JPH09127499A - Liquid crystal display device - Google Patents
Liquid crystal display deviceInfo
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- JPH09127499A JPH09127499A JP7282101A JP28210195A JPH09127499A JP H09127499 A JPH09127499 A JP H09127499A JP 7282101 A JP7282101 A JP 7282101A JP 28210195 A JP28210195 A JP 28210195A JP H09127499 A JPH09127499 A JP H09127499A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はコントラストが高
く、透過光輝度、色調の変化が少なくかつ視角特性が良
好な、特にアクティブマトリクス型の液晶表示装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an active matrix type liquid crystal display device having a high contrast, a small change in transmitted light brightness and color tone, and a good viewing angle characteristic.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、画像表示デバイスとして液晶表示
装置が多くの分野において使用されるようになった。2. Description of the Related Art In recent years, liquid crystal display devices have been used in many fields as image display devices.
【0003】この種の液晶表示装置は、表示窓をもつ上
フレームと、駆動回路基板を一体化したガラス基板等の
少なくとも一方が透明な一対の基板からなる液晶セル
と、光拡散板と導光板等からなる導光体組立と、少なく
とも一辺に線状のバクライト光源を搭載する中間フレー
ムと、下フレーム等を有し、これらを上記の順で積層
し、上記上フレームと下フレームとを連結固定してなる
のが一般的である。なお、中間フレームと下フレームと
を一体化したものもある。This type of liquid crystal display device includes an upper frame having a display window, a liquid crystal cell having a pair of transparent substrates such as a glass substrate integrated with a driving circuit substrate, a light diffusing plate and a light guide plate. And the like, a middle frame on which a linear bakulite light source is mounted on at least one side, a lower frame, etc., which are laminated in the above order, and the upper frame and lower frame are connected and fixed. It is generally done. In addition, there is also a type in which the intermediate frame and the lower frame are integrated.
【0004】そして、上記一対のガラス基板の液晶対向
面には走査電極、信号電極、配向膜、その他の機能膜群
を有し、それらの対向ギャップにシリカあるいはプラス
チック等からなる略々球形あるいは断面円形の微小スペ
ーサを分散させて介在させることにより一対の基板を所
定のセル厚(以下、単にギャップとも言う)で保持させ
るようにしている。Scanning electrodes, signal electrodes, alignment films, and other functional film groups are provided on the liquid crystal facing surfaces of the pair of glass substrates, and the facing gaps thereof are substantially spherical or have a cross section made of silica or plastic. A pair of substrates is held with a predetermined cell thickness (hereinafter, also simply referred to as a gap) by dispersing and interposing circular micro spacers.
【0005】カラー対応の液晶表示装置では、上記一対
のガラス基板の一方のガラス基板(例えば、上ガラス基
板)の内面に複数色のカラーフィルタ層を始め、何れか
のガラス基板には画素選択用の透明電極などの機能膜群
が形成され、他方のガラス基板(下ガラス基板)には信
号印加用の透明電極(画素の点灯/非点灯を制御する制
御手段として薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を
用いたTFT型などのアクティブ方式の液晶表示装置で
は、下ガラス基板に画素選択用の薄膜トランジスタ等の
スイッチング素子およびその信号電極)等の上記一方の
ガラス基板とは異なる構成の機能膜群が設けられてい
る。In a color-compatible liquid crystal display device, a color filter layer of a plurality of colors is started on the inner surface of one glass substrate (for example, an upper glass substrate) of the pair of glass substrates, and one of the glass substrates is used for pixel selection. A functional film group such as a transparent electrode is formed on the other glass substrate (lower glass substrate) and a switching element such as a thin film transistor is used as a control means for controlling a transparent electrode for applying a signal (pixel lighting / non-lighting). In an active type liquid crystal display device such as a TFT type, a lower glass substrate is provided with a functional film group having a configuration different from that of the one glass substrate such as a switching element such as a thin film transistor for pixel selection and its signal electrode). .
【0006】この種の液晶表示装置は、視角方向でコン
トラスト、透過光輝度あるいは色調に変化が起こること
が知られている。It is known that the liquid crystal display device of this type changes in contrast, transmitted light brightness or color tone in the viewing angle direction.
【0007】従来、視角特性が良好な液晶表示装置を実
現するために、1画素を2つの領域に分割し、それぞれ
の領域の視角方向を正反対にし、画素全体ではその平均
の視角が得られる表示装置が提案されている(1992
年ジャパンディスプレイ予行集p591〜594)。Conventionally, in order to realize a liquid crystal display device having good viewing angle characteristics, one pixel is divided into two regions, the viewing angle directions of the respective regions are made opposite to each other, and a display in which the average viewing angle is obtained for all the pixels A device has been proposed (1992)
Japan Display Proceedings p591-594).
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】大容量表示が可能な液
晶表示装置には、スーパーツイステッドネマチックタイ
プ(STN)と薄膜トランジスタ(TFT)型のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置が知られている。しか
し、上記したように、これらの液晶表示装置において
は、表示装置を斜めから見た場合に透過率並びに表示色
が大きく変化し、階調表示した場合において隣あう階調
レベルが反転したり、カラー表示時に中間調の色調が変
化するという問題があった。As a liquid crystal display device capable of displaying a large capacity, there are known a super twisted nematic type (STN) and a thin film transistor (TFT) type active matrix type liquid crystal display device. However, as described above, in these liquid crystal display devices, the transmittance and the display color change significantly when the display device is viewed obliquely, and the adjacent grayscale levels are inverted when grayscale display is performed, or There is a problem that the halftone color tone changes during color display.
【0009】そこで、従来のTFT型液晶表示装置にお
いて、画素を2つの領域に分割し、配向膜のラビング方
向を各領域で異ならせ、各領域における視角方向を正反
対にして1画素の視角方向を平均化させる方法が提案さ
れている。これにより上下方向(垂直方向)の視角特性
は対称となり、階調レベルの反転もある程度抑制される
ようになった。Therefore, in the conventional TFT type liquid crystal display device, the pixel is divided into two regions, the rubbing direction of the alignment film is made different in each region, and the viewing angle directions in each region are made opposite to each other so that the viewing angle direction of one pixel is set. A method of averaging has been proposed. As a result, the viewing angle characteristics in the vertical direction (vertical direction) become symmetrical, and the reversal of the gradation level is suppressed to some extent.
【0010】しかし、表示画面を正面から見た場合のコ
ントラスト比が低下し、また左右方向(水平方向)に比
べて視角の範囲が狭い問題が残った。この原因は、1画
素内に2分割した領域の境界にドメイン(配向不領域)
が発生し、コントラスト比が低下したことに起因する。However, the problem remains that the contrast ratio when the display screen is viewed from the front is lowered, and the viewing angle range is narrower than in the left-right direction (horizontal direction). The cause is a domain (non-alignment area) at the boundary of the two divided areas in one pixel.
Occurs and the contrast ratio is lowered.
【0011】本発明の目的は、上記従来技術の諸問題を
解消し、コントラストが高く、かつ透過光輝度、色調変
化が少ない視角特性が優れた特にアクティブマトリクス
型の液晶表示装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a liquid crystal display device of active matrix type, in particular, which has high contrast and excellent viewing angle characteristics with little change in transmitted light luminance and color tone. is there.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の構成を図1を参照して説明する。A structure for achieving the above object will be described with reference to FIG.
【0013】図1は本発明による液晶表示装置の基本構
成を説明する模式断面図であって、SUB1,SUB2
は一対の基板、ITO1,ITO2は透明電極、FIL
はカラーフィルタ層、LCは液晶層、ORI1,ORI
2は配向膜、POL1,POL2は偏光板、SLはシー
ル、SRSはスペーサ、PULは複屈折媒体、CHIは
駆動回路チップである。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of a liquid crystal display device according to the present invention, which is SUB1, SUB2.
Is a pair of substrates, ITO1 and ITO2 are transparent electrodes, FIL
Is a color filter layer, LC is a liquid crystal layer, ORI1, ORI
Reference numeral 2 is an alignment film, POL1 and POL2 are polarizing plates, SL is a seal, SRS is a spacer, PUL is a birefringent medium, and CHI is a drive circuit chip.
【0014】すなわち、請求項1に記載の第1の発明
は、対向配置された少なくとも一方が透明かつ電極IT
O1,ITO2を有した一対の基板SUB1,SUB2
と、該基板間に挾持された液晶層LCと、前記一対の基
板の一方に配置された少なくとも2色のカラーフィルタ
層FILと、前記液晶層の界面に形成した配向膜OR
I,OR2と、前記一対の基板間に挟持して当該基板間
に一定のギャップを与えるスペーサSRSと、前記液晶
層を挾んで設けられた一対の偏光板POL1,POL2
と、前記電極間に2値以上の電圧を印加して前記液晶層
の透過光量を変化させる制御手段TFTと、前記液晶層
の透過光量を変化させるための電圧波形を発生させる駆
動回路チップCHIとを備え、前記2値以上の電圧のう
ちの最高電圧V1 より低い電圧V2 の印加時に、前記一
対の基板間で液晶層を構成する液晶分子の傾斜角が変化
した状態での透過光量が前記最高電圧V1 の印加時より
低くなるように前記偏光板が配置されており、かつ、電
圧V2 の印加時において、前記基板との界面部の液晶分
子の残留位相差と等しいか近接する位相差を有する複屈
折媒体PULを少なくとも一方の前記偏光板と前記液晶
層との間に配置してなり、かつ、前記カラーフィルタ層
の各色の各印加電圧における透過率の大小関係を略々等
しくしたことを特徴とする。That is, according to the first aspect of the present invention, at least one of the opposing electrodes is transparent and has the electrode IT.
A pair of substrates SUB1 and SUB2 having O1 and ITO2
A liquid crystal layer LC sandwiched between the substrates, a color filter layer FIL of at least two colors arranged on one of the pair of substrates, and an alignment film OR formed at the interface between the liquid crystal layers.
I and OR2, a spacer SRS sandwiched between the pair of substrates to provide a constant gap between the substrates, and a pair of polarizing plates POL1 and POL2 sandwiching the liquid crystal layer.
A control means TFT for changing the amount of transmitted light of the liquid crystal layer by applying a binary voltage between the electrodes, and a drive circuit chip CHI for generating a voltage waveform for changing the amount of transmitted light of the liquid crystal layer. When a voltage V 2 lower than the highest voltage V 1 of the two or more voltages is applied, the amount of transmitted light in a state in which the tilt angle of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer between the pair of substrates is changed is The polarizing plate is arranged so as to be lower than when the maximum voltage V 1 is applied, and when the voltage V 2 is applied, it is equal to or close to the residual phase difference of liquid crystal molecules at the interface with the substrate. A birefringent medium PUL having a phase difference is arranged between at least one of the polarizing plate and the liquid crystal layer, and the magnitude relationships of the transmittances of the respective colors of the color filter layer at each applied voltage are substantially equal. Characterized by To.
【0015】また、請求項2に記載の第2の発明は、第
1の発明における前記カラーフィルタFILが赤
(R)、緑(G)、青(B)の3色のドットから構成さ
れ、かつ各色ドットの開口比率をそれぞれOR 、OG 、
OB とした時、 OG ≧OR ≧OB の関係にあることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, the color filter FIL in the first aspect comprises dots of three colors of red (R), green (G) and blue (B), and the opening ratio of each color dot O R respectively, O G,
When O B , it is characterized in that O G ≧ O R ≧ O B.
