JP4198942B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に係り、特に、いわゆる横電界方式と称される液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
いわゆる横電界方式と称される液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される各基板の一方の基板の液晶側の面の各画素領域に、画素電極とこの画素電極との間に電界を発生せしめる対向電極が形成され、該電界のうち基板とほぼ平行な成分によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【0003】
また、このような液晶表示装置を、アクティブ・マトリクス型に適用させたものとして、前記一方の基板の液晶側の面において、そのx方向に延在しy方向に並設されるゲート信号線とy方向に延在しx方向に並設されるドレイン信号線とで囲まれた領域を画素領域とし、これら各画素領域に、ゲート信号線からの走査信号によって作動するスイッチング素子と、このスイッチング素子を介してドレイン信号線からの映像信号が供給される画素電極と、この画素電極と離間配置された対向電極とが形成されている。
【0004】
そして、カラー表示用の場合、前記一方の基板側にカラーフィルタを形成し、他方の基板側には該カラーフィルタを形成しない構造のものが知られるに至っている。近年の高精細化にともない、一方の基板に対する他方の基板の合わせずれによる影響を低減させるためである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成からなる液晶表示装置は、赤色(R)、緑色(G)、および青色(B)の各カラーフィルタにおいて、その層厚が全て均一に形成されていない構成となっている。
【0006】
R、G、Bのそれぞれのカラーフィルタの透過率、色純度のバランスをとるためにそれぞれの層厚を独自に設定する場合、あるいは製造上のばらつきにより各層厚が均一に形成できない場合があるからである。
【0007】
この場合、該カラーフィルタの上層に、画素電極および対向電極が層間絶縁膜を介して形成されている場合、前記層間絶縁膜の一方の基板面に対する高さが前記カラーフィルタの層厚に反映され、前記画素電極あるいは対向電極がそれぞれ高さ(一方の基板面からの高さ)が異なって形成されることになる。
【0008】
このことは、各画素においての液晶の層厚が均一にならず、それぞれ同じ光透過率が得られないことになる。
【0009】
また、画素電極および対向電極との間に介在される層間絶縁膜がたとえば塗布により形成される樹脂材等の場合、該層間絶縁膜の厚さが異なる色のカラーフィルタの画素ごとに異なり、前記画素電極と対向電極との間の該層間絶縁膜による異なる電圧低下が輝度−電圧特性をずらすことになり、中間調の色バランスがくずれることになる。
【0010】
本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、表示の品質の向上を図った液晶表示装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。
【0036】
手段
本発明による液晶表示装置は、例えば、互いに対向される第1および第2の基板間に挟持された液晶層と、
前記第1の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第1の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第1の基板間にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記第1の基板から前対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極間の距離を短くすることを特徴とするものである。
手段2.
本発明による液晶表示装置は、例えば、互いに対向される第1および第2の基板間に挟持された液晶層と、
前記第1の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第1の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第1の基板間にカラーフィルタを有し、前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極と前記画素電極間の距離を短くすることを特徴とするものである。
【0037】
手段
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段1又は2において前記画素電極は、前記第1の基板と前記カラーフィルタの間に形成されていることを特徴とするものである。
【0038】
手段
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段1又は2において、前記画素電極は、前記対向電極と同層に形成されていることを特徴とするものである。
手段5.
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段4において、前記カラーフィルタと前記対向電極の間にはオーバーコート層が形成されていることを特徴とするものである。
【0039】
手段
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段1又は2において、前記画素電極は、前記カラーフィルタと前記対向電極の間に形成され、且つ前記カラーフィルタと前記対向電極の間にはオーバーコート層が形成されていることを特徴とするものである。
手段7.
本発明による液晶表示装置は、例えば、手段1又は2において、前記カラーフィルタは、赤、緑、青の何れかの色であり、各色の厚みは、赤>緑>青の関係となっていることを特徴とするものである。
【0040】
本発明の更なる手段は本願明細書あるいは図面により明らかとなるであろう。
【0041】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による液晶表示装置の実施例を図面を用いて説明をする。
【0042】
参考例1.
《等価回路》
図2は本発明による液晶表示装置の一参考例を示す全体等価回路図である。同図は等価回路であるが、実際の幾何学的配置に対応させて描いている。
【0043】
図2において、液晶を介して互いに対向配置される一対の透明基板SUB1、SUB2があり、該液晶は一方の透明基板SUB1に対する他方の透明基板SUB2の固定を兼ねるシール材SLによって封入されている。
【0044】
シール材SLによって囲まれた前記一方の透明基板SUB1の液晶側の面には、そのx方向に延在しy方向に並設されたゲート信号線GLとy方向に延在しy方向に並設されたドレイン信号線DLとが形成されている。
【0045】
各ゲート信号線GLと各ドレイン信号線DLとで囲まれた領域は画素領域を構成するとともに、これら各画素領域のマトリクス状の集合体は液晶表示部ARを構成するようになっている。
【0046】
また、x方向に並設される各画素領域のそれぞれにはそれら各画素領域内に走行された共通の対向電圧信号線CLが形成されている。この対向電圧信号線CLは各画素領域の後述する対向電極CTに映像信号に対して基準となる信号電圧を供給するための信号線となるものである。
【0047】
各画素領域には、その片側のゲート信号線GLからの走査信号によって作動される薄膜トランジスタTFTと、この薄膜トランジスタTFTを介して片側のドレイン信号線DLからの映像信号が供給される画素電極PXが形成されている。
【0048】
この画素電極PXは、前記対向電圧信号線CLと接続された対向電極CTとの間に電界を発生させ、この電界によって液晶の光透過率を制御させるようになっている。
【0049】
前記ゲート信号線GLのそれぞれの一端は前記シール材SLを超えて延在され、その延在端は垂直走査駆動回路Vの出力端子が接続される端子を構成するようになっている。また、前記垂直走査駆動回路Vの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基板からの信号が入力されるようになっている。
【0050】
垂直走査駆動回路Vは複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のゲート信号線GLどうしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。
【0051】
同様に、前記ドレイン信号線DLのそれぞれの一端は前記シール材SLを超えて延在され、その延在端は映像信号駆動回路Heの出力端子が接続される端子を構成するようになっている。また、前記映像信号駆動回路Heの入力端子は液晶表示パネルの外部に配置されたプリント基板からの信号が入力されるようになっている。
【0052】
この映像信号駆動回路Heも複数個の半導体装置からなり、互いに隣接する複数のドレイン信号線DLどうしがグループ化され、これら各グループ毎に一個の半導体装置があてがわれるようになっている。
【0053】
また、x方向に併設された各画素領域に共通な前記対向電圧信号線CLは図中右側の端部で共通に接続され、その接続線はシール材SLを超えて延在され、その延在端において端子CTMを構成している。この端子CTMからは映像信号に対して基準となる電圧が供給されるようになっている。
【0054】
前記各ゲート信号線GLは、垂直走査回路Vからの走査信号によって、その一つが順次選択されるようになっている。
【0055】
また、前記各ドレイン信号線DLのそれぞれには、映像信号駆動回路Heによって、前記ゲート信号線GLの選択のタイミングに合わせて映像信号が供給されるようになっている。
【0056】
《画素の構成》
図3は、前記画素領域における構成を示した平面図で、同図のIV−IV線における断面図を図4に示している。
【0057】
透明基板SUB1の液晶側の面に、まず、x方向に延在しy方向に並設される一対(一方は図示せず)のゲート信号線GLが形成されている。
【0058】
これらゲート信号線GLは後述の一対(一方は図示せず)のドレイン信号線Dとともに矩形状の領域を囲むようになっており、この領域を画素領域として構成するようになっている。
【0059】
また、各ゲート信号線GLの間の領域には該ゲート信号線GLと平行に配置された対向電圧信号線CLが形成されている。
【0060】
このようにゲート信号線GLおよび対向電圧信号線CLが形成された透明基板のSUB1表面にはたとえばSiNからなる絶縁膜GIが該ゲート信号線GLおよび対向電圧信号線CLをも被って形成されている。
【0061】
この絶縁膜GIは、後述のドレイン信号線DLの形成領域においては前記ゲート信号線GLおよび対向電圧信号線CLに対する層間絶縁膜としての機能を、後述の薄膜トランジスタTFTの形成領域においてはそのゲート絶縁膜としての機能を、後述の容量素子Cstgの形成領域においてはその誘電体膜としての機能を有するようになっている。
【0062】
そして、この絶縁膜GIの表面であって、前記ゲート信号線GLの一部に重畳するようにしてたとえばアモルファスSiからなる半導体層ASが形成されている。
