JP4008513B2

JP4008513B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP4008513B2
Application number: JP23261595A
Authority: JP
Inventors: 辰紀文倉; 達久藤井; 純一平方; 比止美間所; 智秀大平
Original assignee: 株式会社日立ディスプレイズ; 日立デバイスエンジニアリング株式会社
Priority date: 1994-09-12
Filing date: 1995-09-11
Publication date: 2007-11-14
Anticipated expiration: 2015-09-11
Also published as: JPH08136939A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に、液晶のパルス駆動のクロストークによって生じる輝度むら（シャドウイングと称される）を低減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、例えば、表示用透明画素電極と配向膜等をそれぞれ積層した面が対向するように所定の間隙を隔てて２枚の透明ガラスからなる絶縁基板を重ね合せ、該両基板間の縁部に枠状に設けたシール材により、両基板を貼り合せると共に、シール材の一部に設けた液晶封入口から両基板間のシール材の内側に液晶を封入、封止し、さらに両基板の外側に偏光板を設けてなる液晶表示素子（すなわち、液晶表示部；液晶表示パネル；ＬＣＤ：リキッドクリスタルデイスプレイ）と、液晶表示素子の下に配置され、液晶表示素子に光を供給するバックライトと、液晶表示素子の外周部の外側に配置した液晶表示素子の駆動用回路基板と、これらの各部材を保持するモールド成形品である枠状体と、これらの各部材を収納し、液晶表示窓があけられた金属製フレーム等を含んで構成されている。
【０００３】
なお、液晶表示素子と駆動用回路基板とは、例えば、液晶表示素子駆動用の半導体集積回路チップを搭載したテープキャリアパッケージ（以下、ＴＣＰと記す）により電気的に接続されている。さらに詳しくいうと、回路基板の多数の出力端子とＴＣＰの多数の入力端子（入力側アウターリード）とは半田付けにより接続され、ＴＣＰの多数の出力端子（出力側アウターリード）と表示用電極に接続された液晶表示素子の多数の入力端子（液晶表示素子を構成する一方の透明ガラス基板面上の端部に配列形成されている）とは異方性導電膜により接続されている。また、ＴＣＰに搭載された半導体集積回路チップの多数の入力端子は、ＴＣＰの多数の出力側インナーリードと接続され、他方、半導体集積回路チップの多数の出力端子は、ＴＣＰの多数の入力側インナーリードと接続されている。
【０００４】
なお、このような液晶表示装置が記載された文献としては、例えば特開昭６１−２１４５４８号、実開平２−１３７６５号公報等が挙げられる。
【０００５】
図２３（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ従来の２枚の上下の電極基板の透明電極配線を示す概略平面図である。
【０００６】
すなわち、液晶表示素子を構成する２枚の電極基板である上電極基板（データ電極基板やセグメント電極基板とも称す）１１の面上に複数本平行に形成された上電極（データ駆動素子電極やセグメント電極とも称す）３１と、下電極基板（走査電極基板やコモン電極基板とも称す）１２の面上に複数本平行に形成された下電極（走査駆動素子電極やコモン電極とも称す）３２を示す。
【０００７】
これらの２枚の上下電極基板１１、１２を重ね合わせて組み立て、単純マトリクス方式の液晶表示素子が完成するが（図２、図９参照）、両基板の対向面にそれぞれ複数本が平行に配線された上電極３１、下電極３２は、完成後の液晶表示素子において両基板面と垂直な方向から見た場合、互いに直角に交差し（実際には交差しない）、この交差部により１つの画素が構成され、すなわち、交差する領域により有効表示領域が構成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置では、電源回路から供給された電圧をＬＳＩ（半導体集積回路）を介して液晶表示素子に印加し、液晶を駆動する。液晶を駆動するには、交流を用いるが、前記ＬＳＩや液晶表示素子の透明電極の抵抗および液晶のパルス駆動のクロストークにより、波形に変形（なまり）が生じ、点灯時に輝度むら、すなわち、シャドウイングが発生するという問題がある。このシャドウイングを低減し、観察者の目に見えないようにするためには、透明電極の抵抗を下げることが最良の方法である。一般的に、ＩＴＯ（インジウム−チン−オキサイド、すなわち、ネサ）膜からなる透明電極配線のシート抵抗を約２Ω／□以下とし、また、駆動素子の出力抵抗を約１００Ω以下とし、さらに、バイアス回路の設定精度を約０．２％以下にする必要があると言われている。したがって、液晶表示素子に対する要請は、見かけ上のシート抵抗が約２Ω／□以下ということになるが、現状のカラーＳＴＮ−ＬＣＤでは、約１０Ω／□である。例えば表示画面が９．４インチの液晶表示素子における走査電極の配線抵抗は、端から端まで約６４００Ωということになる。シャドウイングを観察者の目に見えないようにするには、これを約１２８０Ω以下にすることが要請される。しかし、従来のＬＣＤでは、シャドウイングを低減することが困難であった。
【０００９】
このような技術が記載された文献としては、例えば特開平３−２３９２２５号、特開平３−２３９２２６号、特開平６−５１３３３号公報等が挙げられる。
【００１０】
なお、前記シャドウイングを低減する方法の１つとして、液晶表示素子の透明電極の配線抵抗を低減（抑制）することが挙げられる。例えば特開昭５６−４６２８９号、特開昭５７−１１８２１７号公報には、透明電極の上に抵抗率の低い金属からなる金属補助電極を追加することにより、透明電極の配線抵抗を低減する例が記載されている。
【００１１】
しかし、この公知例では、金属補助電極を透明電極上に形成するため、該金属補助電極が熱処理、配向処理時の外力などにより剥がれるという問題がある。また、透明電極と金属補助電極との接触面積が小さいので、透明電極の配線抵抗の充分な低減効果が得られにくい問題がある。
【００１２】
また、金属補助電極を設けた部分がその厚さ分だけ厚くなるため、その部分において、対向する透明電極間の間隔（ギャップ）に急激な変化が生じ、液晶の配向状態が変わり、金属補助電極近傍において、電圧無印加時に黒表示となるノーマリブラックモード液晶表示素子では、駆動電圧にかかわらず、光が透過（光漏れ）してしまい、同様に電圧無印加時に白表示となるノーマリホワイトモード液晶表示素子では、駆動電圧にかかわらず、光が遮光されてしまう光学的不具合が発生する問題がある。
【００１３】
また、非点灯部において、点灯には関与しないダミー透明電極を、対向する両基板上に同一形状（パターン）に形成した液晶表示素子では、金属補助電極を該ダミー透明電極上にも形成すると、点灯部の金属補助電極の互いに対向する部分の面積と、非点灯部の金属補助電極の互いに対向する部分の面積との差が大きくなり、両基板間のギャップを均一にするのが難しくなる。
【００１４】
本発明の目的は、液晶のパルス駆動のクロストークによって画面上に生じるシャドウイング（輝度むら）を低減し、表示品質を向上することができる液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明は、第１の絶縁基板と第２の絶縁基板との間に液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記第１の絶縁基板には第１の透明電極が複数本形成され、前記第２の絶縁基板には第２の透明電極が複数本形成され、前記第１及び第２の絶縁基板の対向面に対して垂直な方向から見た場合、前記第１の透明電極と前記第２の透明電極は互いに交差し、当該交差部により画素が構成されており、前記第１及び第２の絶縁基板は、表示部において、前記第１の透明電極と前記第１の絶縁基板との間、並びに前記第２の透明電極と前記第２の絶縁基板との間のそれぞれに、前記第１或いは第２の透明電極に接して設けられた、前記第１及び第２の透明電極より幅の狭い、配線抵抗低減用の少なくとも１層以上の金属補助電極を有し、前記表示部において、前記金属補助電極の側面は前記金属補助電極が形成されている面に向かって末広がりの傾斜を有し、前記第１及び第２の絶縁基板は、前記液晶を配向させるためにラビング法による配向処理が行われた配向膜を有し、前記金属補助電極の側面及び上面を覆う前記第１及び第２の透明電極上に、前記第１或いは第２の透明電極に接して前記配向膜が形成されているという構成になっている。
【００４０】
【作用】
本発明では、透明電極と電極基板との間に、金属補助電極を設けたので、配線抵抗が低減し、液晶を駆動する波形のなまりやクロストークの歪みを低減することができるため、シャドウイングを低減し、観察者の目に見えないようにすることができ、表示品質を向上することができる。
【００４１】
また、金属補助電極の主材料としてＡｌを用いることにより、配線抵抗を約１／５〜１／１０に低減することができるので、シャドウイングを低減することができる。
【００４２】
また、酸、アルカリに弱いＡｌ膜等からなる金属補助電極の上をＩＴＯ膜等からなる透明電極で覆うので、液晶表示素子の製造工程中に用いる酸、アルカリによる金属補助電極の腐食を防止することができる。
【００４３】
また、Ａｌ膜等からなる金属補助電極と電極基板、および透明電極との間にＣｒ膜やＮｉ膜を介在させることにより、金属補助電極と電極基板、および透明電極との密着性を向上することができ、金属補助電極の剥がれを防止するとともに電気的接続性を向上し、信頼性を向上することができる。
【００４４】
また、電極基板の端部上に１列に並んで複数個設置されるＴＣＰ等の駆動素子と接続される透明電極の端子群の間の広い間隔が空いた部分に、前記第１のダミー電極を設け、さらに、この第１のダミー電極にも透明電極と同様に金属補助電極を設けることにより、ＴＣＰ間の凹部をなくすことができるので、上下両基板間のギャップを均一にすることができる。また、複数本の端子間のすき間に設けた前記第２のダミー電極にも透明電極と同様に金属補助電極を設けることにより、両基板間のギャップを均一にすることができる。さらに、透明電極の端子、引き出し配線、透明電極の端部、第１、第２のダミー電極等の端子部を対向する電極基板の端部に複製する場合も、対向する端子部と同様に、金属補助電極を設けることにより、両基板間のギャップを均一にすることができる。したがって、シール材の内側（液晶が介在する側）で、表示部（点灯部）の外側の非点灯部である、いわゆる額縁部と称される部分を含む両基板間のギャップが均一なので、ギャップ変動に起因する色むらが生じず、本来均一な黒となるべき額縁部の不均一な濃淡むらの発生を防止することができ、額縁部を均一な黒にすることができ、表示品質を向上することができる。
【００４５】
また、金属補助電極の側面に該金属補助電極形成面に向かって末広がりの傾斜を付けたことにより、金属補助電極の傾斜した側面および上面を覆う透明電極の接着面積が増すので、外力に対して該金属補助電極が剥がれにくくなる。
【００４６】
また、金属補助電極を透明電極で覆うと共に、該金属補助電極の下側にも第２の透明電極を設け、該金属補助電極を２枚の透明電極で挟むことにより、金属補助電極と透明電極との接触抵抗が低減され、透明電極の配線抵抗の低減効果を大きくすることができる。
【００４７】
また、前記金属補助電極とそれを設けた前記基板との間に、前記金属補助電極に沿って遮光膜を設けたことにより、金属補助電極追加部分におけるギャップ変動に起因する、該金属補助電極近傍における光漏れあるいは遮光という光学的不具合を抑制することができる。
【００４８】
また、非点灯部に、点灯には関与しないダミー透明電極を有する液晶表示装置において、非点灯部に設けた透明電極には金属補助電極あるいはそれに対応する遮光膜を省略することにより、液晶表示素子組み立て後における点灯部と非点灯部の金属補助電極の交差する面積の違いに起因するギャップ変動を抑制することができる。
【００４９】
また、金属補助電極の側面と該金属補助電極形成面との成す角度は、金属補助電極のパターニングエッチング時のエッチング溶液の混合比を調整することにより、所定の値に調整することができる。
【００５０】
さらに、前記遮光膜と点灯ドット間を遮光するブラックマトリクスとは同一の材料からなり、前記遮光膜のパターニング用マスクと前記ブラックマトリクスのパターニング用マスクとを共用することにより、製造工程を簡略化することができる。
【００５１】
なお、上記の特開昭５６−４６２８９号、特開昭５７−１１８２１７号、特開平３−２３９２２５号、特開平３−２３９２２６号、特開平６−５１３３３号公報には、上記の本発明の思想、構成、作用、効果は一切記載されていない。従来、単純マトリクス方式の液晶表示素子の透明電極に配線抵抗低減用の金属補助電極を設けたものがあるが、ＩＴＯ膜の上にＣｒ膜をつけたものであり、また、前述のように、両基板間のギャップ均一性を考慮して、ダミー電極につけたものはない。
【００５２】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例について詳細に説明する。
【００５３】
図６は、液晶表示素子６２と、この液晶表示素子６２を駆動するための駆動回路と、光源をコンパクトに一体にまとめた液晶表示モジュール６３を示す分解斜視図である。
【００５４】
液晶表示素子６２を駆動する半導体ＩＣチップ３４を実装したＴＣＰ１０は、中央に液晶表示素子６２を嵌め込むための窓部を備え、液晶駆動用の回路が形成された枠状体のプリント回路基板３５に搭載される。液晶表示素子６２を嵌め込んだプリント回路基板３５はプラスチックモールドで形成された枠状体４２の窓部に嵌め込まれ、これに金属製フレーム４１を重ね、その爪４３を枠状体４２に形成されている切込み４４内に折り曲げることによりフレーム４１を枠状体４２に固定する。
【００５５】
液晶表示素子６２の上下端に配置される冷陰極蛍光管３６、この冷陰極蛍光管３６からの光を液晶表示セル６０に均一に照射させるためのアクリル板からなる導光体３７、金属板に白色塗料を塗布して形成された反射板３８、導光体３７からの光を拡散する乳白色の拡散板３９が図６の順序で、枠状体４２の裏側からその窓部に嵌め込まれる。冷陰極蛍光管３６を点灯するためのインバータ電源回路（図示せず）は枠状体４２の右側裏部に設けられた凹部（図示せず。反射板３８の凹所４５に対向する位置にある。）に収納される。拡散板３９、導光体３７、冷陰極蛍光管３６および反射板３８は、反射板３８に設けられている舌片４６を枠状体４２に設けられている小口４７内に折り曲げることにより固定される。
【００５６】