【0016】さらに、請求項3に記載の第3の発明は、
第1または第2の発明における前記複屈折媒体PULが
ねじれ構造を有する有機高分子フィルムからなり、電圧
無印加状態における当該複屈折媒体PULの位相差を前
記液晶層LCの位相差よりも小さく設定したことを特徴
とする。Further, a third aspect of the present invention provides a third aspect of the present invention,
The birefringent medium PUL in the first or second invention is made of an organic polymer film having a twisted structure, and the retardation of the birefringent medium PUL in the state where no voltage is applied is set smaller than the retardation of the liquid crystal layer LC. It is characterized by having done.
【0017】さらに、請求項4に記載の第4の発明は、
第3の発明における前記有機高分子フィルムを前記一対
の基板SUB1,SUB2と前記偏光板POL1,PO
L2の間に各1枚配置し、かつ当該有機高分子フィルム
のねじれ構造の大きさすなわちツイスト角θ2 を前記液
晶層LCのねじれ構造すなわちツイスト角θ1 の半分以
下としたことを特徴とする。Further, a fourth invention according to claim 4 is
In the third invention, the organic polymer film is used as the pair of substrates SUB1 and SUB2 and the polarizing plates POL1 and PO.
One of each is arranged between L2, and the size of the twist structure of the organic polymer film, that is, the twist angle θ 2 is set to half or less of the twist structure of the liquid crystal layer LC, that is, the twist angle θ 1. .
【0018】さらに、請求項5に記載の第5の発明は、
第1または第3の発明における前記液晶層LCのツイス
ト角θ1 が10度以上110度以下であり、当該液晶層
の屈折率異方性Δnが0.02以上0.12以下である
と共に、当該液晶層の厚さdと屈折率異方性Δnの積Δ
n・d1 (μm)が0.2以上0.7以下、前記複屈折
媒体PULの位相差Δn・d2 (μm)が0.05以上
0.65以下、かつ当該複屈折媒体の光学軸がいずれか
一方の配向膜のラビング軸に交差していることを特徴と
する。Further, a fifth aspect of the present invention provides a fifth aspect of the present invention,
The twist angle θ 1 of the liquid crystal layer LC in the first or third invention is 10 degrees or more and 110 degrees or less, and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer is 0.02 or more and 0.12 or less, and The product Δ of the thickness d of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn
n · d 1 (μm) is 0.2 or more and 0.7 or less, the phase difference Δn · d 2 (μm) of the birefringent medium PUL is 0.05 or more and 0.65 or less, and the optical axis of the birefringent medium is Intersects with the rubbing axis of either one of the alignment films.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】上記したように、本発明は、対向
配置された少なくとも一方が透明かつ電極を有した一対
の基板、該基板間に挾持された液晶層、基板の一方に配
置された少なくとも2色のカラーフィルタ、上記液晶層
の各界面に形成された配向膜、基板間に一定のギャップ
を与えるスペーサを挾持して成る液晶セルと、該液晶層
を挾むように上液晶セルの上下に設けられた一対の偏光
板、上記電極間に2値以上の電圧を印加して当該液晶層
の透過光量を変化させる制御手段、当該液晶層の透過光
量を変化させるための電圧波形を発生させるLSI駆動
回路(駆動回路チップ)を備えた液晶表示装置におい
て、前記第1の発明では、上記2値以上の電圧のうちの
最高電圧V1 より低い電圧V2 の印加時に、前記一対の
基板間で液晶層を構成する液晶分子の傾斜角が変化した
状態での透過光量が前記最高電圧V1 印加時より低くな
るように前記偏光板を配置し、かつ、電圧V2 の印加時
において、基板との界面部における液晶分子の残留位相
差と等しいか近接する位相差を有する複屈折媒体を少な
くとも一方の前記偏光板と前記液晶層との間に配置し、
かつ、前記カラーフィルタの各色の各印加電圧における
透過率の大小関係を一定とする。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As described above, according to the present invention, a pair of substrates, at least one of which is transparent and has electrodes, facing each other, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and one of the substrates are arranged. A liquid crystal cell having at least two color filters, an alignment film formed on each interface of the liquid crystal layer, and a spacer that holds a constant gap between the substrates, and an upper liquid crystal cell above and below the upper liquid crystal cell so as to sandwich the liquid crystal layer. A pair of polarizing plates provided, control means for changing the amount of transmitted light of the liquid crystal layer by applying a binary voltage or more between the electrodes, and an LSI for generating a voltage waveform for changing the amount of transmitted light of the liquid crystal layer. In a liquid crystal display device provided with a drive circuit (drive circuit chip), in the first invention, when a voltage V 2 lower than the highest voltage V 1 of the above-mentioned two or more voltages is applied, a voltage is applied between the pair of substrates. Liquid crystal layer The polarizing plate is arranged so that the amount of transmitted light in the state where the tilt angle of the liquid crystal molecules is changed is lower than that when the maximum voltage V 1 is applied, and when the voltage V 2 is applied, the interface portion with the substrate is formed. A birefringent medium having a retardation equal to or close to the residual retardation of liquid crystal molecules is disposed between at least one of the polarizing plate and the liquid crystal layer,
In addition, the magnitude relationship of the transmittance of each color of the color filter at each applied voltage is made constant.
【0020】ここで、液晶表示装置の印加電圧と透過光
輝度の関係を説明する。Here, the relationship between the applied voltage of the liquid crystal display device and the transmitted light brightness will be described.
【0021】図2は液晶表示装置の印加電圧と相対透過
率との関係を示す電気光学特性の説明図であって、横軸
に印加電圧(V)を、縦軸に相対透過率T(%)を取っ
て示し、図中実線4はノーマリーブラック(非点灯時に
黒状態)方式の電気光学特性を示す曲線、破線5はノー
マリーホワイト(非点灯時に白状態)方式の電気光学特
性を示す曲線である。FIG. 2 is an explanatory diagram of electro-optical characteristics showing the relationship between the applied voltage and the relative transmittance of the liquid crystal display device. The applied voltage (V) is plotted on the horizontal axis and the relative transmittance T (% is plotted on the vertical axis. ), The solid line 4 in the figure shows a curve showing the electro-optical characteristic of a normally black (black state when not lit) system, and the broken line 5 shows an electro-optical characteristic of a normally white (white state when not lit) system. It is a curve.
【0022】液晶表示装置は、電圧の印加に応じ、液晶
層を構成する液晶分子が基板に対して概略平行な配向状
態から、上記印加電圧により形成される電界に対して平
行な配向状態に変化し、透過光輝度が変化する。例え
ば、ツイスト角90°のTN方式において、電圧無印加
状態では液晶分子は上下基板近傍の分子の長軸のなす角
は90°であり、基板間では液晶分子はらせん構造を有
し、90°ねじれた構造を有している。この状態に電圧
を印加すると、液晶分子は基板に対して概略平行な配向
状態から、電界に対して平行な配向状態になろうとし、
分子は基板から立ち上がりかつねじれ構造を減衰し、最
終的には基板に垂直な配向に変化する。この配向状態の
変化により液晶表示装置の透過光強度も変化する。In the liquid crystal display device, the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer change from an alignment state substantially parallel to the substrate to an alignment state parallel to an electric field formed by the applied voltage in response to the application of a voltage. However, the transmitted light brightness changes. For example, in a TN method with a twist angle of 90 °, the liquid crystal molecules have a 90 ° angle between the long axes of the molecules in the vicinity of the upper and lower substrates when no voltage is applied, and the liquid crystal molecules have a helical structure between the substrates. It has a twisted structure. When a voltage is applied to this state, the liquid crystal molecules try to change from an alignment state substantially parallel to the substrate to an alignment state parallel to the electric field,
The molecules rise from the substrate and decay the twisted structure, eventually changing to an orientation perpendicular to the substrate. The intensity of transmitted light of the liquid crystal display device also changes due to the change in the alignment state.
【0023】この時、印加電圧が増すに連れ(すなわ
ち、電界の強さが大きくなるに連れ)、明表示から暗表
示に変化する同図破線5で示すノーマリーホワイト方式
と、暗表示から明表示に変化する同図実線4で示すノー
マリーブラック方式がある。At this time, as the applied voltage increases (that is, as the electric field strength increases), the bright display changes to the dark display, which is the normally white method shown by the broken line 5 in the figure, and the dark display to the bright display. There is a normally black system shown by a solid line 4 in the figure which changes to a display.
【0024】視角特性が優れた方式は、低電圧印加時に
液晶分子が基板に対して平行配向している状態で黒
(暗)表示を得るノーマリーブラック方式である。A method having excellent viewing angle characteristics is a normally black method in which black (dark) display is obtained in a state where liquid crystal molecules are aligned parallel to the substrate when a low voltage is applied.
【0025】同方式は、印加電圧が低い状態で黒表示を
得るが、ツイスト角θ1 が90°の液晶表示装置の場
合、下側偏光板吸収軸を下側ラビング軸と一致させ、上
側偏光板吸収軸を下側偏光板吸収軸と直交配置させるこ
とでこの表示が得られる。In this method, a black display is obtained with a low applied voltage, but in the case of a liquid crystal display device having a twist angle θ 1 of 90 °, the absorption axis of the lower polarizing plate is made to coincide with the lower rubbing axis and the upper polarized light is polarized. This display is obtained by arranging the plate absorption axis orthogonal to the lower polarizing plate absorption axis.
【0026】ノーマリーホワイト方式は、図2において
下側偏光板吸収軸を下側ラビング軸と一致させ、上側偏
光板吸収軸を下側偏光板吸収軸と直交配置させる。この
時電圧無印加状態では、下側ラビング軸に平行に入射し
た偏光成分は分子のねじれ構造に沿って伝播し、90°
回転した状態で出射する。しかし、この偏光面の回転
(旋光性)には波長依存性が有り、すべての波長で偏光
面が90°回転しているわけではない。ノーマリーホワ
イト方式の場合は白表示のため、この旋光性の波長依存
性の影響が少ないが、ノーマリーブラック方式では無視
できなくなる。これは、人間の目が暗表示に敏感なため
である。In the normally white mode, the lower polarizing plate absorption axis is aligned with the lower rubbing axis in FIG. 2, and the upper polarizing plate absorption axis is arranged orthogonal to the lower polarizing plate absorption axis. At this time, when no voltage is applied, the polarization component incident parallel to the lower rubbing axis propagates along the twisted structure of the molecule, and is 90 °.
Emit in the rotated state. However, the rotation (optical activity) of the plane of polarization has wavelength dependency, and the plane of polarization is not rotated by 90 ° at all wavelengths. In the case of the normally white method, since white display is performed, the influence of the wavelength dependence of the optical rotatory power is small, but it cannot be ignored in the normally black method. This is because the human eye is sensitive to dark display.
【0027】しかし、この時、光の波長の違いで旋光性
の度合いが異なるため、完全な黒(暗表示)が得られず
コントラスト比が低下する問題があった。However, at this time, since the degree of optical rotatory power differs depending on the wavelength of light, there is a problem that perfect black (dark display) cannot be obtained and the contrast ratio is lowered.