【0063】
この半導体層ASは、薄膜トランジスタTFTのそれであって、その上面にドレイン電極SD1およびソース電極SD2を形成することにより、ゲート信号線GLの一部をゲート電極とする逆スタガ構造のMIS型トランジスタを構成することができる。
【0064】
ここで、前記ドレイン電極SD1およびソース電極SD2はドレイン信号線DLの形成の際に同時に形成されるようになっている。
【0065】
すなわち、y方向に延在されるドレイン信号線DLが形成され、その一部が前記半導体層ASの上面にまで延在されてドレイン電極SD1が形成され、また、このドレイン電極SD1と薄膜トランジスタTFTのチャネル長分だけ離間されてソース電極SD2が形成されている。
【0066】
このソース電極SD2は半導体層AS面から画素領域側の絶縁膜GIの上面に至るまで若干延在され、後述の画素電極PXとの接続を図るためのコンタクト部が形成されている。
【0067】
なお、半導体層ASとドレイン電極SD1およびソース電極SD2との界面には高濃度の不純物がドープされた薄い層が形成され、この層はコンタクト層として機能するようになっている。
【0068】
このコンタクト層は、たとえば半導体AS層の形成時に、その表面にすでに高濃度の不純物層が形成されており、その上面に形成したドレイン電極SD1およびソース電極SD2のパターンをマスクとしてそれから露出された前記不純物層をエッチングすることによって形成することができる。
【0069】
このように薄膜トランジスタTFT、ドレイン信号線DL、ドレイン電極SD1、およびソース電極SD2が形成された透明基板の表面にはカラーフィルタFILが形成されている。
【0070】
このカラーフィルタFILはx方向に隣接する他の画素領域のそれとは色を異にし、y方向に隣接する他の画素領域のそれとは共通の色を有するようになっている。
【0071】
すなわち、y方向に並設される画素領域群のカラーフィルタは同色の顔料が含まれた共通の樹脂材層で形成され、該画素領域群の両脇のy方向に並設される他の画素領域群に共通に形成され異なる色の顔料が含まれた樹脂材層からなるカラーフィルタFILとは別体で形成されるようになっている。
【0072】
この場合のカラーフィルタFILは、薄膜トランジスタTFTの液晶との直接の接触を回避させて該薄膜トランジスタTFTの特性劣化を防止する保護膜の役割りをも果たしている。
【0073】
カラーフィルタFILの上面には画素電極PXが形成されている。この画素電極PXはたとえばy方向に延在されx方向に並設された複数(この参考例では2本)の電極群から構成されている。これら各電極は対向電圧信号線CLに重畳する部分で共通に接続されているともに、前記薄膜トランジスタTFTに近接する部分おいて、前記カラーフィルタFILに形成されたコンタクトホールCH1を通して該薄膜トランジスタTFTのソース電極SD2のコンタクト部に電気的に接続されている。
【0074】
そして、このように画素電極PXが形成されたカラーフィルタFILの上面には該画素電極PXをも被ってたとえば樹脂材層からなる平坦化膜OCが形成されている。
【0075】
さらに、この平坦化膜OC層の上面には対向電極CTが形成されている。この対向電極CTは、y方向に延在されx方向に並設された複数(この参考例では3本)の電極群から構成されている。
【0076】
これら各対向電極CTは、平面的に観た場合、前記画素電極PXを間にして位置付けられるようになっている。すなわち、これら各対向電極CTは、一方の側のドレイン信号線DLから他方の側のドレイン信号線DLにかけて、対向電極CT、画素電極PX、対向電極CT、画素電極PX、対向電極CTの順にそれぞれ等間隔に配置されている。
【0077】
また、このように電極群からなる対向電極CTは、それらが前記対向電圧信号線CLと重畳された部分で互いに電気的に接続されているともに、その一部が前記平坦化膜OC、カラーフィルタFILを貫通して形成されたコンタクトホールCH2を通して前記対向電圧信号線CLに電気的に接続されている。
【0078】
ここで、各対向電極群のうち、両脇に位置付けられる一対の対向電極CT、換言すればドレイン信号線DLに隣接する対向電極CTは他の対向電極CTよりも若干その幅が大きく形成されている。
【0079】
この理由は、ドレイン信号線DLからの電気力線がそれに隣接する対向電極CTに終端させやすくし、その対向電極CTを越えて画素電極PXに終端するのを防止するためである。画素電極PXに該電気力線が終端した場合にそれがノイズとなってしまうからである。
【0080】
また、これら各対向電極CTを電気的に接続させた部分はその下層の平坦化膜OCを介して各画素電極PXの電気的に接続させた部分と重畳し、さらに、この各画素電極PXの電気的に接続させた部分はカラーフィルタFILおよび絶縁膜GIを介して対向電圧信号線CLと重畳され、これらの各重畳部において容量素子Cstgが形成されるようになっている。
【0081】
この容量素子Cstgは、たとえば画素電極PXに供給された映像信号を比較的長く蓄積させる等の機能をもたせるようになっている。
【0082】
そして、このように対向電極CTが形成された透明基板SUB1の上面には該対向電極CTをも被って配向膜ORI1が形成されている。この配向膜ORI1は液晶と直接に当接する膜で、その表面に形成されたラビングによって該液晶の分子の初期配向方向を決定づけるようになっている。
【0083】
《隣接する他の画素との関係》
図1は、互いに隣接し、赤色のカラーフィルタFIL(R)、緑色のカラーフィルタ(G)、および青色のカラーフィルタ(B)を備える各画素領域の断面を示した図である。なお、図4に示した画素では画素電極PXが2本、対向電極CTが3本の場合について示したものであるが、ここでは説明を簡略するため、画素電極PXが1本、対向電極CTが2本の場合を示している。
図1において、まず、赤色のカラーフィルタFIL(R)、緑色のカラーフィルタ(G)、および青色のカラーフィルタ(B)はそれぞれその層厚が異なって形成されている。上述したように、それぞれのカラーフィルタFILの透過率、色純度のバランスをとるためにそれぞれの層厚を独自に設定する場合、あるいは製造上のばらつきにより各層厚が均一に形成できない場合等があるからである。
【0084】
このため、これら各カラーフィルタFILの層厚の違いがそれの上層に形成される平坦化膜OCの透明基板SUB1面からの高さに反映され、該平坦化膜OCの高さは該カラーフィルタFILの層厚が大きければ高く、該カラーフィルタFILの層厚が小さければ低く形成されてしまう。
【0085】
なお、この参考例では平坦化膜OCは塗布で形成される樹脂膜で構成されるものであるが、その名の通り完全に平坦化させることは製造上困難であり、たとえ完全に平坦化を望んでも製造を煩雑化させるというのが実情である。
【0086】
このため、カラーフィルタFILの層厚が大きい画素では液晶の層厚(液晶ギャップ)が小さく、カラーフィルタFILの層厚が小さい画素では液晶の層厚が大きくなってしまう。
【0087】
なお、液晶は透明基板SUB1とこの透明基板SUB1と対向配置される透明基板SUB2との間に介在され、該透明基板2の液晶側の面には少なくともカラーフィルタFILが形成されていない構成となっている。
【0088】
このように、液晶の層厚が小さい画素領域では、その部分において一定の液晶の光透過率を得ようとした場合、画素電極PXと対向電極CTとの間に印加する電圧を大きくしなければならず、また、液晶の層厚が大きい画素領域では画素電極PXと対向電極CTとの間に印加する電圧を小さくしなければならなくなってしまう。
【0089】
換言すれば、画素電極PXと対向電極CTとの間の電圧を一様にした場合、カラーフィルタFILの層厚に応じて液晶の光透過率がばらつくことになる。
【0090】
このため、本参考例では、たとえば赤色(R)のカラーフィルタ、緑色(G)のカラーフィルタ、青色(B)のカラーフィルタの順に層厚が小さくなっている場合、これら各カラーフィルタに重畳されている平坦化膜OCの膜厚を順次大きくさせるように設定させている。
【0091】
さらに、詳述すると、平坦化膜OCの膜厚は、次のような式(1)、
【0092】
【数1】
0<画素領域間の層間絶縁膜の膜厚差
<画素領域間のカラーフィルタの膜厚差 …………(1)
を満足するように設定されている。
【0093】
および、カラーフィルタFILの厚い画素の方が平坦化膜OCは厚くなっているという関係を満足するようにして設定されている。
【0094】
平坦化膜OCの材料をその粘度等において従来のものと同じものを使用する場合、その塗布はスピンコートでなされるが、そのスピンの回転数を適当な値に制御することにより上述したような膜厚で設定することができる。むろん、スピンコート以外の手法でもよい。
【0095】
このように構成した液晶表示装置は、平坦化膜OCの層厚が厚いことによる駆動電界の減衰に起因する駆動電圧の上昇を回避でき、液晶の層厚が厚いことによる複屈折モードに起因する駆動電圧の低下を回避できるようになる。
【0096】
これらが相補的に働くことにより、液晶にとっての駆動電圧のばらつきを抑制できるようになる。
【0097】
さらに、他の参考例として、次の式(2)、
【0098】
【数2】
1/4×画素間のカラーフィルタの膜厚さ
<画素間の平坦化膜OCの膜厚差
<3/4×画素間のカラーフィルタFILの膜厚差
…………(2)
を満足させることによって、輝度むらをさらに抑制させることができるようになる。
【0099】
そして、上述した構成とする際において、平坦化膜OCが厚すぎると表面が平坦化してしまうことになることから、次の式(3)、
【0100】
【数3】
平坦化膜OCの膜厚
<最も厚いカラーフィルタFILの膜厚の3/2倍 ……(3)
を満足させることが好ましい。
【0101】
さらに、あまり薄すぎるといわゆる段差縮小効果が少なくなってしまうことから、
次の式(4)、
【0102】
【数4】
最も薄いカラーフィルタFILの膜厚の1/4
<平坦化膜OCの膜厚
<最も厚いカラーフィルタFILの膜厚の3/2倍 ……(4)
を満足させることが好ましい。
【0103】
参考例2.
図5は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図1に対応した図となっている。
【0104】
図1と異なる構成は、ドレイン信号線DLの両脇に位置付けられる各対向電極CTを該ドレイン信号線DLをも被って互いに接続させたことにある。
【0105】
このようにした場合、ドレイン信号線DLからのノイズとなる電気力線が該対向電極CTに終端され、該対向電極CTに隣接する画素電極PXに終端するのを充分に回避できるようになる。
【0106】
参考例3.
図6は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図1に対応した図となっている。
【0107】
図1と異なる構成は、対向電極CTは各画素領域の全域に及んで形成され、かつ、隣接する対向電極CTとも互いに接続されていることにある。
【0108】
この場合、対向電極CTの材料としては、たとえばITO(Indium Tin Oxide)等のような透光性のものが使用される。
【0109】
このようにした場合、対向電極CTの断線の憂いがなく、かつ全体の抵抗値を大幅に低減させることができる。
【0110】
参考例4.
