the counter electrode CT and the pixel electrode
The poles PX are alternately arranged, and the counter electrode CT is connected to a video signal.
This is to ensure that it is adjacent to the line DL.
Thus, the counter electrode CT and the pixel electrode PX
Is affected by the electric field generated from the video signal line DL.
In order not to be affected, the counter electrode CT
These lines of electric force can be shielded.
The counter electrode CT is connected to a counter voltage signal line CL.
The potential is stable because the potential is always supplied from outside
are doing. Therefore, even if it is adjacent to the video signal line DL,
There is almost no change in position. This also allows the pixel electrode PX to be
Since the geometric position from the video signal line DL becomes far,
The parasitic capacitance between the pixel electrode PX and the video signal line DL greatly increases
And the fluctuation of the pixel electrode potential Vs due to the video signal voltage
Can control.
With these, the cross generated in the vertical direction
Suppressing talk (defective image quality called vertical smear)
Can be.
The electrode width W between the pixel electrode PX and the counter electrode CT
p and Wc are each set to 6 μm, and the maximum setting of a liquid crystal layer described later is set.
The thickness is set sufficiently larger than 4.5 μm exceeding the constant thickness.
20% or more merging when considering processing variations in manufacturing
5.4μm
Should be large enough.
Thus, the substrate surface applied to the liquid crystal layer
The parallel electric field component is larger than the electric field component in the direction perpendicular to the substrate surface.
To increase the voltage that drives the liquid crystal
Can be. The maximum value of the electrode width Wp, Wc of each electrode is
It is smaller than the distance L between the pixel electrode PX and the counter electrode CT.
Things are preferred.
This is because electric force is generated when the distance between the electrodes is too small.
The curve of the line becomes severe, and the electric field component parallel to the substrate surface
The area where the electric field component perpendicular to the substrate surface is larger is increased.
To efficiently apply an electric field component parallel to the substrate surface to the liquid crystal layer.
Because you can't. Therefore, the pixel electrode PX and the counter electrode C
The interval L between T is 7.2 μm when the margin is 20%.
Need to be larger. In this embodiment, the diagonal is about 1
4.5 cm (5.7 inches) of 640 x 480 dots
Pixel pitch is about 60 μm.
By dividing the pixel into two, the interval L> 7.2 μm
Was realized.
The electrode width of the video signal line DL prevents disconnection.
For this reason, the pixel electrode PX and the counter electrode CT are relatively young.
8 μm, and the distance between the video signal line DL and the counter electrode CT is
The interval should be about 1μm to prevent short circuit.
In both cases, the video signal line DL faces the lower side above the gate insulating film
The electrodes CT are formed and arranged so as to be in different layers.
On the other hand, between the pixel electrode PX and the counter electrode CT
The electrode spacing changes depending on the liquid crystal material used. this is,
The electric field strength to achieve the maximum transmittance differs depending on the liquid crystal material
Therefore, the electrode spacing is set according to the liquid crystal material, and the
Set by the withstand voltage of the image signal drive circuit (signal side driver)
The maximum transmittance can be obtained in the range of the maximum amplitude of the signal voltage.
That's why. If a liquid crystal material described later is used,
The separation is about 15 μm.
In this embodiment, the black matrix
BM is on the gate line GL, the counter voltage signal line CL,
Film transistor TFT, drain wiring DL, drain
Between the wiring DL and the counter electrode CT.
<< Cross-Sectional Structure of Matrix Part (Pixel Part) >>
8 is a thin film transistor TF at a section line 4-4 in FIG.
FIG. 9 is a sectional view of T, and FIG.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device of a horizontal electric field type.
Sectional view near the electrode of one pixel in the image display area of the plate
It is sectional drawing of a board | substrate peripheral part.
As shown in FIG. 10, based on the liquid crystal layer LC,
And a thin film transistor on the lower transparent glass substrate SUB1 side.
TFT, storage capacitor Cstg (not shown) and electrode group C
T and PX are formed on the upper transparent glass substrate SUB2 side.
Is a color filter FIL, a black matrix B for shading
An M pattern is formed. Although not publicly known,
Proposed by the same applicant in Japanese Patent Application No. 7-198349.
As shown, the pattern of the black matrix BM for shading
Can be formed on the lower transparent glass substrate SUB1 side
It is.
The transparent glass substrates SUB1 and SUB2
The inner surface of each liquid crystal (LC side) has the initial liquid crystal
Alignment films ORI11 and ORI12 for controlling alignment are provided.
And each of the transparent glass substrates SUB1 and SUB2
On the outer surface, the polarization axes are arranged orthogonally (Cross
Polarizing plates POL1 and POL2 are provided.
ing.
Next, the lower transparent glass substrate SUB1 side (T
The configuration of the FT substrate will be described in detail.
[0044]TFT substrate
<< Thin film transistor >> The thin film transistor TFT
When a positive bias is applied to the gate electrode GT, the source-drain
The channel resistance between the ins is reduced and the bias is reduced to zero.
Then, the channel resistance operates so as to increase.
The thin film transistor TFT is shown in FIG.
As described above, the gate electrode GT, the gate insulating film GI, and the i-type (true
Properties: intrinsic, doped with impurities determining conductivity type
(Not shown) i-type semiconductor made of amorphous silicon (Si)
Body layer AS, a pair of source electrode SD1, drain electrode SD
2
Note that the source and drain are originally
This is determined by the polarity of the liquid crystal.
The path reverses its polarity during operation, so
It should be understood that the components are switched during operation. But the following
In the explanation, for convenience, one is fixed as the source and the other is fixed as the drain
To express.
<< Gate Electrode GT >> The gate electrode GT scans.
The scanning signal line GL is formed continuously with the signal line GL.
A part of the region is configured to be the gate electrode GT.
You. This gate electrode GT is a function of the thin film transistor TFT.
The i-type semiconductor layer AS completely over the active region.
It is formed to be bigger than it (as viewed from below)
I have.
Thus, the gate electrode GT has its own
In addition to the role, external light or backlight light is applied to the i-type semiconductor layer AS.
It is devised so that it does not hit. In this example, the gate
The electrode GT is formed of a single-layer conductive film g1. This guide
As the electrolytic film g1, for example, aluminum formed by sputtering
Aluminium (Al) film is used, on which Al anodic acid is
An oxide film AOF is provided.
<< Scanning Signal Line GL >> The scanning signal line GL is conductive.
It is composed of a film g1. The conductive film of the scanning signal line GL
g1 is formed in the same manufacturing process as the conductive film g1 of the gate electrode GT.
And are integrally configured. This scanning signal line
The gate voltage Vg is applied from an external circuit to the gate electrode by GL.
Supply to GT.
Anodization of Al is also applied to the scanning signal line GL.
A film AOF is provided. It intersects with the video signal line DL
Part to reduce the probability of short circuit with the video signal line DL
For this reason, even if it is short-circuited, it is separated by laser trimming even if it is short-circuited.