【0028】この問題を解決するためには、液晶層の位
相差と等しい位相差を有する複屈折媒体を配置すればよ
い。ここで位相差とは、ツイスト角と厚さdと屈折率異
方性Δnの積Δn・d(μm)の和で決定される。In order to solve this problem, a birefringent medium having a retardation equal to that of the liquid crystal layer may be arranged. Here, the phase difference is determined by the sum of the product Δn · d (μm) of the twist angle, the thickness d, and the refractive index anisotropy Δn.
【0029】また、高コントラスト比を得るためには、
わずかに電圧を印加した状態で黒表示を得ることが好ま
しい。In order to obtain a high contrast ratio,
It is preferable to obtain a black display with a slight voltage applied.
【0030】複屈折媒体の材料としては、ポリカーボネ
ートフィルム、ポリスルフォンフィルム、ポリビニルア
ルコールフィルム、ポリアリレートフィルム、さらには
ポリエステル系の高分子液晶フィルムの使用が可能であ
る。また、ガラス基板に挟まれたねじれ構造を有する液
晶素子でもよい。As the material of the birefringent medium, it is possible to use a polycarbonate film, a polysulfone film, a polyvinyl alcohol film, a polyarylate film, or a polyester polymer liquid crystal film. Alternatively, a liquid crystal element having a twisted structure sandwiched between glass substrates may be used.
【0031】液晶表示装置においてカラー表示を実現す
るために、カラーフィルタを基板の内側、即ち基板と電
極の間に配置するが、バックライトがコリメート光であ
れば、基板の外側でも同様の効果がある。In order to realize color display in a liquid crystal display device, a color filter is arranged inside the substrate, that is, between the substrate and the electrode. If the backlight is collimated light, the same effect can be obtained outside the substrate. is there.
【0032】また、カラーフィルタの色は赤(R)、緑
(G)、青(B)の光の3原色を用いるタイプが一般的
だが、その補色の黄(Y)、紫(M)、シアン(C)の
3色を用いることも可能である。さらには、2色(赤
青、赤緑、青黄)、4色(赤青緑白)といった色の組あ
わせも可能である。The color of the color filter is generally of the three primary colors of red (R), green (G) and blue (B), but its complementary colors are yellow (Y), purple (M), It is also possible to use three colors of cyan (C). Furthermore, a combination of two colors (red-blue, red-green, blue-yellow) and four colors (red-blue-green-white) is also possible.
【0033】また、上記第2の発明では、前記カラーフ
ィルタが赤(R)、緑(G)、青(B)の3色から構成
され、かつ各色ドットの開口比率をOR 、OG 、OB と
した時、OG >OR >OB とする。In the second invention, the color filter is composed of three colors of red (R), green (G), and blue (B), and the aperture ratio of each color dot is O R , O G , When O B , O G > O R > O B.
【0034】開口率とは液晶表示装置の前面積にしめる
有効表示領域の面積の比であり、一般に画素に対応する
電極面積に相当する。各フィルタ色の開口率比は同じで
もよいが、より透過高輝度を高くするためには人間の視
感度が最も高い緑のフィルターの開口率を最大にするこ
とがよい。The aperture ratio is the ratio of the area of the effective display area to the front area of the liquid crystal display device, and generally corresponds to the electrode area corresponding to the pixel. The aperture ratio of each filter color may be the same, but in order to increase the transmission high brightness, it is preferable to maximize the aperture ratio of the green filter, which has the highest human visibility.
【0035】また、この時の各色ドットにおける電圧−
透過率特性について説明する。The voltage at each color dot at this time-
The transmittance characteristics will be described.
【0036】図3は本発明の液晶表示装置の印加電圧と
透過率の関係を示す電気光学特性の説明図であって、横
軸に印加電圧(V)を、縦軸に相対透過率T(%)を取
って示し、図中実線1は緑画素の電気光学特性、破線2
は赤画素の電気光学特性、点線3は青画素の電気光学特
性である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the electro-optical characteristics showing the relationship between the applied voltage and the transmittance of the liquid crystal display device of the present invention. The applied voltage (V) is plotted on the horizontal axis and the relative transmittance T (is plotted on the vertical axis. %), The solid line 1 in the figure is the electro-optical characteristic of the green pixel, and the broken line 2 is
Is the electro-optical characteristic of the red pixel, and the dotted line 3 is the electro-optical characteristic of the blue pixel.
【0037】同図に示したように、各色の電圧−透過率
特性のグラフは印加電圧の大きさが異なっても交差せ
ず、どの電圧においても透過率の大小関係は同じであ
る。As shown in the figure, the graph of the voltage-transmittance characteristic of each color does not intersect even if the magnitude of the applied voltage is different, and the magnitude relation of the transmittance is the same at any voltage.
【0038】同図中に示した印加電圧V1、V2、V3
における各色表示範囲を図4で説明する。Applied voltages V1, V2 and V3 shown in FIG.
The display range of each color will be described with reference to FIG.
【0039】図4は本発明による液晶表示装置の色表示
範囲を説明するCIE色度座標図であって、図中〇印で
示した範囲はV1、□印で示した範囲はV2、△印で示
した範囲はV3の各電圧印加時に対応する。FIG. 4 is a CIE chromaticity coordinate diagram for explaining the color display range of the liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, the range indicated by ◯ mark is V1, the range indicated by □ mark is V2, and Δ mark. The range shown by corresponds to each voltage application of V3.
【0040】同図に示されたように、各電圧における表
示色の範囲はほぼ同等であり、中間調表示の色調が変化
せず良好な視角特性が得られる。As shown in the figure, the range of display color at each voltage is almost the same, and good viewing angle characteristics can be obtained without changing the color tone of halftone display.
【0041】一方、図5は従来の液晶表示装置の印加電
圧と透過率の関係を示す電気光学特性の説明図であっ
て、横軸に印加電圧(V)を、縦軸に相対透過率T
(%)を取って示し、図中実線1は緑画素の電気光学特
性、破線2は赤画素の電気光学特性、点線3は青画素の
電気光学特性である。On the other hand, FIG. 5 is an explanatory diagram of the electro-optical characteristics showing the relationship between the applied voltage and the transmittance of the conventional liquid crystal display device, in which the applied voltage (V) is plotted on the horizontal axis and the relative transmittance T is plotted on the vertical axis.
In the figure, the solid line 1 indicates the electro-optical characteristic of the green pixel, the broken line 2 indicates the electro-optical characteristic of the red pixel, and the dotted line 3 indicates the electro-optical characteristic of the blue pixel.
【0042】従来の液晶表示装置では、同図に示された
ように、各色ドットにおける電圧−透過率特性となって
おり、電圧値が小さい印加電圧Va、Vbで各色ドット
の透過率の大小関係が逆転する。In the conventional liquid crystal display device, as shown in the figure, the voltage-transmittance characteristic of each color dot is shown, and the magnitude relationship of the transmittance of each color dot is small when the applied voltages Va and Vb are small. Is reversed.
【0043】図6は上記従来の液晶表示装置の色表示範
囲を説明するCIE色度座標図であって、図中白丸プロ
ットカーブで示した範囲はVc、白四角プロットカーブ
で示した範囲はVb、白三角プロットカーブで示した範
囲はVaの各電圧印加時に対応する。FIG. 6 is a CIE chromaticity coordinate diagram for explaining the color display range of the above conventional liquid crystal display device. In the figure, the range indicated by the white circle plot curve is Vc, and the range indicated by the white square plot curve is Vb. The range indicated by the white triangle plot curve corresponds to each Va voltage application.
【0044】このように、従来の液晶表示装置では、各
印加電圧における表示色の範囲が異なり、中間調のカラ
ー表示の色調が変化する。As described above, in the conventional liquid crystal display device, the range of the display color at each applied voltage is different, and the color tone of the halftone color display changes.
【0045】これに対し、上記図4に示したように、本
発明による液晶表示装置では、このような問題はなく、
中間調表示の色調が変化せず良好な視角特性が得られ
る。On the other hand, as shown in FIG. 4, the liquid crystal display device according to the present invention does not have such a problem.
Good viewing angle characteristics can be obtained without changing the color tone of the halftone display.
【0046】さらに、上記第3の発明では、前記複屈折
媒体PULをねじれ構造を有する有機高分子フィルムか
ら構成したことで、電圧無印加状態における該複屈折媒
体の位相差を前記液晶層の位相差よりも小さくなる。Further, in the third invention, the birefringent medium PUL is composed of an organic polymer film having a twisted structure, so that the phase difference of the birefringent medium in the absence of voltage application can be adjusted to the position of the liquid crystal layer. It is smaller than the phase difference.
【0047】視角特性が優れたノーマリーブラック方式
は、印加電圧が低い状態で黒表示を得、また、高コント
ラスト比を得るためには、わずかに電圧を印加した状態
で黒表示を得ることが好ましく、そのためには電圧無印
加状態における前記複屈折媒体PULの位相差が前記液
晶層LCの位相差よりも小さくすることがよい。The normally black method, which has an excellent viewing angle characteristic, can obtain a black display with a low applied voltage, and in order to obtain a high contrast ratio, a black display can be obtained with a slight voltage applied. Preferably, for that purpose, the phase difference of the birefringent medium PUL in the state where no voltage is applied is preferably smaller than the phase difference of the liquid crystal layer LC.
【0048】これは、アクティブマトリクス型表示装置
のオフ状態が電圧無印加状態(V=0)ではなく、わず
かに電圧が印加されているためである。ノーマリーブラ
ック方式で液晶表示装置に電圧を序々に印加して行くと
透過率も増加する。電圧無印加状態で透過率が最低の場
合、電圧V1では透過率が上昇し、コントラスト比が低
下する。一方、図1において電圧無印加時には透過率が
最小でなくとも、V1で透過率が最低となれば高いコン
トラスト比が得られる。また、青、緑、赤の各光の波長
が同電位で透過率が最小になることが高コントラスト比
を得る条件となる。This is because the active matrix display device is not in the voltage non-applied state (V = 0) in the off state, but a slight voltage is applied. When the voltage is gradually applied to the liquid crystal display device by the normally black method, the transmittance also increases. When the transmittance is the lowest when no voltage is applied, the transmittance increases and the contrast ratio decreases when the voltage is V1. On the other hand, in FIG. 1, even if the transmittance is not the minimum when no voltage is applied, a high contrast ratio can be obtained if the transmittance is the lowest at V1. Further, it is a condition for obtaining a high contrast ratio that the wavelengths of blue, green and red lights are the same potential and the transmittance is minimum.
【0049】液晶層LCに電圧を印加すると、上記位相
差は徐々に小さくなり、複屈折媒体PULの位相差が等
しいときに黒表示が得られるためである。This is because when a voltage is applied to the liquid crystal layer LC, the above-mentioned phase difference gradually decreases, and black display is obtained when the phase differences of the birefringent medium PUL are the same.
【0050】さらに、上記第4の発明では、前記ねじれ
構造を有する複屈折媒体PULを前記一対の基板SUB
1,SUB2と偏光板POL1,POL2の間に各1枚
配置し、かつ前記複屈折媒体PULのねじれ構造の大き
さが前記液晶層LCのねじれ構造の半分以下となるよう
に設定する。Further, in the fourth invention, the birefringent medium PUL having the twisted structure is provided in the pair of substrates SUB.