図7は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図5に対応した図となっている。
【0111】
図5の場合と異なる構成は、平坦化膜OCの下層に画素電極PXを上層に対向電極CTが設けられている。
【0112】
この場合においても、ドレイン信号線DLの両脇に位置付けられる各対向電極CTは該ドレイン信号線DLをも被って互いに接続されている。
【0113】
カラーフィルタFILによる段差よりも平坦化膜OCによる段差の方が小さいため、該段差の部分に形成される対向電極CTを平坦化膜OC上に形成した構成となっている。
【0114】
参考例5.
図8は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図1に対応した図となっている。
【0115】
図1と異なる構成は、平坦化膜OCの上層に画素電極PXを下層に対向電極CTが設けられており、各電極の層を入れ替えていることにある。
【0116】
このようにした場合においても、同様な効果を奏することができる。
【0117】
参考例6.
図9は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、たとえば図6に対応した図となっている。
【0118】
図6と異なる構成は、透明基板SUB2において、透明基板SUB1との間のギャップを図るスペーサは、該透明基板SUB2の液晶側の面にたとえば樹脂材のフォトリソグラフィ技術による選択エッチングによって形成されたいわゆる支柱SUPによって構成されている。
【0119】
本発明を適用するためには、液晶の層厚を正確に設定しておくことが要求されることから、該支柱SUPによるスペーサによってその高さのばらつきを小さくすることができる。
【0120】
この場合、該スペーサの形成個所としては、その先端が膜厚の最も大きなカラーフィルタFILに当接するように設定されている。膜厚の最も大きなカラーフィルタFIL上に形成される平坦化膜OCの膜厚は小さく、そのばらつきが小さいため、該スペーサによるギャップの均一を確保できるようになる。
【0121】
また、スペーサもそれ自体高さが大きいとそのばらつきが大きくなるが、膜厚の最も大きなカラーフィルタFILに当接させることにより、その高さを小さくしそのばらつきを低減させて、スペーサによるギャップの均一を確保できる。
【0122】
参考例7.
図10は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図で、図9に対応した図となっている。
【0123】
図9と異なる構成は、該支柱SUPによるスペーサは透明基板1の液晶側の面に形成されていることにある。
【0124】
参考例8.
図11は、本発明による液晶表示装置の画素の他の参考例を示す平面図である。また、図12は図11のXII−XIIにおける断面図を示している。
【0125】
図11に示す液晶表示装置はこれまでの参考例に示す液晶表示装置とは異なり、カラーフィルタFILが透明基板SUB2側に形成され、該カラーフィルタFILをも被って平坦化膜OCが形成されている。
【0126】
そして、透明基板SUB1の液晶LC側の面の各画素領域は、ゲート絶縁膜GI上に画素電極PXが形成され、この画素電極PXを被うたとえばSiN膜からなる保護膜PSV1および有機材料からなる保護膜PSV2の積層体の上面に対向電極CTが形成されている。
【0127】
また、この対向電極CTは、このうちドレイン信号線DLに隣接されて配置されるものにあって、該ドレイン信号線DLを被うようにして形成され、かつ該ドレイン信号線DLを間にして隣接される他の画素領域の該ドレイン信号線に隣接する他の対向電極CTと接続されるように形成されている。
【0128】
そして、画素電極PX上の各保護膜PSV1、PSV2のそれぞれの層厚をd、dとし、対向電極CTと画素電極PXの間の領域の各保護膜PSV1、PSV2の各保護膜PSV1、PSV2のそれぞれの層厚をd’、d’とし、それらの関係が次式(5)、
【0129】
【数5】
≒d’,d<d’<d+d ……(5)
を満足するときに、画素電極PXの膜厚dの影響を緩和でき、画素電極PX上の液晶の層厚(液晶ギャップ)dと対向電極CTと画素電極PXの間の領域上の液晶ギャップd’の関係は次式(6)、
【0130】
【数6】
≒d’(但し、d≦d’) ……(6)
となっている。
【0131】
ここで、d≦d’になるのは、実際の製造において、d>d’となるように製造するのが困難だからである。
【0132】
これにより、各画素内における液晶ギャップむらによる電界の集中が緩和されるようになる。
【0133】
なお、上式(5)、上式(6)での近似は100nm以下であることが望ましい。
【0134】
また、対向電極CTと画素電極PXの間に生じる電界は、これら各電極の間に介在される保護膜PSV1、PSV2によって弱められることになる。
【0135】
上式(5)の関係より、画素電極PX上の保護膜PSV1、PSV2にかかる電界は、対向電極CTと画素電極PXの間の領域の保護膜PSV1、PSV2にかかる電界よりも小さくなるため、液晶ギャップd個所の液晶に電界がかかりやすくなる。
【0136】
図13(a)、(b)、(c)、は、画素電極PX上の保護膜の厚さxとそれによる液晶における電界の変化を示した図であり、これによって明らかとなるように、保護膜の厚さxが小さくなるに従って、画素電極PX上の電界が大きくなるようになる。
【0137】
このため、横電界駆動である本方式において、各画素領域の対向電極CTと画素電極PXとの間に均一な電界を形成することができるようになる。
【0138】
ちなみに、従来の構成では、d≒d’d≒d’として構成され、画素電極PXの膜厚dの影響を受け、画素電極PX上の液晶ギャップdと対向電極CTと画素電極PXの間の領域の液晶ギャップd’の関係は、d+d≒d’となる。
【0139】
横電界駆動に用いる複屈折モードの液晶では、液晶ギャップが広いほど、液晶駆動の電圧が低下する。したがって、液晶ギャップd’の個所の液晶はdの個所の液晶よりも低電圧で駆動しやすくなる。
【0140】
また、液晶ギャップdの個所の保護膜PSV2の表面を通る対向電極CTと画素電極PXの間の最短の長さXは、液晶ギャップd’の個所の保護膜PSV2の表面を通る対向電極CTと画素電極PXの間の最短の長さX’よりも長く、かつ、上式d≒d’d≒d’の関係であることから、式E=A×V/x(E:電界、V:対向電極と画素電極にかかる電圧、x:保護膜PSV2表面を通る対向電極と画素電極の最短の長さ、A:正の比例定数)により、液晶ギャップd’の個所にかかる電界が液晶ギャップdの個所にかかる電界よりも著しくなり、画素電極PX付近の画素領域の電界が弱くなり、光透過率低下の原因となる。
【0141】
参考例9.
図14は、本発明の参考例による液晶表示装置のある部分における画素の断面図を、また、図15は、該液晶表示装置の他の部分における画素の断面図を示している。たとえば図16に示す液晶表示装置の液晶表示部ARにおいて、図中Xの部分の画素の断面図を図14に、図中Yの部分の画素の断面図を図15に示している。なお、この場合における画素の断面個所は図11に示したと同様となっている。
【0142】
図14と図15を比較して、まず異なる構成は、保護膜PSV1が液晶表示部ARの個所において膜厚を異にして形成されている。図14の場合の保護膜PSV1の膜厚はxであるのに対し、図15の場合の保護膜PSV1の膜厚はy(<x)となっている。
【0143】
保護膜PSV1の形成において、液晶表示部ARの全域に及んで均一に形成されず、その膜厚にばらつきがあることを示している。
【0144】
ここで、保護膜PSV1の上面に形成される保護膜PSV2は、図14の場合、その膜厚はxであるのに対し、図15の場合、その膜厚はy(≒x)となって、それらはほぼ等しくなっているとする。
【0145】
このとき、対向電極CTと画素電極PXの間の領域かかる電界は、液晶ギャップx、yがx≒yの関係を有する(液晶に含有されるビーズの径と同等)ことから、保護膜PSV1の薄い部分で高くなってしまう。
【0146】
このため、本参考例では、各画素領域において電界が均一になるように、保護膜PSV2は、その膜厚をx<yとなるように設定されている。保護膜PSV1の各膜厚のx>yの関係を補うためである。
【0147】
これにより、次式(7)
【0148】
【数7】
x2+x3≒y2+y3、x>y、x<y ……(7)
の関係が成立する。
【0149】
上述した各参考例では、保護膜PSVに対して画素電極PXがその下層に、対向電極CTが上層に形成したものであるが、これらは逆に、すなわち、画素電極が上層に、対向電極が下層に位置付けられた構成のものにあっても適用できることはいうまでもない。
【0150】
参考例10.
図17は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す構成図で、図1に対応した図となっている。
【0151】
透明基板SUB1上の対比する各画素の層構造の相異によって該透明基板SUB1から液晶層までの距離が異なると、該液晶層の厚みも異なることになる。横電界方式では駆動電圧が液晶層の厚みに依存し、液晶層が厚いほど、より低い電圧で同じ輝度を得ることができる。この場合、図17に示すように、各画素において、仮に電極間の距離が全て等しいとすると、図中Xの領域の画素はYの領域の画素より駆動電圧が高いことになる。このことを図23にて説明する。図23は横軸に電圧V,縦軸に輝度BをとるB−V曲線であり、曲線Aは図17のXの領域のB−V曲線、曲線BはYの領域のB−V曲線である。曲線Aは曲線BよりB−Vカーブがゆるやかなものとなり、したがって、ある電圧に対し表示される階調が異なったものとなってしまうことになる。
【0152】
そこで、本参考例では、図17に示すように、電極間の距離において特別な構成としたものである。基板SUB1から対向電極CTまでの距離はXの領域に相当する画素ではYの領域に相当する画素より長くなり、d10>d20の関係になっている。
【0153】
この場合、対向電極CTは複数本、たとえば各画素につき2本形成されている。対向電極CT間の距離をX領域に相当する画素でL3,Y領域に相当する画素でL6とすると、L6>L3の関係を満たすようにしている。すなわち、X領域に相当する画素では各対向電極CT間の距離が短くなるようにしている。
【0154】
これにより、同一の電圧を印加した際にX領域とY領域にそれぞれ形成される電界強度をより均一に近づけることが可能となり、両領域のB−Vカーブの傾きを近づけることができる。これにより、階調のずれを改善することができる。
【0155】
また、Xの領域に相当する画素での画素電極PXと対向電極CTの間の距離をL1およびL2とする。そして、Yの領域に相当する画素での画素電極PXと対向電極CTの間の距離をL4およびL5とする。このとき、L4,L5>L1,L2、あるいは少なくともL4>L1もしくはL4>L2、L5>L1もしくはL5>L2のいずれかを満たすことで、同一の電圧を印加した際にX領域とY領域にそれぞれ形成される電界強度をより均一に近づけることが可能となり、両領域のB−Vカーブの傾きを近づけることができる。これにより、階調のずれを改善することができる。
【0156】
なお、図17では、一例として保護膜PSV1は例えば無機膜、保護膜PSV2は有機膜としている。図17では対向電極CTを映像信号線DLの上に保護膜PSV2を介して配置している。
【0157】
これによりドレイン信号線DLと対向電極CT間の寄生容量を抑制しつつ、ドレイン信号線DLからの漏れ電界をシールドすることができる。寄生容量を低下し漏れ電界シールドの効果のみを十分奏するには保護膜PSV2にある程度の厚みがあることが望ましく、この目的から該保護膜PSV2には有機膜が望ましい。しかし、有機膜には塗布装置固有の膜厚ムラが生じやすいという難点がある。しかし、本参考例の概念により、膜厚の違いのB−Vカーブへの影響を回避できるようになるため、シールド効果のみを十分奏することができるようになる。
【0158】
参考例11.