図７は、液晶表示モジュール６３を表示部に使用したラップトップパソコンのブロックダイアグラム、図８は、液晶表示モジュール６３をラップトップパソコン６４に実装した状態を示す図である。このラップトップパソコン６４においては、マイクロプロセッサ４９で計算した結果を、コントロール用ＬＳＩ４８を介して液晶駆動用半導体ＩＣチップ３４で液晶表示モジュール６３を駆動するものである。
【００５７】
図９は、液晶表示素子６２の要部斜視図である。
【００５８】
図９において、液晶層５０を挟持する２枚の上、下電極基板１１、１２間で液晶分子がねじれたらせん状構造をなすように配向させるには、例えばガラスからなる透明な上、下電極基板１１、１２上の、液晶に接する、例えばポリイミドからなる有機高分子樹脂からなる配向膜２１、２２の表面を、例えば布などで一方向にこする方法、いわゆるラビング法が採られている。このときのこする方向、すなわちラビング方向、上電極基板１１においてはラビング方向６６、下電極基板１２においてはラビング方向６７が液晶分子の配列方向となる。このようにして配向処理された２枚の上、下電極基板１１、１２をそれぞれのラビング方向６６、６７が互いにほぼ１８０度から３６０度で交叉するように間隙ｄ₁をもたせて対向させ、２枚の電極基板１１、１２を液晶を注入するための切欠け部、すなわち、液晶封入口５１を備えた枠状のシール材５２により接着し、その間隙に正の誘電異方性をもち、旋光性物質を所定量添加されたネマチック液晶を封入すると、液晶分子はその電極基板間で図中のねじれ角θ₂のらせん状構造の分子配列をする。なお３１、３２はそれぞれ例えば酸化インジウムまたはＩＴＯからなる透明な上、下電極である。このようにして構成された液晶セル６０の上電極基板１１の上側に複屈折効果をもたらす部材（以下複屈折部材と称す。藤村他「ＳＴＮ−ＬＣＤ用位相差フィルム」、雑誌電子材料１９９１年２月号第３７−４１頁）４０が配設されており、さらに、この部材４０および液晶セル６０を挟んで上、下偏光板１５、１６が設けられる。
【００５９】
液晶５０における液晶分子のねじれ角θ₂は１８０度から３６０度の範囲の値を採り得るが、好ましくは２００度から３００度であるが、透過率−印加電圧カーブのしきい値近傍の点灯状態が光を散乱する配向となる現象を避け、優れた時分割特性を維持するという実用的な観点からすれば、２３０度から２７０度の範囲がより好ましい。この条件は基本的には電圧に対する液晶分子の応答をより敏感にし、優れた時分割特性を実現するように作用する。また優れた表示品質を得るためには液晶層５０の屈折率異方性Δｎ₁とその厚さｄ₁の積Δｎ₁・ｄ₁は好ましくは０.５μｍから１.０μｍ、より好ましくは０.６μｍから０.９μｍの範囲に設定することが望ましい。
【００６０】
複屈折部材４０は液晶セル６０を透過する光の偏光状態を変調するように作用し、液晶セル６０単体では着色した表示しかできなかったものを白黒の表示に変換するものである。このためには複屈折部材４０の屈折率異方性Δｎ₂とその厚さｄ₂の積Δｎ₂・ｄ₂が極めて重要で、好ましくは０.４μｍから０.８μｍ、より好ましくは０.５μｍから０.７μｍの範囲に設定する。
【００６１】
さらに、この液晶表示素子６２は複屈折による楕円偏光を利用しているので偏光板１５、１６の軸と、複屈折部材４０として一軸性の透明複屈折板を用いる場合はその光学軸と、液晶セル６０の電極基板１１、１２の液晶配列方向６、７との関係が極めて重要である。
【００６２】
図１０は、カラーフィルタを有する液晶表示素子の上電極基板部の一例の一部切欠斜視図である。
【００６３】
図１０に示す如く、上電極基板１１上に赤、緑、青のカラーフィルタ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ、各フィルター同志の間に光遮光膜３３Ｄを設けることにより、多色表示が可能になる。
【００６４】
なお、図１０においては、各フィルタ３３Ｒ、３３Ｇ、３３Ｂ、光遮光膜３３Ｄの上に、これらの凹凸の影響を軽減するため絶縁物からなる平滑層２３が形成された上に上電極３１、配向膜２１が形成されている。
【００６５】
実施例１
図１（Ａ）は、本発明の実施例１の金属補助電極を示す概略断面図、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明による（Ａ）と比較するための図で、（Ｂ）は金属補助電極の概略平面図、（Ｃ）は（Ｂ）の概略断面図である。
【００６６】
１２は電極基板、３２はＩＴＯ膜からなる透明電極、１０は透明電極３２の上に形成したＣｒ膜からなる金属補助電極である。
【００６７】
（Ｂ）、（Ｃ）に示す比較例の金属補助電極１０は、Ｃｒ膜１層からなり、ＩＴＯ膜からなる透明電極３２の中央部の上に、透明電極３２と平行に透明電極３２の幅より狭く形成したものである。ＩＴＯ膜からなる透明電極３２の膜厚は約０．２μｍ、幅は約３００μｍ、Ｃｒ膜からなる金属補助電極１０の膜厚は約０．３μｍ、幅は約２０〜３０μｍである。
【００６８】
このような構成の金属補助電極１０では、次のような問題がある。
【００６９】
すなわち、▲１▼Ｃｒの抵抗は高いので、配線抵抗は２０％程度しか低減することができない。すなわち、例えば、膜厚約０．３μｍ、幅約２０μｍのＣｒ膜からなる金属補助電極１０を、膜厚約０．２μｍ、幅約３００μｍ、シート抵抗約１０Ω／□のＩＴＯ膜からなる透明電極３２の上に形成した場合、見かけのシート抵抗は８Ω／□程度にしかならない。
【００７０】
そこで、▲２▼配線抵抗をもっと下げようとして、Ｃｒ膜からなる金属補助電極１０の幅を広げると、液晶表示素子の表示開口率が低下し、画面が暗くなる。また、Ｃｒ膜からなる金属補助電極１０の膜厚を０．３μｍ以上とすると、Ｃｒ膜にクラックが生じ、断線が起きやすく、断線が起きた場合は、金属補助電極のシャント（抵抗低減）機能をなさなくなる。また、上下両電極基板間のギャップの均一性を確保するのが難しくなる。
【００７１】
▲３▼また、Ｃｒ膜の代わりに、Ａｌ膜１層からなる膜厚約０．３μｍ、幅約２０μｍの金属補助電極１０を図１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、透明電極３２上に形成した場合では、ＩＴＯ膜からなる透明電極３２の見かけ上のシート抵抗は２Ω／□と、１／５に下がる。しかし、Ａｌ膜は、材料の性質上、酸化しやすく、液晶表示素子の製造工程において、用いる酸、アルカリ等により腐食してしまう問題がある。
【００７２】
このような問題点を考慮して、本発明の実施例１の金属補助電極１は、図１（Ａ）に示すように、下層Ｃｒ膜１ａ、Ａｌ膜１ｂ、上層Ｃｒ膜１ｃの３層からなり、電極基板１２と、ＩＴＯ膜からなる透明電極３２との間の該透明電極３２の中央部に、透明電極３２と平行に透明電極３２の幅より狭く形成したものである。ＩＴＯ膜からなる透明電極３２の膜厚は約０．２μｍ、幅は約３００μｍ、上層と下層のＣｒ膜１ａ、１ｃの膜厚は約０．０５μｍ、Ａｌ膜１ｂの膜厚は約０．３μｍ、金属補助電極１の幅は約２０μｍである。
【００７３】
このような構成により、本実施例１では、▲１▼金属補助電極１の主材料としてＡｌを用いるので、見かけのシート抵抗を約１〜２Ω／□と、約１／５〜１／１０に低減することができるので、シャドウイングを低減し、観察者の目に見えないようにすることができ、表示品質を向上することができる。
【００７４】
また、▲２▼酸、アルカリに弱いＡｌ膜１ｂの上をＩＴＯ膜からなる透明電極３２で覆うので、液晶表示素子の製造工程中に用いる酸、アルカリによるＡｌ膜１ｂの腐食を防止することができる。
【００７５】
また、▲３▼Ａｌ膜１ｂとガラスからなる電極基板１１、およびＩＴＯ膜からなる透明電極３１との間にＣｒ膜１ａ、１ｃを介在させたので、Ａｌ膜１ｂと電極基板１１、および透明電極３２との密着性を向上することができ、金属補助電極１の剥がれを防止するとともに電気的接続性を向上し、信頼性を向上することができる。なお、Ｃｒ膜の代わりに、Ｎｉ膜を用いても同様の効果が得られる。
【００７６】
図２（Ａ）〜（Ｃ）は、図１（Ａ）の実施例１を適用した液晶表示素子の要部概略平面図およびその対応する要部概略断面図である。
【００７７】
１５は上偏光板、７３は位相差板、１１は上電極基板、３１は上電極、７４は絶縁膜、２１は上配向膜、５２はシール材、５０は液晶層、７５はスペーサ、２２は下配向膜、３２は下電極、７６は平坦化膜、３３はカラーフィルタ、３３Ｄはブラックマトリクス、１２は下電極基板、１６は下偏光板、１′は上電極基板１１と上電極３１との間に形成した金属補助電極、１は下電極基板１２と下電極３２との間に形成した金属補助電極である。金属補助電極１、１′の構成は、図１（Ａ）に示したのと同様である。
【００７８】
図３（Ａ）は、上記実施例１を適用した液晶表示素子の透明電極３２の端子部を示す電極基板１２の部分概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）の約４倍の範囲の部分概略平面図である。なお、（Ｂ）には、金属補助電極１、１″の図示は省略した。
【００７９】
３はＴＣＰ（ここでは図示せず。図５、図６の符号１０参照）の電極（前記出力側アウタリード）と接続される端子（接続用電極、すなわち、入力端子）、３′は表示用の透明電極３２と該端子３とを接続する引き出し配線の一部である斜め直線配線、４、５はダミー電極、１００は端子３、引き出し配線、透明電極３２の端部、ダミー電極４、５を含む端子部、７１はＴＣＰを電極基板１２上に実装する際のＴＣＰの位置合せ用マーク、５２はシール材が設けられる部分である。
【００８０】
電極基板１２上にそれぞれ平行に配線された複数本の透明電極３２のピッチよりも、電極基板１２の端部に引き出され、ＴＣＰに接続される各透明電極３２の端子３のピッチの方が狭く、したがって、両者を接続する斜め直線配線３′を含む引き出し配線が必要となる。
【００８１】
また、本実施例では、図３に示すように、電極基板１２の端部上に１列に並んで複数個設置されるＴＣＰ（図５の符号１０参照）との接続用の端子３からなる端子群３０（図３（Ｂ）参照）間のスペースに、ダミー電極４が設けてある。このダミー電極４は、前記スペースを埋めるような図示のような形状、すなわち、端子３と等しいピッチで等しい幅の平行電極４ａと、斜め直線電極４ｂとにより構成してある。斜め直線電極４ｂは、端子群３０の最も外側の隣り合う各端子３の斜め直線配線３′の間に、該斜め直線配線３′と等しい角度、等しいピッチで設けてある。なお、本実施例では、ダミー電極４はＩＴＯ膜からなり、電気的にはフローティングである。図３（Ａ）に示すように、透明電極３２と電極基板１２との間には、図１（Ａ）を用いて詳細に説明したように、配線抵抗低減用の金属補助電極１（図３（Ｂ）では図示省略）が設けてあり、ダミー電極４と電極基板１２との間にも、金属補助電極１と同様の構成で金属補助電極１″（図３（Ｂ）では図示省略）が設けてある。
【００８２】
従来は、複数個設置されるＴＣＰと接続される端子群３０の間の間隔が空いているため、例えば０．２〜０．３μｍと厚いＩＴＯ膜からなる端子３の膜厚により、端子３のある部分とない部分とで高さの差ができ、液晶表示素子の量産時に、表示用電極２上に形成する配向膜に配向処理（ラビング）を行うラビングローラにこの形状が転写され、このラビングローラを用いて配向処理を行うと、配向膜にラビング筋むらが生じてしまい、表示品質が低下するという問題があったが、本実施例では、ＴＣＰ間（端子群３０間）のスペースをダミー電極４で埋めることによって、該スペースをその両側と等しい凹凸条件、すなわち、ラビング条件とすることができるので、従来のように配向膜にラビング筋むらが生じず、表示品質を向上することができる。また、ＴＣＰ間のスペースにダミー電極４を設けることにより、ＴＣＰ間の約０．２μｍの凹部をなくすことができるので、上下両基板間のギャップを均一にすることができる。したがって、完成した液晶表示素子のシール材５２の内側（液晶が介在する側）で、上下電極基板の各電極が交差する部分である表示部（点灯部）の外側の非点灯部である、いわゆる額縁部と称される部分において不均一な濃淡むらがなく、均一な黒の非点等領域を実現することができ、また、両基板間のギャップを良好に制御することができるので、色むらが生じるのを防止することができるため、表示品質を向上することができる。
【００８３】
また、本実施例では、図３に示すように、額縁部における端子３どうしの間のスペースに、ダミー電極５が設けてある。なお、ダミー電極５のピッチは等しく、また、ダミー電極５とその両側の端子３との距離（両者の間隔の長さ）はそれぞれ等しく、本実施例では、隣り合う斜め直線配線１間の距離と等しい。また、本実施例では、ダミー電極５はＩＴＯ膜からなり、電気的にはフローティングである。ここでは、ダミー電極４と電極基板１２との間には、金属補助電極１と同様の構成の金属補助電極（図３（Ｂ）では図示省略）が設けてないが、設けてもよい。
【００８４】
本実施例では、額縁部を含む部分の各端子３間のすき間にダミー電極５を設けたので、額縁部の各端子３間のすき間から光漏れが生じるのを防止することができる。また、端子３と該端子３をそのまま延長した部分の面内密度が均一となり、上下両基板間のギャップを均一にすることができる。従来は、引き出し配線の斜め直線配線が放射線状なので、斜め直線配線間の間隔が表示用透明電極から端子に向かって狭くなるという不均一が生じ、この結果、額縁部の本来、均一な黒となるべきところに、不均一な濃淡むらができてしまうという問題があったが、本実施例では、ダミー電極４と５を設けたので、額縁部におけるギャップを均一にすることができ、この問題を解決し、額縁部を均一な黒にすることができ、表示品質を向上することができる。さらに、従来の液晶表示素子では、上下電極基板の０．２〜０．３μｍと厚いＩＴＯ膜からなる表示用透明電極および斜め直線配線がスペーサを支えるため、電極がない部分のスペーサはフリーとなり、ギャップ制御が効かず、また、従来の放射線状の斜め直線配線は前述のように配線密度が均一ではないため、額縁部のギャップ変動に起因する色むらが生じるという問題があった。特に、両電極基板間の高精度のギャップ（±０．１μｍ）が必要なＳＴＮ−ＬＣＤでは、そのギャップを出すためのスペーサが存在する有効密度が大きく影響する。本実施例では、ダミー電極４と５を設けたので、額縁部におけるギャップを均一にすることができるので、この問題を解決し、額縁部のギャップ変動に起因する色むらが生じず、表示品質を向上することができる。
【００８５】
本実施例では、ダミー電極５を電気的にはフローティングとしたが、引き出し配線の配線抵抗が他の引き出し配線と同一になるように、最小パターンの接続部により一点接続してもよい。
【００８６】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、図３（Ａ）、（Ｂ）に例示したような端子３、引き出し配線、ダミー電極４、５を有する端子部１００を適用して形成した上電極基板１１と下電極基板１２の概略平面図である。
【００８７】