1, SUB2 and polarizing plates POL1 and POL2 are arranged one by one, and the size of the twist structure of the birefringent medium PUL is set to be half or less of the twist structure of the liquid crystal layer LC.
【0051】液晶層LCの位相差が電圧の印加により小
さくなるのは、液晶分子のねじれが減衰するとともに当
該液晶分子が電界に対して平行な配向になろうとするた
めである。この液晶層を構成する得分子の配向の変化
は、特に一対の基板間の中央部分の液晶層から始まる。The reason why the phase difference of the liquid crystal layer LC is reduced by the application of voltage is that the twist of the liquid crystal molecules is attenuated and the liquid crystal molecules tend to be oriented parallel to the electric field. The change in the orientation of the obtainable molecules forming the liquid crystal layer particularly starts from the liquid crystal layer in the central portion between the pair of substrates.
【0052】よって、上基板(SUB2)及び下基板
(SUB1)の各界面付近の液晶分子の配向変化が最後
になる。黒表示を得るための位相差を打ち消すため、そ
れぞれの基板に近いところに複屈折媒体PULを配置し
た方が好ましい。Therefore, the orientation change of the liquid crystal molecules near each interface between the upper substrate (SUB2) and the lower substrate (SUB1) is the last. In order to cancel the phase difference for obtaining the black display, it is preferable to dispose the birefringent medium PUL near each substrate.
【0053】さらに、上記第5の発明では、前記液晶層
LCのねじれ構造の大きさ(ツイスト角θ1 を10度以
上110度以下とし、当該該液晶層の屈折率異方性Δn
を0.02以上0.12以下とし、該液晶層の厚さdと
屈折率異方性Δnの積Δn・d(μm)が0.2以上
0.7以下とし、かつ前記複屈折媒体PULの位相差Δ
n・d(μm)を 0.05以上0.65以下とし、か
つ当該複屈折媒体の光学軸をいずれか一方のラビング軸
に交差させる。Further, in the fifth invention, the size of the twisted structure of the liquid crystal layer LC (the twist angle θ 1 is 10 degrees or more and 110 degrees or less, and the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer is
Is 0.02 or more and 0.12 or less, the product Δn · d (μm) of the thickness d of the liquid crystal layer and the refractive index anisotropy Δn is 0.2 or more and 0.7 or less, and the birefringent medium PUL is used. Phase difference Δ
n · d (μm) is set to 0.05 or more and 0.65 or less, and the optical axis of the birefringent medium intersects with one of the rubbing axes.
【0054】液晶層PULの屈折率異方性Δndは白表
示輝度を最大にするために、各ツイスト角において特定
の値に設定する必要がある。例えば90°ツイストの場
合は、Δndを0.35以上0.6μm以下、80°ツ
イストの場合は、Δndを0.30以上0.55μm以
下、70°ツイストの場合は、Δndを0.25以上
0.50μm以下、100°ツイストの場合は、Δnd
を0.40以上0.65μm、110°ツイストの場合
は、Δndを0.45以上0.70μm以下に設定する
ことにより良好な白表示が得られる。The refractive index anisotropy Δnd of the liquid crystal layer PUL needs to be set to a specific value at each twist angle in order to maximize the white display brightness. For example, in the case of 90 ° twist, Δnd is 0.35 or more and 0.6 μm or less, in the case of 80 ° twist, Δnd is 0.30 or more and 0.55 μm or less, and in the case of 70 ° twist, Δnd is 0.25 or more. In case of 0.50 μm or less and 100 ° twist, Δnd
Is 0.40 or more and 0.65 μm, and in the case of a 110 ° twist, a good white display can be obtained by setting Δnd to 0.45 or more and 0.70 μm or less.
【0055】複屈折媒体のΔnd2 は、液晶層のΔnd
1 よりも0.05μmよりも小さくすることが好まし
い。Δnd 2 of the birefringent medium is Δnd of the liquid crystal layer.
It is preferably smaller than 1 and smaller than 0.05 μm.
【0056】ここで、複屈折媒体に液晶と同様のねじれ
構造がある場合には、複屈折媒体のΔndと液晶のΔn
dの波長依存性は等しく、複屈折媒体の旋光性と液晶の
旋光性の波長依存性も等しいことが望ましい(ただし、
旋光性の回転方向は逆)。Here, when the birefringent medium has a twist structure similar to that of the liquid crystal, Δnd of the birefringent medium and Δn of the liquid crystal.
It is desirable that d has the same wavelength dependence, and that the optical rotatory power of the birefringent medium and the optical rotatory power of the liquid crystal have the same wavelength dependence (however,
The rotation direction of the optical rotation is opposite).
【0057】またこの条件が満たされればSTN、T
N、平行配向ネマチック、強誘電性液晶、反強誘電性液
晶モード等の複屈折を利用する表示装置であれば本発明
を適用することが可能である。If this condition is satisfied, STN, T
The present invention can be applied to any display device utilizing birefringence such as N, parallel alignment nematic, ferroelectric liquid crystal, antiferroelectric liquid crystal mode.
【0058】本発明による液晶表示装置が、コントラス
トが高く、透過光輝度、色調の変化が少ない良好な視角
特性が得られる理由は、ノーマリーブラック方式の採用
により視角特性が広くなり、かつ複屈折媒体を配置し、
かつわずかに電圧を印加した状態で黒表示を得るためコ
ントラスト比が高く、各色ドットにおける電圧−透過率
の大小関係が変化しないため中間調表示時の色調が同じ
であり、さらに各色ドットの開口率を変え、緑のドット
の開口率を最大としたことにより明状態透過率が高くな
ったためである。The reason why the liquid crystal display device according to the present invention can obtain good viewing angle characteristics with high contrast and little change in transmitted light brightness and color tone is that the normally black method allows the viewing angle characteristics to be widened and the birefringence to be increased. Arrange the medium,
The contrast ratio is high because black display is obtained with a slight voltage applied, and the color tone at the time of halftone display is the same because the voltage-transmittance magnitude relationship in each color dot does not change. This is because the bright state transmissivity is increased by changing the above and maximizing the aperture ratio of the green dot.
【0059】[0059]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0060】〔実施例1〕図7は本発明による液晶表示
装置の第1実施例を説明するための概略構成の模式図で
あって、SUB1は下側基板、SUB2は上側基板、L
Cは液晶層、LCBは液晶分子、POL1は下側偏光
板、POL2は上側偏光板、BLはバックライト、PU
Lは複屈折媒体、XAは下側基板のラビング方向、XB
は上側基板のラビング方向、XCは下側偏光板の透過
軸、XDは上側偏光板の透過軸、XEは複屈折媒体の光
軸である。[Embodiment 1] FIG. 7 is a schematic diagram of a schematic configuration for explaining a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention. SUB1 is a lower substrate, SUB2 is an upper substrate, and L is a substrate.
C is a liquid crystal layer, LCB is a liquid crystal molecule, POL1 is a lower polarizing plate, POL2 is an upper polarizing plate, BL is a backlight, PU
L is the birefringent medium, XA is the rubbing direction of the lower substrate, and XB is
Is the rubbing direction of the upper substrate, XC is the transmission axis of the lower polarizing plate, XD is the transmission axis of the upper polarizing plate, and XE is the optical axis of the birefringent medium.
【0061】なお、下側基板SUB1と上側基板SUB
2の液晶層LC側に形成される電極、カラーフィルタ、
配向膜、その他の機能性膜、シール等は図示を省略して
ある。したがって、上側配向膜、下側配向膜の各ラビン
グ方向を便宜上下側基板のラビング方向、上側基板のラ
ビング方向として説明する。The lower substrate SUB1 and the upper substrate SUB
An electrode formed on the side of the second liquid crystal layer LC, a color filter,
The orientation film, other functional films, seals, etc. are not shown. Therefore, the rubbing directions of the upper alignment film and the lower alignment film will be described as the rubbing direction of the lower substrate and the rubbing direction of the upper substrate for convenience sake.
【0062】同図において、上下一対の基板SUB1と
SUB2としては、厚みが1.1mmで表面を研磨した
ガラス基板を用いる。これら上下一対の基板SUB1と
SUB2との間に誘電率異方性Δεが正でその値が4.
5であり、複屈折Δnが0.087(589nm、20
°C)のネマチック液晶組成物(液晶分子LCB)を挟
む。In the figure, as the pair of upper and lower substrates SUB1 and SUB2, glass substrates having a thickness of 1.1 mm and whose surfaces are polished are used. Between the pair of upper and lower substrates SUB1 and SUB2, the dielectric anisotropy Δε is positive and its value is 4.
5 and the birefringence Δn is 0.087 (589 nm, 20
The nematic liquid crystal composition (liquid crystal molecule LCB) of (° C) is sandwiched.
【0063】そして、上下の基板SUB1とSUB2の
表面に塗布したポリイミド系配向膜(配向制御膜とも言
う)をラビング処理して、3.5度のプレチルト角とす
る。上下の基板SUB1とSUB2の液晶層LCと接す
る界面上のラビング方向XBとXAとは略々直交とする
ことでツイスト角は90°とした。Then, the polyimide type alignment film (also referred to as an alignment control film) applied to the surfaces of the upper and lower substrates SUB1 and SUB2 is rubbed to have a pretilt angle of 3.5 degrees. The rubbing directions XB and XA on the interfaces of the upper and lower substrates SUB1 and SUB2 in contact with the liquid crystal layer LC are substantially orthogonal to each other so that the twist angle is 90 °.
【0064】また、上下の基板SUB1とSUB2の間
のギャップdは球形のポリマビーズ(図示せず)を両基
板間に分散して挾持し、液晶LCの封入状態で5.2μ
mとした。よって、Δn・dは0.45μmである。The gap d between the upper and lower substrates SUB1 and SUB2 is 5.2 μ in a state where liquid crystal LC is sealed by holding spherical polymer beads (not shown) dispersed between both substrates.
m. Therefore, Δn · d is 0.45 μm.
【0065】上記のように構成した液晶パネルを下側偏
光板POL1と上側偏光板POL2の2枚の偏光板(日
東電工社製の商品名G1220DU)で挾み、上側偏光
板POL2の透過軸XDをラビング方向XBに略々平
行、下側偏光板POL1の透過軸XCをラビング方向X
Aに平行、即ちクロスニコルとした。これにより、ノー
マリーブラック特性を得た。The liquid crystal panel constructed as described above is sandwiched between two polarizing plates, a lower polarizing plate POL1 and an upper polarizing plate POL2 (product name G1220DU manufactured by Nitto Denko Corporation), and the transmission axis XD of the upper polarizing plate POL2 is sandwiched. Is substantially parallel to the rubbing direction XB, and the transmission axis XC of the lower polarizing plate POL1 is set to the rubbing direction X.
It was parallel to A, that is, crossed Nicols. As a result, normally black characteristics were obtained.