図18は、本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す構成図で、図17に対応した図となっている。
【0159】
図18は図17の構成に対してさらに改善を施したものであり、対向電極CTの本数および画素電極PXの本数を図17の場合よりも増加させている点に相異を有する。
【0160】
また、対向電極CTと画素電極PXが共に保護膜PSV2の上層に形成していることに相異を有する。それ以外は図17の場合と同じであり、図17の場合と同様の効果を奏することができる。
【0161】
図18において、画素電極PXの基板SUB1からの距離はd30>d31であり、Xの領域にてYの領域より大きくなっている。この場合、各画素電極PXの間の距離は、Xの領域でL7とし、Yの領域でL8とした場合、L8>L7の関係を満たすようになっている。
【0162】
これにより、図17の場合と同様に、同一の電圧を印加した際にX領域とY領域にそれぞれ形成される電界強度をより均一に近づけることが可能となり、両領域のB−Vカーブの傾きを近づけることができる。したがって、階調のずれを改善することができる。
【0163】
実施例
図19は、本発明による液晶表示装置の実施例を示す構成図で、図17に対応した図となっている。
【0164】
図17で説明した階調ずれの改善は、隣接画素間で液晶層の厚みに差を設ける構成として有効となる。
【0165】
すなわち、図19は、隣接画素間で液晶層の厚みを異ならしめた構成である。ここで保護膜PSV2に代えて、カラーフィルタFILを形成している。図19はゲート信号線GLの延在方向の複数画素の断面構造を示すものであり、カラーフィルタFILの色は画素毎にR,G,Bのいずれかが形成されて3原色を構成している。各カラーフィルタFILの境界はドレイン信号線DL上に位置している。
【0166】
ここで、液晶表示装置では所定の色を実現する必要があり、色間でカラーフィルタFILの厚みを全く同一にすることは困難となる。このため、図19に示すようにカラーフィルタFILに応じて画素毎に透明基板SUB1から液晶層までの距離が異なり、液晶層の厚みが異なったものとして構成される。
【0167】
このような構造で階調のずれを改善するため、少なくとも次の(1)、(2)いずれかに示す構成を用いることが有効とある。すなわち、
(1)基板面SUB1から対向電極CTまでの距離が長い画素ほど、各対向電極CT間の距離を短くする。
(2)基板面SUB1から対向電極CTまでの距離が長い画素ほど、各対向電極CTと画素電極PXの間の距離を短くする。
【0168】
この実施例では、たとえば上記の(1)、(2)の双方の構成を適用し、より階調ずれの改善を図ったものとしている。
【0169】
また、この実施例でのR,G,Bの膜厚の順序は説明のためのものであり、必ずしもこの順序である必要はない。カラーフィルタFILに使用する各色の材料の特性に合わせ適宜設定するからである。
【0170】
なお、上記(1)あるいは(2)の少なくともいずれかを満たすように構成してもよいことはもちろんである。
【0171】
実施例
図20は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図19に対応した図となっている。
【0172】
図19の場合と比較して異なる部分は、対向電極CTと画素電極PXをカラーフィルタFIL上に配置させている点にある。この構成においても実施例で説明した(1)と(2)の構成のうち少なくともいずれかを適用することで、階調ずれの低減を実現させることができる。この実施例では前記(1)と(2)の構成の双方を適用し、さらに階調ずれの改善を図っていることにある。
【0173】
実施例
図21は、本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図19に対応した図となっている。
【0174】
図19の場合と比較して異なる構成は、カラーフィルタFIL上にオーバーコート膜OCが形成されている点である。そして対向電極CTが該オーバーコート膜OCの上層に、画素電極PXが該オーバーコート膜OCの下層に形成されている点である。
【0175】
この構成でも実施例で示した(1)の構成と(2)の構成のうち少なくともいずれかを適用することで、階調ずれの低減を実現させることができる。
【0176】
さらに本実施例では、オーバーコート膜OCの膜厚のカラーフィルタFILに対する関係に特徴を有する。すなわち、カラーフィルタFILの厚い画素ではオーバーコート膜OCを薄くし、カラーフィルタFILの薄い画素ではオーバーコート膜OCを厚くするように構成している。これにより、色の異なる画素間の液晶層の厚みの違いを、オーバーコート膜OCのない状態より低減することができる。この結果、階調ずれを低減することができる。
【0177】
オーバーコート膜OCは、粘性を適切に設定した液状のオーバーコート材料を塗布し、数十秒程度の放置後、透明基板SUB1ごと該オーバーコート材料を加熱することで図21に示す構成を実現することができる。
【0178】
この実施例では液晶層の厚みの差を低減する構造上の特徴と、実施例に示した(1)の構成と(2)の構成との双方を適用することで、階調ずれをさらに改善することができる。
【0179】
実施例
図22は本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す構成図で、図19に対応した図となっている。
【0180】
図19の場合と比較して異なる構成は、画素電極PXもオーバーコート膜OCの上層にある点である。
【0181】
この構成でも実施例に示す(1)の構成と(2)の構成の少なくともいずれかを適用することで、階調ずれの低減を実現できる。
【0182】
上述した各実施例はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施例での効果を単独であるいは相乗して奏することができるからである。
【0183】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかとなるように、本発明による液晶表示装置によれば、表示の品質の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による液晶表示装置の一参考例を示す断面図である。
【図2】 本発明による液晶表示装置の一参考例を示す全体等価回路図である。
【図3】 本発明による液晶表示装置の画素の一参考例を示す平面図である。
【図4】 図3のIV−IV線における断面図である。
【図5】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図6】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図7】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図8】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図9】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図10】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図11】 本発明による液晶表示装置の画素の他の参考例を示す平面図である。
【図12】 図11のXII−XII線における断面図である。
【図13】 本発明の参考例による効果を説明する説明図である。
【図14】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図15】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図16】 図14および図15に示す各画素の個所を示すために必要な説明図である。
【図17】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図18】 本発明による液晶表示装置の他の参考例を示す断面図である。
【図19】 本発明による液晶表示装置の実施例を示す断面図である。
【図20】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図21】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図22】 本発明による液晶表示装置の他の実施例を示す断面図である。
【図23】 B−Vカーブのずれの説明図である。
【符号の説明】
SUB…透明基板、GL…ゲート信号線、DL…ドレイン信号線、AS…半導体層、TFT…薄膜トランジスタ、PX…画素電極、CT…対向電極、GI…絶縁膜、PSV…保護膜、ORI…配向膜、LC…液晶。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a liquid crystal display device called a so-called lateral electric field method.
[0002]
[Prior art]
A so-called horizontal electric field type liquid crystal display device has an electric field applied between a pixel electrode and the pixel electrode in each pixel region on the liquid crystal side surface of one of the substrates opposed to each other via liquid crystal. A counter electrode to be generated is formed, and the light transmittance of the liquid crystal is controlled by a component of the electric field substantially parallel to the substrate.
[0003]
Further, assuming that such a liquid crystal display device is applied to an active matrix type, gate signal lines extending in the x direction and juxtaposed in the y direction are provided on the liquid crystal side surface of the one substrate. A region surrounded by drain signal lines extending in the y direction and juxtaposed in the x direction is defined as a pixel region, and each of these pixel regions is operated by a scanning signal from a gate signal line, and the switching device A pixel electrode to which a video signal from the drain signal line is supplied via the pixel electrode and a counter electrode spaced apart from the pixel electrode are formed.
[0004]
In the case of color display, a structure in which a color filter is formed on the one substrate side and the color filter is not formed on the other substrate side has been known. This is to reduce the influence of misalignment of the other substrate with respect to one substrate with the recent high definition.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the liquid crystal display device having such a configuration has a configuration in which the layer thickness is not uniformly formed in each of the red (R), green (G), and blue (B) color filters. .
[0006]
In order to balance the transmittance and color purity of the color filters of R, G, and B, each layer thickness may be set independently, or each layer thickness may not be formed uniformly due to manufacturing variations. It is.
[0007]
In this case, when the pixel electrode and the counter electrode are formed on the upper layer of the color filter via an interlayer insulating film, the height of the interlayer insulating film with respect to one substrate surface is reflected in the layer thickness of the color filter. The pixel electrodes or the counter electrodes are formed with different heights (height from one substrate surface).
[0008]
This means that the liquid crystal layer thickness in each pixel is not uniform, and the same light transmittance cannot be obtained.