両電極基板１１、１２を重ね合せて液晶表示素子を組み立てたときに、各電極基板１１、１２の端部に形成した各透明電極３１、３２の端子部１００（図３）を、対向する電極基板１１、１２の端部の対向する面に両基板面と垂直方向から見た場合に、全く重なるようなパターンに複製してある。複製した端子部を符号１０１、１０２で示す。
【００８８】
複製した端子部（走査駆動素子電極の対向ダミー電極）１０１は、上電極基板１１の対向する２辺の端部の面上に複製され、それと対向する下電極基板１２の端部の面上の下電極３２の端子部の一部を同一パターン、同一材料で複写したものである。
【００８９】
複製した端子部（データ駆動素子電極の対向ダミー電極）１０２は、下電極基板１２の対向する２辺の端部の面上に複製され、それと対向する上電極基板１１の端部の面上の上電極３１の端子部の一部を同一パターン、同一材料で複写したものである。
【００９０】
なお、複製した端子部１０１、１０２においても、図３（Ａ）に例示したように、電極基板１１、１２と、透明電極１およびダミー電極４との間に、同一の構成（同じ材料、厚さ、幅等）の金属補助電極が形成してある。なお、電極基板１１、１２とダミー電極５との間に同一の構成の金属補助電極を設けてもよい。
【００９１】
複製した端子部１０１、１０２は、これらとこれらに対向する端子部との間の液晶を点灯させないようにするため、電気的にはフローティングにしてある。なお、端子部において、ダミー電極４どうしが対向する場合も、両者の間の液晶を点灯させないようにするため、電気的にフローティングにする。これにより、静電気等により該ダミー電極４に電荷が蓄積されても、液晶の高抵抗リークにより放電し、点灯を防止することができる。
【００９２】
すなわち、例えば、▲１▼上電極基板１１の端部の上電極３１の端子部１００（引き出し配線やダミー電極４、５を含む。以下、同様）の一部のパターンをコピーして下電極基板１２の対向する端部に配置形成する。▲２▼上電極基板１１の反対側の端部の上電極３１の端子部の一部のパターンを同様にコピーして下電極基板１２の対向する端部に配置形成する。▲３▼下電極基板１２の端部の下電極３２の端子部の一部のパターンをコピーして上電極基板１１の対向する端部に配置形成する。▲４▼下電極基板１２の反対側の液晶封入口側の端部の下電極３２の端子部（この端子部は、駆動素子であるＴＣＰの端子と接続されないが、本発明では、これも端子部と称す）の一部のパターンを同様にコピーして上電極基板１１の対向する端部に配置形成する。この後、２枚の電極基板１１、１２を重ね合せて組み立てると、上電極３１と下電極３２の端子部に対向して、基板面と垂直方向から見た場合に全く重なる同一パターンの端子部が対向配置される。複製した端子部は、上電極３１、下電極３２の端子部と同一パターンで上下に重なっているが、電気的にフローテイングなので、上電極３１、下電極３２に駆動電圧が印加されても、異常点灯は起きない。
【００９３】
すなわち、既述のように、従来は、上電極基板１１と下電極基板１２とを重ね合せて構成した液晶表示素子では、表示部には両基板１１、１２に電極３１、３２があるが、端子部には片方の基板にしか電極がないので、上電極３１、下電極３２を構成する０．２〜０．３μｍと膜厚の厚い透明電極材料であるＩＴＯ膜の分だけ、端子部のギャップが大きくなり、スペーサがフリーとなり、ギャップ制御が効かなかった。特に、ＳＴＮ−ＬＣＤのように、両電極基板間の高精度のギャップ（±０．１μｍ）が必要な液晶表示素子では、完成した液晶表示素子の周辺のギャップ変動に起因して、ＳＴＮ液晶の光学特性が変動し、表示部に色むらが生じる問題があった。ところが、本実施例では、上電極基板１１と下電極基板１２とを重ね合せて構成した液晶表示素子では、上記のように、表示部と同様に、端子部にも両基板に同一パターンの電極を設けたので、端子部のギャップも表示部のギャップと同一にすることができ、ギャップ変動に起因する表示部の色むらの発生を防止し、表示品質を向上することができる。
【００９４】
また、非点灯部の層構造を点灯部と同じにして、ギャップを均一化するので、電極上に形成する配向膜に配向処理（ラビング）を行うラビングローラに、端子のある部分とない部分との凹凸形状が転写され、配向膜にラビング筋むらが生じ、表示品質が低下するのを防止することができる。また、額縁部のギャップの不均一性に起因する、本来均一な黒となるべき額縁部の不均一な濃淡むらの発生を防止することができ、額縁部を均一な黒にすることができるので、表示品質を向上することができる。
【００９５】
なお、ここでいう端子部１００は、通常は、図３に例示するように、有効表示領域の外側の、端子３、透明電極３１、３２とその端子３とを接続する斜め直線配線３′を含む引き出し配線、あるいは透明電極３１、３２の端部の一部を含む。しかし、図４（Ｂ）の下電極基板１２の右側端部のように、ＴＣＰを実装しない電極基板の端部では、平行な透明電極の端部しかなく、この場合は、図４（Ａ）の上電極基板１１の右側端部に形成したように透明電極の端部だけ複製する。すなわち、複製した端子部１０１、１０２が、両電極基板１１、１２面と垂直な方向から見た場合、対向する基板１１、１２の対向する面の端子部１００のパターンと重なるような同一のパターンであることを特徴とする。
【００９６】
このように、２枚の電極基板１１、１２のうち、一方の電極基板１１、１２の端部に形成した端子３と引き出し配線とダミー電極４、５を、他方の電極基板１２、１１の対向する面に形成したことにより、両電極基板１１、１２間のギャップを均一にすることができるので、額縁部を均一な黒にすることができるとともに、額縁部のギャップ変動に起因する色むらが生じず、表示品質を向上することができる。
【００９７】
実施例２
図１１（Ａ）は本発明の実施例２の上電極基板側概略断面図、（Ｂ）は下電極基板側概略断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ部拡大詳細図、図１２（Ｄ）は図１１（Ａ）、（Ｂ）の概略平面図である。なお、図１１（Ａ）、（Ｂ）は（Ｃ）のＡ−Ａ切断線における断面図に相当する。しかし、（Ａ）、（Ｂ）においては、配向膜、液晶、スペーサ等は図示省略してある（図２（Ｃ）参照）。
【００９８】
１１は上電極基板、１′は金属補助電極、３１は透明電極、１２は下電極基板、３３Ｄはブラックマトリクス、３３はカラーフィルタ、７６は平坦化膜、１は金属補助電極、３２は透明電極である。
【００９９】
まず、図１１（Ｂ）に示すように、ガラス等からなる下電極基板１２上に、クロム等の金属膜あるいは黒色顔料を含む樹脂等からなる遮光膜を形成し、フォトリソグラフィ法等を用いて所定の開口部を形成し、ブラックマトリクス３３Ｄとする。
【０１００】
次に、ブラックマトリクス３３Ｄの開口部に顔料を含む樹脂を所定の色、配列で形成し、カラーフィルタ３３とする。次に、ポリイミドやエポキシ等の樹脂からなる平坦化膜７６をスピンナ等を用いて形成し、ブラックマトリクス３３Ｄ、カラーフィルタ３３の形成によって生じた凹凸を低減する。
【０１０１】
ここでは、平坦化膜７６の上面が金属補助電極形成面７７になる。すなわち、この金属補助電極形成面７７上に、抵抗の低いＡｌ等の１層または複数層の金属膜（詳細は後述）をスパッタ法等を用いて形成し、金属補助電極１とする。
【０１０２】
ここで、金属膜は図１１（Ｃ）に示すように、単一の組成の１層構造でもよいが、例えば図１３（Ｅ）に示すように、金属補助電極形成面７７側から下層Ｃｒ膜１ｄ、中間層Ａｌ膜１ｅ、上層Ｃｒ膜１ｆの３層構造や、図１３（Ｆ）に示すように、下層Ａｌ膜１ｇ、上層Ｃｒ膜１ｈの２層構造の方が、金属補助電極形成面７７との密着性、および後でその上に形成する透明電極３２、３１との接触抵抗の低減を考慮すると望ましい。
【０１０３】
なお、金属補助電極１の総膜厚は、厚膜化すると膜の強度が低下することや、ギャップ変動の要因となり得ることから、５０００Å（０．５μｍ）以下が望ましい。
【０１０４】
また、図示はしていないが、金属補助電極形成面７７上に、金属補助電極１を形成する前に、すなわち、両者の間に、ＳｉＯ₂膜等の導電性のない膜を１００〜５００Å程度下地膜として形成しておくと、密着性はさらに向上する。
【０１０５】
なお、本実施例では、金属補助電極１あるいは１′の側面１ｓに、該金属補助電極形成面７７に向かって末広がりの（テーパ状の）傾斜を付けたことを特徴とする。これにより、金属補助電極１（１′）の傾斜した側面１ｓおよび上面を覆う透明電極３２（３１）の接着面積が増すので、外力に対して該金属補助電極が剥がれにくくなる。
【０１０６】
金属補助電極（金属膜）１の側面（エッチング面）１ｓを金属補助電極形成面７７に向かって末広がりの傾斜を付ける方法としては、例えば該金属補助電極１のパターニングエッチング時のエッチング溶液の混合比を調整する方法がある。例えば、金属補助電極１の組成が単一のＡｌ膜の場合の金属補助電極１と透明電極３２の形成方法を図１４（Ａ）〜（Ｅ）を用いて説明する。
【０１０７】
まず、図１４（Ａ）に示すように、金属補助電極形成面７７上に、金属補助電極形成用の金属膜８０を形成した後、その上にフォトレジスト膜７８を形成し、金属膜８０を金属補助電極として残したい部分に、フォトレジスト膜７８を残す。
【０１０８】
次に、フォトレジスト膜７８をマスクとして、リン酸−酢酸−硝酸−水の混合液をエッチング液として用いて金属膜８０をエッチングすると、（Ｂ）に示すように側面に該金属補助電極形成面７７に向かって末広がりの傾斜を有する金属補助電極１が形成される。このエッチング液構成液のそれぞれの混合比を１６：１：２：１にすることにより、図１１（Ｃ）に示した金属補助電極１の側面１ｓと金属補助電極形成面７７との成す角度θが７０〜８０度に形成できた。もっとθの値を小さくするには、酢酸と水の混合比を高くすればよい。例えば前記混合比を１４：３：１：２にすることにより、θ＝約４０度が得られた。
【０１０９】
次に、フォトレジスト膜７８を除去したあと、（Ｃ）に示すように、金属補助電極１上に、ＩＴＯからなる透明導電膜８３をスパッタ法により形成する。
【０１１０】
次に、（Ｄ）に示すように、透明電極として残したい部分に、フォトレジスト膜７９を残す。
【０１１１】
次に、フォトレジスト膜７９をマスクとして透明導電膜８３をエッチングした後、フォトレジスト膜７９を除去すると、（Ｅ）に示すように、透明電極３２が形成され、本発明の特徴を有する基板が完成する。
【０１１２】
このように作成した構造を用い、１辺が１ｃｍの正方形の向かい合う２辺間の電気抵抗（単位Ω／ｃｍ²）と定義するシート抵抗が１０Ω／ｃｍ²、配線幅が１００μｍの透明電極３２に対し、Ｃｒ／Ａｌ／Ｃｒの３層構造で、各膜厚５００Å／３０００Å／５００Å、配線幅１０μｍの金属補助電極１を設けたところ、シート抵抗を約５０％低減でき、約５Ω／ｃｍ ²となった。
【０１１３】
また、本発明による基板では、透明電極３２上に形成され、液晶を配向させるための配向膜（図２、図９、図１０の符号２２、２１参照）の配向処理（例えば布で配向膜面を擦るラビングという方法）を行っても、金属補助電極１等の各膜は剥がれることがなかった。
【０１１４】
以上、図１１（Ｂ）に示したような、カラーフィルタ３３を有する下電極基板１２を例に説明したが、上電極基板１１においても、ブラックマトリクス３３Ｄ、カラーフィルタ３３、平坦化膜７６がないだけで、同様に製造することができる。
【０１１５】
これらの両基板に、配向膜を塗布し、配向処理を行い、粒径６μｍのポリマー製のスペーサを分散して、両基板をその枠周囲に設けたシール材により貼り合わせて基板間ギャップを保ち、封止した液晶を２４０度ツイストとして、点灯表示したところ、本発明を実施しない液晶表示装置と比較してシャドウイング量を約３０％低減することができた。
【０１１６】
実施例３
図１５（Ａ）は本発明の実施例３の上電極基板側概略断面図、（Ｂ）は下電極基板側概略断面図である。なお、配向膜、液晶、スペーサ等は図示省略してある（図２（Ｃ）参照）。
【０１１７】
本実施例における構造、製造方法は、前記実施例２の図１１（Ａ）、（Ｂ）と比較すると明らかなように、金属補助電極１、１′を形成する前に、ＩＴＯからなる第２の透明電極８２、８１を形成する（すなわち、金属補助電極１、１′をそれぞれ上下の透明電極３２と８２、３１と８１とで挟む）点のみ異なり、その他は実施例１と同様である。
【０１１８】
第２の透明電極８２（８１）を形成した後は、図１４を用いて説明したように、金属補助電極１（１′）、透明電極３２（３１）を形成する。なお、本実施例において追加した透明電極８２、８１は、それぞれ透明電極３２、３１のエッチングの際に、同一のマスク（図１４（Ｄ）のフォトレジスト膜７９）を用いて同時にエッチングすればよい。
【０１１９】
本実施例によれば、透明電極３２、８２の合計前記シート抵抗１０Ω／ｃｍ²、配線幅１００μｍの透明電極に対し、Ｃｒ／Ａｌ／Ｃｒの３層構造で、各膜厚５００Å／３０００Å／５００Å、配線幅１０μｍの金属補助電極１を設けたところ、シート抵抗を約８０％低減でき、約２Ω／ｃｍ²となった。
【０１２０】
また、本発明による基板でも、実施例２と同様に、配向処理によっても金属補助電極１、１′等が剥がれることがなかった。
【０１２１】
本実施例でも、これらの両基板に、配向膜を塗布し、配向処理を行い、粒径５μｍのポリマー製のスペーサを分散して、両基板をその枠周囲に設けたシール材により貼り合わせて基板間ギャップを保ち、封止した液晶を２４０度ツイストとして、点灯表示したところ、本発明を実施しない液晶表示装置と比較してシャドウイング量を約５０％低減することができた。
【０１２２】
実施例４
図１６（Ａ）は本発明の実施例４の上電極基板側概略断面図、（Ｂ）は下電極基板側概略断面図、（Ｃ）は（Ａ）、（Ｂ）の概略平面図である。なお、（Ａ）、（Ｂ）は（Ｃ）のＢ−Ｂ切断線における断面図に相当する。しかし、（Ａ）、（Ｂ）においては、配向膜、液晶、スペーサ等は図示省略してある（図２（Ｃ）参照）。
【０１２３】
本実施例における構造、製造方法は、前記実施例３の図１５（Ａ）、（Ｂ）と比較すると明らかなように、金属補助電極１の下側（の下電極基板１２とカラーフィルタ３３との間）に、金属補助電極１に沿って遮光膜３３Ｍを設けた点のみ異なり、その他は実施例２と同様である。この遮光膜３３Ｍは、前記「発明が解決しようとする課題」のところで説明した金属補助電極１、１′の存在によるギャップ変動に起因する、光漏れ、遮光等の前記光学的不具合を防止するためのものである。遮光膜３３Ｍは、基板１２面と垂直な方向から見た場合に、金属補助電極１、１′が遮光膜３３Ｍより内側にあるように、金属補助電極１、１′の中心線と遮光膜３３Ｍの中心線とが一致するように設けてある。
【０１２４】
ところで、前記光学的不具合は、金属補助電極１、１′の端部から約５〜１０μｍの範囲で発生しやすいことが本発明者らの試作により明らかとなった。したがって、例えば遮光膜３３Ｍの幅を金属補助電極１、１′の幅より０〜約３０μｍ、例えば約１０μｍ大きく設定し、遮光膜３３Ｍの両端部がそれぞれ金属補助電極１の端部より０〜約１５μｍ、例えば約５μｍ外側に出るようにした。
【０１２５】