【0066】上側偏光板POL1と液晶層LCの間に複
屈折性媒体PULとして、ツイスト角が−90°( θ1
とは逆ねじり)、Δnd=0.40μm(測定波長58
9nm)の液晶セルを配置した。この複屈折性媒体PU
Lは透過率の減衰と視差ずれの少ない例えばトリアセチ
ルセルロース(TAC)等からなる高分子フィルムでも
良く、上側基板SUB2の外側に配置してあるが、当該
基板SUB2と液晶層LCとの間、あるいは上側偏光板
POL2と液晶層LCとの間に配置してもよい。Between the upper polarizing plate POL1 and the liquid crystal layer LC, a birefringent medium PUL having a twist angle of −90 ° (θ 1
Reverse twist), Δnd = 0.40 μm (measurement wavelength 58
A liquid crystal cell of 9 nm) was arranged. This birefringent medium PU
L may be a polymer film made of, for example, triacetyl cellulose (TAC) or the like, which has a small transmittance attenuation and parallax shift, and is arranged outside the upper substrate SUB2, but between the substrate SUB2 and the liquid crystal layer LC, Alternatively, it may be arranged between the upper polarizing plate POL2 and the liquid crystal layer LC.
【0067】また、上記高分子フィルムを上側基板SU
B2と上側偏光板POL2、あるいは下側基板SUB1
と下側偏光板POL1との間に各一枚、もしくは各二枚
配置してもよい。Further, the polymer film is used as the upper substrate SU.
B2 and upper polarizing plate POL2, or lower substrate SUB1
One sheet or two sheets may be disposed between the lower polarizing plate POL1 and the lower polarizing plate POL1.
【0068】ここで、液晶素子と複屈折性媒体8のΔn
dの波長依存性は等しく、波長590nmのΔndを1
とした時、波長450nmのΔndはともに1.10、
波長633nmのΔndは0.992であった。Here, Δn of the liquid crystal element and the birefringent medium 8 is
The wavelength dependence of d is equal, and Δnd at a wavelength of 590 nm is 1
And Δnd at a wavelength of 450 nm is 1.10,
Δnd at a wavelength of 633 nm was 0.992.
【0069】さらに、上記複屈折フィルムとして、トリ
アセチルセルロース(TAC)フィルム以外に、ポリカ
ーボネート(PC)、ポリビニルアルコール(PV
A)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリエチレン
テレフタレ−ト(PET)等の複屈折性プラスチック延
伸フィルムや高分子性液晶フィルムを用いた構成も可能
であり、TACフィルムに限定されるものではない。Further, as the above-mentioned birefringent film, in addition to the triacetyl cellulose (TAC) film, polycarbonate (PC), polyvinyl alcohol (PV
A), polyether sulfone (PES), polyethylene terephthalate (PET) or other birefringent plastic stretched film or a polymeric liquid crystal film may be used, and the structure is not limited to the TAC film. .
【0070】本実施例ではアクティブマトリクス駆動で
表示を行うため、一方の基板(例えば、下側基板SUB
1)上の薄膜トランジスタを逆スタガ状に形成し、他方
の基板(例えば、上側基板SUB2)上にはコモン電極
とストライプ状のR,G,B3色の顔料タイプのカラー
フィルタを備えた。In this embodiment, since display is performed by active matrix driving, one substrate (for example, lower substrate SUB)
1) The above thin film transistor is formed in an inverted staggered pattern, and the other substrate (for example, the upper substrate SUB2) is provided with a common electrode and a stripe-shaped color filter of R, G, and B pigment colors.
【0071】そして、カラーフィルタの上には表面を平
坦化する透明樹脂を積層した。この透明樹脂の材料とし
てはエポキシ樹脂を用いた。更に、この透明樹脂上にポ
リイミド系の配向膜を塗布した。液晶パネルには図示し
ない駆動LSI等のチップが接続されている。Then, a transparent resin for flattening the surface was laminated on the color filter. An epoxy resin was used as the material of this transparent resin. Furthermore, a polyimide-based alignment film was applied onto this transparent resin. A chip such as a drive LSI (not shown) is connected to the liquid crystal panel.
【0072】これにより8階調表示を行った時の画面の
上下及び左右方向の視角特性をフォトリサーチ社の輝度
計PR−1980Aで測定した。Thus, the viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions of the screen when 8-gradation display was performed were measured by a luminance meter PR-1980A manufactured by Photo Research.
【0073】図8は本実施例の液晶表示装置の視角特性
の説明図であって、(a)は上下視角特性であり横軸に
上下視角(θ°)を、縦軸に輝度(cd/m2 )を、ま
た(b)は左右視角特性を示し、横軸に左右視角(θ
°)を、縦軸に輝度(cd/m2 )を取って示す。FIG. 8 is an explanatory view of the viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of the present embodiment. FIG. 8A is a vertical viewing angle characteristic in which the horizontal axis shows the vertical viewing angle (θ °) and the vertical axis shows the luminance (cd / cd / m 2 ) and (b) show the left-right viewing angle characteristics, where the horizontal axis shows the left-right viewing angle (θ
°), and the luminance (cd / m 2 ) is plotted on the vertical axis.
【0074】同図(a)(b)より、ノーマリーブラッ
クの状態(黒表示)での輝度である実線カーブから最大
輝度(白表示)である黒菱形プロットカーブまでの各階
調レベルが反転しない視角範囲は、(a)の上下方向で
40度、(b)の左右方向で30度が得られた。From FIGS. 11A and 11B, each gradation level from the solid curve which is the luminance in the normally black state (black display) to the black rhombus plot curve which is the maximum luminance (white display) is not inverted. The viewing angle range was 40 degrees in the vertical direction of (a) and 30 degrees in the horizontal direction of (b).
【0075】また、最大コントラスト比(白表示透過率
と黒表示透過率の比)は200対1が得られた。The maximum contrast ratio (ratio of white display transmittance and black display transmittance) was 200: 1.
【0076】図9は本実施例の液晶表示装置の画面の全
方位でのコントラストマップの説明図であって、CRは
コントラスト比を示す。FIG. 9 is an explanatory view of the contrast map in all directions of the screen of the liquid crystal display device of this embodiment, and CR indicates the contrast ratio.
【0077】同図から、画面の全方位でコントラスト比
が高い良好な視角特性が得られることが分かる。From the figure, it can be seen that good viewing angle characteristics with a high contrast ratio can be obtained in all directions of the screen.
【0078】〔実施例2〕図10は本発明による液晶表
示装置の第2実施例の画素の平面図であって、各画素の
縦方向サイズは同じ300μm、赤の画素(R画素)の
横方向サイズは90μm、緑の画素(G画素)の横方向
サイズは100μm、青の画素(B画素)の横方向サイ
ズは60μmである。[Embodiment 2] FIG. 10 is a plan view of a pixel of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention, in which the vertical size of each pixel is the same 300 μm, and the width of the red pixel (R pixel) is the same. The lateral size of the green pixel (G pixel) is 100 μm, and the lateral size of the blue pixel (B pixel) is 60 μm.
【0079】すなわち、同図に示したR画素、G画素、
B画素の開口率比は、0.9:1:0.6である。その
他の構成は前記第1実施例と同様とした。That is, the R pixel, the G pixel shown in FIG.
The aperture ratio of the B pixel is 0.9: 1: 0.6. The other structure is the same as that of the first embodiment.
【0080】この構成により白表示透過率は10%向上
した。また、8階調表示を行った時の上下及び左右方向
の視角特性は第1実施例と同様の結果が得られた。With this structure, the white display transmittance is improved by 10%. In addition, the same viewing angle characteristics as those of the first embodiment were obtained in the vertical and horizontal viewing angle characteristics when 8-gradation display was performed.
【0081】また、この時の各色の電圧−透過率特性の
グラフは交差せず、どの電圧においても透過率の大小関
係は同じである。電圧V1、V2、V3における色表示
範囲を図4のCIE色度座標上に示す。各電圧における
表示色の範囲はほぼ同等であり、中間調表示の色調が変
化せず良好な視角特性が得られた。The graphs of the voltage-transmittance characteristics of the respective colors at this time do not intersect, and the magnitude relationship of the transmittance is the same at any voltage. The color display range at the voltages V1, V2, and V3 is shown on the CIE chromaticity coordinates of FIG. The range of display color at each voltage was almost the same, and good viewing angle characteristics were obtained without changing the color tone of the halftone display.
【0082】上記した各実施例の効果を明確にするため
に、複屈折媒体を用いない液晶表示装置の例を説明す
る。In order to clarify the effect of each of the above-mentioned embodiments, an example of a liquid crystal display device which does not use a birefringent medium will be described.
【0083】〔比較例1〕第1比較例は、複屈折媒体を
配置しないことを除いて、他の構成は前記第1実施例と
同様としたところ、ノーマリーホワイトの表示が得られ
た。Comparative Example 1 In the first comparative example, a normally white display was obtained when the other structures were the same as those in the first example except that the birefringent medium was not arranged.
【0084】図11はこの第1比較例の構成とした液晶
表示装置で8階調表示を行った時の説明図であって、前
記図8と同様に、(a)は上下視角特性であり横軸に上
下視角(θ°)を、縦軸に輝度(cd/m2 )を、また
(b)は左右視角特性を示し、横軸に左右視角(θ°)
を、縦軸に輝度(cd/m2 )を取って示す。FIG. 11 is an explanatory view when 8-gradation display is performed in the liquid crystal display device having the structure of the first comparative example. Like FIG. 8, (a) shows the vertical viewing angle characteristic. The horizontal axis shows the vertical viewing angle (θ °), the vertical axis shows the luminance (cd / m 2 ), and (b) shows the horizontal viewing angle characteristic, and the horizontal axis shows the horizontal viewing angle (θ °).
Is shown by taking the luminance (cd / m 2 ) on the vertical axis.
【0085】同図(a)(b)より、階調レベルが反転
しない視角範囲は、上下方向で30度、左右方向で45
度であった。From FIGS. 11A and 11B, the viewing angle range in which the gradation level is not reversed is 30 degrees in the vertical direction and 45 in the horizontal direction.
Degree.
【0086】また、図12は本比較例の液晶表示装置の
画面の全方位でのコントラストマップの説明図であっ
て、図9と同様に、CRはコントラスト比を示す。Further, FIG. 12 is an explanatory view of a contrast map in all directions of the screen of the liquid crystal display device of this comparative example, and CR shows the contrast ratio as in FIG.
【0087】同図から、コントラスト比が高い範囲は左
右方向のみであった。From the figure, the range in which the contrast ratio is high is only in the left-right direction.
【0088】〔実施例3〕前記第1実施例において、複
屈折媒体PULを上側基板SUB2と上側偏光板POL
2との間に1枚、下側基板SUB1と下側偏光板POL
1との間に1枚配置した。また、各複屈折媒体のツイス
ト角は−45°、Δndは0.2μmとした。[Embodiment 3] In the first embodiment, the birefringent medium PUL is used as the upper substrate SUB2 and the upper polarizing plate POL.
One between the two, the lower substrate SUB1 and the lower polarizing plate POL
One sheet was placed between the first and second sheets. Further, the twist angle of each birefringent medium was −45 ° and Δnd was 0.2 μm.
【0089】このように構成した液晶表示装置で8階調
表示を行った時の上下及び左右方向の視角特性をフォト
リサーチ社製の輝度計PR−1980A(商品名)で測
定した結果、階調レベルが反転しない視角範囲は、上下
方向で50度、左右方向で50度であった。As a result of measuring the viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions at the time of displaying 8 gradations with the liquid crystal display device configured as described above with a brightness meter PR-1980A (trade name) manufactured by Photo Research The viewing angle range in which the level was not inverted was 50 degrees in the vertical direction and 50 degrees in the horizontal direction.