[0009]
In addition, when the interlayer insulating film interposed between the pixel electrode and the counter electrode is, for example, a resin material formed by coating, the thickness of the interlayer insulating film differs for each color filter pixel having a different color, Different voltage drop due to the interlayer insulating film between the pixel electrode and the counter electrode shifts the luminance-voltage characteristic, and the halftone color balance is lost.
[0010]
The present invention has been made based on such circumstances, and an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device in which display quality is improved.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
[0036]
  means1.
  The liquid crystal display devices according to the present invention are, for example, opposed to each other.First and secondA liquid crystal layer sandwiched between the substrates,
  A region surrounded by a plurality of gate signal lines and drain signal lines formed on the first substrate;A plurality of pixel regions;
  SaidFirstHaving a pixel electrode and a counter electrode formed in each pixel region of the surface of the substrate on the liquid crystal layer side,
  A color filter is provided between the counter electrode and the first substrate, and the color filter is different in color and thickness between adjacent pixel regions,
  SaidFirstThe substrate ofBeforeRecordOppositeDistance between electrodesIs a long pixel areaSaidFirstThe substrate ofBeforeDistance between counter electrodesIs shortPixelShorten the distance between the counter electrodes in the pixel area relative to the areaIt is characterized by this.
  Mean 2.
  The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, a liquid crystal layer sandwiched between first and second substrates facing each other,
  A plurality of pixel regions that are regions surrounded by a plurality of gate signal lines and drain signal lines formed on the first substrate;
  Having a pixel electrode and a counter electrode formed in each pixel region on the liquid crystal layer side surface of the first substrate,
A color filter is provided between the counter electrode and the first substrate, and the color filter is different in color and thickness between adjacent pixel regions,
  The pixel region having a long distance between the first substrate and the counter electrode is different from the pixel region having a short distance between the first substrate and the counter electrode in the pixel region. The distance between the electrodes is shortened.
[0037]
  means3.
  The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, means.1 or 2In,The pixel electrodeFormed between the first substrate and the color filterIt is characterized by being.
[0038]
  means4.
  The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, means.1 or 2InThe pixel electrode is formed in the same layer as the counter electrode.It is characterized by this.
  Means 5.
  The liquid crystal display device according to the present invention is characterized in that, for example, in the means 4, an overcoat layer is formed between the color filter and the counter electrode.
[0039]
  means6.
  The liquid crystal display device according to the present invention includes, for example, means.1 or 2InThe pixel electrode is formed between the color filter and the counter electrode, and an overcoat layer is formed between the color filter and the counter electrode.It is characterized by being.
  Mean 7
  In the liquid crystal display device according to the present invention, for example, in the means 1 or 2, the color filter is one of red, green and blue, and the thickness of each color has a relationship of red>green> blue. It is characterized by this.
[0040]
Further means of the present invention will be apparent from the present specification or drawings.
[0041]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of a liquid crystal display device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[0042]
  referenceExample 1.
  << Equivalent circuit >>
  FIG. 2 shows a liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a whole equivalent circuit diagram which shows an example. This figure is an equivalent circuit, but is drawn corresponding to the actual geometric arrangement.
[0043]
In FIG. 2, there is a pair of transparent substrates SUB1 and SUB2 arranged to face each other via a liquid crystal, and the liquid crystal is sealed by a sealing material SL that also serves to fix the other transparent substrate SUB2 to one transparent substrate SUB1.
[0044]
On the liquid crystal side surface of the one transparent substrate SUB1 surrounded by the sealing material SL, the gate signal lines GL extending in the x direction and arranged in parallel in the y direction, and extending in the y direction and aligned in the y direction. A drain signal line DL is provided.
[0045]
A region surrounded by each gate signal line GL and each drain signal line DL constitutes a pixel region, and a matrix aggregate of these pixel regions constitutes a liquid crystal display unit AR.
[0046]
Further, a common counter voltage signal line CL running in each pixel region is formed in each pixel region arranged in parallel in the x direction. The counter voltage signal line CL serves as a signal line for supplying a reference voltage for a video signal to a counter electrode CT described later in each pixel region.
[0047]
In each pixel region, a thin film transistor TFT that is operated by a scanning signal from the gate signal line GL on one side and a pixel electrode PX to which a video signal from the drain signal line DL on one side is supplied via the thin film transistor TFT are formed. Has been.
[0048]
The pixel electrode PX generates an electric field with the counter electrode CT connected to the counter voltage signal line CL, and the light transmittance of the liquid crystal is controlled by the electric field.
[0049]
One end of each of the gate signal lines GL extends beyond the sealing material SL, and the extending end constitutes a terminal to which the output terminal of the vertical scanning drive circuit V is connected. The input terminal of the vertical scanning drive circuit V receives a signal from a printed circuit board disposed outside the liquid crystal display panel.
[0050]
The vertical scanning drive circuit V is composed of a plurality of semiconductor devices, and a plurality of gate signal lines GL adjacent to each other are grouped, and one semiconductor device is assigned to each group.
[0051]
Similarly, one end of each of the drain signal lines DL extends beyond the seal material SL, and the extending end constitutes a terminal to which the output terminal of the video signal driving circuit He is connected. . The input terminal of the video signal driving circuit He is adapted to receive a signal from a printed circuit board arranged outside the liquid crystal display panel.
[0052]
This video signal drive circuit He is also composed of a plurality of semiconductor devices, and a plurality of adjacent drain signal lines DL are grouped, and one semiconductor device is assigned to each group.
[0053]
Further, the counter voltage signal line CL common to the pixel regions arranged in the x direction is connected in common at an end portion on the right side in the drawing, and the connection line extends beyond the seal material SL, and the extension A terminal CTM is formed at the end. A voltage serving as a reference for the video signal is supplied from the terminal CTM.
[0054]
One of the gate signal lines GL is sequentially selected by a scanning signal from the vertical scanning circuit V.
[0055]
In addition, a video signal is supplied to each of the drain signal lines DL by the video signal driving circuit He in accordance with the selection timing of the gate signal line GL.
[0056]
<Pixel configuration>
FIG. 3 is a plan view showing a configuration in the pixel region, and FIG. 4 shows a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
[0057]
First, a pair (one not shown) of gate signal lines GL extending in the x direction and juxtaposed in the y direction is formed on the liquid crystal side surface of the transparent substrate SUB1.
[0058]
These gate signal lines GL surround a rectangular area together with a pair of drain signal lines D (one not shown) to be described later, and this area is configured as a pixel area.
[0059]
Further, a counter voltage signal line CL disposed in parallel with the gate signal line GL is formed in a region between the gate signal lines GL.
[0060]
Thus, an insulating film GI made of, for example, SiN is formed on the surface of the SUB1 of the transparent substrate where the gate signal line GL and the counter voltage signal line CL are formed so as to cover the gate signal line GL and the counter voltage signal line CL. Yes.
[0061]
This insulating film GI functions as an interlayer insulating film for the gate signal line GL and the counter voltage signal line CL in the formation region of the drain signal line DL described later, and the gate insulating film in the formation region of the thin film transistor TFT described later. In the formation region of the capacitor element Cstg described later, the function as a dielectric film is provided.
[0062]
A semiconductor layer AS made of, for example, amorphous Si is formed on the surface of the insulating film GI so as to overlap a part of the gate signal line GL.
[0063]
This semiconductor layer AS is that of the thin film transistor TFT, and by forming a drain electrode SD1 and a source electrode SD2 on the upper surface thereof, an MIS type transistor having an inverted stagger structure having a part of the gate signal line GL as a gate electrode is formed. can do.
[0064]
Here, the drain electrode SD1 and the source electrode SD2 are formed simultaneously with the formation of the drain signal line DL.
[0065]
That is, the drain signal line DL extending in the y direction is formed, and a part of the drain signal line DL extends to the upper surface of the semiconductor layer AS to form the drain electrode SD1, and the drain electrode SD1 and the thin film transistor TFT are also formed. A source electrode SD2 is formed separated by the channel length.
[0066]
The source electrode SD2 extends slightly from the semiconductor layer AS surface to the upper surface of the insulating film GI on the pixel region side, and a contact portion for connection with a pixel electrode PX described later is formed.
[0067]
A thin layer doped with high-concentration impurities is formed at the interface between the semiconductor layer AS, the drain electrode SD1, and the source electrode SD2, and this layer functions as a contact layer.
[0068]
For example, when the semiconductor AS layer is formed, the contact layer has a high-concentration impurity layer already formed on the surface thereof, and is exposed from the pattern of the drain electrode SD1 and the source electrode SD2 formed on the upper surface thereof as a mask. It can be formed by etching the impurity layer.
[0069]
A color filter FIL is formed on the surface of the transparent substrate on which the thin film transistor TFT, the drain signal line DL, the drain electrode SD1, and the source electrode SD2 are thus formed.
[0070]
The color filter FIL has a color different from that of other pixel areas adjacent in the x direction and has a common color with that of other pixel areas adjacent in the y direction.
[0071]
That is, the color filter of the pixel region group arranged in parallel in the y direction is formed of a common resin material layer containing the same color pigment, and other pixels arranged in parallel in the y direction on both sides of the pixel region group. It is formed separately from the color filter FIL formed of a resin material layer that is formed in common in the region group and includes pigments of different colors.
[0072]
In this case, the color filter FIL also serves as a protective film that prevents direct contact of the thin film transistor TFT with the liquid crystal and prevents characteristic deterioration of the thin film transistor TFT.
[0073]
  A pixel electrode PX is formed on the upper surface of the color filter FIL. The pixel electrode PX extends in the y direction, for example, and is arranged in parallel in the x direction (thisreferenceIn the example, it is composed of two electrode groups. These electrodes are connected in common at the portion overlapping the counter voltage signal line CL.WhenBoth are close to the thin film transistor TFTInThe color filter FIL is electrically connected to the contact portion of the source electrode SD2 of the thin film transistor TFT through a contact hole CH1.