I am bifurcated so that I can do it.
<< Counter Electrode CT >> The counter electrode CT is a gate electrode.
The conductive film g1 of the same layer as the electrode GT and the scanning signal line GL.
Have been. 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
Because it is completely covered with OF, it is limited to video signal lines
They will not be short-circuited
You.
Also, they may be configured to cross each other.
it can. A counter voltage Vcom is applied to the counter electrode CT.
It is configured to: In this embodiment, the counter voltage Vc
om is the minimum level of drive power applied to the video signal line DL.
Between the voltage Vdmin and the maximum level of the drive voltage Vdmax.
The thin film transistor TFT is turned off from the DC potential
Feed-through voltage ΔVs generated when
Is set to the lowest potential, but is not used by the video signal drive circuit.
If you want to reduce the integrated circuit power supply voltage by about half,
An AC voltage may be applied.
<< Counter Voltage Signal Line CL >> Counter Voltage Signal Line C
L is formed of the conductive film g1. This counter voltage signal line
The conductive film g1 of CL includes the gate electrode GT, the scanning signal line GL,
And the same manufacturing process as the conductive film g1 of the counter electrode CT.
And is formed integrally with the counter electrode CT.
An external circuit is connected to the counter voltage signal line CL.
Supplies the counter voltage Vcom to the counter electrode CT. or,
An anodic oxide film AOF of Al is also provided on the counter voltage signal line CL.
Have been killed. Note that the portion that intersects with the video signal line DL is
Probability of short circuit with video signal line DL as well as scanning signal line GL
Laser trimmer to reduce
It can be bifurcated so that it can be separated by mining
it can.
<< Insulating Film GI >> The insulating film GI is a thin film transistor.
In a transistor TFT, a semiconductor layer is formed together with a gate electrode GT.
Used as a gate insulating film to apply an electric field to AS
You. The insulating film GI is formed between the gate electrode GT and the scanning signal line GL.
It is formed on the upper layer.
As the insulating film GI, for example, plasma CVD
The silicon nitride film formed by
nm (in this embodiment, 240 nm).
You.
The gate insulating film GI is formed in the matrix portion A
R is formed so as to surround the entirety of R.
Removed to expose DTM and GTM. Also,
The insulating film GI is connected to the scanning signal line GL and the counter voltage signal line CL.
It also contributes to the electrical insulation of the video signal line DL.
<< i-type semiconductor layer AS >> i-type semiconductor layer AS
Is amorphous silicon and has a thickness of 20 to 220 nm (actual
In the embodiment, the thickness is about 200 nm. Layer d
0 is doped with phosphorus (P) for ohmic contact
N (+) type amorphous silicon semiconductor layer, i-type
The semiconductor layer AS exists, and the conductive film d1 (d2) exists on the upper side.
It is left only where it is.
The i-type semiconductor layer AS includes the scanning signal line GL and the pair.
Between the intersections of the directional signal lines CL and the video signal lines DL.
Is provided. The i-type semiconductor layer AS at this intersection part intersects
Signal line GL, counter signal line CL and video signal
The short circuit with the signal line DL is reduced.
<< Source electrode SDI, drain electrode SD
2 >> Each of the source electrode SDI and the drain electrode SD2
Are the conductive film d1 in contact with the N (+) type semiconductor layer d0 and the conductive film d1.
And a conductive film d2 formed thereon.
The conductive film d1 is made of chromium formed by sputtering.
(Cr) film to a thickness of 50 to 100 nm (this embodiment
In the example, about 60 nm is formed. Cr film thickness
If the thickness is increased, the stress will be increased.
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 prevented from diffusing into the N (+) type semiconductor layer d0.
It is used for the purpose of a so-called barrier layer that stops.
As the conductive film d1, in addition to the Cr film, high melting point gold
(Mo, Ti, Ta, W) film, refractory metal silicide
(MoSiTwo, TiSiTwo, TaSiTwo, WSiTwo)film
May be used.
The conductive film d2 is formed by sputtering Al
To a thickness of 0 to 500 nm (about 400 nm in this embodiment)
Degree) formed. Al film has less stress than Cr film
The source electrode S can be formed to have a large thickness.
D1, the resistance of the drain electrode SD2 and the video signal line DL
To reduce the gate electrode GT or i-type semiconductor layer AS
Ensuring that the vehicle is over a bump caused by steps (Step Coveret
Work).
The conductive film d1 and the conductive film d2 are formed by using the same mask pattern.
After patterning using the same mask,
Is an N (+) type using the conductive films d1 and d2 as a mask.
The semiconductor layer d0 is removed. That is, the i-type semiconductor layer AS
The N (+) type semiconductor layer d0 remaining on the upper surface is a conductive film d1,
Portions other than the conductive film d2 are removed by self-alignment.
At this time, the thickness of the N (+) type semiconductor layer d0 is all
Since it is etched so as to be removed, the i-type semiconductor layer A
S also slightly etched its surface, but to the extent
May be controlled by the etching time.
<< Video Signal Line DL >> The video signal line DL is
Second conductive film in the same layer as the drain electrode SD1 and the drain electrode SD2
d2 and a third conductive film d3. Also, video signal
The line DL is formed integrally with the drain electrode SD2.
<< Pixel Electrode PX >> The pixel electrode PX is connected to the source electrode
The second conductive film d of the same layer as the pole 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.
<< Storage Capacitance Cstg >> The pixel electrode PX is thin.
End opposite to end connected to membrane transistor TFT
Is formed so as to overlap with the counter voltage signal line CL.
ing. This superposition is, as is clear from FIG.
The pixel electrode PX is defined as one electrode PL2, and a counter voltage signal line
A storage capacitance (capacitance element) in which CL is the other electrode PL1.
Child) constitutes Cstg. The dielectric of this storage capacitor Cstg
The body film is used as the gate insulating film of the thin film transistor TFT
It is composed of the used insulating film GI and the anodic oxide film AOF
ing.
As shown in FIG. 7, the storage capacitance is planar.
Cstg is formed on the conductive film g1 of the counter voltage signal line CL.
Has been established.
In this case, the storage capacity Cstg is
The material of the electrode positioned below the insulating film GI is
Formed of Al and anodized on its surface
Therefore, the lack of points caused by the so-called hillocks of AL
The adverse effects of a fall (short-circuit with the upper electrode)
It is possible to obtain a storage capacity that is hardly generated.
<< Protective Film PSV1 >> Thin Film Transistor TF
On T, a protective film PSV1 is provided. Protective film PS
V1 mainly protects the thin film transistor TFT from moisture etc.
Formed for high transparency and moisture resistance
Use good ones. This protective film PSV1 is, for example, a plastic
Silicon oxide film and silicon nitride formed by Zuma CVD equipment
Formed with a thickness of about 500 nm.
You.
The protective film PSV1 covers the entire matrix AR.
It is formed so as to surround the body, and its peripheral portion is an external connection terminal DT.