【0090】〔実施例4〕第4の実施例では、液晶層L
Cのツイスト角を80°、Δndを0.35μmとし、
その他の構成は前記第1実施例と同じにした。[Embodiment 4] In the fourth embodiment, the liquid crystal layer L is used.
The twist angle of C is 80 °, Δnd is 0.35 μm,
The other structure is the same as that of the first embodiment.
【0091】これにより8階調表示を行った時の上下及
び左右方向の視角特性をフォトリサーチ社の輝度計PR
−1980Aで測定したところ、階調レベルが反転しな
い視角範囲は、上下方向で70度、左右方向で50度が
得られた。As a result, the vertical and horizontal viewing angle characteristics at the time of 8-gradation display are measured by the luminance meter PR of Photo Research.
When measured at -1980A, the viewing angle range in which the gradation level is not inverted was 70 degrees in the vertical direction and 50 degrees in the horizontal direction.
【0092】また、最大コントラスト比(白表示透過率
と黒表示透過率の比)は100対1が得られ、上下及び
左右方向の視角特性ともに対称な特性であった。The maximum contrast ratio (ratio of white display transmittance and black display transmittance) was 100: 1, and the viewing angle characteristics in the vertical and horizontal directions were symmetrical.
【0093】なお、ツイスト角は70度したが30から
100度の範囲であれば同様の結果が得られる。ツイス
ト角を小さくすることにより、上下方向の視角範囲は広
くなる。Although the twist angle is 70 degrees, similar results can be obtained within the range of 30 to 100 degrees. By reducing the twist angle, the vertical viewing angle range becomes wider.
【0094】次に、本発明を適用した液晶表示装置の具
体例について説明する。Next, a specific example of the liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described.
【0095】図13は本発明を適用した液晶表示層の要
部構造を詳細に説明する断面図であって、SUB1は下
側基板、SUB2は上側基板、ITO1,0TO2は電
極、TFT1は薄膜トランジスタ、FILはカラーフィ
ルタ、BMはブラックマトリクス(遮光膜)、PSV
1,PSV2は保護膜、ORI1,ORI2は配向膜、
LCは液晶層、POL1,POL2は偏光板、PULは
複屈折媒体である。FIG. 13 is a cross-sectional view for explaining in detail the main structure of the liquid crystal display layer to which the present invention is applied. SUB1 is a lower substrate, SUB2 is an upper substrate, ITO1, 0TO2 are electrodes, TFT1 is a thin film transistor, FIL is a color filter, BM is a black matrix (light shielding film), PSV
1, PSV2 is a protective film, ORI1 and ORI2 are alignment films,
LC is a liquid crystal layer, POL1 and POL2 are polarizing plates, and PUL is a birefringent medium.
【0096】なお、SIOは酸化シリコン膜、SD1
(d3,d2,d0),SD2(d3,d2),AO
F,GT,g2,AS,GI等がTFTを構成する各種
電極および絶縁膜、その他の機能性薄膜である。SIO is a silicon oxide film, SD1
(D3, d2, d0), SD2 (d3, d2), AO
F, GT, g2, AS, GI and the like are various electrodes and insulating films that constitute the TFT, and other functional thin films.
【0097】同図において、液晶層LCを基準にして下
側基板SUB1側には薄膜トランジスタTFTおよび透
明画素電極ITO1が形成され、保護膜PSV1を介し
て下側配向膜ORI1が形成されている。In the figure, a thin film transistor TFT and a transparent pixel electrode ITO1 are formed on the lower substrate SUB1 side with the liquid crystal layer LC as a reference, and a lower alignment film ORI1 is formed via a protective film PSV1.
【0098】また、上側基板SUB2側にはカラーフィ
ルタFIL、遮光用ブラックマトリクスパターンBMが
形成されている。A color filter FIL and a light-shielding black matrix pattern BM are formed on the side of the upper substrate SUB2.
【0099】上下の基板SUB1、SUB2の両面には
ディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜SI
Oが設けられている。On both surfaces of the upper and lower substrates SUB1 and SUB2, a silicon oxide film SI formed by dip processing or the like is formed.
O is provided.
【0100】上側基板SUB2の内側(液晶層LC側)
の表面には、遮光膜BM、カラーフィルタFIL、保護
膜PSV2、共通透明画素電極ITO2(COM)およ
び上側配向膜ORI2が順次積層して設けられている。Inside the upper substrate SUB2 (liquid crystal layer LC side)
A light shielding film BM, a color filter FIL, a protective film PSV2, a common transparent pixel electrode ITO2 (COM), and an upper alignment film ORI2 are sequentially laminated on the surface of the.
【0101】下側基板SUB1の内側の表面には薄膜ト
ランジスタTFT1、画素電極ITO1,保護膜PSV
1,下側配向膜ORI1が形成されている。On the inner surface of the lower substrate SUB1, the thin film transistor TFT1, the pixel electrode ITO1, and the protective film PSV are provided.
1, a lower alignment film ORI1 is formed.
【0102】そして、上側基板SUB2と上側偏光板P
OL1との間には複屈折媒体PULとしてトリアセチル
セルロースのフィルムが間挿されている。Then, the upper substrate SUB2 and the upper polarizing plate P
A film of triacetyl cellulose is inserted as a birefringent medium PUL between the film and OL1.
【0103】図14は本発明による液晶表示装置を用い
て組み立てたTFT型液晶表示モジュールの構造例を説
明する展開斜視図である。FIG. 14 is a developed perspective view illustrating a structural example of a TFT type liquid crystal display module assembled using the liquid crystal display device according to the present invention.
【0104】同図において、MDLは液晶表示モジュー
ル、SHDは上フレームである金属製のシールドケー
ス、WDは液晶表示モジュールの有効画面を画定する表
示窓、PNLは液晶表示素子からなる液晶パネル、PC
B1はドレイン側回路基板、PCB2はゲート側回路基
板、PCB3はインターフェース回路基板、PRSはプ
リズムシート、SPSは拡散シート、GLBは導光体、
RFSは反射シート、BLはバックライト、LPはバッ
クライトBLのランプを構成する冷陰極蛍光灯、LSは
反射シート、GCはゴムブッシュ、LPCはランプケー
ブル、MCAは導光体GLBを設置する開口MOを有す
る下側ケース、JN1,2,3は回路基板間を接続する
ジョイナ、TCP1,2はテープキャリアパッケージ、
INS1,2,3は絶縁シート、GCはゴムクッショ
ン、BATは両面粘着テープ、ILSは遮光スペーサで
ある。In the figure, MDL is a liquid crystal display module, SHD is a metal shield case which is an upper frame, WD is a display window which defines the effective screen of the liquid crystal display module, PNL is a liquid crystal panel consisting of liquid crystal display elements, and PC.
B1 is a drain side circuit board, PCB2 is a gate side circuit board, PCB3 is an interface circuit board, PRS is a prism sheet, SPS is a diffusion sheet, GLB is a light guide,
RFS is a reflection sheet, BL is a backlight, LP is a cold cathode fluorescent lamp constituting a lamp of the backlight BL, LS is a reflection sheet, GC is a rubber bush, LPC is a lamp cable, and MCA is an opening for installing a light guide GLB. A lower case having an MO, JN1,2,3 are joiners connecting circuit boards, TCP1,2 are tape carrier packages,
INS 1, 2 and 3 are insulating sheets, GC is a rubber cushion, BAT is a double-sided adhesive tape, and ILS is a light-shielding spacer.
【0105】上記の各構成材は、金属製のシールドケー
スSHDと下側ケースMCAの間に積層されて挟持固定
されて液晶表示モジュールMDLを構成する。The above-mentioned components are laminated between the metal shield case SHD and the lower case MCA and sandwiched and fixed to form the liquid crystal display module MDL.
【0106】液晶パネルPNLには、図13に示したよ
うに本発明による複屈折媒体が積層され、その周辺に各
種の回路基板を取り付けて画像表示のための駆動がなさ
れる。As shown in FIG. 13, the birefringent medium according to the present invention is laminated on the liquid crystal panel PNL, and various circuit boards are attached around the birefringent medium to drive the image display.
【0107】また、液晶パネルPNLの裏面には導光体
GLBに各種の光学シートを積層してなるバックライト
BLが設置され、液晶表示パネルPNLに形成された画
像を照明して表示窓WDに表示する。On the back surface of the liquid crystal panel PNL, there is provided a backlight BL in which various optical sheets are laminated on the light guide GLB, and the image formed on the liquid crystal display panel PNL is illuminated and displayed on the display window WD. indicate.
【0108】図15は薄膜トランジスタをスイッチング
素子として用いたアクティブ・マトリクス方式TFT液
晶表示モジュールのTFT液晶表示パネルとその外周部
に配置された回路を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a TFT liquid crystal display panel of an active matrix type TFT liquid crystal display module using thin film transistors as switching elements and a circuit arranged on the outer peripheral portion thereof.
【0109】同図では、液晶表示パネルの片側のみにそ
れぞれ配置されたドレインドライバIC1 〜ICM およ
びゲートドライバIC1 〜ICN は、液晶表示素子の一
方の透明絶縁基板SUB1上に形成されたドレイン側引
き出し線およびゲート側引き出し線と異方性導電膜ある
いは紫外線硬化樹脂SIL等でチップ・オン・ガラス実
装(COG実装)されている。In the figure, the drain drivers IC 1 to IC M and the gate drivers IC 1 to IC N arranged on only one side of the liquid crystal display panel are formed on one transparent insulating substrate SUB1 of the liquid crystal display element. Chip-on-glass mounting (COG mounting) is performed with the drain-side lead line and the gate-side lead line and an anisotropic conductive film, an ultraviolet curable resin SIL, or the like.
【0110】この液晶表示素子はXGA仕様である80
0×3×600の有効ドットを有する液晶表示装置に適
用している。このため、液晶表示素子の透明絶縁基板上
には、液晶パネルの長辺に240出力のドレインドライ
バIC1 〜ICM を10個(M=10)と、短辺に10
1出力のゲートドライバIC1 〜ICN を6個(N=
6)とをCOG実装している。This liquid crystal display element has an XGA specification of 80.
It is applied to a liquid crystal display device having 0 × 3 × 600 effective dots. Therefore, on the transparent insulating substrate of the liquid crystal display element, 10 drain driver ICs 1 to IC M having 240 outputs (M = 10) are provided on the long side of the liquid crystal panel, and 10 drain drivers IC 1 to IC M are provided on the short side.
Six 1-output gate driver IC 1 to IC N (N =
6) and are COG mounted.
【0111】画素数からは、ゲートドライバIC1 〜I
CN の出力は、合計600出力あれば足りるが、有効画
素部の上下に追加ゲート線を形成するため、最上部10
1出力、中央部100出力×4、および最下部101出
力の構成をとっている。From the number of pixels, the gate driver ICs 1 to I
A total of 600 outputs of C N are sufficient, but since the additional gate lines are formed above and below the effective pixel portion, the uppermost 10
It has one output, 100 outputs in the central part × 4, and 101 outputs in the lowermost part.
【0112】なお、同一のゲートドライバICにて、1
00、101出力の使い分けができる。It should be noted that with the same gate driver IC, 1
It is possible to properly use the 00 and 101 outputs.