[0074]
A flattening film OC made of, for example, a resin material layer is formed on the upper surface of the color filter FIL on which the pixel electrode PX is formed in this manner so as to cover the pixel electrode PX.
[0075]
  Further, a counter electrode CT is formed on the upper surface of the planarizing film OC layer. The counter electrode CT includes a plurality (this) that extends in the y direction and is arranged in parallel in the x direction.referenceIn the example, it is composed of three electrode groups.
[0076]
Each of these counter electrodes CT is positioned with the pixel electrode PX in between when viewed in plan. That is, the counter electrodes CT are arranged in the order of the counter electrode CT, the pixel electrode PX, the counter electrode CT, the pixel electrode PX, and the counter electrode CT from the drain signal line DL on one side to the drain signal line DL on the other side. It is arranged at equal intervals.
[0077]
In addition, the counter electrode CT composed of the electrode group in this way is electrically connected to each other at a portion where the counter voltage signal line CL is overlapped, and a part of the counter electrode CT is composed of the planarizing film OC and the color filter. The counter voltage signal line CL is electrically connected through a contact hole CH2 formed through the FIL.
[0078]
Here, in each counter electrode group, a pair of counter electrodes CT positioned on both sides, in other words, the counter electrode CT adjacent to the drain signal line DL is formed to be slightly wider than the other counter electrodes CT. Yes.
[0079]
The reason is that the electric lines of force from the drain signal line DL are easily terminated at the counter electrode CT adjacent thereto, and are prevented from terminating at the pixel electrode PX beyond the counter electrode CT. This is because when the electric lines of force terminate in the pixel electrode PX, it becomes noise.
[0080]
Further, the portion where these counter electrodes CT are electrically connected overlaps with the portion where each pixel electrode PX is electrically connected via the underlying planarization film OC. The electrically connected portion is overlapped with the counter voltage signal line CL via the color filter FIL and the insulating film GI, and the capacitive element Cstg is formed in each of these overlapping portions.
[0081]
The capacitive element Cstg has a function of, for example, accumulating a video signal supplied to the pixel electrode PX for a relatively long time.
[0082]
An alignment film ORI1 is formed on the upper surface of the transparent substrate SUB1 on which the counter electrode CT is formed in this manner so as to cover the counter electrode CT. This alignment film ORI1 is a film that is in direct contact with the liquid crystal and determines the initial alignment direction of the molecules of the liquid crystal by rubbing formed on the surface thereof.
[0083]
<Relationship with other adjacent pixels>
FIG. 1 is a diagram showing a cross section of each pixel region that is adjacent to each other and includes a red color filter FIL (R), a green color filter (G), and a blue color filter (B). Note that the pixel shown in FIG. 4 shows the case where there are two pixel electrodes PX and three counter electrodes CT. Here, for simplicity of explanation, one pixel electrode PX and one counter electrode CT are shown. Shows the case of two.
In FIG. 1, first, the red color filter FIL (R), the green color filter (G), and the blue color filter (B) are formed with different layer thicknesses. As described above, in order to balance the transmittance and color purity of each color filter FIL, the thickness of each layer may be set uniquely, or the thickness may not be uniform due to manufacturing variations. Because.
[0084]
For this reason, the difference in the layer thickness of each color filter FIL is reflected in the height from the surface of the transparent substrate SUB1 of the planarization film OC formed thereon, and the height of the planarization film OC is the color filter. If the layer thickness of the FIL is large, the layer is formed high, and if the layer thickness of the color filter FIL is small, the layer is formed low.
[0085]
  In addition, thisreferenceIn the example, the planarization film OC is composed of a resin film formed by coating, but as the name suggests, it is difficult to completely planarize, and even if complete planarization is desired, it is difficult to manufacture. The fact is that it is complicated.
[0086]
Therefore, the liquid crystal layer thickness (liquid crystal gap) is small in a pixel having a large color filter FIL layer thickness, and the liquid crystal layer thickness is large in a pixel having a small color filter FIL layer thickness.
[0087]
The liquid crystal is interposed between the transparent substrate SUB1 and the transparent substrate SUB2 disposed opposite to the transparent substrate SUB1, and at least the color filter FIL is not formed on the liquid crystal side surface of the transparent substrate 2. ing.
[0088]
Thus, in a pixel region where the layer thickness of the liquid crystal is small, if a constant liquid crystal light transmittance is to be obtained in that portion, the voltage applied between the pixel electrode PX and the counter electrode CT must be increased. In addition, in the pixel region where the liquid crystal layer thickness is large, the voltage applied between the pixel electrode PX and the counter electrode CT must be reduced.
[0089]
In other words, when the voltage between the pixel electrode PX and the counter electrode CT is made uniform, the light transmittance of the liquid crystal varies depending on the layer thickness of the color filter FIL.
[0090]
  Because of this, the bookreferenceIn the example, for example, when the layer thicknesses are reduced in the order of a red (R) color filter, a green (G) color filter, and a blue (B) color filter, the planarizing film superimposed on each color filter. The OC film thickness is set to increase sequentially.
[0091]
More specifically, the thickness of the planarization film OC is expressed by the following equation (1),
[0092]
[Expression 1]
        0 <Differential film thickness difference between pixel regions
          <Difference in color filter film thickness between pixel areas (1)
Set to satisfyThe
[0093]
The thicker pixel of the color filter FIL is set so as to satisfy the relationship that the planarization film OC is thicker.
[0094]
When using the same material as that of the conventional flattening film OC in terms of its viscosity, the coating is performed by spin coating, but by controlling the number of rotations of the spin to an appropriate value as described above. The thickness can be set. Of course, methods other than spin coating may be used.
[0095]
The liquid crystal display device configured as described above can avoid an increase in driving voltage due to the attenuation of the driving electric field due to the thick layer thickness of the planarizing film OC, and is caused by the birefringence mode due to the thick liquid crystal layer thickness. A decrease in drive voltage can be avoided.
[0096]
When these work in a complementary manner, variations in driving voltage for the liquid crystal can be suppressed.
[0097]
  In addition, otherreferenceAs an example, the following equation (2),
[0098]
[Expression 2]
1/4 x thickness of color filter between pixels
<Difference in film thickness of planarization film OC between pixels
<3/4 × Difference in color filter FIL film thickness between pixels
………… (2)
By satisfying the above, it is possible to further suppress the luminance unevenness.
[0099]
And when setting it as the structure mentioned above, since the surface will be planarized if the planarization film OC is too thick, the following formula (3),
[0100]
[Equation 3]
Film thickness of planarization film OC
<3/2 times the thickness of the thickest color filter FIL (3)
Is preferably satisfied.
[0101]
Furthermore, if it is too thin, the so-called step reduction effect will be reduced,
The following formula (4),
[0102]
[Expression 4]
1/4 of the film thickness of the thinnest color filter FIL
<Film thickness of planarization film OC
<3/2 times the film thickness of the thickest color filter FIL (4)
Is preferably satisfied.
[0103]
  referenceExample 2.
  FIG. 5 shows another example of the liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0104]
The configuration different from FIG. 1 is that the counter electrodes CT positioned on both sides of the drain signal line DL are connected to each other by covering the drain signal line DL.
[0105]
In this case, it is possible to sufficiently avoid the electric lines of force that are noise from the drain signal line DL being terminated at the counter electrode CT and terminating at the pixel electrode PX adjacent to the counter electrode CT.
[0106]
  referenceExample 3
  FIG. 6 shows another example of the liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0107]
The configuration different from FIG. 1 is that the counter electrode CT is formed over the entire area of each pixel region and is also connected to the adjacent counter electrode CT.
[0108]
In this case, as the material of the counter electrode CT, a translucent material such as ITO (Indium Tin Oxide) is used.
[0109]
In this case, there is no concern about the disconnection of the counter electrode CT, and the entire resistance value can be greatly reduced.
[0110]
  referenceExample 4
  FIG. 7 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0111]
In the configuration different from that in FIG. 5, the pixel electrode PX is provided in the lower layer of the planarizing film OC, and the counter electrode CT is provided in the upper layer.
[0112]
Also in this case, the counter electrodes CT positioned on both sides of the drain signal line DL are connected to each other over the drain signal line DL.
[0113]
Since the level difference due to the planarization film OC is smaller than the level difference due to the color filter FIL, the counter electrode CT formed at the level difference portion is formed on the leveling film OC.
[0114]
  referenceExample 5.
  FIG. 8 shows another example of the liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0115]
The configuration different from FIG. 1 is that the pixel electrode PX is provided in the upper layer of the planarizing film OC and the counter electrode CT is provided in the lower layer, and the layers of each electrode are replaced.
[0116]
Even in this case, the same effect can be obtained.
[0117]
  referenceExample 6
  FIG. 9 shows another example of the liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example, for example, is a figure corresponding to FIG.
[0118]
6 is different from FIG. 6 in that the spacer for forming a gap between the transparent substrate SUB2 and the transparent substrate SUB1 is formed on the surface of the transparent substrate SUB2 on the liquid crystal side by, for example, selective etching of a resin material by a photolithography technique. It is comprised by the support | pillar SUP.
[0119]
In order to apply the present invention, it is required to set the layer thickness of the liquid crystal accurately, so that the variation in the height can be reduced by the spacer by the support column SUP.
[0120]
In this case, the position where the spacer is formed is set so that the tip thereof is in contact with the color filter FIL having the largest film thickness. Since the flattening film OC formed on the color filter FIL having the largest film thickness is small and its variation is small, it is possible to ensure a uniform gap by the spacer.
[0121]
In addition, the spacer also has a large variation when the height itself is large, but by contacting the color filter FIL having the largest film thickness, the height can be reduced and the variation can be reduced. Uniformity can be ensured.
[0122]
  referenceExample 7.