M and GTM have been removed to expose. This protective film
Regarding the thickness relationship between PSV1 and gate insulating film GI,
Are thickened considering the protection effect, and the latter is the transistor phase.
The thickness is reduced in consideration of the mutual conductance gm.
[0072]Color filter substrate
Next, returning to FIGS. 7 and 10, the upper transparent glass substrate SUB
The configuration of the two sides (color filter substrate) will be described in detail.
<< 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
The light-shielding film BM (place
A so-called black matrix). Light shielding film BM
Indicates that external light or backlight enters the i-type semiconductor layer AS.
It also plays a role in preventing shooting. That is, the thin film
The i-type semiconductor layer AS of the transistor TFT has upper and lower light shielding
Sandwiched by the film BM and the large gate electrode GT.
And no natural light or backlight from outside
Become.
A closed polygonal ring of the light shielding film BM shown in FIG.
The hatched line indicates an opening in which the light shielding film BM is not formed.
are doing. This contour pattern is an example.
In a horizontal electric field type liquid crystal display device,
High resistance black matrix 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, the specific resistance value of the liquid crystal composition LC
Is 10 N raised to 10NAnd 10NΩcm or more
The specific resistance of the black matrix BM is 10
TenMAnd 10MΩ · cm or more, and N>
9, and M> 6. Or N> 13,
It is desirable that the relationship satisfy M> 7.
Further, an eye for reducing the surface reflection of the liquid crystal display device.
From the point of view, the resin composition
It is desirable to use
Further, a metal film such as Cr is coated with a black matrix.
Metal film etching process compared to the case of using
Simplifies the color filter substrate manufacturing process
it can. The manufacturing process when using a metal film is as follows: 1) Metal
Film formation, 2) resist coating, 3) exposure, 4) development, 5)
Metal film etching, 6) resist stripping.
On the other hand, when a resin is used,
1) resin coating, 2) exposure, and 3) development.
Process can be shortened.
However, the resin composition is more shielding than the metal film.
Low light. Increasing the resin thickness improves the light-shielding properties
However, the thickness variation of the black matrix increases. This
This is because, for example, when there is a thickness variation of ± 10%,
± 0.1 μm when the thickness of the matrix is 1.0 μm,
This is because when it is 2 μm, it becomes ± 0.2 μm.
Further, the thickness of the black matrix is increased.
And the variation in the thickness of the color filter substrate increases,
It becomes difficult to improve the gap accuracy of the display substrate.
For the above reasons, the thickness of the resin should be 2 μm or less.
Is desirable.
The OD value is set to about 4.0 or more at a film thickness of 1 μm.
To achieve this, for example, increase the carbon content to blacken
In this case, the specific resistance of the black matrix BM is about 106
Ω · cm or less and cannot be used at present. OD
The value can be defined as the extinction coefficient multiplied by the film thickness.
For this reason, in this embodiment, the light shielding film BM
Black inorganic pigment mixed into resist material
Using a resin composition, form with a thickness of about 1.3 ± 0.1μm
Has formed. Examples of inorganic pigments include palladium and
There is Ni or the like which is unplated. In addition, black matrix
BM has a resistivity of about 109Ω · cm, OD value approx.
2.0.
This resin composition black matrix BM was
The calculation results of the light transmission amount when used are shown below.
OD value = log (100 / Y)
Y = ∫A (λ) · B (λ) · C (λ) dλ / ∫A (λ)
・ C (λ) dλ
Here, A is visibility, B is transmittance, C is light source spectrum.
And λ indicate the wavelength of the incident light.
When light is shielded by a film having an OD value of 2.0,
From Equation 1, Y = 1% is obtained, and the incident light intensity 4000 cd /
mTwoIs approximately 40 cd / mTwoLight is transmitted through
Will be. This light intensity is sufficiently visible to humans
Brightness.
The light-shielding film BM is also formed in a frame shape around the periphery.
FIG. 7 shows a pattern in which a plurality of openings are provided in a dot shape.
Is formed continuously with the pattern of the matrix part shown in
You.
<< Color Filter FIL >> Color Filter
FIL repeats red, green and blue at the position facing the pixel.
It is formed in a stripe shape. The color filter FIL is
It is formed so as to overlap the edge portion of the optical film BM.
In the present invention, the plane layer of the overlapping portion is
It defines the out. Details will be described later.
The color filter FIL is, for example, as follows.
Can be formed. First, the upper transparent glass substrate SU
Form a dyed base material such as acrylic resin on the surface of B2,
Photo-lithography technology
Remove the color substrate. Thereafter, the dyed substrate is dyed with a red dye.
Then, the red filter R is formed by performing a fixing process. Next
By performing a similar process to the green filter G,
Blue filters B are sequentially formed.
<< Overcoat film OC >> Overcoat
Film OC leaks dye of color filter FIL to liquid crystal LC.
Prevent leakage, and use color filter FIL and light-shielding film BM
It is provided for flattening a step. Overcoat
The film OC is made of a transparent material such as an acrylic resin or an epoxy resin.
It is formed of a resin material.
[0091]Liquid crystal layer and polarizing plate
Next, a liquid crystal layer, an alignment film, a polarizing plate, and the like will be described.
<< Liquid Crystal Layer >> The liquid crystal material LC has a dielectric constant.
The anisotropy Δε is positive and its value is 13.2, and the refractive index anisotropy Δn
Is 0.081 (589 nm, 20 ° C.) nematic liquid
Crystal, dielectric anisotropy Δε is negative and its value is -7.3, refraction
Rate anisotropy Δn of 0.053 (589 nm, 20 ° C.)
Nematic liquid crystal was used.
The thickness (gap) of the liquid crystal layer depends on the dielectric anisotropy.
When the property △ ε was positive, it was more than 2.8 μm and less than 4.5 μm.
This is because the retardation Δn · d exceeds 0.25 μm.
When less than 32 μm, almost no wavelength dependence within the visible light range
No dielectric constant characteristics are obtained, and dielectric anisotropy △ ε is positive
Most of the liquid crystals have a birefringence anisotropy Δn of more than 0.07.
This is because it is less than 09.
On the other hand, when the dielectric anisotropy Δε is negative,
The thickness (gap) of the crystal layer is more than 4.2 μm and not more than 8.0 μm
I was full. This is similar to a liquid crystal with a positive dielectric anisotropy △ ε.
The retardation Δn · d is more than 0.25 μm 0.32
has a negative dielectric anisotropy △ ε to suppress it to less than μm
Most of the liquid crystal has a birefringence anisotropy Δn of more than 0.04 and 0.0
This is because it is less than 6.
Further, a combination of an alignment film and a polarizing plate described below is used.
Liquid crystal molecules are rotated 45 ° from the rubbing direction to the electric field direction.
When turned, the maximum transmittance can be obtained. The liquid crystal layer
Is controlled by polymer beads.
The liquid crystal material LC is a nematic liquid crystal.