【0113】このように、液晶表示パネルの上側にはド
レインドライバ部103が配置され、また、側面部には
ゲートドライバ部104が、さらに他方の側面部にはコ
ントローラ部101、電源部102が配置されている。As described above, the drain driver section 103 is arranged on the upper side of the liquid crystal display panel, the gate driver section 104 is arranged on the side surface, and the controller section 101 and the power supply section 102 are arranged on the other side surface. Has been done.
【0114】コントローラ部101および電源部10
2、ドレインドライバ部103、ゲートドライバ部10
4は、それぞれ電気的接続手段(ジョイナー)JN1、
JN3により相互接続されている。Controller section 101 and power supply section 10
2, drain driver unit 103, gate driver unit 10
4 are electrical connection means (joiner) JN1,
Interconnected by JN3.
【0115】この構成令では、XGAパネルとして80
0×3×600ドットの10.4インチ画面サイズのT
FT液晶表示モジュールを設計した。このため、赤
(R)、緑(G)、青(B)の各ドットの大きさは、2
64μm(ゲート線ピッチ)×88μm(ドレイン線ピ
ッチ)となっており、1画素は、赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)の3ドットの組合わせで、264μ
m角となっている。このため、ドレイン線引き出し配線
DTMを800×3本とすると、引き出し線ピッチは1
00μm以下となってしまい、現在使用可能なテープキ
ャリアパッケージ(TCP)実装の接続ピッチ限界以下
となる。COG実装では、使用する異方性導電膜等の材
料にも依存するが、おおよそ駆動用ICチップのバンプ
BUMPのピッチで約70μmおよび下地配線との交叉
面積で約40μm角が現在使用可能な最小値といえる。
このため、本例では、液晶パネルの1個の長辺側にドレ
インドライバICを一列に並べ、ドレイン線を該長辺側
に引き出して、ドレイン線引き出し配線DTMのピッチ
を88μmとした。In this constitution, 80 XGA panels are used.
0.times.3.times.600 dots 10.4 inch screen size T
An FT liquid crystal display module was designed. Therefore, the size of each dot of red (R), green (G), and blue (B) is 2
The size is 64 μm (gate line pitch) × 88 μm (drain line pitch), and one pixel is a combination of three dots of red (R), green (G), and blue (B), and is 264 μm.
It is m square. For this reason, if the drain lead wire DTM is 800 × 3, the lead wire pitch is 1
This is less than 00 μm, which is less than the connection pitch limit of currently available tape carrier package (TCP) mounting. In COG mounting, depending on the material such as the anisotropic conductive film used, the pitch of the bumps BUMP of the driving IC chip is about 70 μm and the crossing area with the underlying wiring is about 40 μm square. It can be called a value.
Therefore, in this example, the drain driver ICs are arranged in a line on one long side of the liquid crystal panel, the drain lines are drawn out to the long side, and the pitch of the drain line lead-out wiring DTM is set to 88 μm.
【0116】したがって、駆動用ICチップのバンプピ
ッチを約70μmおよび下地配線との交叉面積を約40
μm角に設計でき、下地配線とより高い信頼性で接続す
るのが可能となった。Therefore, the bump pitch of the driving IC chip is about 70 μm and the area of intersection with the underlying wiring is about 40 μm.
It was possible to design in μm square, and it became possible to connect with the underlying wiring with higher reliability.
【0117】また、ゲート線ピッチは264μmと十分
大きいため、片側の短辺側にてゲート線引き出しを引き
出しているが、さらに高精細になると、ドレイン線と同
様に対向する2個の短辺側にゲート線引き出し線を交互
に引き出すことも可能である。Since the gate line pitch is 264 μm, which is sufficiently large, the gate line is drawn out on the short side on one side. It is also possible to lead out the gate line lead lines alternately.
【0118】図16は図15に示したTFT液晶表示モ
ジュールにおけるゲートドライバ104、ドレインドラ
イバ103に対する表示用データとクロック信号の流れ
の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram showing the flow of display data and clock signals for the gate driver 104 and the drain driver 103 in the TFT liquid crystal display module shown in FIG.
【0119】表示制御装置101は、本体コンピュータ
(ホスト)からの制御信号(クロック、表示タイミング
信号、同期信号)を受けて、ドレインドライバ103へ
の制御信号として、クロックD1(CL1)、シフトク
ロックD2(CL2)および表示データを生成し、同時
に、ゲートドライバ104への制御信号として、フレー
ム開始指示信号、クロックおよび表示データを生成す
る。The display control device 101 receives a control signal (clock, display timing signal, synchronizing signal) from the main computer (host), and outputs a clock D1 (CL1) and a shift clock D2 as control signals to the drain driver 103. (CL2) and display data are generated, and at the same time, a frame start instruction signal, a clock, and display data are generated as control signals to the gate driver 104.
【0120】また、ドレインドライバ103の前段のキ
ャリー出力は、そのまま次段のドレインドライバ103
のキャリー入力に入力される。The carry output of the previous stage of the drain driver 103 is the same as that of the drain driver 103 of the next stage.
Is input to the carry input of.
【0121】図17は上側基板の電極(コモン電極)に
印加されるコモン電圧、ドレインに印加されるドレイン
電圧、ゲート電極に印加されるゲート電圧のレベル、お
よび、その波形の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of the common voltage applied to the electrode (common electrode) on the upper substrate, the drain voltage applied to the drain, the level of the gate voltage applied to the gate electrode, and the waveform thereof.
【0122】なお、ドレイン波形は黒を表示していると
きのドレイン波形を示す。The drain waveform shows the drain waveform when black is displayed.
【0123】同図において、ゲートオンレベル波形(直
流)とゲートオフレベル波形は、−9〜−14ボルトの
間でレベル変化し、10ボルトでゲートオンする。ドレ
イン波形(黒表示時)とコモン電圧Vcom波形は、0
〜3ボルトの間でレベル変化する。In the figure, the gate on level waveform (direct current) and the gate off level waveform change in level between -9 and -14 volts, and the gate is turned on at 10 volts. The drain waveform (when displayed in black) and the common voltage Vcom waveform are 0
Level changes between ~ 3 volts.
【0124】例えば、黒レベルのドレイン波形を1水平
期間(1H)毎に変化させるため、論理処理回路で1ビ
ットずつ論理反転を行ない、ドレインドライバに入力し
ている。For example, in order to change the black level drain waveform every horizontal period (1H), the logic processing circuit inverts the logic bit by bit and inputs it to the drain driver.
【0125】ゲートのオフレベル波形は、コモン電圧V
com波形と略同振幅、同位相で動作する。The off-level waveform of the gate is the common voltage V
It operates with substantially the same amplitude and phase as the com waveform.
【0126】図18は本発明による液晶表示装置を実装
した電子機器の一例としてのノートブック型のパソコン
あるいはワープロの斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of a notebook type personal computer or word processor as an example of electronic equipment in which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted.
【0127】同図において、駆動ICの液晶パネルPN
L上へのCOG実装と外周部のドレインおよびゲートド
ライバ用周辺回路としての多層フレキシブル基板に折り
曲げ実装を採用することで、従来に比べ大幅に外形サイ
ズ縮小ができる。In the figure, the liquid crystal panel PN of the driving IC
By adopting COG mounting on L and bending mounting on the multilayer flexible substrate as a peripheral circuit for the drain and gate drivers in the outer peripheral portion, the external size can be significantly reduced compared to the conventional case.
【0128】本例では、片側実装されたドレインドライ
バ用周辺回路を情報機器のヒンジ上方の表示部の上側に
配置できるため、コンパクトな実装が可能となった。In this example, since the drain driver peripheral circuit mounted on one side can be arranged above the display section above the hinge of the information device, compact mounting is possible.
【0129】情報機器からの信号は、まず、同図の左側
のインターフェイス基板PCBのほぼ中央に位置するコ
ネクタから表示制御集積回路素子(TCON)へ行き、
ここでデータ変換された表示データが、ドレインドライ
バ用周辺回路へ流れる。A signal from the information device first goes to a display control integrated circuit element (TCON) from a connector located substantially in the center of the interface board PCB on the left side of FIG.
The display data converted here flows to the drain driver peripheral circuit.
【0130】このように、フリップチップ方式と多層フ
レキシブル基板とを使用することで、情報機器の横幅の
外形の制約が解消でき、小型で低消費電力の情報機器を
提供できた。As described above, by using the flip chip method and the multi-layer flexible substrate, the restriction on the outer shape of the width of the information equipment can be eliminated, and the small-sized and low power consumption information equipment can be provided.
【0131】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、上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。The present invention has been specifically described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. is there.
【0132】[0132]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コントラストが高く、透過光輝度、色調の変化が少ない
視角特性が良好なアクティブマトリクス型液晶表示装置
を得ることができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to obtain an active matrix type liquid crystal display device having high contrast and good viewing angle characteristics with little change in transmitted light brightness and color tone.
【図1】本発明による液晶表示装置の基本構成を説明す
る模式断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a basic configuration of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図2】液晶表示装置の印加電圧と相対透過率との関係
を示す電気光学特性の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of electro-optical characteristics showing a relationship between an applied voltage and a relative transmittance of the liquid crystal display device.
【図3】本発明の液晶表示装置の印加電圧と透過率の関
係を示す電気光学特性の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of electro-optical characteristics showing a relationship between applied voltage and transmittance of the liquid crystal display device of the present invention.
【図4】本発明による液晶表示装置の色表示範囲を説明
するCIE色度座標図である。FIG. 4 is a CIE chromaticity coordinate diagram illustrating a color display range of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図5】従来の液晶表示装置の印加電圧と透過率の関係
を示す電気光学特性の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of electro-optical characteristics showing a relationship between an applied voltage and a transmittance of a conventional liquid crystal display device.
【図6】従来の液晶表示装置の色表示範囲を説明するC
IE色度座標図である。FIG. 6 is a diagram C for explaining a color display range of a conventional liquid crystal display device.
It is an IE chromaticity coordinate diagram.
【図7】本発明による液晶表示装置の第1実施例を説明
するための概略構成の模式図である。FIG. 7 is a schematic view of a schematic configuration for explaining a first embodiment of a liquid crystal display device according to the present invention.
【図8】本発明による液晶表示装置の第1実施例の液晶
表示装置の視角特性の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of viewing angle characteristics of the liquid crystal display device of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図9】本発明による液晶表示装置の第1実施例の液晶
表示装置の画面の全方位でのコントラストマップの説明
図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a contrast map in all directions of the screen of the liquid crystal display device of the first embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図10】本発明による液晶表示装置の第2実施例の画
素の平面図である。FIG. 10 is a plan view of a pixel of a second embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention.
【図11】第1比較例の構成とした液晶表示装置で8階
調表示を行った時の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram when performing 8-gradation display on the liquid crystal display device having the configuration of the first comparative example.
【図12】第1比較例の液晶表示装置の画面の全方位で
のコントラストマップの説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a contrast map in all directions of the screen of the liquid crystal display device of the first comparative example.
【図13】本発明を適用した液晶表示層の要部構造を詳
細に説明する断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating in detail a main part structure of a liquid crystal display layer to which the present invention is applied.
【図14】本発明による液晶表示装置を用いて組み立て
たTFT型液晶表示モジュールの構造例を説明する展開
斜視図である。FIG. 14 is an exploded perspective view illustrating a structural example of a TFT type liquid crystal display module assembled using the liquid crystal display device according to the present invention.