  FIG. 10 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0123]
The structure different from FIG. 9 is that the spacer by the support SUP is formed on the liquid crystal side surface of the transparent substrate 1.
[0124]
  referenceExample 8
  FIG. 11 shows another pixel of the liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a top view which shows an example. FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
[0125]
  The liquid crystal display device shown in FIG.referenceUnlike the liquid crystal display device shown in the example, the color filter FIL is formed on the transparent substrate SUB2 side, and the planarizing film OC is formed so as to cover the color filter FIL.
[0126]
In each pixel region on the surface of the transparent substrate SUB1 on the liquid crystal LC side, a pixel electrode PX is formed on the gate insulating film GI. A counter electrode CT is formed on the upper surface of the laminate of the protective film PSV2.
[0127]
The counter electrode CT is disposed adjacent to the drain signal line DL, and is formed so as to cover the drain signal line DL, with the drain signal line DL interposed therebetween. It is formed so as to be connected to another counter electrode CT adjacent to the drain signal line of another adjacent pixel region.
[0128]
Then, the thickness of each protective film PSV1, PSV2 on the pixel electrode PX is set to d.3, D2The thickness of each protective film PSV1, PSV2 of the protective film PSV1, PSV2 in the region between the counter electrode CT and the pixel electrode PX is d.3’, D2′ And the relationship between them is the following equation (5):
[0129]
[Equation 5]
d3≒ d3', D2<D2‘<D2+ d4       ...... (5)
When the film thickness d of the pixel electrode PX is satisfied.4The thickness of the liquid crystal on the pixel electrode PX (liquid crystal gap) d1And the liquid crystal gap d on the region between the counter electrode CT and the pixel electrode PX1The relationship of ′ is the following equation (6),
[0130]
[Formula 6]
d1≒ d1’(However, d1≦ d1’) …… (6)
It has become.
[0131]
Where d1≦ d1‘Becomes to d in actual manufacturing.1> D1This is because it is difficult to manufacture so as to be '.
[0132]
Thereby, the concentration of the electric field due to the liquid crystal gap unevenness in each pixel is reduced.
[0133]
Note that the approximation in the above formulas (5) and (6) is desirably 100 nm or less.
[0134]
Further, the electric field generated between the counter electrode CT and the pixel electrode PX is weakened by the protective films PSV1 and PSV2 interposed between these electrodes.
[0135]
From the relationship of the above equation (5), the electric field applied to the protective films PSV1 and PSV2 on the pixel electrode PX is smaller than the electric field applied to the protective films PSV1 and PSV2 in the region between the counter electrode CT and the pixel electrode PX. Liquid crystal gap d1An electric field is easily applied to the liquid crystal at the location.
[0136]
FIGS. 13A, 13B, and 13C are diagrams showing the thickness x of the protective film on the pixel electrode PX and the change in the electric field in the liquid crystal thereby, as will be apparent from FIG. As the protective film thickness x decreases, the electric field on the pixel electrode PX increases.
[0137]
For this reason, in this method, which is a lateral electric field drive, a uniform electric field can be formed between the counter electrode CT and the pixel electrode PX in each pixel region.
[0138]
Incidentally, in the conventional configuration, d3≒ d3’D2≒ d2′, And the film thickness d of the pixel electrode PX4Affected by the liquid crystal gap d on the pixel electrode PX1And a liquid crystal gap d in a region between the counter electrode CT and the pixel electrode PX1The relationship of ‘1+ d4≒ d1'.
[0139]
In a birefringence mode liquid crystal used for lateral electric field driving, the wider the liquid crystal gap, the lower the liquid crystal driving voltage. Therefore, the liquid crystal gap d1The liquid crystal at ‘d’ is d1It becomes easier to drive at a lower voltage than the liquid crystal at this point.
[0140]
The liquid crystal gap d1The shortest length X between the counter electrode CT and the pixel electrode PX passing through the surface of the protective film PSV2 at1Is the liquid crystal gap d1The shortest length X between the counter electrode CT and the pixel electrode PX passing through the surface of the protective film PSV2 at '1Longer than 'and the above formula d3≒ d3’D2≒ d2Therefore, the expression E = A × V / x (E: electric field, V: voltage applied to the counter electrode and the pixel electrode, x: the shortest length of the counter electrode and the pixel electrode passing through the surface of the protective film PSV2) , A: positive proportionality constant)1The electric field applied to the position 'is the liquid crystal gap d1The electric field in the pixel area near the pixel electrode PX becomes weak, causing a decrease in light transmittance.
[0141]
  referenceExample 9
  FIG. 14 shows the present invention.Reference exampleFIG. 15 shows a cross-sectional view of a pixel in another part of the liquid crystal display device, and FIG. 15 shows a cross-sectional view of the pixel in another part of the liquid crystal display device. For example, in the liquid crystal display portion AR of the liquid crystal display device shown in FIG. 16, a cross-sectional view of the pixel at the portion X in the drawing is shown in FIG. 14, and a cross-sectional view of the pixel at the portion Y in the drawing is shown in FIG. In this case, the cross-sectional location of the pixel is the same as that shown in FIG.
[0142]
Comparing FIG. 14 and FIG. 15, the first different configuration is that the protective film PSV1 is formed with a different thickness at the liquid crystal display portion AR. The film thickness of the protective film PSV1 in the case of FIG.3On the other hand, the film thickness of the protective film PSV1 in the case of FIG.3(<X3).
[0143]
In the formation of the protective film PSV1, it is not uniformly formed over the entire area of the liquid crystal display portion AR, indicating that the film thickness varies.
[0144]
Here, the protective film PSV2 formed on the upper surface of the protective film PSV1 has a film thickness of x in the case of FIG.2On the other hand, in the case of FIG.2(≒ x2) And they are almost equal.
[0145]
At this time, the electric field applied to the region between the counter electrode CT and the pixel electrode PX is caused by the liquid crystal gap x1, Y1Is x1≒ y1(Equal to the diameter of the beads contained in the liquid crystal), the thickness of the protective film PSV1 becomes high.
[0146]
  Because of this, the bookreferenceIn the example, the protective film PSV2 has a thickness of x so that the electric field is uniform in each pixel region.2<Y2It is set to become. X of each film thickness of the protective film PSV13> Y3This is to supplement the relationship.
[0147]
As a result, the following equation (7)
[0148]
[Expression 7]
x2 + x3≈y2 + y3, x3> Y3, X2<Y2  ...... (7)
The relationship is established.
[0149]
  Each of the abovereferenceIn the example, the pixel electrode PX is formed in the lower layer and the counter electrode CT is formed in the upper layer with respect to the protective film PSV, but these are reversed, that is, the pixel electrode is positioned in the upper layer and the counter electrode is positioned in the lower layer. Needless to say, the present invention can be applied to any other configuration.
[0150]
  referenceExample 10
  FIG. 17 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a block diagram which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0151]
If the distance from the transparent substrate SUB1 to the liquid crystal layer varies depending on the layer structure of each pixel to be compared on the transparent substrate SUB1, the thickness of the liquid crystal layer also varies. In the horizontal electric field method, the driving voltage depends on the thickness of the liquid crystal layer. The thicker the liquid crystal layer, the same luminance can be obtained at a lower voltage. In this case, as shown in FIG. 17, assuming that the distances between the electrodes are all equal in each pixel, the pixel in the X region in the figure has a higher drive voltage than the pixel in the Y region. This will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a BV curve with the voltage V on the horizontal axis and the luminance B on the vertical axis. The curve A is a BV curve in the region X in FIG. 17, and the curve B is a BV curve in the Y region. is there. The curve A has a BV curve that is gentler than the curve B, and therefore, the gradation displayed for a certain voltage is different.
[0152]
  So bookreferenceIn the example, as shown in FIG. 17, the distance between the electrodes has a special configuration. The distance from the substrate SUB1 to the counter electrode CT is longer in the pixel corresponding to the X region than in the pixel corresponding to the Y region, and has a relationship of d10> d20.
[0153]
In this case, a plurality of counter electrodes CT, for example, two for each pixel are formed. When the distance between the counter electrodes CT is L3 for pixels corresponding to the X region and L6 for pixels corresponding to the Y region, the relationship of L6> L3 is satisfied. That is, the distance between the counter electrodes CT is shortened in the pixel corresponding to the X region.
[0154]
Thereby, when the same voltage is applied, the electric field strengths formed in the X region and the Y region can be made closer to each other, and the slopes of the BV curves in both regions can be made closer. Thereby, the shift of gradation can be improved.
[0155]
Further, the distance between the pixel electrode PX and the counter electrode CT in the pixel corresponding to the region X is L1 and L2. The distances between the pixel electrode PX and the counter electrode CT in the pixels corresponding to the Y region are L4 and L5. At this time, L4, L5> L1, L2, or at least one of L4> L1 or L4> L2, L5> L1 or L5> L2 is satisfied, so that the same voltage is applied to the X region and the Y region. The electric field strengths formed can be made closer to each other, and the slopes of the BV curves in both regions can be made closer. Thereby, the shift of gradation can be improved.
[0156]
In FIG. 17, for example, the protective film PSV1 is an inorganic film, and the protective film PSV2 is an organic film. In FIG. 17, the counter electrode CT is arranged on the video signal line DL via the protective film PSV2.
[0157]
  As a result, the leakage electric field from the drain signal line DL can be shielded while suppressing the parasitic capacitance between the drain signal line DL and the counter electrode CT. In order to sufficiently reduce the parasitic capacitance and sufficiently achieve the leakage electric field shielding effect, it is desirable that the protective film PSV2 has a certain thickness. For this purpose, the protective film PSV2 is preferably an organic film. However, the organic film has a drawback that film thickness unevenness inherent to the coating apparatus tends to occur. But bookreferenceThe concept of the example makes it possible to avoid the influence of the difference in film thickness on the BV curve, so that only the shielding effect can be sufficiently achieved.