If so, there is no particular limitation. Dielectric anisotropy △ ε
The larger the value, the lower the driving voltage and the refraction
The smaller the ratio anisotropy Δn, the thicker the liquid crystal layer (gap)
Thickness, liquid crystal filling time is shortened, and gap
Variation can be reduced.
<< Orientation Film >> Polyimide is used as the orientation film ORI.
Use The rubbing direction RDR is flat between the upper and lower substrates.
Angle φLC between the row and the direction of the applied electric field EDR
Is 75 °. FIG. 11 shows the relationship.
The rubbing direction RDR and the applied electric field direction E
The angle formed with DR is such that the dielectric anisotropy 液晶 ε of the liquid crystal material is positive.
If 45 ° or more and less than 90 °, the dielectric anisotropy △ ε is
If it is negative, it may be more than 0 ° and 45 ° or less.
<< Polarizing Plate >> As the polarizing plate POL, Nitto Denko
Using G1220DU (trade name) manufactured by Kosha Co., Ltd., as shown in FIG.
As described above, the polarization transmission axis MAX1 of the lower polarizing plate POL1.
With the rubbing direction RDR, and the upper polarizer POL
The polarization transmission axis MAX2 is orthogonal to it.
Thus, the voltage applied to the pixel of the present invention is
Voltage (voltage between the pixel electrode PX and the counter electrode CT) is increased.
Normally-closed characteristics in which the transmittance increases with increasing
Can be obtained.
Further, the horizontal electric field method disclosed in the present invention is called
In the liquid crystal display device, the upper substrate SUB2 side surface
When a high potential such as static electricity is applied from outside the
Abnormalities occur. For this reason, the upper polarizer POL2
Further, the sheet resistance is 1 × 10 on the upper side or the surface.8Ω / □ or less
Forming a layer of transparent conductive film below, or a polarizing plate and
Sheet resistance 1 × 10 between transparent substrates8I below Ω / □
Forming a layer of a transparent conductive film such as TO, or a polarizing plate
ITO, SnO on the adhesive layer ofTwo, InTwoOThreeConductive particles such as
And a sheet resistance of 1 × 108Ω / □ or less
Is required. Although this measure is not publicly known,
In Japanese Patent Application No. 7-264443 filed by the same applicant,
There is a detailed description of the improvement of the shield function.
<< Configuration around the matrix >> FIG.
Display panel PNL including glass substrates SUB1 and SUB2
3 is a plan view of a main part around a matrix (AR) of FIG. Also, figure
13 is an external connection terminal GTM to which a scanning circuit is connected on the left side
It is sectional drawing of a vicinity.
In the manufacture of this panel, a small size
If multiple glass substrates are used to improve throughput
After processing the same number of devices at the same time,
Standardized for all varieties, because production equipment is shared
After processing a glass substrate of
Size, and in each case, one process
After that, the glass is cut.
FIGS. 12 and 13 show examples of the latter.
12 and 13, the upper and lower substrates SUB1 and SUB2 are used.
LN indicates the edge of both substrates before cutting.
Show. In any case, in the completed state, the external connection terminal group T
g, Td and the terminal CTM exist (the upper side and the left side in the figure).
Part) of the upper substrate SUB2 so as to expose them.
The size is limited inside the lower substrate SUB1
You.
The terminal groups Tg and Td are connected to the
Connection terminal GTM, video signal circuit connection terminal DT
M and their leading wiring portions are mounted on the integrated circuit chip CHI.
The loaded tape carrier package TCP (FIG. 14, FIG.
13)).
You.
From the matrix section of each group to the external connection terminal section
The drawer wiring up to it is inclined as it approaches both ends
I have. This is based on the arrangement pitch of the package TCP and each package.
Display panel P on the connection terminal pitch in the package TCP
This is for adjusting to the NL terminals DTM and GTM.
The counter electrode terminal CTM is connected to the counter electrode CT.
Is a terminal for applying a counter voltage from outside. Matri
The counter electrode signal line CL of the scanning section is connected to the scanning circuit terminal GTM.
To the opposite side (right side in the figure) and connect each counter voltage signal line
The common bus line CB collectively forms the counter electrode terminals CT
M.
Between the transparent glass substrates SUB1 and SUB2
Along the edge, except for the liquid crystal inlet 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.
The layers of the alignment films ORI1 and ORI2 are made of a seal.
It is formed inside the pattern SL. Polarizing plates POL1, P
OL2 is a lower transparent glass substrate SUB1 and an upper transparent glass substrate, respectively.
It is formed on the outer surface of the bright glass substrate SUB2.
The etching LC sets the direction of the liquid crystal molecules.
Between the lower alignment film ORI1 and the upper alignment film ORI2.
In the area partitioned by the rule pattern SL.
The lower alignment film ORI1 is formed on the lower transparent glass substrate SUB1 side.
It is formed on the protective film PSV1.
This liquid crystal display device has a lower transparent glass substrate
Separate seeds on SUB1 side and upper transparent glass substrate SUB2 side
Each layer is stacked, and a seal pattern SL is formed on the substrate SUB2.
Side, the lower transparent glass substrate SUB1 and the upper transparent glass
Superimposed on the glass substrate SUB2, and the seal pattern SL
Liquid crystal LC is injected from the opening INJ of
Sealing with epoxy resin and cutting the upper and lower substrates
Therefore, it is assembled.
<< Equivalent Circuit of Entire Display Device >> FIG. 15 shows the present invention.
Is a schematic explanatory diagram of a peripheral circuit of a liquid crystal display device according to
As shown in the figure, the liquid crystal display substrate has a matrix
It is composed of a set of a plurality of pixels arranged in a matrix,
Each pixel is a back light disposed on the back of the liquid crystal display substrate.
It is configured so that the transmitted light from the
Have been.
An actuator, which is one of the components of the liquid crystal display substrate,
Effective matrix area on the active matrix substrate SUB1
AR extends in the x direction (row direction) and in the y direction (column direction)
Gate signal line GL and counter voltage signal line CL provided
Doses that are insulated and extend in the y direction and are juxtaposed in the x direction
A rain signal line DL is formed.
Here, the gate signal line GL and the counter voltage signal
Surrounded by the line CL and the drain signal line DL, respectively.
A unit pixel is formed in a rectangular area.
A liquid crystal display substrate has a vertical
A direct scanning circuit V and a video signal driving circuit H,
Each of the gate signal lines GL is controlled by a vertical scanning circuit V.
Scan signals (voltages) are sequentially supplied to the
From the video signal drive circuit H to the drain signal line DL
Is supplied with a video signal (voltage).
The vertical scanning circuit V and the video signal driving circuit
H indicates that power is supplied from the liquid crystal drive power supply circuit 3
The image information from the CPU 1 is
Each is divided into display data and control signal and input.
It has become so.
<< Driving Method >> FIG. 16 shows a liquid crystal display device of the present invention.
FIG. 6 is a drive waveform diagram of the device. 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 every scanning period.