【図15】薄膜トランジスタをスイッチング素子として
用いたアクティブ・マトリクス方式TFT液晶表示モジ
ュールのTFT液晶表示パネルとその外周部に配置され
た回路を示すブロック図である。FIG. 15 is a block diagram showing a TFT liquid crystal display panel of an active matrix type TFT liquid crystal display module using a thin film transistor as a switching element and a circuit arranged on an outer peripheral portion thereof.
【図16】図15に示したTFT液晶表示モジュールに
おけるゲートドライバ、ドレインドライバに対する表示
用データとクロック信号の流れの説明図である。16 is an explanatory diagram showing the flow of display data and clock signals for a gate driver and a drain driver in the TFT liquid crystal display module shown in FIG.
【図17】上側基板の電極(コモン電極)に印加される
コモン電圧、ドレインに印加されるドレイン電圧、ゲー
ト電極に印加されるゲート電圧のレベル、および、その
波形の説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram of a common voltage applied to an electrode (common electrode) on the upper substrate, a drain voltage applied to a drain, a level of a gate voltage applied to a gate electrode, and a waveform thereof.
【図18】本発明による液晶表示装置を実装した電子機
器の一例としてのノートブック型のパソコンあるいはワ
ープロの斜視図である。FIG. 18 is a perspective view of a notebook-type personal computer or word processor as an example of an electronic apparatus in which the liquid crystal display device according to the present invention is mounted.
1・・・・緑画素の電気光学特性、2・・・・赤画素の
電気光学特性、3・・・・青画素の電気光学特性、4・
・・・ノーマリーブラック方式の電気光学特性、5・・
・・ノーマリーホワイト方式の電気光学特性、SUB1
・・・・下側基板、SUB2・・・・上側基板、ITO
1,ITO2・・・・透明電極、FIL・・・・カラー
フィルタ層、LC・・・・液晶層、ORI1・・・・下
側配向膜、ORI2・・・・上側配向膜、POL1,P
OL2・・・・偏光板、SL・・・・シール、SRS・
・・・スペーサ、PUL・・・・複屈折媒体、CHI・
・・・駆動回路チップ、XA・・・・下側基板の透過
軸、XB・・・・上側基板の透過軸、XC・・・・下側
偏光板の透過軸、VD・・・・上側偏光板の透過軸、M
DL・・・・液晶表示モジュール、SHD・・・・上フ
レーム、WD・・・・液晶表示モジュールの有効画面を
画定する表示窓、PNL・・・・液晶表示パネル、PC
B1・・・・ドレイン側回路基板、PCB2・・・・ゲ
ート側回路基板、PCB3・・・・インターフェース回
路基板、PRS・・・・プリズムシート、SPS・・・
・拡散シート、GLB・・・・導光体、RFS・・・・
反射シート、BL・・・・バックライト、LP・・・・
冷陰極蛍光灯、LS・・・・反射シート、GC・・・・
ゴムブッシュ、LPC・・・・ランプケーブル、MCA
・・・・下側ケース、JN1,2,3・・・・回路基板
間を接続するジョイナ、TCP1,2・・・・テープキ
ャリアパッケージ、INS1,2,3・・・・絶縁シー
ト、GC・・・・ゴムクッション、BAT・・・・両面
粘着テープ、ILS・・・・遮光スペーサ。1 ... Electro-optical characteristic of green pixel, 2 ... Electro-optical characteristic of red pixel, 3 ... Electro-optical characteristic of blue pixel, 4 ...
... Normally black electro-optical characteristics, 5 ...
..Normally white electro-optical characteristics, SUB1
.... Lower substrate, SUB2 .... Upper substrate, ITO
1, ITO2 ... Transparent electrode, FIL ... Color filter layer, LC ... Liquid crystal layer, ORI1 ... Lower alignment film, ORI2 ... Upper alignment film, POL1, P
OL2 ・ ・ ・ ・ Polarizing plate, SL ・ ・ ・ ・ Seal, SRS ・
・ ・ ・ Spacer, PUL ・ ・ ・ ・ Birefringent medium, CHI ・
・ ・ ・ Drive circuit chip, XA ・ ・ ・ ・ ・ ・ Transmission axis of lower substrate, XB ・ ・ ・ ・ Transmission axis of upper substrate, XC ・ ・ ・ ・ Transmission axis of lower polarizing plate, VD ・ ・ ・ ・ ・ ・ Upper polarization Transmission axis of plate, M
DL ... Liquid crystal display module, SHD ... Upper frame, WD ... Display window that defines effective screen of liquid crystal display module, PNL ... Liquid crystal display panel, PC
B1 ... Drain side circuit board, PCB2 ... Gate side circuit board, PCB3 ... Interface circuit board, PRS ... Prism sheet, SPS ...
・ Diffusion sheet, GLB ... Light guide, RFS ...
Reflective sheet, BL ... Backlight, LP ...
Cold cathode fluorescent lamp, LS ... Reflective sheet, GC ...
Rubber bush, LPC ... Lamp cable, MCA
.... Lower case, JN1, 2, 3 ... Joiner for connecting circuit boards, TCP1, 2 ... Tape carrier package, INS1, 2, 3 ... Insulation sheet, GC ... Rubber cushion, BAT ... Double-sided adhesive tape, ILS ...
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 文倉 辰紀 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 (72)発明者 間所 比止美 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Tatsunori Bunkura 3681 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Inside Hitachi Device Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Hazimi 3681 Hayano, Mobara City, Chiba Prefecture Hitachi Device Engineering Co., Ltd. Inside
Claims (5)
電極を有した一対の基板と、該基板間に挾持された液晶
層と、前記一対の基板の一方に配置された少なくとも2
色のカラーフィルタ層と、前記液晶層の界面に形成した
配向膜と、前記一対の基板間に挟持して当該基板間に一
定のギャップを与えるスペーサと、前記液晶層を挾んで
設けられた一対の偏光板と、前記電極間に2値以上の電
圧を印加して前記液晶層の透過光量を変化させる制御手
段と、前記液晶層の透過光量を変化させるための電圧波
形を発生させる駆動回路チップとを備えた液晶表示装置
であって、 前記2値以上の電圧のうちの最高電圧V1 より低い電圧
V2 の印加時に、前記一対の基板間で液晶層を構成する
液晶分子の傾斜角が変化した状態での透過光量が前記最
高電圧V1 の印加時より低くなるように前記偏光板が配
置されており、かつ、電圧V2 の印加時において、前記
基板との界面部の液晶分子の残留位相差と等しいか近接
する位相差を有する複屈折媒体を少なくとも一方の前記
偏光板と前記液晶層との間に配置してなり、 かつ、前記カラーフィルタ層の各色の各印加電圧におけ
る透過率の大小関係を略々等しくしたことを特徴とする
液晶表示装置。1. A pair of substrates, at least one of which is arranged to face each other, is transparent and has electrodes, a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, and at least two of which are arranged on one of the pair of substrates.
Color filter layers, an alignment film formed at the interface of the liquid crystal layer, spacers sandwiched between the pair of substrates to provide a constant gap between the substrates, and a pair sandwiching the liquid crystal layer. Of the polarizing plate, control means for changing the amount of transmitted light of the liquid crystal layer by applying a binary voltage between the electrodes, and a drive circuit chip for generating a voltage waveform for changing the amount of transmitted light of the liquid crystal layer. And a tilt angle of liquid crystal molecules forming a liquid crystal layer between the pair of substrates when a voltage V 2 lower than the highest voltage V 1 of the two or more voltages is applied. The polarizing plate is arranged so that the amount of transmitted light in the changed state is lower than that when the maximum voltage V 1 is applied, and when the voltage V 2 is applied, the liquid crystal molecules at the interface with the substrate are Phase equal to or close to residual phase difference A birefringent medium having at least one of the polarizing plate and the liquid crystal layer is arranged, and the transmittances of the respective colors of the color filter layer are substantially equal in magnitude to each applied voltage. Characteristic liquid crystal display device.
赤(R)、緑(G)、青(B)の3色のドットから構成
され、かつ各色ドットの開口比率をそれぞれOR 、
OG 、OB とした時、 OG ≧OR ≧OB の関係にあることを特徴とする液晶表示装置。2. The color filter according to claim 1, wherein the color filter is composed of dots of three colors of red (R), green (G) and blue (B), and the opening ratio of each color dot is O R ,
A liquid crystal display device, wherein O G ≧ O R ≧ O B when O G and O B.
体がねじれ構造を有する有機高分子フィルムからなり、
電圧無印加状態における当該複屈折媒体の位相差を前記
液晶層の位相差よりも小さく設定したことを特徴とする
液晶表示装置。3. The birefringent medium according to claim 1, comprising an organic polymer film having a twisted structure,
A liquid crystal display device, wherein a phase difference of the birefringent medium in a state where no voltage is applied is set smaller than a phase difference of the liquid crystal layer.
ムを前記一対の基板と前記偏光板の間に各1枚配置し、
かつ当該有機高分子フィルムのねじれ構造の大きさすな
わちツイスト角θ2 を前記液晶層のねじれ構造すなわち
ツイスト角θ1 の半分以下としたことを特徴とする液晶
表示装置。4. The organic polymer film according to claim 3, wherein one organic polymer film is provided between the pair of substrates and the polarizing plate.
A liquid crystal display device, wherein the size of the twist structure of the organic polymer film, that is, the twist angle θ 2 is set to half or less of the twist structure of the liquid crystal layer, that is, the twist angle θ 1 .
ツイスト角θ1 が10度以上、110度以下であり、当
該液晶層の屈折率異方性Δnが0.02以上0.12以
下であると共に、当該液晶層の厚さdと屈折率異方性Δ
nの積Δn・d1 (μm)が0.2以上0.7以下、前
記複屈折媒体の位相差Δn・d2 (μm)が0.05以
上0.65以下、かつ当該複屈折媒体の光学軸がいずれ
か一方の配向膜のラビング軸に交差していることを特徴
とする液晶表示装置。5. The liquid crystal layer according to claim 1, wherein a twist angle θ 1 of the liquid crystal layer is 10 degrees or more and 110 degrees or less, and a refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal layer is 0.02 or more and 0.12 or less. And the liquid crystal layer thickness d and refractive index anisotropy Δ
The product Δn · d 1 (μm) of n is 0.2 or more and 0.7 or less, the phase difference Δn · d 2 (μm) of the birefringent medium is 0.05 or more and 0.65 or less, and A liquid crystal display device, wherein an optical axis intersects with a rubbing axis of one of the alignment films.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7282101A JPH09127499A (en) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7282101A JPH09127499A (en) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Liquid crystal display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09127499A true JPH09127499A (en) | 1997-05-16 |
Family
ID=17648145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7282101A Pending JPH09127499A (en) | 1995-10-30 | 1995-10-30 | Liquid crystal display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09127499A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110441936A (en) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | Filter, filtering device, driving method of filter and preparation method of driving method |
-
1995
- 1995-10-30 JP JP7282101A patent/JPH09127499A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110441936A (en) * | 2019-08-14 | 2019-11-12 | 京东方科技集团股份有限公司 | Filter, filtering device, driving method of filter and preparation method of driving method |
CN110441936B (en) * | 2019-08-14 | 2022-05-13 | 京东方科技集团股份有限公司 | Filter, filtering device, driving method of filter and preparation method of driving method |
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