JPH11183904A

JPH11183904A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11183904A
Application number: JP9353138A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Kamei; 達生亀井; Takeshi Tanaka; 武田中
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-09
Also published as: US6335773B1

Abstract

(57)【要約】【課題】バックライトの光源からの熱に起因する表示ム
ラを回避して、高品質の画像表示を可能とする。【解決手段】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の
内面にそれぞれ配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２を備え、配向
膜の間に液晶層ＬＣを挟持してなり、一対の透明基板の
各外面に偏光板ＰＯＬ１，ＰＯＬ２を積層した液晶パネ
ルと、液晶パネルに表示信号に応じた電圧を印加するた
めの駆動回路手段と、線状ランプＬＰを光源として液晶
パネルの背面に設置されたバックライトとを少なくとも
有し、表示窓を有する上フレームおよびこの上フレーム
と周縁において連接する下フレームにより固定してなる
液晶表示装置において、前記線状ランプＬＰの延在方向
に対して前記偏光板ＰＯＬ１，ＰＯＬ２の偏光軸ＰＯＬ
１Ｓ，ＰＯＬ２Ｓおよび前記配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２
の配向方向ＯＲＩ１Ｓ，ＯＲＩ２Ｓの間の角度を０度ま
たは９０度とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置に係
り、特にバックライトを構成する線状ランプの発熱によ
る透明基板の歪みに起因する表示ムラを回避して高品質
の画像表示を行う液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ノート型コンピユータやコンピユータモ
ニター用の高精細表示が可能な液晶表示装置では、液晶
パネルおよびこの液晶パネルを駆動する駆動回路基板と
前記液晶パネルを背面から照明する光源（所謂、バック
ライト）を積層して表示窓を有する上フレームと下フレ
ームとで挟み込んで固定して液晶表示モジュールとし、
これを上記ノート型コンピユータやコンピユータモニタ
ー等の実装機器の表示部を構成するケースに固定してい
る。

【０００３】この種の液晶表示装置は、基本的には少な
くとも一方がガラス等からなる二枚の透明基板の間に液
晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、この液晶パネ
ルの周縁に組み込んだ駆動回路から上記液晶パネルを構
成する二枚の透明基板の一方または双方に形成した画素
形成用の各種電極に所要の電圧等を印加することで画像
表示を行う。

【０００４】この画像形成は、上記液晶パネルの基板に
形成した画素形成用の各種電極に選択的に電圧を印加し
て所定画素の点灯と消灯を行う形式、上記各種電極と画
素選択用のアクティブ素子を形成してこのアクティブ素
子を選択することにより所定画素の点灯と消灯を行う形
式とに分類される。

【０００５】後者の形式の液晶表示装置はアクティブマ
トリクス型と称し、コントラスト性能、高速表示性能等
から液晶表示装置の主流となっている。従来のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置は、一方の基板に形成した
電極と他方の基板に形成した電極との間に液晶層の配向
方向を変えるための電界を印加する、所謂縦電界方式を
採用していた。

【０００６】このような液晶表示装置は、例えば特開昭
６１−２１４５４８号公報、実開平２−１３７６５号公
報等に開示されている。

【０００７】また、近年、液晶層に印加する電界の方向
を基板面とほぼ平行な方向とする、所謂横電界方式（Ｉ
ＰＳ方式とも言う）の液晶表示装置が実現された。この
横電界方式の液晶表示装置としては、二枚の基板の一方
に櫛歯電極を用いて非常に広い視野角を得るようにした
ものが知られている（特公昭６３−２１９０７号公報、
米国特許第４３４５２４９号明細書）。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置で
は、バックライトを構成する線状ランプは液晶パネルの
縁（通行は長辺）に沿って配置され、この線状ランプの
延在方向と液晶パネルに表裏に積層した偏光板の偏光軸
とが４５度および１３５度の角度となるように配置され
るのが一般的である。

【０００９】図３１は従来の液晶表示装置を構成する液
晶パネルとバックライトの線状ランプの配置関係の説明
図であって、ＳＵＢ１は薄膜トランジスタ（以下、ＴＦ
Ｔ）を形成した下側透明基板（ＴＦＴ基板）、ＳＵＢ２
はカラーフィルタを形成した上側透明基板（カラーフィ
ルタ基板）、ＬＰは線状ランプ、ＰＯＬ２Ｓはカラーフ
ィルタ基板ＳＵＢ２の表面に積層した偏光板の偏光軸、
ＯＲＩ２Ｓはカラーフィルタ基板ＳＵＢ２の内面に形成
した配向膜の配向軸、ＰＯＬ１ＳはＴＦＴ基板ＳＵＢ１
の表面に積層した偏光板の偏光軸、ＯＲＩ１ＳはＴＦＴ
基板ＳＵＢ１の内面に形成した配向膜の配向軸である。

【００１０】透明基板の長辺に線状ランプを配置する
と、この線状ランプからの熱が透明基板に歪みが生じ
て、通過する光に複屈折作用を及ぼす。

【００１１】図３２は線状ランプからの熱による透明基
板の複屈折作用を説明する模式図である。

【００１２】同図において、バックライトからの照明光
Ｌは偏光板ＰＯＬ１で偏光軸ＰＯＬ１Ｓに平行な成分の
みが選択されて透明基板ＳＵＢに到る。この透明基板Ｓ
ＵＢに熱歪みがあると、この熱歪みで複屈折作用が生じ
て偏光板ＰＯＬ１を通過した通常光Ｌ₀に加えて異常光
Ｌ_Nもこの透明基板ＳＵＢを通過する。

【００１３】この偏光板ＰＯＬ２の偏光軸が偏光板ＰＯ
Ｌ１の偏光軸に対して直交する方向に置かれていると、
通常光Ｌ₀は遮断されるが、異常光Ｌ_Nはこの偏光板Ｐ
ＯＬ２を通過してしまう。