Then, it is changed by two values of VCH and VCL. Swing of counter voltage
The width and the amplitude value of the non-selection voltage are the same.
The video signal voltage is the voltage to be applied to the liquid crystal layer.
Is the voltage obtained by subtracting 1/2 of the amplitude of the opposite voltage from
You.
The counter voltage may be direct current, but
With this, the maximum amplitude of the video signal voltage can be reduced, and the video signal drive
Use a low withstand voltage circuit (signal side driver)
Becomes possible.
<< Function of Storage Capacitance Cstg >> Storage Capacitance Cs
tg is written to the pixel (thin film transistor TFT
Provided for long storage of video information (after the power is turned off)
It is.
The electric field used in the present invention is parallel to the substrate surface.
In the method of applying, a method of applying an electric field perpendicular to the substrate surface
Unlike the above, a capacitor (so-called, a so-called
Storage Cstg is an essential configuration because there is almost no liquid crystal capacity
Element.
The storage capacity Cstg is the same as that of the thin film transistor.
When the TFT switches, the pixel electrode potential Vs
To reduce the effect of gate potential change ΔVg on
work. This situation is represented by the following equation.
ΔVs = [Cgs / (Cgs + Cstg +
Cpix)] × ΔVg
Here, Cgs is a gate electrode of the thin film transistor TFT.
A parasitic capacitance formed between the GT and the source electrode SDI;
Cpix is formed between the pixel electrode PX and the counter electrode CT.
れ る Vs is the change in pixel electrode potential due to ΔVg
Minute, so-called feedthrough voltage.
The change ΔVs is the direct current applied to the liquid crystal LC.
Causes components, but increases storage capacity Cstg
The value can be reduced as the value increases.
The reduction of the DC component applied to the liquid crystal LC is as follows.
Improves the life of the liquid crystal LC, and when switching the liquid crystal display screen
The so-called burn-in in which the previous image remains can be reduced.
As described above, the gate electrode GT is an i-type half.
The saw is enlarged to completely cover the conductor layer AS.
Overlap with the drain electrode SDI and the drain electrode SD2
The area increases, so the parasitic capacitance Cgs increases, and the pixel
The electrode potential Vs is affected by the gate (scan) signal Vg.
This has the opposite effect of making it easier. However, the storage capacity Cs
By providing tg, this disadvantage is also eliminated.
<< Manufacturing Method >> Next, the above-described liquid crystal display device
The method for manufacturing the substrate SUB1 will be described.
FIG. 17, FIG. 18 and FIG.
FIG. 4 is an explanatory view of a manufacturing process of a liquid crystal display device according to the present invention.
The letters in the center are the abbreviations of the process names.
The thin film transistor TFT portion shown in FIG.
3 shows the flow of processing as viewed from the cross-sectional shape near the G terminal. Also,
Except for Step B and Step D, Step A to Step I are performed by photographic processing
Photolithography).
All cross-sections are processed after photo processing
The stage at which the resist is removed is shown.
In the present invention, photographic processing refers to a photo resist.
After applying the mask, applying selective exposure using a mask,
A series of work up to development shall be indicated, and a repeated explanation
Avoid the light. The description will be made according to the divided steps.
Step A (FIG. 17)
Lower transparent glass base made of AN635 glass (trade name)
Al-Pd, Al- having a thickness of 300 nm on the plate SUB1
Conductive film g made of W, Al-Ta, Al-Ti-Ta, etc.
1 is provided by sputtering. After photographic processing, phosphoric acid
The conductive film g1 is selectively etched with a mixed acid solution of
Ching. Thereby, the gate electrode GT, the scanning signal
Line GL, counter electrode CT, counter voltage signal line CL, electrode PL
1. Gate terminal GTM, first conductivity of common bus line CB
Layer, first conductive layer of counter electrode terminal CTM, gate terminal GT
Anodizing bus line SHg (not shown) connecting M
Anodic oxidation package connected to the anodic oxidation bus line SHg
(Not shown).
Step B (FIG. 17)
After forming anodizing mask AO by direct drawing, 3% tartar
Adjust the acid to pH 6.25 ± 0.05 with ammonia
Solution diluted 1: 9 with ethylene glycol solution
The substrate SUB1 is immersed in an anodic oxidizing solution consisting of
Density is 0.5mA / cmTwoAdjust so that
Flow formation).
Next, predetermined alumina (AlTwoOThree) Membrane
Until the formation voltage 125V required to obtain the thickness is reached
Perform anodic oxidation. After that, hold this state for several tens of minutes.
It is desirable (constant voltage formation). This is a uniform AlTwoO
ThreeThis is important for obtaining a film. Thereby conducting
The 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.
You.
Step C (FIG. 17)
A transparent conductive film g2 made of an ITO film having a thickness of 140 nm
Provided by sputtering. After photo processing, etching
Select transparent conductive film g2 with mixed acid solution of hydrochloric acid and nitric acid as liquid
By etching the gate terminal GTM,
Upper layer, drain terminal DTM and counter electrode terminal CTM
Two conductive films are formed.
Step D (FIG. 18)
Ammonia gas, silane gas, nitrogen gas
A silicon nitride film with a thickness of 220 nm
Introduce silane gas and hydrogen gas into plasma CVD equipment
Then, an i-type amorphous Si film having a thickness of 200 nm was provided.
Then, silane gas, hydrogen gas, phos
By introducing a fin gas, an N (+) type
A crystalline Si film is provided.
Step E (FIG. 18)
After photo processing, use SF6 as dry etching gas
To select N (+) type amorphous Si film and i type amorphous Si film
Etching to form an island of the i-type semiconductor layer AS.
To form
Step F (FIG. 18)
After photo processing, use SF6 as dry etching gas
Then, the Si nitride film is selectively etched.
Step G (FIG. 19)
A conductive film d1 made of Cr having a thickness of 60 nm is sputtered.
Al-P with a thickness of 400 nm
d, Al-Si, Al-Ta, Al-Ti-Ta etc.
A conductive film d2 is provided by sputtering. Photo office
After 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, and the drain
Electrode SD2, pixel electrode PX, electrode PL2, common buffer
The second conductive layer, the third conductive layer and the drain terminal D of the in CB
Form a bus line SHd (not shown) for short-circuiting TM
You. Next, SF6 is introduced into the dry etching apparatus,
By etching the N (+) type amorphous Si film,
Selectively select N (+) type semiconductor layer d0 between source and drain
To be removed.
Step H (FIG. 19)
Ammonia gas, silane gas, nitrogen gas
A 500-nm-thick Si nitride film is introduced by introducing
I can. After photographic processing, SF is used as the drain etching gas.
6 is selectively etched by a photolithography technique using
This forms the protective film PSV1.
<< Display Panel PNL and Drive Circuit Board PCB
1 >> FIG. 20 shows the display panel PNL and the video signal shown in FIG.
2 shows a state in which the signal drive circuit H and the vertical scanning circuit V are connected.