なお、遮光膜３３Ｍと点灯ドット間を遮光するブラックマトリクス３３Ｄとは同一の材料からなり、遮光膜３３Ｍのパターンはブラックマトリクス３３Ｄのパターニング用マスクに書き込む。すなわち、遮光膜３３Ｍのパターニング用マスクとブラックマトリクス３３Ｄのパターニング用マスクとを共用することにより、製造工程を簡略化する。
【０１２６】
本実施例によれば、バックライトを有する透過型ノーマリブラックモード液晶表示装置に適用した場合、透明電極３２、８２の合計前記シート抵抗１０Ω／ｃｍ²、配線幅１００μｍの透明電極に対し、Ｃｒ／Ａｌ／Ｃｒの３層構造で、各膜厚５００Å／３０００Å／５００Å、配線幅１０μｍの金属補助電極１を設けたところ、シート抵抗を約８０％低減でき、約２Ω／ｃｍ²となった。
【０１２７】
また、本発明による基板でも、実施例２、３と同様に、配向処理によっても金属補助電極１、１′等が剥がれることがなかった。
【０１２８】
本実施例でも、これらの両基板に、配向膜を塗布し、配向処理を行い、粒径５μｍのポリマー製のスペーサを分散して、両基板をその枠周囲に設けたシール材により貼り合わせて基板間ギャップを保ち、封止した液晶を２４０度ツイストとして、点灯表示したところ、本発明を実施しない液晶表示装置と比較してシャドウイング量を約５０％低減することができた。
【０１２９】
なお、本実施例では、図１６（Ｂ）に示したように、遮光膜３３Ｍはその製造工程簡略化の面から、ブラックマトリクス３３Ｄを有する下電極基板１２側のみに設けたが、遮光膜３３Ｍを金属補助電極１、１′の片方または両方に沿って、それぞれ反対側の基板１１、１２に設けてもよい。また、金属補助電極１、１′の両方に沿って、遮光膜３３Ｍを基板１１、１２の片側のみ、あるいは両基板に格子状に設けてもよい。
【０１３０】
実施例５
図１７（Ａ）〜図２２（Ｆ）は実施例５を説明するための図である。図１７（Ａ）はデータ入力ＬＳＩと接続されるデータ入力端子９０をもつデータ電極基板１１の概略平面図、図１８（Ｂ）は図１７（Ａ）のＢ部（データ電極基板１１のコーナ部）拡大詳細図、図１９（Ｃ）は走査ＬＳＩと接続される走査端子９９をもつ走査電極基板１２の概略平面図、図２０（Ｄ）は図１９（Ｃ）のＣ部（走査電極基板１２のコーナ部）拡大詳細図である。図１７、１９、２１では透明電極の配線パターンを示し、図１８、２０、２２では透明電極と金属補助電極の配線パターンを示す。カラーフィルタ、ブラックマトリクス等は図示省略している。
【０１３１】
図１７（Ａ）、図１９（Ｃ）において、９１は点灯部、９２は非点灯部、図１８（Ｂ）、図２０（Ｄ）において、９３は点灯部、９４はダミー透明電極、９５は斜めダミー透明電極、９６は複製電極、９７は引き出し配線、９８は引き出し配線間ダミー透明電極である。
【０１３２】
本実施例では、図１８（Ｂ）、図２０（Ｄ）に示すように、非点灯部（図１７、１９の９２）にある隣り合う引き出し配線９７の端子部の間をダミー透明電極９４で埋め、また、隣り合う斜め配線の間は該斜め配線と等しい角度の斜めダミー透明電極９５で埋めている。
【０１３３】
ダミー透明電極９４と斜めダミー透明電極９５の他、さらに、点灯部１４の端から、所定の電圧波形を発生させるＬＳＩと接続するための端子部（電極）まで引き出すための引き出し配線９７、および該引き出し配線９７のすき間を埋めるための引き出し配線間ダミー透明電極９８を複製して、対向する基板の対向面上に形成する。すなわち、データ電極基板１１と走査電極基板１２の両基板の組み立て後、配線、電極を鏡面対称となるように形成する。なお、この複製電極９６は電気的にフローティングとしている。
【０１３４】
図１７（Ａ）、図１８（Ｂ）では、直接表示に関与するデータ入力端子９０から点灯部９１、９３に金属補助電極１′が配置され、直接表示に関与しないダミー電極９４には金属補助電極１′は配置していない。同様に、図１９（Ｃ）、図２０（Ｄ）では、直接表示に関与する走査端子９９から点灯部９１、９３に金属補助電極１が配置され、直接表示に関与しないダミーの電極には金属補助電極１は配置していない。また、斜めダミー透明電極９５、引き出し配線間ダミー透明電極９８、複製電極９６にも金属補助電極１、１′は形成していない。
【０１３５】
さらに、図１６に示した非点灯部における光漏れなどの光学的不具合を防止するための遮光膜３３Ｍは、直接表示に関与する部分に配置した金属補助電極１、１′の下のみに設けた。
【０１３６】
図１７（Ａ）に示したデータ電極基板１１と、図１９（Ｃ）に示した走査電極基板１２とに、配向膜を塗布し、配向処理を行い、所定の粒径のスペーサを分散してギャップを保ち、液晶を挟んで両基板を組み立てた後、液晶表示素子がほぼ完成する。
【０１３７】
図２１（Ｅ）は完成した液晶表示素子６２の配線形状を示す概略平面図、図２２（Ｆ）は図２１（Ｅ）のＤ部（液晶表示素子６２のコーナ部）拡大詳細図である。図２２（Ｆ）では複製電極９６の図示は省略した。
【０１３８】
液晶表示素子６２のギャップは、両基板１１、１２の凸部に依存する。金属補助電極１、１′を有する本発明による液晶表示素子６２において、そのギャップは交差する金属補助電極１、１′の厚さ、金属補助電極１、１′の交差する部分（基板面と垂直方向において重複する部分）の面積に依存する。しかし、例えば、点灯部におけるデータ電極基板１１側の金属補助電極１′の幅を１０μｍ、走査電極基板１２側の金属補助電極１の幅を２０μｍとしても、前記の交差面積は小さいため、ギャップに影響を及ぼさない。
【０１３９】
しかし、非点灯部において、ダミー電極９４等にも金属補助電極１、１′を、両基板１１、１２を貼り合わせたときに重なるように配置すると、前記交差面積が大きくなり、ギャップに影響を及ぼす。
【０１４０】
本実施例では、スペーサの粒径を５μｍとした場合、非点灯部のダミー透明電極９４、斜めダミー透明電極９５、引き出し配線間ダミー透明電極９８、複製電極９６にも金属補助電極１、１′を、両基板１１、１２を貼り合わせたときに重なるように配置した液晶表示装置のギャップのばらつきは±０．２μｍであった。これに対し、ダミー電極９４等に金属補助電極１、１′を配置しない本実施例による液晶表示装置では、ギャップに影響を及ぼさず、ギャップのばらつきは±０．１μｍであり、ギャップ変動に起因する色むらの発生は確認できなかった。
【０１４１】
なお、非点灯部におけるダミー電極９４等に金属補助電極１、１′をいずれか一方の基板１２、１１のみに設けてもよい。
【０１４２】
図５は、本発明が適用可能な液晶表示装置の、プリント回路基板３５と、駆動用半導体ＩＣチップ３４を搭載したＴＣＰ１０と、液晶表示素子６２との接続状態を示す平面図である。
【０１４３】
以上本発明を実施例に基づいて具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論である。例えば、前記実施例では、透明電極３２、３１の中央部に、該透明電極１本当たり１本の金属補助電極１、１′を配置したが、該金属補助電極を片寄せして配置してもよく、また、複数本配置してもよい。また、前記実施例では、単純マトリクス方式の液晶表示装置に適用した例を示したが、これに限定されず、例えば薄膜トランスタ等をスイッチング素子とするアクティブ・マトリクス方式の液晶表示装置にも適用可能であることは言うまでもない。アクティブ・マトリクス方式の液晶表示素子に適用する場合、前記図１の表示用電極は、スイッチング素子を設ける方の基板において、走査信号線（すなわち、ゲート信号線あるいは水平信号線）または映像信号線（すなわち、ドレイン信号線あるいは垂直信号線）である。
【０１４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、透明電極と電極基板との間に、配線抵抗を低減する金属補助電極を設けたので、液晶を駆動する波形のなまりやクロストークの歪みを低減することができるため、シャドウイングを低減し、観察者の目に見えないようにすることができ、表示品質を向上することができる。また、該金属補助電極の上を透明電極で覆うので、液晶表示素子の製造工程中に用いる酸、アルカリによる金属補助電極の腐食を防止することができる。また、金属補助電極の上下に密着性のよい金属膜を介在させ、金属補助電極の側面に傾斜を付け、あるいは金属補助電極を２枚の透明電極で挟んで設けることにより、金属補助電極の剥がれを防止するとともに電気的接続性を向上し、信頼性を向上することができる。さらに、金属補助電極に沿って遮光膜を設けることにより、金属補助電極近傍における光漏れあるいは遮光という光学的不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の実施例１の電極基板の金属補助電極を設けた透明電極を示す概略断面図、（Ｂ）、（Ｃ）は（Ａ）と比較する構造例を示す概略平面図、概略断面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１を適用した液晶表示素子の要部概略平面図およびその対応する要部概略断面図である。
【図３】（Ａ）は、実施例１を適用した液晶表示素子の透明電極の端子部を示す電極基板の部分概略平面図、（Ｂ）は（Ａ）の約４倍の範囲の部分概略平面図を示す。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、実施例１を適用し、かつ、透明電極の端子部を電極基板の対向面に複製した実施例を示す上電極基板と下電極基板の概略平面図である。
【図５】本発明が適用可能な液晶表示装置の、プリント回路基板と、駆動用半導体ＩＣチップを搭載したＴＣＰと、液晶表示素子との接続状態を示す平面図である。
【図６】本発明が適用可能な液晶表示モジュールの一例の分解斜視図である。
【図７】図６の液晶表示モジュールを表示部として搭載したラップトップパソコンの一例のブロックダイアグラムである。
【図８】図６のラップトップパソコンの一例の斜視図である。
【図９】液晶表示素子の一例の要部分解斜視図である。
【図１０】液晶表示素子の上電極基板部の一例の一部切欠斜視図である。
【図１１】（Ａ）は本発明の実施例２の上電極基板側概略断面図、（Ｂ）は下電極基板側概略断面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＡ部拡大詳細図（金属補助電極と透明電極の層構成を示す要部断面図）である。
【図１２】（Ｄ）は図１１（Ａ）、（Ｂ）の概略平面図である。
【図１３】（Ｅ）、（Ｆ）は図１１（Ｃ）とは別の金属補助電極と透明電極の層構成を示す要部断面図である。
【図１４】（Ａ）〜（Ｅ）は図１１に示した構造を実現するための製造工程断面図である。
【図１５】（Ａ）は本発明の実施例３の上電極基板側概略断面図、（Ｂ）は下電極基板側概略断面図である。
【図１６】（Ａ）は本発明の実施例４の上電極基板側概略断面図、（Ｂ）は下電極基板側概略断面図、（Ｃ）は（Ａ）、（Ｂ）の概略平面図である。
【図１７】（Ａ）はデータ電極基板１１の概略平面図である。
【図１８】（Ｂ）はデータ電極基板１１のコーナ部（図１７（Ａ）のＢ部）の拡大詳細図である。
【図１９】（Ｃ）は走査電極基板１２の概略平面図である。
【図２０】（Ｄ）は走査電極基板１２のコーナ部（図１９（Ｃ）のＣ部）の拡大詳細図である。
【図２１】（Ｅ）は液晶表示素子６２の概略平面図である。
【図２２】（Ｆ）は液晶表示素子６２のコーナ部（図２１（Ｅ）のＤ部）の拡大詳細図である。
【図２３】（Ａ）、（Ｂ）は従来の２枚の上下電極基板の電極配線を示す概略平面図である。
【符号の説明】
１、１′、１″…金属補助電極、１ａ、１ｄ…下層Ｃｒ膜、１ｂ、１ｅ、１ｇ…Ａｌ膜、１ｃ、１ｆ、１ｈ…上層Ｃｒ膜、１ｓ…金属補助電極の側面、θ…金属補助電極の側面の角度、４、５…ダミー電極、１１…上電極基板、１２…下電極基板、３１、３２…ＩＴＯ膜からなる透明電極、３３…カラーフィルタ、３３Ｄ…ブラックマトリクス、３３Ｍ…遮光膜、７６…平坦化膜、７７…金属補助電極形成面、８１、８２…第２の透明電極、１００…端子部、１０１、１０２…複製した端子部。[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a technique for reducing luminance unevenness (called shadowing) caused by pulse-driven crosstalk of liquid crystal.
[0002]
[Prior art]
The liquid crystal display device, for example, overlaps two insulating substrates made of transparent glass with a predetermined gap so that the surfaces on which the transparent pixel electrode for display and the alignment film are laminated face each other. Both substrates are bonded together by a sealing material provided in a frame shape at the edge, and liquid crystal is sealed and sealed inside the sealing material between the substrates from a liquid crystal sealing port provided in a part of the sealing material. A liquid crystal display element (that is, a liquid crystal display unit; a liquid crystal display panel; LCD: liquid crystal display) having a polarizing plate outside the substrate, and a back that is disposed under the liquid crystal display element and supplies light to the liquid crystal display element A light, a circuit board for driving the liquid crystal display element disposed outside the outer peripheral portion of the liquid crystal display element, a frame-shaped body that is a molded product that holds each of these members, and a liquid crystal containing these members Display window It is configured to include a vignetting metallic frame or the like.