[0158]
  referenceExample 11
  FIG. 18 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a block diagram which shows an example, and is a figure corresponding to FIG.
[0159]
FIG. 18 is a further improvement on the configuration of FIG. 17, and is different in that the number of counter electrodes CT and the number of pixel electrodes PX are increased as compared with the case of FIG.
[0160]
Further, there is a difference in that the counter electrode CT and the pixel electrode PX are both formed in the upper layer of the protective film PSV2. Other than that, it is the same as the case of FIG. 17, and the same effect as the case of FIG. 17 can be obtained.
[0161]
In FIG. 18, the distance of the pixel electrode PX from the substrate SUB1 is d30> d31, which is larger in the X region than in the Y region. In this case, when the distance between the pixel electrodes PX is L7 in the X region and L8 in the Y region, the relationship L8> L7 is satisfied.
[0162]
Thus, as in the case of FIG. 17, it is possible to make the electric field strengths formed in the X region and the Y region closer to each other when the same voltage is applied, and the slope of the BV curve in both regions. Can be brought closer. Therefore, gradation shift can be improved.
[0163]
  Example1.
  FIG. 19 shows a liquid crystal display device according to the present invention.oneIt is a block diagram which shows an Example, and is a figure corresponding to FIG.
[0164]
The improvement in gradation shift described with reference to FIG. 17 is effective as a configuration that provides a difference in the thickness of the liquid crystal layer between adjacent pixels.
[0165]
That is, FIG. 19 shows a configuration in which the thickness of the liquid crystal layer is different between adjacent pixels. Here, a color filter FIL is formed instead of the protective film PSV2. FIG. 19 shows a cross-sectional structure of a plurality of pixels in the extending direction of the gate signal line GL. The color of the color filter FIL is formed by forming one of R, G, and B for each pixel to form three primary colors. Yes. The boundary of each color filter FIL is located on the drain signal line DL.
[0166]
Here, in the liquid crystal display device, it is necessary to realize a predetermined color, and it is difficult to make the thickness of the color filter FIL completely the same between colors. For this reason, as shown in FIG. 19, the distance from the transparent substrate SUB1 to the liquid crystal layer is different for each pixel according to the color filter FIL, and the thickness of the liquid crystal layer is different.
[0167]
In order to improve gradation shift with such a structure, it is effective to use at least the following configuration (1) or (2). That is,
(1) The longer the distance from the substrate surface SUB1 to the counter electrode CT, the shorter the distance between the counter electrodes CT.
(2) The longer the distance from the substrate surface SUB1 to the counter electrode CT, the shorter the distance between each counter electrode CT and the pixel electrode PX.
[0168]
In this embodiment, for example, both the above configurations (1) and (2) are applied to further improve the gradation shift.
[0169]
In addition, the order of the R, G, and B film thicknesses in this embodiment is for explanation, and is not necessarily in this order. This is because the color filter FIL is appropriately set in accordance with the characteristics of each color material used for the color filter FIL.
[0170]
Of course, it may be configured to satisfy at least one of the above (1) and (2).
[0171]
  Example2.
  20 is a block diagram showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention and corresponds to FIG.
[0172]
  A difference from the case of FIG. 19 is that the counter electrode CT and the pixel electrode PX are arranged on the color filter FIL. Even in this configuration, the embodiment1By applying at least one of the configurations (1) and (2) described in (1), it is possible to reduce gradation shift. In this embodiment, both the configurations (1) and (2) are applied to further improve the gradation shift.
[0173]
  Example3.
  FIG. 21 is a block diagram showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention and corresponds to FIG.
[0174]
A different configuration from that in FIG. 19 is that an overcoat film OC is formed on the color filter FIL. The counter electrode CT is formed in the upper layer of the overcoat film OC, and the pixel electrode PX is formed in the lower layer of the overcoat film OC.
[0175]
  This configuration is also an example1By applying at least one of the configuration (1) and the configuration (2) shown in (2), it is possible to reduce gradation shift.
[0176]
Furthermore, this embodiment is characterized by the relationship between the thickness of the overcoat film OC and the color filter FIL. That is, the overcoat film OC is thinned in the pixel with the thick color filter FIL, and the overcoat film OC is thickened in the pixel with the thin color filter FIL. Thereby, the difference in the thickness of the liquid crystal layer between pixels of different colors can be reduced as compared with the state without the overcoat film OC. As a result, gradation shift can be reduced.
[0177]
The overcoat film OC is coated with a liquid overcoat material having an appropriately set viscosity, and after standing for about several tens of seconds, the overcoat material is heated together with the transparent substrate SUB1, thereby realizing the configuration shown in FIG. be able to.
[0178]
  In this embodiment, the structural features that reduce the difference in thickness of the liquid crystal layer and the embodiment1By applying both the configuration of (1) and the configuration of (2) shown in (1), the gradation shift can be further improved.
[0179]
  Example4.
  FIG. 22 is a block diagram showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention and corresponds to FIG.
[0180]
A configuration different from the case of FIG. 19 is that the pixel electrode PX is also above the overcoat film OC.
[0181]
  This configuration is also an example1By applying at least one of the configuration (1) and the configuration (2) shown in FIG.
[0182]
Each of the embodiments described above may be used alone or in combination. This is because the effects of the respective embodiments can be achieved independently or synergistically.
[0183]
【The invention's effect】
As will be apparent from the above description, according to the liquid crystal display device of the present invention, it is possible to improve display quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 2 shows a liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a whole equivalent circuit diagram which shows an example.
FIG. 3 shows a pixel of a liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a top view which shows an example.
4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
FIG. 5 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 6 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 7 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 8 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 9 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 10 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 11 shows another pixel of the liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is a top view which shows an example.
12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
FIG. 13 shows the present invention.Reference exampleIt is explanatory drawing explaining the effect by.
FIG. 14 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 15 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 16 is an explanatory diagram necessary for showing the location of each pixel shown in FIGS. 14 and 15;
FIG. 17 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 18 shows another liquid crystal display device according to the present invention.referenceIt is sectional drawing which shows an example.
FIG. 19 shows a liquid crystal display device according to the present invention.oneIt is sectional drawing which shows an Example.
FIG. 20 is a cross-sectional view showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing another embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
FIG. 23 is an explanatory diagram of a deviation of a BV curve.
[Explanation of symbols]
  SUB ... Transparent substrate, GL ... Gate signal line, DL ... Drain signal line, AS ... Semiconductor layer, TFT ... Thin film transistor, PX ... Pixel electrode, CT ... Counter electrode, GI ... Insulating film, PSV ... Protective film, ORI ... Alignment film LC ... Liquid crystal.

Claims (5)

互いに対向される第1および第2の基板間に挟持された液晶層と、
前記第1の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第1の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第1の基板間にカラーフィルタを有し、前記画素電極は、前記第1の基板と前記カラーフィルタの間に形成され、
前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記液晶層の層厚は、対応する前記カラーフィルタの色毎に異なり、
前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極間の距離および前記画素電極と前記対向電極間の距離を短くすることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal layer sandwiched between first and second substrates facing each other;
A plurality of pixel regions that are regions surrounded by a plurality of gate signal lines and drain signal lines formed on the first substrate;
Having a pixel electrode and a counter electrode formed in each pixel region on the liquid crystal layer side surface of the first substrate,
A color filter is provided between the counter electrode and the first substrate, and the pixel electrode is formed between the first substrate and the color filter;
The color filter is different in color and thickness between adjacent pixel regions,
The layer thickness of the liquid crystal layer differs for each color of the corresponding color filter,
The pixel region having a long distance between the first substrate and the counter electrode is a distance between the counter electrodes in the pixel region with respect to the pixel region having a short distance between the first substrate and the counter electrode. And a distance between the pixel electrode and the counter electrode is shortened.
互いに対向される第1および第2の基板間に挟持された液晶層と、
前記第1の基板上に形成された複数のゲート信号線とドレイン信号線によって囲まれた領域である複数の画素領域と、
前記第1の基板の液晶層側の面の各画素領域に形成された画素電極および対向電極を有するものであって、
前記対向電極と前記第1の基板間にカラーフィルタを有し、前記画素電極は、前記第1の基板と前記カラーフィルタの間に形成され、
前記カラーフィルタは、隣接する画素領域間で色と厚みが異なり、
前記液晶層の層厚は、対応する前記カラーフィルタの色毎に異なり、
前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が長い画素領域は、前記第1の基板から前記対向電極の間の距離が短い画素領域に対して、画素領域内の前記対向電極と前記画素電極間の距離を短くすることを特徴とする液晶表示装置。
A liquid crystal layer sandwiched between first and second substrates facing each other;
A plurality of pixel regions that are regions surrounded by a plurality of gate signal lines and drain signal lines formed on the first substrate;
Having a pixel electrode and a counter electrode formed in each pixel region on the liquid crystal layer side surface of the first substrate,
A color filter is provided between the counter electrode and the first substrate, and the pixel electrode is formed between the first substrate and the color filter;
The color filter is different in color and thickness between adjacent pixel regions,
The layer thickness of the liquid crystal layer differs for each color of the corresponding color filter,
The pixel region having a long distance between the first substrate and the counter electrode is different from the pixel region having a short distance between the first substrate and the counter electrode in the pixel region. A liquid crystal display device characterized by shortening a distance between electrodes.
前記画素電極は、前記対向電極と同層に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the pixel electrode is formed in the same layer as the counter electrode. 前記カラーフィルタと前記対向電極の間にはオーバーコート膜が形成されていることを特徴とする請求項に記載の液晶表示装置。The liquid crystal display device according to claim 3 , wherein an overcoat film is formed between the color filter and the counter electrode. 前記カラーフィルタは、赤、緑、青の何れかの色であり、各色の厚みは、赤>緑>青の関係となっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。  3. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the color filter is one of red, green, and blue, and the thickness of each color has a relationship of red> green> blue. .
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