FIG.
CH1 is a drive for driving the display panel PNL.
Dynamic IC chip (the lower five are driving ICs on the vertical scanning circuit side)
Driving IC on the side of the chip, 10 video signal driving circuits on the left side
Chip). TCP is as shown in FIG. 14 and FIG.
Drive IC chip CH1 is tape automated
Tape mounted by debonding (TAB) method
Carrier package and PCB1 are TCP and capacitor
Drive circuit board on which a video signal drive circuit is mounted.
And a scanning signal driving circuit.
FGP is a frame ground pad.
A spring-shaped cutout provided in the shield case SHD
The debris is soldered. FC is the lower drive circuit board PC
B1 is electrically connected to the left drive circuit board PCB1
It is a flat cable.
The flat cable FC is shown in the figure.
As shown in the figure, several lead wires (phosphor bronze material is plated with Sn
Striped polyethylene layer and polyvinyl chloride
Use the one that is sandwiched and supported with the alcohol layer.
Use.
<< Connection Structure of TCP >> FIG.
A collection comprising the scanning signal drive circuit V and the video signal drive circuit H
The integrated circuit chip CHI is mounted on a flexible wiring board
FIG. 3 is a diagram showing a cross-sectional structure of a tape carrier package in which
FIG. 13 shows a scanning signal of a liquid crystal display panel in this example.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part showing a pair connected to a signal circuit terminal GTM.
is there.
In the figure, TTB is the integrated circuit CHI.
TTM is the input terminal / wiring part, and TTM is the output of the integrated circuit CHI.
Force terminals and wiring parts, for example, made of Cu
On the inside tip (commonly called inner lead) is an integrated circuit
CHI bonding pad PAD is a so-called face down
They are connected by the bonding method.
The outer ends of the terminals TTB, TTM (commonly known as
Outer leads) are 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.
[0146] The tip of the package TCP is a panel.
The protective film PSV1 exposing the connection terminal GTM on the PNL side is
The panel is connected to the PNL to cover it. Therefore,
The outer connection terminal GTM (DTM) is
Because it is covered by at least one of the cage TCPs,
And become stronger.
BF1 is a base film made of polyimide or the like.
SRS is used for soldering when soldering.
Solder resist film for masking so that it does not stick
You. Clearance between upper and lower glass substrates outside seal pattern SL
Is protected by epoxy resin EPX etc. after washing,
Between the package TCP and the upper substrate SUB2.
The resin SIL is filled and protection is multiplexed.
<< Drive Circuit Board PCB2 >> Drive Circuit Board P
CB2 mounts electronic components such as IC, capacitor and resistor
Have been. One drive circuit board PCB2
To obtain multiple divided and stabilized voltage sources from a pressure source
Power supply circuit and CR from host (upper processing unit)
Information for T (cathode ray tube) information for TFT liquid crystal display
And a circuit SUP including a circuit for converting the data into a data. C
J is a connector (not shown) connected to the outside.
It is a connector connection part.
Drive Circuit Board PCB1 and Drive Circuit Board PC
B2 is defined by joiner JN such as flat cable FC.
Connected electrically.
<< Overall Configuration of Liquid Crystal Display Module >> FIG.
Is an exploded perspective view showing each component of the liquid crystal module.
SHD is a frame-shaped shield case (metal
Tal frame), WD is the display window, PNL is the liquid crystal display
Panel, SPS is light diffusion plate, GLB is light guide, RFS is
Reflector, BL is the fluorescent tube of the backlight, MCA is the lower
(Backlight case)
Each member is stacked in the following arrangement and the module MD
L is assembled.
The module MDL is a shield case SHD
So that the whole is fixed by the nails and hooks provided on the
It has become. Here, the housing MD is a module MDL.
And the combination of backlight case MCA and
I do.
[0152] The backlight case MCA is
G fluorescent tube BL, light diffusion plate SPS, light guide GLB, reflection plate
It has a shape to house the RFS, and the side of the light guide GLB
The light of the backlight fluorescent tube BL arranged on the surface to the light guide G
LB, reflector RFS, light diffuser SPS
And backlight to the liquid crystal display panel PNL side
I do.
The backlight fluorescent tube BL has an inverter circuit.
Circuit board is connected and the power of the backlight fluorescent tube BL is
Source.
Embodiment 1 FIG. 1 shows a liquid crystal display according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing the configuration of the first embodiment of the device.
You.
The first active matrix substrate
The substrate (TFT substrate) SUB1 is made of a glass substrate.
The counter electrode CT and the pixel electrode PX on the TFT substrate SUB1
Are disposed, and they are separated by a gate insulating film GI.
I have.
The substrate has pixel electrodes P via TFTs.
X is provided with a video signal line DL for supplying a video signal to X.
You. It is opposite to the surface of the first substrate SUB1 on which the wiring is formed.
A polarizing plate is arranged on the paired surfaces.
On the other hand, the second substrate which is a color filter substrate
The plate SUB2 shields unnecessary leakage light,
Black matrices to prevent exposure to external light
BM, and red, green, and blue for expressing colors.
Color filter layer FIL is formed, and further
Is formed with an overcoat film OC.
The black matrix of the second substrate SUB2 is
Polarizing plate POL is provided on the surface opposite to the surface on which
2 is affixed.
A TFT substrate (first substrate) SUB1, a color
-Both the filter substrate (second substrate) SUB2 is a liquid crystal layer
The alignment films ORI1 and ORI are provided at the interface in contact with the LC.
2 are formed.
This embodiment is characterized in that the video signal line DL and the color
In the layout of the filter layer FIL. That is, the book
In the embodiment, when viewed from a direction perpendicular to the plane of the substrate,
The signal line DL and the color filter layer FIL overlap each other.
To achieve. In this embodiment, the video signal line DL and the color filter
The overlap amount OL1 of the layer FIL was 2 μm.
The larger the overlap amount OL1 is, the more the TFT substrate
When overlaying (joining) with the color filter substrate
Can be improved.
FIG. 2 is a diagram for explaining the effect of this embodiment.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one pixel of a liquid crystal display device having a conventional structure.
In this conventional structure, the color filter layer FI
L is configured to overlap the black matrix BM.
However, when viewed from the direction perpendicular to the plane of the substrate,
The filter layer FIL does not overlap with the video signal line DL,
The layout is separated by NL.
The difference in the structure described above is due to the in-plane switching mode liquid crystal display.
In the device, it greatly affects the characteristics of vertical smear. Vertical electric field
In the case of a liquid crystal display device of the formula, the vertical smear is
This is caused by the parasitic capacitance. However, the horizontal electric field type liquid crystal
In the case of a display device, vertical smear occurs due to the parasitic capacitance.
Instead, it occurs in the following two modes.
That is, one of them is the one for the video signal line DL.
Due to the influence of the supply voltage, the video signal line DL and the pixel electrode PX
An electric field is generated between the pixel electrode PX and the counter electrode.