[0003]
The liquid crystal display element and the drive circuit board are electrically connected by, for example, a tape carrier package (hereinafter referred to as TCP) on which a semiconductor integrated circuit chip for driving the liquid crystal display element is mounted. More specifically, many output terminals of the circuit board and many input terminals (input-side outer leads) of the TCP are connected by soldering, and many output terminals (output-side outer leads) of the TCP are connected to the display electrodes. A large number of input terminals of the connected liquid crystal display elements (arranged at the end on one transparent glass substrate surface constituting the liquid crystal display element) are connected by an anisotropic conductive film. In addition, many input terminals of the semiconductor integrated circuit chip mounted on the TCP are connected to many output side inner leads of the TCP, while many output terminals of the semiconductor integrated circuit chip are connected to many input side inner leads of the TCP. Connected with lead.
[0004]
Examples of a document describing such a liquid crystal display device include Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 61-214548 and 2-137765.
[0005]
FIGS. 23A and 23B are schematic plan views showing transparent electrode wirings of two conventional upper and lower electrode substrates, respectively.
[0006]
That is, a plurality of upper electrodes (data driving element electrodes and segments) formed in parallel on the surface of an upper electrode substrate (also referred to as a data electrode substrate or a segment electrode substrate) 11 which are two electrode substrates constituting the liquid crystal display element. A plurality of lower electrodes (also referred to as scanning drive element electrodes or common electrodes) 32 formed in parallel on the surface of a lower electrode substrate (also referred to as a scanning electrode substrate or a common electrode substrate) 12 are shown.
[0007]
These two upper and lower electrode substrates 11 and 12 are assembled by superimposing them to complete a simple matrix type liquid crystal display device (see FIGS. 2 and 9). The upper electrode 31 and the lower electrode 32 thus formed intersect each other at right angles (not actually intersect) when viewed from a direction perpendicular to both substrate surfaces in the completed liquid crystal display element, and one pixel is formed by this intersection. That is, an effective display area is constituted by the intersecting areas.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In a liquid crystal display device, a voltage supplied from a power supply circuit is applied to a liquid crystal display element via an LSI (semiconductor integrated circuit) to drive the liquid crystal. Alternating current is used to drive the liquid crystal, but the waveform is deformed (rounded) due to the resistance of the transparent electrodes of the LSI and the liquid crystal display element and the crosstalk of the liquid crystal pulse drive, and the luminance unevenness at the time of lighting, that is, the shadow There is a problem that inging occurs. In order to reduce this shadowing and make it invisible to the viewer, it is best to reduce the resistance of the transparent electrode. Generally, the sheet resistance of the transparent electrode wiring made of ITO (indium-tin-oxide, ie, nesa) film is set to about 2Ω / □ or less, the output resistance of the driving element is set to about 100Ω or less, and the bias circuit It is said that it is necessary to set the setting accuracy of approximately 0.2% or less. Therefore, the requirement for the liquid crystal display element is that the apparent sheet resistance is about 2Ω / □ or less, but in the current color STN-LCD, it is about 10Ω / □. For example, the wiring resistance of the scanning electrode in a liquid crystal display element having a display screen of 9.4 inches is about 6400Ω from end to end. In order to make the shadowing invisible to the observer, it is required to make it less than about 1280Ω. However, it has been difficult for conventional LCDs to reduce shadowing.
[0009]
Examples of documents describing such techniques include JP-A-3-239225, JP-A-3-239226, and JP-A-6-51333.
[0010]
One method of reducing the shadowing is to reduce (suppress) the wiring resistance of the transparent electrode of the liquid crystal display element. For example, in Japanese Patent Laid-Open Nos. 56-46289 and 57-118217, an example of reducing the wiring resistance of a transparent electrode by adding a metal auxiliary electrode made of a metal having a low resistivity on the transparent electrode. Is described.
[0011]
However, in this known example, since the metal auxiliary electrode is formed on the transparent electrode, there is a problem that the metal auxiliary electrode is peeled off by an external force during heat treatment or alignment treatment. Further, since the contact area between the transparent electrode and the metal auxiliary electrode is small, there is a problem that it is difficult to obtain a sufficient effect of reducing the wiring resistance of the transparent electrode.
[0012]
In addition, since the portion where the metal auxiliary electrode is provided is thickened by the thickness, a sudden change occurs in the interval (gap) between the transparent electrodes facing each other, and the alignment state of the liquid crystal changes, and the metal auxiliary electrode In a normally black mode liquid crystal display element that displays black when no voltage is applied in the vicinity, light is transmitted (light leakage) regardless of the drive voltage, and normally white that displays white when no voltage is applied. In the mode liquid crystal display element, there is a problem that an optical defect that light is shielded occurs regardless of the driving voltage.
[0013]
In the non-lighting portion, in the liquid crystal display element in which the dummy transparent electrode that does not participate in lighting is formed in the same shape (pattern) on both opposing substrates, when the metal auxiliary electrode is also formed on the dummy transparent electrode, The difference between the area of the mutually facing portion of the metal auxiliary electrode of the lighting portion and the area of the mutually facing portion of the metal auxiliary electrode of the non-lighting portion becomes large, and it becomes difficult to make the gap between the two substrates uniform.
[0014]
An object of the present invention is to provide a liquid crystal display device that can reduce shadowing (brightness unevenness) generated on a screen due to liquid crystal pulse-driven crosstalk and improve display quality.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention provides a liquid crystal between a first insulating substrate and a second insulating substrate. Pinching In the liquid crystal display device, a plurality of first transparent electrodes are formed on the first insulating substrate, a plurality of second transparent electrodes are formed on the second insulating substrate, and the first and When viewed from a direction perpendicular to the facing surface of the second insulating substrate, the first transparent electrode and the second transparent electrode intersect each other, and a pixel is configured by the intersecting portion. The first and second insulating substrates are respectively provided between the first transparent electrode and the first insulating substrate and between the second transparent electrode and the second insulating substrate in the display unit. A metal auxiliary electrode having at least one layer for reducing wiring resistance, which is provided in contact with the first or second transparent electrode and is narrower than the first and second transparent electrodes. The side surface of the metal auxiliary electrode is formed with the metal auxiliary electrode. The first and second insulating substrates have an alignment film that has been subjected to an alignment process by a rubbing method to align the liquid crystal, and have a side surface of the metal auxiliary electrode. The alignment film is formed on the first and second transparent electrodes covering the upper surface and in contact with the first or second transparent electrode.
[0040]
[Action]
In the present invention, since the metal auxiliary electrode is provided between the transparent electrode and the electrode substrate, the wiring resistance is reduced, and the rounding of the waveform driving the liquid crystal and the distortion of the crosstalk can be reduced. Can be made invisible to the viewer, and the display quality can be improved.
[0041]
Further, by using Al as the main material of the metal auxiliary electrode, the wiring resistance can be reduced to about 1/5 to 1/10, so that shadowing can be reduced.
[0042]
In addition, the metal auxiliary electrode made of an Al film that is weak against acid or alkali is covered with a transparent electrode made of an ITO film or the like, thereby preventing corrosion of the metal auxiliary electrode due to acid or alkali used during the manufacturing process of the liquid crystal display element. be able to.
[0043]
Further, by interposing a Cr film or Ni film between the metal auxiliary electrode made of an Al film or the like, the electrode substrate, and the transparent electrode, the adhesion between the metal auxiliary electrode, the electrode substrate, and the transparent electrode is improved. It is possible to prevent the metal auxiliary electrode from peeling off, improve electrical connectivity, and improve reliability.
[0044]
In addition, the first dummy electrode is formed in a portion having a wide space between terminal groups of transparent electrodes connected to a plurality of drive elements such as TCPs arranged in a line on the edge of the electrode substrate. In addition, by providing the first dummy electrode with the metal auxiliary electrode in the same manner as the transparent electrode, the recess between the TCPs can be eliminated, so that the gap between the upper and lower substrates can be made uniform. . Further, by providing the second dummy electrode provided in the gap between the plurality of terminals with the metal auxiliary electrode similarly to the transparent electrode, the gap between the two substrates can be made uniform. Furthermore, when replicating the terminal part of the transparent electrode, the lead wiring, the end part of the transparent electrode, the terminal part of the first and second dummy electrodes on the end part of the opposing electrode substrate, similarly to the opposing terminal part, By providing the metal auxiliary electrode, the gap between the two substrates can be made uniform. Therefore, the gap between the two substrates including the so-called frame portion, which is a non-lighting portion outside the display portion (lighting portion) inside the sealing material (side where the liquid crystal is interposed) is uniform. Color unevenness due to fluctuations does not occur, and it is possible to prevent the occurrence of uneven shading in the frame portion, which should be essentially black, and to improve the display quality by making the frame portion uniform black. can do.
[0045]
Further, since the side surface of the metal auxiliary electrode is inclined toward the metal auxiliary electrode forming surface, the adhesion area of the transparent electrode covering the inclined side surface and the upper surface of the metal auxiliary electrode is increased. The metal auxiliary electrode is difficult to peel off.
[0046]
In addition, the metal auxiliary electrode is covered with a transparent electrode, and a second transparent electrode is provided below the metal auxiliary electrode, and the metal auxiliary electrode is sandwiched between two transparent electrodes, whereby the metal auxiliary electrode and the transparent electrode are provided. Can be reduced, and the effect of reducing the wiring resistance of the transparent electrode can be increased.
[0047]
Further, by providing a light-shielding film along the metal auxiliary electrode between the metal auxiliary electrode and the substrate on which the metal auxiliary electrode is provided, the vicinity of the metal auxiliary electrode caused by a gap variation in the metal auxiliary electrode additional portion It is possible to suppress optical problems such as light leakage or light shielding.
[0048]
Further, in a liquid crystal display device having a dummy transparent electrode that does not participate in lighting in a non-lighting portion, a liquid crystal display element is provided by omitting a metal auxiliary electrode or a corresponding light shielding film in the transparent electrode provided in the non-lighting portion. It is possible to suppress gap variation due to the difference in the crossing area of the metal auxiliary electrodes of the lighting part and the non-lighting part after assembly.
[0049]
The angle formed between the side surface of the metal auxiliary electrode and the surface on which the metal auxiliary electrode is formed can be adjusted to a predetermined value by adjusting the mixing ratio of the etching solution during the patterning etching of the metal auxiliary electrode.
[0050]
Further, the light shielding film and the black matrix for shielding light between the lighting dots are made of the same material, and the manufacturing process is simplified by sharing the patterning mask for the light shielding film and the patterning mask for the black matrix. be able to.
[0051]
In addition, the above-mentioned idea of the present invention is disclosed in JP-A-56-46289, JP-A-57-118217, JP-A-3-239225, JP-A-3-239226, and JP-A-6-51333. No structure, action, or effect is described. Conventionally, there are those provided with a metal auxiliary electrode for reducing wiring resistance on a transparent electrode of a liquid crystal display element of a simple matrix method, but a Cr film is attached on an ITO film, and as described above, In consideration of the gap uniformity between the two substrates, no dummy electrode is attached.
[0052]
【Example】
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0053]
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a liquid crystal display module 63 in which a liquid crystal display element 62, a driving circuit for driving the liquid crystal display element 62, and a light source are integrated in a compact manner.
[0054]
The TCP 10 on which the semiconductor IC chip 34 for driving the liquid crystal display element 62 is mounted has a window for fitting the liquid crystal display element 62 in the center, and a printed circuit board 35 having a frame shape on which a circuit for driving the liquid crystal is formed. Mounted on. The printed circuit board 35 in which the liquid crystal display element 62 is fitted is fitted in a window portion of a frame-like body 42 formed of a plastic mold, and a metal frame 41 is overlapped thereon, and the claws 43 are formed in the frame-like body 42. The frame 41 is fixed to the frame-like body 42 by being bent into the cut 44.
[0055]
A cold cathode fluorescent tube 36 disposed at the upper and lower ends of the liquid crystal display element 62, a light guide 37 made of an acrylic plate for uniformly irradiating the liquid crystal display cell 60 with light from the cold cathode fluorescent tube 36, and a metal plate A reflection plate 38 formed by applying a white paint and a milky white diffusion plate 39 that diffuses light from the light guide 37 are fitted into the window portion from the back side of the frame-like body 42 in the order shown in FIG. An inverter power supply circuit (not shown) for lighting the cold cathode fluorescent tube 36 is located at a position facing a recess 45 (not shown) provided on the right back of the frame-like body 42. )). The diffusion plate 39, the light guide 37, the cold cathode fluorescent tube 36, and the reflection plate 38 are fixed by bending a tongue piece 46 provided on the reflection plate 38 into a small opening 47 provided on the frame-like body 42. The
[0056]
FIG. 7 is a block diagram of a laptop personal computer using the liquid crystal display module 63 as a display unit, and FIG. 8 is a diagram showing a state in which the liquid crystal display module 63 is mounted on the laptop personal computer 64. In this laptop personal computer 64, the liquid crystal display module 63 is driven by the liquid crystal driving semiconductor IC chip 34 via the control LSI 48 based on the result calculated by the microprocessor 49.
[0057]
FIG. 9 is a perspective view of a main part of the liquid crystal display element 62.
[0058]
In FIG. 9, in order to align the liquid crystal molecules so as to form a twisted spiral structure between the upper and lower electrode substrates 11 and 12 sandwiching the liquid crystal layer 50, for example, a transparent upper and lower electrode made of glass. A method of rubbing the surfaces of the alignment films 21 and 22 made of an organic polymer resin made of, for example, polyimide on the substrates 11 and 12 in one direction, for example, with a cloth, for example, is employed. The rubbing direction at this time, that is, the rubbing direction, the rubbing direction 66 in the upper electrode substrate 11, and the rubbing direction 67 in the lower electrode substrate 12 become the alignment direction of the liquid crystal molecules. The gap d is set so that the rubbing directions 66 and 67 of the two upper and lower electrode substrates 11 and 12 that have been subjected to the orientation treatment intersect each other at approximately 180 to 360 degrees. ₁ The two electrode substrates 11 and 12 are bonded to each other by a notch for injecting liquid crystal, that is, a frame-shaped sealing material 52 having a liquid crystal sealing port 51, and a positive dielectric is provided in the gap. When nematic liquid crystal with anisotropy and a predetermined amount of optical rotatory material added is encapsulated, the liquid crystal molecules are twisted between the electrode substrates at the twist angle θ in the figure. ₂ The molecular arrangement of the helical structure. 31 and 32 are transparent upper and lower electrodes made of indium oxide or ITO, for example. A member that provides a birefringence effect on the upper electrode substrate 11 of the liquid crystal cell 60 thus configured (hereinafter referred to as a birefringent member. Fujimura et al. "STN-LCD retardation film", magazine electronic material 1991 2 Monthly pages 37-41) 40 is disposed, and upper and lower polarizing plates 15 and 16 are provided with the member 40 and the liquid crystal cell 60 interposed therebetween.