Occurs because the electric field component between CT and CT fluctuates.
You. The other is between the video signal line DL and the counter electrode CT.
From the light. This corresponds to the video signal line DL and the
The electric field generated between the polar CT rotates the liquid crystal molecules.
To generate transmitted light.
Most of this transmitted light is a black matrix B
M blocks light, but forms a black matrix BM
Leakage due to insufficient resin material OD value
Occurs. In particular, in the case of a horizontal electric field type liquid crystal display device,
When a metal material is used for the black matrix BM, the liquid crystal
The effective electric field strength applied to the molecule is reduced,
Drive voltage rises.
Therefore, the black matrix for the horizontal electric field
Use a resin material that can achieve high resistance.
General. Resin materials have a higher OD value than metal materials.
Due to the low temperature, there is a problem in the light shielding characteristics. The former video signal line D
The effect of the leakage electric field from the L
It is low by optimally designing the electrode width between DL and counter electrode CT.
It is possible to reduce. However, the effect of the latter light leakage
Requires the development of materials, etc., and measures are difficult.
FIG. 3 shows an example of an evaluation pattern of vertical smear.
This is a schematic diagram of the display screen, with white display at the center on the screen.
Window pattern and set the background color to black.
You.
Here, in this evaluation, the vertical
The width in the direction is set to の of the width Y in the vertical direction of the screen. Shown in the figure
When the window pattern is displayed at the evaluation point
And the brightness difference when not displayed.
The window pattern at the evaluation point is
The brightness when displayed is A, the window pattern is displayed
When the brightness when there is no brightness is B, the intensity of the vertical smear is (A−
B) / B × 100 (%).
Table 1 shows the evaluation results of the vertical smear of this example.
You.
[0171]
[Table 1]
As shown in Table 1, the strength of the vertical smear of the conventional structure was 6
Compared to 0%, the structure of this embodiment reduces to 10%
You can see that I was able to do it.
The method of manufacturing the structure of this embodiment is the same as that of the conventional structure.
And no additional manufacturing steps are required.
Embodiment 2 FIG. 4 shows a liquid crystal display according to the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a second embodiment of the device.
You.
The outline of the structure of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG.
Description is omitted because it is the same as 1).
This embodiment is characterized in that the black matrix B
To overlap the adjacent color filter layer FIL on M
is there. In this embodiment, the overlap between adjacent color filter layers
The width OL2 was 2 μm.
The vertical smear of the liquid crystal display device of this embodiment is
When evaluated by the same method as in the first embodiment, the same as in the first embodiment is obtained.
Results (Table 1) are obtained. This corresponds to the video signal line DL
The structure on the color filter substrate side corresponding to the space between the counter electrodes CT.
Looking at the structure, substrate SUB2, black matrix BM,
Consists of color filter layer FIL and overcoat film OC
This is because the structure is the same as that of the first embodiment.
In this embodiment, the number of manufacturing steps is not increased.
No.
Embodiment 3 FIG. 5 shows a liquid crystal display according to the present invention.
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a third embodiment of the device.
You. Note that, in the figure, the cross-section of one pixel and the adjacent
It is illustrated up to the elementary counter electrode. The outline of the configuration is the first embodiment.
Since it is the same as (FIG. 1), the description is omitted.
The present embodiment is characterized in that the color filter layer FI
L is configured to overlap the counter electrode CT of the adjacent pixel.
It is in the point. With such a structure, the video signal line D
Color filter substrate corresponding between L and counter electrode CT
Looking at the structure on the SUB2 side, the substrate SUB2
Trix BM, color filter layer FIL, overcoat
The film OC is formed.
Therefore, the first embodiment (FIG. 1) and the second embodiment
(FIG. 4), the video signal line DL and the counter electrode CT
Leakage light generated from between can be further reduced.
Evaluation of vertical smear in the structure of this embodiment
The results are shown in Table 2.
[0183]
[Table 2]
The evaluation method is the same as the method in the first embodiment.
Therefore, the description is omitted. Also shown in FIG. 2 for reference.
The evaluation result of the vertical smear of the conventional structure described above is also shown.
From Table 2, the vertical smear in the case of the conventional structure is 6
In contrast to 0%, the structure of the present embodiment reduces it to 8%.
be able to.
The strength of the vertical smear of this embodiment is 1 in the first embodiment.
The reduction from 0% to 8% is caused by the pair with the video signal line DL.
The film that contributes to the light shielding between the counter electrode CT is a color filter
This is due to an increase in one layer. Also, this implementation
In the example, there is no increase in the number of manufacturing steps.
Embodiment 4 FIG. 6 shows a liquid crystal display according to the present invention.
FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a fourth embodiment of the device.
You. The outline of the configuration of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1).
Therefore, the description is omitted.
This embodiment is characterized in that R (red) and G (green)
On the black matrix BM formed at the boundary of the pixel
B (blue) color filter material and G and B pixels
Of R on the black matrix BM formed at the boundary of
Color filter material at the boundary between B and R pixels
G color filter on black matrix BM
The point is to form the material.
The evaluation result of the vertical smear in this structure is actual.
The values are as shown in Table 2 as in the third embodiment. This is a video signal
Color filter corresponding between line DL and counter electrode CT
The sectional structure of the substrate SUB2 is the same as that of the third embodiment.
Because it is.
Also in this embodiment, the increase in the number of manufacturing steps
Absent.
[0191]
As described above, according to the present invention,
The video signal wiring and the counter electrode of the
Improves light blocking performance of backlight leakage light generated from between
Vertical smear is effectively reduced, and high-quality LCD
Can be obtained.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による液晶表示装置の第1実施例の構成
を示す1画素の断面模式図である。
【図2】本発明による液晶表示装置の第1実施例の効果
を説明するための従来構造の液晶表示装置の1画素の断
面模式図である。
【図3】縦スメアの評価パターンの一例を示す表示画面
の模式図である。
【図4】本発明による液晶表示装置の第2実施例の構成
を示す1画素の断面模式図である。
【図5】本発明による液晶表示装置の第3実施例の構成
を示す1画素の断面模式図である。
【図6】本発明による液晶表示装置の第4実施例の構成
を示す1画素の断面模式図である。
【図7】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。
【図8】図7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。
【図9】図7の5ー5切断線における蓄積容量Cstg
の断面図である。
【図10】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。
【図11】配向膜のラビング方向と電界方向の説明図で
ある。
【図12】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。
【図13】左側に走査回路が接続された外部接続端子G
TM付近の断面図である。
【図14】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。
【図15】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。
【図16】本発明の液晶表示装置の駆動波形図である。
【図17】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。
【図18】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。
【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。
【図20】図12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。
【図21】液晶モジュールの各構成部品を示す分解斜視
図である。
【符号の説明】
TFT 薄膜トランジスタ
AS 非晶質シリコン膜
GL 走査信号線
DL 映像信号線
BM ブラックマトリクス
PX 画素電極
CT 対向電極
CL 対向電圧信号線
Cstg 蓄積容量
d0 N(+)型半導体層
d1 第1導電膜
d2 第2導電膜
SD1 ソース電極
SD2 ドレイン電極
GI ゲート絶縁膜
GT ゲート電極
AOF ゲート電極の陽極酸化膜
SUB1 下部透明ガラス基板(アクティブ・マトリク
ス基板:TFT基板:第1の基板)
PL1 蓄積容量下部電極
SUB2 上部透明ガラス基板(カラーフィルタ基板:
第2の基板)
POL1,POL2…偏光板
FIL カラーフィルタ層
OC オーバーコート膜
LC 液晶
E 電界
SL シール材
ORI1,ORI2 配向膜
PSV1 パッシベーション膜
RDR ラビング方向
EDR 印加電界方向
MAX1,MAX2 偏光板の透過軸
PNL 表示パネル
CTM 端子接続部
Tg,Td 外部接続端子群
LN 切断前の基板サイズ
CB 共通バスライン
INJ 液晶封入口
BFI ベースフィルム
SRS ソルダレジスト膜
EPX エポキシ樹脂
FGP フレームグランドパッド
PCB 駆動回路基板
TTB 集積回路CHIの入力端子/配線部
FC フラットケーブル
TTM 集積回路CHIの出力端子/配線部。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of one pixel of a liquid crystal display device having a conventional structure for explaining the effect of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram of a display screen showing an example of a vertical smear evaluation pattern. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a third embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of one pixel showing a configuration of a fourth embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 7 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. FIG. 8 is a cross-sectional view of the thin film transistor TFT taken along the line 4-4 in FIG. 7; 9 is a diagram showing a storage capacitance Cstg along a section line 5-5 in FIG. 7;
FIG. FIG. 10 is 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. FIG. 11 is an explanatory diagram of a rubbing direction and an electric field direction of an alignment film. FIG. 12 is a plan view of a main part around a matrix (AR) of a display panel PNL including upper and lower glass substrates SUB1 and SUB2. FIG. 13 shows an external connection terminal G to which a scanning circuit is connected on the left side
It is sectional drawing of TM vicinity. FIG. 14 is an explanatory diagram of a cross-sectional structure of an output side and an input side of a gate TCP. FIG. 15 is a schematic explanatory diagram of a peripheral circuit of a liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 16 is a driving waveform diagram of the liquid crystal display device of the present invention. FIG. 17 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 18 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention. FIG. 19 is an explanatory diagram of the manufacturing process of the liquid crystal display device according to the present invention. 20 is a top view illustrating a state where the display panel PNL, the video signal driving circuit H, and the vertical scanning circuit V illustrated in FIG. 12 are connected. FIG. 21 is an exploded perspective view showing each component of the liquid crystal module. [Description of Signs] TFT Thin film transistor AS Amorphous silicon film GL Scan signal line DL Video signal line BM Black matrix PX Pixel electrode CT Counter electrode CL Counter voltage signal line Cstg Storage capacitance d0 N (+) type semiconductor layer d1 First conductivity Film d2 Second conductive film SD1 Source electrode SD2 Drain electrode GI Gate insulating film GT Gate electrode AOF Anodized film SUB1 of gate electrode Lower transparent glass substrate (active matrix substrate: TFT substrate: first substrate) PL1 Storage capacitor lower electrode SUB2 Upper transparent glass substrate (color filter substrate:
POL1, POL2 ... Polarizing plate FIL Color filter layer OC Overcoat film LC Liquid crystal E Electric field SL Sealing material ORI1, ORI2 Alignment film PSV1 Passivation film RDR Rubbing direction EDR Application electric field direction MAX1, MAX2 Transmission axis PNL of polarizing plate Display panel CTM Terminal connection part Tg, Td External connection terminal group LN Board size before cutting CB Common bus line INJ Liquid crystal sealing port BFI Base film SRS Solder resist film EPX Epoxy resin FGP Frame ground pad PCB Drive circuit board TTB Integrated circuit CHI Input terminal / wiring part FC Flat cable TTM Output terminal / wiring part of integrated circuit CHI.
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 引場 正行 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 (56)参考文献 特開 平9−90410(JP,A) 特開 平8−327978(JP,A) 特開 平9−96808(JP,A) 特開 平6−331975(JP,A) 特開 平6−160878(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1343 G02F 1/1362 G02F 1/1335 Continued on the front page (72) Inventor Shigeru Matsuyama 3300 Hayano Mobara-shi, Chiba Pref.Electronic Devices Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Masayuki Hikiba 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Pref. 56) References JP-A-9-90410 (JP, A) JP-A-8-327978 (JP, A) JP-A-9-96808 (JP, A) JP-A-6-331975 (JP, A) Hei 6-160878 (JP, A) (58) Fields studied (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1343 G02F 1/1362 G02F 1/1335
Claims (1)
と、前記走査信号配線および映像信号配線の交点近傍に
形成したスイッチング素子と、前記スイッチング素子を
介して駆動電圧が印加される画素電極と、前記画素電極
と共に基板の平面に略平行な電界を印加するするように
配置された対向電極とを備えてアクティブ・マトリクス
基板を構成する第1の基板と、各画素に対応して配置し
たカラーフィルタ層を形成した第2の基板との間に液晶
組成物を挟持し、前記画素電極と対向電極との間に前記
各基板の平面と略平行に発生される電界成分によって前
記液晶組成物の光透過率を変化させて画像表示を行う横
電界方式である液晶表示装置において、 前記第1の基板には前記映像信号配線に隣接して、前記
走査信号配線と同層の前記対向電極が平行配置され、前
記各基板の平面に垂直な方向から見た場合に、前記各画
素に対応して配置されたカラーフィルタ層の前記映像信
号配線と平行方向の端部を、隣接する画素の前記対向電
極と重ねて配置してなることを特徴とする液晶表示装
置。(57) Claims 1. A plurality of scanning signal wirings and video signal wirings, a switching element formed near an intersection of the scanning signal wirings and the video signal wirings, and driving via the switching element. A pixel electrode to which a voltage is applied, and the pixel electrode
And apply an electric field approximately parallel to the plane of the substrate
Clamping the liquid crystal composition between a first substrate constituting the active matrix substrate and a placed counter electrode, a second substrate formed with a color filter layer which is arranged corresponding to each pixel Between the pixel electrode and the counter electrode.
The electric field component generated almost in parallel with the plane of each substrate
Horizontal image display by changing the light transmittance of the liquid crystal composition
In the liquid crystal display device is a field type, the first substrate is adjacent to the video signal lines, the
The counter electrode of the scanning signal lines in the same layer are arranged in parallel, wherein when viewed from a direction perpendicular to the plane of the substrate, wherein each fraction
The video signal of the color filter layer
No. wiring and the end of the parallel direction, the opposing electric adjacent pixels
A liquid crystal display device characterized by being arranged so as to overlap with a pole .
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