[0059]
Twisting angle θ of liquid crystal molecules in liquid crystal 50 ₂ Can take a value in the range of 180 degrees to 360 degrees, preferably 200 degrees to 300 degrees, but the phenomenon that the lighting state in the vicinity of the threshold value of the transmittance-applied voltage curve becomes a light scattering orientation. From a practical viewpoint of avoiding and maintaining excellent time-sharing characteristics, a range of 230 degrees to 270 degrees is more preferable. This condition basically acts to make the response of the liquid crystal molecules to voltage more sensitive and to realize excellent time-sharing characteristics. In order to obtain excellent display quality, the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer 50 is used. ₁ And its thickness d ₁ Product Δn ₁ ・ D ₁ Is preferably set in the range of 0.5 μm to 1.0 μm, more preferably in the range of 0.6 μm to 0.9 μm.
[0060]
The birefringent member 40 functions to modulate the polarization state of the light transmitted through the liquid crystal cell 60, and converts a color display that can only be colored by the liquid crystal cell 60 alone into a black and white display. To this end, the refractive index anisotropy Δn of the birefringent member 40 ₂ And its thickness d ₂ Product Δn ₂ ・ D ₂ Is extremely important, and is preferably set in the range of 0.4 μm to 0.8 μm, more preferably 0.5 μm to 0.7 μm.
[0061]
Further, since the liquid crystal display element 62 uses elliptically polarized light due to birefringence, the axes of the polarizing plates 15 and 16, the optical axis when using a uniaxial transparent birefringent plate as the birefringent member 40, and the liquid crystal The relationship with the liquid crystal alignment directions 6 and 7 of the electrode substrates 11 and 12 of the cell 60 is extremely important.
[0062]
FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of an example of the upper electrode substrate portion of the liquid crystal display element having a color filter.
[0063]
As shown in FIG. 10, by providing the red, green, and blue color filters 33R, 33G, and 33B on the upper electrode substrate 11 and a light shielding film 33D between the filters, multicolor display is possible.
[0064]
In FIG. 10, a smooth layer 23 made of an insulating material is formed on each of the filters 33R, 33G, 33B and the light shielding film 33D in order to reduce the influence of these irregularities, and the upper electrode 31 and the orientation are aligned. A film 21 is formed.
[0065]
Example 1
FIG. 1 (A) is a schematic cross-sectional view showing a metal auxiliary electrode of Example 1 of the present invention, (B) and (C) are diagrams for comparison with (A) according to the present invention, and (B) is a metal FIG. 2C is a schematic plan view of the auxiliary electrode, and FIG.
[0066]
Reference numeral 12 denotes an electrode substrate, 32 denotes a transparent electrode made of an ITO film, and 10 denotes a metal auxiliary electrode made of a Cr film formed on the transparent electrode 32.
[0067]
The metal auxiliary electrode 10 of the comparative example shown in (B) and (C) is composed of one layer of Cr film, and the width of the transparent electrode 32 is parallel to the transparent electrode 32 on the central part of the transparent electrode 32 made of ITO film. It is formed narrower. The transparent electrode 32 made of an ITO film has a thickness of about 0.2 μm and a width of about 300 μm, and the metal auxiliary electrode 10 made of a Cr film has a thickness of about 0.3 μm and a width of about 20 to 30 μm.
[0068]
The metal auxiliary electrode 10 having such a configuration has the following problems.
[0069]
That is, (1) since the resistance of Cr is high, the wiring resistance can be reduced only by about 20%. That is, for example, the metal auxiliary electrode 10 made of a Cr film having a film thickness of about 0.3 μm and a width of about 20 μm is used as the transparent electrode 32 made of an ITO film having a film thickness of about 0.2 μm, a width of about 300 μm, and a sheet resistance of about 10Ω / □. When formed on the surface, the apparent sheet resistance is only about 8Ω / □.
[0070]
Therefore, (2) if the width of the metal auxiliary electrode 10 made of a Cr film is increased in order to further reduce the wiring resistance, the display aperture ratio of the liquid crystal display element is lowered and the screen becomes dark. Further, if the thickness of the metal auxiliary electrode 10 made of a Cr film is 0.3 μm or more, a crack occurs in the Cr film, and breakage is likely to occur. If a breakage occurs, the metal auxiliary electrode shunt (resistance reduction) function Will not be done. In addition, it becomes difficult to ensure the uniformity of the gap between the upper and lower electrode substrates.
[0071]
(3) Instead of the Cr film, a metal auxiliary electrode 10 having a film thickness of about 0.3 μm and a width of about 20 μm composed of one Al film is formed as a transparent electrode 32 as shown in FIGS. In the case where it is formed above, the apparent sheet resistance of the transparent electrode 32 made of an ITO film is reduced to 1/5, 2Ω / □. However, the Al film is easily oxidized due to the nature of the material, and there is a problem that it is corroded by acid, alkali, etc. used in the manufacturing process of the liquid crystal display element.
[0072]
Considering such problems, the metal auxiliary electrode 1 according to the first embodiment of the present invention includes three layers of a lower Cr film 1a, an Al film 1b, and an upper Cr film 1c as shown in FIG. In other words, the central portion of the transparent electrode 32 between the electrode substrate 12 and the transparent electrode 32 made of an ITO film is formed in parallel to the transparent electrode 32 and narrower than the width of the transparent electrode 32. The transparent electrode 32 made of an ITO film has a thickness of about 0.2 μm, a width of about 300 μm, the upper and lower Cr films 1a and 1c have a thickness of about 0.05 μm, and the Al film 1b has a thickness of about 0.3 μm. The width of the metal auxiliary electrode 1 is about 20 μm.
[0073]
With such a configuration, in Example 1, Al is used as the main material of the metal auxiliary electrode 1, so that the apparent sheet resistance is about 1 to 2 Ω / □ and about 1/5 to 1/10. Therefore, it is possible to reduce shadowing, make it invisible to the observer, and improve display quality.
[0074]
(2) Since the Al film 1b which is weak against acid and alkali is covered with the transparent electrode 32 made of ITO, it is possible to prevent corrosion of the Al film 1b due to acid and alkali used during the manufacturing process of the liquid crystal display element. it can.
[0075]
(3) Since the Cr films 1a and 1c are interposed between the Al film 1b, the electrode substrate 11 made of glass, and the transparent electrode 31 made of ITO, the Al film 1b, the electrode substrate 11 and the transparent electrode It is possible to improve the adhesiveness to 32, to prevent the metal auxiliary electrode 1 from peeling off, to improve the electrical connectivity, and to improve the reliability. Note that the same effect can be obtained by using a Ni film instead of the Cr film.
[0076]
2A to 2C are a main part schematic plan view and a corresponding main part schematic cross-sectional view of a liquid crystal display element to which Example 1 of FIG. 1A is applied.
[0077]
15 is an upper polarizing plate, 73 is a retardation plate, 11 is an upper electrode substrate, 31 is an upper electrode, 74 is an insulating film, 21 is an upper alignment film, 52 is a sealing material, 50 is a liquid crystal layer, 75 is a spacer, 22 is Lower alignment film, 32 is a lower electrode, 76 is a flattening film, 33 is a color filter, 33D is a black matrix, 12 is a lower electrode substrate, 16 is a lower polarizing plate, 1 'is an upper electrode substrate 11 and an upper electrode 31 A metal auxiliary electrode 1 formed between them is a metal auxiliary electrode 1 formed between the lower electrode substrate 12 and the lower electrode 32. The configuration of the metal auxiliary electrodes 1 and 1 ′ is the same as that shown in FIG.
[0078]
FIG. 3A is a partial schematic plan view of the electrode substrate 12 showing a terminal portion of the transparent electrode 32 of the liquid crystal display element to which the first embodiment is applied, and FIG. 3B is a portion in a range about four times that of FIG. It is a schematic plan view. In addition, illustration of the metal auxiliary electrodes 1 and 1 ″ is omitted in FIG.
[0079]
3 is a terminal (connection electrode, ie, input terminal) connected to an electrode (the output-side outer lead) of TCP (not shown here, see reference numeral 10 in FIGS. 5 and 6), 3 ′ is a display Diagonal straight lines, 4 and 5 are dummy electrodes, which are part of the lead wires connecting the transparent electrode 32 and the terminal 3, 100 is the dummy electrode, 100 is the terminal 3, lead wire, the end of the transparent electrode 32, and the dummy electrodes 4, 5 The terminal portion 71 includes a TCP alignment mark when TCP is mounted on the electrode substrate 12, and 52 is a portion provided with a sealing material.
[0080]
The pitch of the terminals 3 of the transparent electrodes 32 drawn to the end of the electrode substrate 12 and connected to the TCP is narrower than the pitch of the plurality of transparent electrodes 32 wired in parallel on the electrode substrate 12, respectively. Therefore, it is necessary to provide a lead-out wiring including an oblique straight line 3 'for connecting the two.
[0081]
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a plurality of terminals 3 for connection with TCP (see reference numeral 10 in FIG. 5) arranged in a line on the end of the electrode substrate 12 are provided. A dummy electrode 4 is provided in a space between the terminal groups 30 (see FIG. 3B). The dummy electrode 4 is configured by a shape as shown in the figure that fills the space, that is, a parallel electrode 4a having the same pitch and the same width as the terminal 3, and an oblique straight electrode 4b. The oblique straight electrodes 4b are provided between the oblique straight wires 3 ′ of the adjacent terminals 3 on the outermost side of the terminal group 30 at the same angle and the same pitch as the oblique straight wires 3 ′. In this embodiment, the dummy electrode 4 is made of an ITO film and is electrically floating. As shown in FIG. 3A, between the transparent electrode 32 and the electrode substrate 12, as described in detail with reference to FIG. 1A, the metal auxiliary electrode 1 for reducing wiring resistance (FIG. 3). In FIG. 3B, a metal auxiliary electrode 1 ″ (not shown in FIG. 3B) is provided between the dummy electrode 4 and the electrode substrate 12 with the same configuration as that of the metal auxiliary electrode 1. It is provided.
[0082]
Conventionally, since there is a gap between the terminal group 30 connected to a plurality of TCPs installed, the thickness of the terminal 3 is, for example, 0.2 to 0.3 μm, depending on the thickness of the terminal 3 made of a thick ITO film. There is a difference in height between a certain part and a non-part, and this shape is transferred to a rubbing roller that performs alignment treatment (rubbing) on an alignment film formed on the display electrode 2 during mass production of liquid crystal display elements. When alignment processing is performed using a roller, there is a problem that uneven rubbing streaks occur in the alignment film and display quality deteriorates. In this embodiment, a space between TCPs (between terminal groups 30) is a dummy. By filling the electrode 4 with the space, the space can be made to have the same unevenness condition on both sides, that is, the rubbing condition, so that the alignment film is not uneven as in the conventional case and the display quality is improved. It can be. Further, by providing the dummy electrode 4 in the space between the TCPs, it is possible to eliminate the recess of about 0.2 μm between the TCPs, so that the gap between the upper and lower substrates can be made uniform. Therefore, it is a so-called non-lighting portion outside the display portion (lighting portion) where the electrodes of the upper and lower electrode substrates intersect inside the sealing material 52 of the completed liquid crystal display element (the side where the liquid crystal intervenes). There is no uneven shading in the portion called the frame portion, a uniform black astigmatism region can be realized, and the gap between the two substrates can be well controlled, so that the color unevenness Therefore, display quality can be improved.
[0083]
In the present embodiment, as shown in FIG. 3, dummy electrodes 5 are provided in the space between the terminals 3 in the frame portion. Note that the pitches of the dummy electrodes 5 are equal, and the distances between the dummy electrodes 5 and the terminals 3 on both sides thereof (the distance between the two) are the same. Is equal to In this embodiment, the dummy electrode 5 is made of an ITO film and is electrically floating. Here, a metal auxiliary electrode (not shown in FIG. 3B) having the same configuration as that of the metal auxiliary electrode 1 is not provided between the dummy electrode 4 and the electrode substrate 12, but may be provided.
[0084]
In this embodiment, since the dummy electrode 5 is provided in the gap between the terminals 3 in the portion including the frame portion, it is possible to prevent light leakage from occurring in the gap between the terminals 3 in the frame portion. Further, the in-plane density of the terminal 3 and the portion where the terminal 3 is extended as it is becomes uniform, and the gap between the upper and lower substrates can be made uniform. Conventionally, since the diagonal straight wiring of the lead-out wiring is radial, the interval between the diagonal straight wirings becomes narrower from the transparent electrode for display toward the terminal. However, in this embodiment, since the dummy electrodes 4 and 5 are provided, the gap in the frame portion can be made uniform, and this problem is caused. The frame portion can be made uniform black, and the display quality can be improved. Furthermore, in the conventional liquid crystal display element, since the transparent electrode for display and the oblique straight wiring made of a thick ITO film of 0.2 to 0.3 μm of the upper and lower electrode substrates support the spacer, the spacer without the electrode becomes free, The gap control is not effective, and the conventional radial slanted straight wiring has a problem that unevenness of color due to a gap variation in the frame portion occurs because the wiring density is not uniform as described above. In particular, in an STN-LCD that requires a high-accuracy gap (± 0.1 μm) between both electrode substrates, the effective density at which a spacer for producing the gap is greatly affected. In the present embodiment, since the dummy electrodes 4 and 5 are provided, the gap in the frame portion can be made uniform, so this problem is solved, color unevenness due to gap variation in the frame portion does not occur, and display quality is improved. Can be improved.
[0085]
In this embodiment, the dummy electrode 5 is electrically floating, but it may be connected at one point by a connection portion of the minimum pattern so that the wiring resistance of the lead-out wiring is the same as that of the other lead-out wiring.
[0086]
4A and 4B show an upper electrode substrate formed by applying a terminal portion 100 having terminals 3, lead-out wirings, dummy electrodes 4 and 5 as illustrated in FIGS. 3A and 3B. 11 and a schematic plan view of the lower electrode substrate 12. FIG.
[0087]
When the liquid crystal display element is assembled by superimposing the electrode substrates 11 and 12, the terminal portions 100 (FIG. 3) of the transparent electrodes 31 and 32 formed at the ends of the electrode substrates 11 and 12 are opposed to each other. It is duplicated in a pattern that completely overlaps the opposite surfaces of the end portions of the substrates 11 and 12 when viewed from the direction perpendicular to both substrate surfaces. The duplicated terminal portions are denoted by reference numerals 101 and 102.
[0088]
The duplicated terminal portion (counter dummy electrode of the scanning drive element electrode) 101 is duplicated on the surface of the end portions of the two opposing sides of the upper electrode substrate 11, and on the surface of the end portion of the lower electrode substrate 12 facing it. A part of the terminal portion of the lower electrode 32 is copied with the same pattern and the same material.
[0089]
The duplicated terminal portion (opposite dummy electrode of the data driving element electrode) 102 is duplicated on the surface of the end of the two opposing sides of the lower electrode substrate 12, and on the surface of the end of the upper electrode substrate 11 facing it. A part of the terminal portion of the upper electrode 31 is copied with the same pattern and the same material.
[0090]
In the duplicated terminal portions 101 and 102, as illustrated in FIG. 3A, the same configuration (same material and thickness) is provided between the electrode substrates 11 and 12 and the transparent electrode 1 and the dummy electrode 4. A metal auxiliary electrode having a width, a width, etc.) is formed. A metal auxiliary electrode having the same configuration may be provided between the electrode substrates 11 and 12 and the dummy electrode 5.
[0091]
The duplicated terminal portions 101 and 102 are electrically floating so as not to light the liquid crystal between these and the terminal portions facing them. Even when the dummy electrodes 4 face each other in the terminal portion, the dummy electrodes 4 are electrically floated so as not to light the liquid crystal between them. As a result, even if charges are accumulated in the dummy electrode 4 due to static electricity or the like, it can be discharged due to a high resistance leak of the liquid crystal, and lighting can be prevented.
[0092]
That is, for example, (1) a part of the pattern of the terminal portion 100 of the upper electrode 31 at the end of the upper electrode substrate 11 (including lead wires and dummy electrodes 4 and 5; hereinafter the same) is copied to the lower electrode substrate. 12 are arranged and formed at opposite ends. {Circle around (2)} A pattern of a part of the terminal portion of the upper electrode 31 on the opposite end of the upper electrode substrate 11 is copied in the same manner and arranged at the opposite end portion of the lower electrode substrate 12. (3) A pattern of a part of the terminal portion of the lower electrode 32 at the end of the lower electrode substrate 12 is copied and disposed at the opposite end of the upper electrode substrate 11. (4) The terminal part of the lower electrode 32 at the end of the liquid crystal filling port on the opposite side of the lower electrode substrate 12 (this terminal part is not connected to the terminal of the TCP which is the driving element. A part of the pattern of the upper electrode substrate 11 is disposed and formed in the same manner. Thereafter, when the two electrode substrates 11 and 12 are overlaid and assembled, the terminal portions of the same pattern that are opposed to the terminal portions of the upper electrode 31 and the lower electrode 32 and overlap completely when viewed from the direction perpendicular to the substrate surface Are arranged opposite to each other. The duplicated terminal portions overlap in the same pattern as the terminal portions of the upper electrode 31 and the lower electrode 32, but are electrically floating, so even if a drive voltage is applied to the upper electrode 31 and the lower electrode 32, Abnormal lighting does not occur.
[0093]
That is, as described above, conventionally, in the liquid crystal display element configured by superposing the upper electrode substrate 11 and the lower electrode substrate 12, the display unit has the electrodes 31 and 32 on both the substrates 11 and 12, Since the terminal portion has electrodes only on one of the substrates, the amount of the terminal portion is the same as that of the ITO film which is a transparent electrode material having a thickness of 0.2 to 0.3 μm and constituting the upper electrode 31 and the lower electrode 32. The gap became large, the spacer became free, and the gap control was not effective. In particular, in a liquid crystal display element that requires a high-precision gap (± 0.1 μm) between both electrode substrates, such as an STN-LCD, the STN liquid crystal display element is caused by gap fluctuation around the completed liquid crystal display element. There has been a problem that the optical characteristics fluctuate and color unevenness occurs in the display portion. However, in the present embodiment, in the liquid crystal display element formed by superposing the upper electrode substrate 11 and the lower electrode substrate 12, as described above, the electrode of the same pattern is formed on both the substrates in the terminal portion as well as the display portion. Thus, the gap of the terminal portion can be made the same as the gap of the display portion, the occurrence of uneven color in the display portion due to the gap variation can be prevented, and the display quality can be improved.
[0094]
In addition, since the layer structure of the non-lighting portion is the same as that of the lighting portion and the gap is made uniform, the rubbing roller that performs the alignment treatment (rubbing) on the alignment film formed on the electrode has a portion with and without a terminal. It is possible to prevent the uneven shape of the film from being transferred, causing uneven rubbing streaks in the alignment film and degrading display quality. In addition, it is possible to prevent the occurrence of non-uniform shading in the frame portion that should be essentially black due to the non-uniformity of the gap in the frame portion, so that the frame portion can be made uniform black. , Display quality can be improved.
[0095]
Note that the terminal portion 100 referred to here usually has an oblique straight line 3 ′ connecting the terminal 3, the transparent electrodes 31, 32 and the terminal 3 outside the effective display area, as illustrated in FIG. 3. It includes a part of the end portion of the lead-out wiring or the transparent electrodes 31 and 32. However, like the right end portion of the lower electrode substrate 12 in FIG. 4B, the end portion of the electrode substrate on which the TCP is not mounted has only the end portion of the parallel transparent electrode. In this case, FIG. Only the end portion of the transparent electrode is duplicated as formed at the right end portion of the upper electrode substrate 11. That is, the same pattern in which the duplicated terminal portions 101 and 102 overlap with the pattern of the terminal portion 100 on the opposing surface of the opposing substrates 11 and 12 when viewed from the direction perpendicular to the surfaces of both electrode substrates 11 and 12. It is characterized by being.
[0096]
As described above, of the two electrode substrates 11, 12, the terminal 3 formed at the end of one electrode substrate 11, 12, the lead-out wiring, and the dummy electrodes 4, 5 are opposed to the other electrode substrate 12, 11. Since the gap between the electrode substrates 11 and 12 can be made uniform, the frame portion can be made uniform black, and color unevenness caused by gap variation in the frame portion can be obtained. It does not occur and the display quality can be improved.
[0097]
Example 2
11A is a schematic sectional view on the upper electrode substrate side of Example 2 of the present invention, FIG. 11B is a schematic sectional view on the lower electrode substrate side, FIG. FIG. 11D is a schematic plan view of FIGS. 11A and 11B. 11A and 11B correspond to cross-sectional views taken along the line AA in FIG. However, in (A) and (B), an alignment film, a liquid crystal, a spacer, and the like are not shown (see FIG. 2C).
[0098]
11 is an upper electrode substrate, 1 'is a metal auxiliary electrode, 31 is a transparent electrode, 12 is a lower electrode substrate, 33D is a black matrix, 33 is a color filter, 76 is a planarizing film, 1 is a metal auxiliary electrode, 32 is a transparent electrode It is.
[0099]
First, as shown in FIG. 11B, a light-shielding film made of a metal film such as chromium or a resin containing a black pigment is formed on the lower electrode substrate 12 made of glass or the like, and a photolithography method or the like is used. A predetermined opening is formed to form a black matrix 33D.
[0100]
Next, a resin containing a pigment is formed in an opening of the black matrix 33D in a predetermined color and arrangement, and the color filter 33 is obtained. Next, a planarizing film 76 made of a resin such as polyimide or epoxy is formed using a spinner or the like, and the unevenness caused by the formation of the black matrix 33D and the color filter 33 is reduced.
[0101]
Here, the upper surface of the planarizing film 76 becomes the metal auxiliary electrode forming surface 77. That is, on the metal auxiliary electrode forming surface 77, one or more metal films (details will be described later) of Al or the like having a low resistance are formed by using a sputtering method or the like to form the metal auxiliary electrode 1.
[0102]
Here, the metal film may have a single-layer structure having a single composition as shown in FIG. 11C. For example, as shown in FIG. 13E, the lower Cr film is formed from the metal auxiliary electrode formation surface 77 side. 1d, the intermediate layer Al film 1e, and the upper layer Cr film 1f, or the two-layer structure of the lower layer Al film 1g and the upper layer Cr film 1h, as shown in FIG. 77, and the reduction of the contact resistance with the transparent electrodes 32 and 31 to be formed later is desirable.
[0103]
Note that the total thickness of the metal auxiliary electrode 1 is preferably 5000 mm (0.5 μm) or less because the film thickness may be reduced and the gap may be changed when the thickness is increased.
[0104]
Although not shown, before the metal auxiliary electrode 1 is formed on the metal auxiliary electrode forming surface 77, that is, between the two, SiO 2 ₂ If a non-conductive film such as a film is formed as a base film of about 100 to 500 mm, the adhesion is further improved.
[0105]
In the present embodiment, the side surface 1s of the metal auxiliary electrode 1 or 1 ′ is provided with an inclining (tapered) slope toward the metal auxiliary electrode forming surface 77. Thereby, since the adhesion area of the transparent electrode 32 (31) covering the inclined side surface 1s and the upper surface of the metal auxiliary electrode 1 (1 ′) is increased, the metal auxiliary electrode is hardly peeled off by an external force.
[0106]
As a method for inclining the side surface (etching surface) 1s of the metal auxiliary electrode (metal film) 1 toward the metal auxiliary electrode forming surface 77, for example, the mixing ratio of the etching solution at the time of patterning etching of the metal auxiliary electrode 1 There is a way to adjust. For example, a method for forming the metal auxiliary electrode 1 and the transparent electrode 32 when the composition of the metal auxiliary electrode 1 is a single Al film will be described with reference to FIGS.
[0107]
First, as shown in FIG. 14A, after a metal film 80 for forming a metal auxiliary electrode is formed on the metal auxiliary electrode forming surface 77, a photoresist film 78 is formed thereon, and the metal film 80 is formed. A photoresist film 78 is left on the portion to be left as the metal auxiliary electrode.
[0108]
Next, when the metal film 80 is etched using the photoresist film 78 as a mask and a mixed solution of phosphoric acid-acetic acid-nitric acid-water as an etching solution, the metal auxiliary electrode forming surface is formed on the side surface as shown in FIG. A metal auxiliary electrode 1 having a slope extending toward the end 77 is formed. By setting the mixing ratio of the etching solution constituent liquids to 16: 1: 2: 1, the angle θ formed between the side surface 1s of the metal auxiliary electrode 1 and the metal auxiliary electrode forming surface 77 shown in FIG. Was formed at 70 to 80 degrees. In order to further reduce the value of θ, the mixing ratio of acetic acid and water may be increased. For example, θ = about 40 degrees was obtained by setting the mixing ratio to 14: 3: 1: 2.
[0109]
Next, after removing the photoresist film 78, a transparent conductive film 83 made of ITO is formed on the metal auxiliary electrode 1 by sputtering as shown in FIG.
[0110]
Next, as shown in (D), a photoresist film 79 is left in a portion to be left as a transparent electrode.
[0111]
Next, after the transparent conductive film 83 is etched using the photoresist film 79 as a mask and then the photoresist film 79 is removed, a transparent electrode 32 is formed as shown in FIG. Complete.
[0112]
Using the structure created in this way, the electrical resistance (unit Ω / cm between two opposing sides of a square with one side of 1 cm) ² ) Sheet resistance defined as 10Ω / cm ² When the metal auxiliary electrode 1 having a thickness of 500 mm / 3000 mm / 500 mm and a wiring width of 10 μm is provided for the transparent electrode 32 having a wiring width of 100 μm with a three-layer structure of Cr / Al / Cr, the sheet resistance is about 50 % Reduction, about 5Ω / cm ² It became.
[0113]
Further, in the substrate according to the present invention, an alignment treatment (for example, an alignment film surface with a cloth) formed on the transparent electrode 32 and for aligning liquid crystals (see reference numerals 22 and 21 in FIGS. 2, 9, and 10). The film such as the metal auxiliary electrode 1 was not peeled off even when the rubbing method of rubbing was performed.
[0114]
As described above, the lower electrode substrate 12 having the color filter 33 as shown in FIG. 11B has been described as an example, but the upper electrode substrate 11 does not have the black matrix 33D, the color filter 33, and the planarizing film 76. Just can be produced in the same way.
[0115]
An alignment film is applied to both of these substrates, alignment treatment is performed, polymer spacers having a particle diameter of 6 μm are dispersed, and both substrates are bonded together by a sealing material provided around the frame to maintain a gap between the substrates. When the sealed liquid crystal was turned on with a twist of 240 degrees, the shadowing amount could be reduced by about 30% as compared with a liquid crystal display device not implementing the present invention.
[0116]
Example 3
FIG. 15A is a schematic sectional view on the upper electrode substrate side in Example 3 of the present invention, and FIG. 15B is a schematic sectional view on the lower electrode substrate side. Note that an alignment film, a liquid crystal, a spacer, and the like are not illustrated (see FIG. 2C).
[0117]
As is clear from the structure and manufacturing method of this embodiment as compared with FIGS. 11A and 11B of the second embodiment, before the metal auxiliary electrodes 1 and 1 'are formed, the second made of ITO is used. The transparent electrodes 82 and 81 are formed (that is, the metal auxiliary electrodes 1 and 1 'are sandwiched between the upper and lower transparent electrodes 32 and 82, and 31 and 81, respectively), and the others are the same as in the first embodiment.
[0118]
After forming the second transparent electrode 82 (81), the metal auxiliary electrode 1 (1 ') and the transparent electrode 32 (31) are formed as described with reference to FIG. Note that the transparent electrodes 82 and 81 added in this embodiment may be simultaneously etched using the same mask (the photoresist film 79 in FIG. 14D) when the transparent electrodes 32 and 31 are etched, respectively. .
[0119]
According to this embodiment, the total sheet resistance of the transparent electrodes 32 and 82 is 10 Ω / cm. ² When a metal auxiliary electrode 1 having a thickness of 500 mm / 3000 mm / 500 mm and a wiring width of 10 μm is provided for a transparent electrode having a wiring width of 100 μm with a three-layer structure of Cr / Al / Cr, the sheet resistance is reduced by about 80%. Yes, about 2Ω / cm ² It became.
[0120]
Further, even in the substrate according to the present invention, the metal auxiliary electrodes 1, 1 ′ and the like were not peeled off by the alignment treatment as in Example 2.
[0121]
Also in this embodiment, an alignment film is applied to both of these substrates, an alignment process is performed, polymer spacers having a particle diameter of 5 μm are dispersed, and both substrates are bonded together by a sealing material provided around the frame. When the gap between the substrates was kept and the sealed liquid crystal was turned on with a twist of 240 degrees, the shadowing amount could be reduced by about 50% as compared with the liquid crystal display device not implementing the present invention.
[0122]
Example 4
16A is a schematic cross-sectional view of the upper electrode substrate side of Example 4 of the present invention, FIG. 16B is a schematic cross-sectional view of the lower electrode substrate side, and FIG. 16C is a schematic plan view of FIGS. . Note that (A) and (B) correspond to cross-sectional views taken along the line BB of (C). However, in (A) and (B), an alignment film, a liquid crystal, a spacer, and the like are not shown (see FIG. 2C).
[0123]
15A and 15B of the third embodiment, the structure and the manufacturing method in the present embodiment are the lower side of the metal auxiliary electrode 1 (the lower electrode substrate 12 and the color filter 33). 2) except that a light-shielding film 33M is provided along the metal auxiliary electrode 1, and the others are the same as in the second embodiment. The light shielding film 33M prevents the optical defects such as light leakage and light shielding caused by the gap variation due to the presence of the metal auxiliary electrodes 1 and 1 'described in the above "problem to be solved by the invention". belongs to. When viewed from the direction perpendicular to the surface of the substrate 12, the light shielding film 33M is arranged such that the center line of the metal auxiliary electrodes 1, 1 'and the light shielding film 33M are so that the metal auxiliary electrodes 1, 1' are inside the light shielding film 33M. It is provided so as to coincide with the center line.
[0124]
By the way, the inventors have made it clear that the optical defect is likely to occur in the range of about 5 to 10 μm from the end of the metal auxiliary electrode 1, 1 ′. Therefore, for example, the width of the light shielding film 33M is set to 0 to about 30 μm, for example, about 10 μm larger than the width of the metal auxiliary electrode 1, 1 ′. 15 μm, for example, about 5 μm was projected outside.
[0125]
The light shielding film 33M and the black matrix 33D that shields light between the lighting dots are made of the same material, and the pattern of the light shielding film 33M is written in the patterning mask of the black matrix 33D. That is, the manufacturing process is simplified by sharing the patterning mask for the light shielding film 33M and the patterning mask for the black matrix 33D.
[0126]
According to this embodiment, when applied to a transmissive normally black mode liquid crystal display device having a backlight, the total sheet resistance of the transparent electrodes 32 and 82 is 10 Ω / cm. ² When a metal auxiliary electrode 1 having a thickness of 500 mm / 3000 mm / 500 mm and a wiring width of 10 μm is provided for a transparent electrode having a wiring width of 100 μm with a three-layer structure of Cr / Al / Cr, the sheet resistance is reduced by about 80%. Yes, about 2Ω / cm ² It became.
[0127]
Further, even in the substrate according to the present invention, the metal auxiliary electrodes 1, 1 ′ and the like were not peeled off by the alignment treatment as in Examples 2 and 3.
[0128]
Also in this embodiment, an alignment film is applied to both of these substrates, an alignment process is performed, polymer spacers having a particle diameter of 5 μm are dispersed, and both substrates are bonded together by a sealing material provided around the frame. When the gap between the substrates was kept and the sealed liquid crystal was turned on with a twist of 240 degrees, the shadowing amount could be reduced by about 50% as compared with the liquid crystal display device not implementing the present invention.
[0129]
In this embodiment, as shown in FIG. 16B, the light shielding film 33M is provided only on the lower electrode substrate 12 side having the black matrix 33D from the viewpoint of simplifying the manufacturing process. May be provided on the opposite substrates 11 and 12 along one or both of the metal auxiliary electrodes 1 and 1 '. In addition, the light shielding film 33M may be provided on only one side of the substrates 11 and 12 or on both the substrates along the metal auxiliary electrodes 1 and 1 '.
[0130]
Example 5
FIG. 17A to FIG. 22F are diagrams for explaining the fifth embodiment. 17A is a schematic plan view of the data electrode substrate 11 having a data input terminal 90 connected to the data input LSI, and FIG. 18B is a B portion (a corner portion of the data electrode substrate 11) of FIG. FIG. 19C is a schematic plan view of the scan electrode substrate 12 having a scan terminal 99 connected to the scan LSI, and FIG. 20D is a portion C (scan electrode substrate 12) of FIG. 19C. FIG. 17, 19, and 21 show wiring patterns of transparent electrodes, and FIGS. 18, 20, and 22 show wiring patterns of transparent electrodes and metal auxiliary electrodes. A color filter, a black matrix, etc. are not shown.
[0131]
17A and 19C, 91 is a lighting part, 92 is a non-lighting part, in FIGS. 18B and 20D, 93 is a lighting part, 94 is a dummy transparent electrode, and 95 is An oblique dummy transparent electrode, 96 is a replication electrode, 97 is a lead wire, and 98 is a dummy transparent electrode between lead wires.
[0132]
In this embodiment, as shown in FIGS. 18B and 20D, a dummy transparent electrode 94 is provided between the terminal portions of adjacent lead-out wirings 97 in the non-lighting portion (92 in FIGS. 17 and 19). In addition, adjacent diagonal wirings are filled with diagonal dummy transparent electrodes 95 having the same angle as the diagonal wiring.
[0133]
In addition to the dummy transparent electrode 94 and the oblique dummy transparent electrode 95, a lead-out wiring 97 for leading from the end of the lighting section 14 to a terminal section (electrode) for connection to an LSI that generates a predetermined voltage waveform, and A dummy transparent electrode 98 between the lead wires for filling the gap of the lead wire 97 is duplicated and formed on the opposing surface of the opposing substrate. That is, after assembling both the data electrode substrate 11 and the scan electrode substrate 12, the wiring and electrodes are formed to be mirror-symmetric. The replica electrode 96 is electrically floating.
[0134]
In FIGS. 17A and 18B, the metal auxiliary electrode 1 ′ is arranged from the data input terminal 90 involved in direct display to the lighting portions 91 and 93, and the dummy electrode 94 not directly involved in display is provided with metal auxiliary. The electrode 1 'is not arranged. Similarly, in FIGS. 19C and 20D, the metal auxiliary electrode 1 is arranged from the scanning terminal 99 that is directly involved in the display to the lighting portions 91 and 93, and the dummy electrode that is not directly involved in the display is made of metal. The auxiliary electrode 1 is not arranged. Further, the metal auxiliary electrodes 1, 1 ′ are not formed on the oblique dummy transparent electrode 95, the lead-out wiring dummy transparent electrode 98, and the duplicate electrode 96.
[0135]
Further, the light shielding film 33M for preventing optical defects such as light leakage in the non-lighting portion shown in FIG. 16 is provided only under the metal auxiliary electrodes 1 and 1 'arranged in the portion directly related to the display. .
[0136]
An alignment film is applied to the data electrode substrate 11 shown in FIG. 17A and the scan electrode substrate 12 shown in FIG. 19C, an alignment process is performed, and spacers having a predetermined particle diameter are dispersed. After assembling both substrates with the gap maintained and the liquid crystal in between, the liquid crystal display element is almost completed.
[0137]
FIG. 21E is a schematic plan view showing a wiring shape of the completed liquid crystal display element 62, and FIG. 22F is an enlarged detail view of a D portion (a corner portion of the liquid crystal display element 62) in FIG. In FIG. 22F, the replica electrode 96 is not shown.
[0138]
The gap of the liquid crystal display element 62 depends on the convex portions of both the substrates 11 and 12. In the liquid crystal display device 62 according to the present invention having the metal auxiliary electrodes 1 and 1 ', the gap is the thickness of the intersecting metal auxiliary electrodes 1 and 1', and the intersecting portion of the metal auxiliary electrodes 1 and 1 '(perpendicular to the substrate surface). It depends on the area of the overlapping part in the direction. However, for example, even if the width of the metal auxiliary electrode 1 ′ on the data electrode substrate 11 side in the lighting portion is 10 μm and the width of the metal auxiliary electrode 1 on the scan electrode substrate 12 side is 20 μm, the crossing area is small, so Has no effect.
[0139]
However, if the metal auxiliary electrodes 1, 1 ′ are arranged on the dummy electrode 94 or the like so as to overlap when the two substrates 11, 12 are bonded to each other in the non-lighting portion, the crossing area becomes large and the gap is affected. Effect.
[0140]
In this embodiment, when the particle size of the spacer is 5 μm, the dummy auxiliary electrode 94, the oblique dummy transparent electrode 95, the inter-leading wiring dummy transparent electrode 98 and the duplicate electrode 96 in the non-lighting portion are also used as the metal auxiliary electrodes 1, 1 ′. The variation in the gap of the liquid crystal display device arranged so as to overlap when the substrates 11 and 12 were bonded together was ± 0.2 μm. On the other hand, in the liquid crystal display device according to the present embodiment in which the metal auxiliary electrodes 1 and 1 'are not disposed on the dummy electrode 94 or the like, the gap is not affected, and the gap variation is ± 0.1 μm, which is caused by the gap fluctuation. The occurrence of uneven color was not confirmed.
[0141]
The metal auxiliary electrodes 1 and 1 ′ may be provided only on one of the substrates 12 and 11 on the dummy electrode 94 and the like in the non-lighting portion.
[0142]
FIG. 5 is a plan view showing a connection state of the liquid crystal display device 62 to which the printed circuit board 35, the TCP 10 on which the driving semiconductor IC chip 34 is mounted, and the liquid crystal display element 62 of the liquid crystal display device to which the present invention is applicable.
[0143]
The present invention has been specifically described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. For example, in the above embodiment, one metal auxiliary electrode 1, 1 ′ per transparent electrode 32, 31 is arranged at the center of the transparent electrode 32, 31. In addition, a plurality of them may be arranged. In the above-described embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to a simple matrix type liquid crystal display device. However, the present invention is not limited to this. Needless to say. When applied to an active matrix type liquid crystal display element, the display electrode shown in FIG. 1 is a scanning signal line (that is, a gate signal line or a horizontal signal line) or a video signal line (on a substrate on which a switching element is provided). That is, a drain signal line or a vertical signal line).
[0144]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, since the metal auxiliary electrode for reducing the wiring resistance is provided between the transparent electrode and the electrode substrate, the rounding of the waveform for driving the liquid crystal and the distortion of the crosstalk are reduced. Therefore, it is possible to reduce shadowing and make it invisible to the viewer, and to improve display quality. In addition, since the metal auxiliary electrode is covered with a transparent electrode, it is possible to prevent corrosion of the metal auxiliary electrode due to acid and alkali used during the manufacturing process of the liquid crystal display element. In addition, the metal auxiliary electrode is peeled off by interposing a metal film with good adhesion above and below the metal auxiliary electrode and inclining the side surface of the metal auxiliary electrode or by sandwiching the metal auxiliary electrode between two transparent electrodes. In addition, the electrical connectivity can be improved and the reliability can be improved. Furthermore, by providing a light shielding film along the metal auxiliary electrode, it is possible to suppress an optical defect such as light leakage or light shielding in the vicinity of the metal auxiliary electrode.
[Brief description of the drawings]
1A is a schematic cross-sectional view showing a transparent electrode provided with a metal auxiliary electrode of an electrode substrate of Example 1 of the present invention, and FIGS. 1B and 1C show a structural example compared with FIG. It is a schematic plan view and a schematic cross-sectional view.
2A to 2C are a schematic plan view of a main part of a liquid crystal display element to which Example 1 is applied and a schematic cross-sectional view of the main part corresponding thereto.
3A is a partial schematic plan view of an electrode substrate showing a terminal portion of a transparent electrode of a liquid crystal display element to which Example 1 is applied, and FIG. 3B is a partial schematic view in a range about four times that of FIG. A plan view is shown.
FIGS. 4A and 4B are schematic plan views of an upper electrode substrate and a lower electrode substrate showing an embodiment in which the first embodiment is applied and the terminal portion of the transparent electrode is duplicated on the opposing surface of the electrode substrate. FIG.
FIG. 5 is a plan view showing a connection state of a liquid crystal display device to which the present invention is applicable, a printed circuit board, a TCP on which a driving semiconductor IC chip is mounted, and a liquid crystal display element;
FIG. 6 is an exploded perspective view of an example of a liquid crystal display module to which the present invention is applicable.
7 is a block diagram of an example of a laptop personal computer on which the liquid crystal display module of FIG. 6 is mounted as a display unit.
FIG. 8 is a perspective view of an example of the laptop personal computer of FIG. 6;
FIG. 9 is an exploded perspective view of a main part of an example of a liquid crystal display element.
FIG. 10 is a partially cutaway perspective view of an example of an upper electrode substrate portion of a liquid crystal display element.
11A is a schematic sectional view on the upper electrode substrate side of Example 2 of the present invention, FIG. 11B is a schematic sectional view on the lower electrode substrate side, and FIG. 11C is an enlarged detail view of part A of FIG. It is principal part sectional drawing which shows the laminated constitution of an auxiliary electrode and a transparent electrode.
12D is a schematic plan view of FIGS. 11A and 11B. FIG.
FIGS. 13E and 13F are cross-sectional views showing the main parts of a layer configuration of a metal auxiliary electrode and a transparent electrode different from those shown in FIG.
FIGS. 14A to 14E are cross-sectional views of manufacturing steps for realizing the structure shown in FIG.
15A is a schematic cross-sectional view of the upper electrode substrate side of Example 3 of the present invention, and FIG. 15B is a schematic cross-sectional view of the lower electrode substrate side.
16A is a schematic cross-sectional view of the upper electrode substrate side of Example 4 of the present invention, FIG. 16B is a schematic cross-sectional view of the lower electrode substrate side, and FIG. 16C is a schematic plan view of FIGS. It is.
17A is a schematic plan view of a data electrode substrate 11. FIG.
18B is an enlarged detail view of a corner portion (B portion in FIG. 17A) of the data electrode substrate 11. FIG.
FIG. 19C is a schematic plan view of the scan electrode substrate 12;
20D is an enlarged detailed view of a corner portion (C portion in FIG. 19C) of the scan electrode substrate 12. FIG.
FIG. 21E is a schematic plan view of a liquid crystal display element 62. FIG.
22F is an enlarged detailed view of a corner portion (D portion in FIG. 21E) of the liquid crystal display element 62. FIG.
FIGS. 23A and 23B are schematic plan views showing electrode wirings of two conventional upper and lower electrode substrates. FIGS.
[Explanation of symbols]
1, 1 ′, 1 ″, metal auxiliary electrode, 1a, 1d, lower Cr film, 1b, 1e, 1g, Al film, 1c, 1f, 1h, upper layer Cr film, 1s, side surface of metal auxiliary electrode, θ, metal Side electrode angle of auxiliary electrode 4, 5 ... dummy electrode, 11 ... upper electrode substrate, 12 ... lower electrode substrate, 31, 32 ... transparent electrode made of ITO film, 33 ... color filter, 33D ... black matrix, 33M ... light shielding Reference numeral: 76, flattening film, 77 ... metal auxiliary electrode forming surface, 81, 82 ... second transparent electrode, 100 ... terminal part, 101, 102 ... duplicated terminal part.

Claims

A liquid crystal display device in which a liquid crystal is sandwiched between a first insulating substrate and a second insulating substrate,
A plurality of first transparent electrodes are formed on the first insulating substrate, a plurality of second transparent electrodes are formed on the second insulating substrate,
When viewed from a direction perpendicular to the opposing surfaces of the first and second insulating substrates, the first transparent electrode and the second transparent electrode intersect each other, and a pixel is configured by the intersection. And
The first and second insulating substrates are arranged between the first transparent electrode and the first insulating substrate and between the second transparent electrode and the second insulating substrate in the display unit. Each has at least one metal auxiliary electrode for reducing wiring resistance, which is provided in contact with the first or second transparent electrode and is narrower than the first and second transparent electrodes,
In the display unit, the side surface of the metal auxiliary electrode has a slope that spreads toward the surface on which the metal auxiliary electrode is formed,
The first and second insulating substrates have an alignment film that has been subjected to an alignment treatment by a rubbing method in order to align the liquid crystal;
The liquid crystal display device, wherein the alignment film is formed on the first and second transparent electrodes covering the side surfaces and the upper surface of the metal auxiliary electrode in contact with the first or second transparent electrode. .