【００１４】すなわち、透明基板が歪んでいると、黒表
示の時に当該歪みのある部分から光が抜け、白っぽいム
ラ表示となる。

【００１５】図３３は透明基板の歪みに起因する表示ム
ラを模式的に示した液晶表示装置の画面の説明図であっ
て、液晶パネルＰＮＬの辺に線状ランプＬＰを配置した
場合、当該線状ランプＬＰに近傍に熱歪みが発生する。
液晶パネルＰＮＬの画面に黒表示Ａをしている時、当該
液晶パネルを構成する透明基板に熱歪みがあると、この
部分に前記図３２で説明した複屈折作用が生じて、白っ
ぽい表示Ｂが観察される。

【００１６】このような表示ムラは画質を著しく劣化さ
せ、液晶表示装置の品質に悪影響を及ぼす。

【００１７】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、バックライトの光源からの熱に起因する表示ムラ
を回避して、高品質の画像表示を可能とした液晶表示装
置を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、バックライトを構成する線状ランプの
発熱に起因する透明基板の熱歪みの方向が当該線状ラン
プの延在方向と直交した方向であることに着目し、この
熱歪みの存在する部分に直線偏光が入射する際、歪み方
向と直線偏光の間でなす角度が４５度の時に複屈折の影
響が最も大きくなり、角度が０度または９０度の時に複
屈折の影響が最も小さくなることに鑑み、下記（１）〜
（６）に記載の構成としたことを特徴とする。

【００１９】（１）対向配置された少なくとも一方に画
素選択用の電極を有する一対の透明基板の内面にそれぞ
れ配向膜を備え、前記配向膜の間に液晶層を挟持してな
り、前記一対の透明基板の各外面に偏光板を積層した液
晶パネルと、前記パネルに表示信号に応じた電圧を印加
するための駆動回路手段と、線状ランプを光源として前
記液晶パネルの背面に設置されたバックライトとを少な
くとも有し、表示窓を有する上フレームおよびこの上フ
レームと周縁において連接する下フレームにより固定し
てなる液晶表示装置において、前記線状ランプの延在方
向に対して前記偏光板の偏光軸および前記配向膜の配向
方向の間の角度を０度または９０度とした。

【００２０】この構成により、線状ランプの熱による透
明基板の複屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部分的
な白ムラの発生が防止される。

【００２１】（２）対向配置された少なくとも一方に画
素選択用の電極を有する一対の透明基板の内面にそれぞ
れ配向膜を備え、前記配向膜の間に液晶層を挟持してな
り、前記一対の透明基板の各外面に偏光板を積層した液
晶パネルと、前記パネルに表示信号に応じた電圧を印加
するための駆動回路手段と、導光板とこの導光板の少な
くとも一つの辺縁に沿って配置した線状ランプを光源と
して前記液晶パネルの背面に設置されたサイドエッジ型
のバックライトとを少なくとも有し、表示窓を有する上
フレームおよびこの上フレームと周縁において連接する
下フレームにより固定してなる液晶表示装置において、
前記線状ランプの延在方向に対して前記偏光板の偏光軸
および前記配向膜の配向方向の間の角度を０度または９
０度とした。

【００２２】この構成により、サイドエッジ型バックラ
イトを用いた場合の線状ランプの熱による透明基板の複
屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部分的な白ムラの
発生が防止される。

【００２３】（３）対向配置された少なくとも一方に画
素選択用の電極を有する一対の透明基板の内面にそれぞ
れ配向膜を備え、前記配向膜の間に液晶層を挟持してな
り、前記一対の透明基板の各外面に偏光板を積層した液
晶パネルと、前記パネルに表示信号に応じた電圧を印加
するための駆動回路手段と、前記液晶パネルの背面に配
置した複数本の線状ランプを光源とした直下型のバック
ライトとを構成材として少なくとも有し、表示窓を有す
る上フレームおよびこの上フレームと周縁において連接
する下フレームにより前記各構成材を固定してなる液晶
表示装置において、前記線状ランプの延在方向に対して
前記偏光板の偏光軸および前記配向膜の配向方向の間の
角度を０度または９０度とした。

【００２４】この構成により、直下型バックライトを用
いた場合の線状ランプの熱による透明基板の複屈折の影
響が抑制され、黒表示の時に部分的な白ムラの発生が防
止される。

【００２５】（４）対向配置された一方に薄膜トランジ
スタとこの薄膜トランジスタに画素選択用信号を印加す
るためのゲート配線およびドレイン配線を有する一対の
透明基板の内面にそれぞれ配向膜を備え、前記配向膜の
間に液晶層を挟持してなり、前記一対の透明基板の各外
面に偏光板を積層した液晶パネルと、前記パネルに表示
信号に応じた電圧を印加するための駆動回路手段と、線
状ランプを光源として前記液晶パネルの背面に設置され
たバックライトとを少なくとも有し、表示窓を有する上
フレームおよびこの上フレームと周縁において連接する
下フレームにより固定してなる液晶表示装置において、
前記透明基板に形成した薄膜トランジスタのドレイン配
線およびゲート配線の延在方向に沿って前記偏光板の一
方の偏光軸を配置すると共に、前記線状ランプの延在方
向に対して前記偏光板の偏光軸および前記配向膜の配向
方向の間の角度を０度または９０度とした。

【００２６】この構成により、ＴＦＴ型液晶表示装置に
おける線状ランプの熱による透明基板の複屈折の影響が
抑制され、黒表示の時に部分的な白ムラの発生が防止さ
れる。

【００２７】（５）前記（１）〜（４）における液晶パ
ネルの表面側の偏光板上に視野角拡大用の位相差フィル
ムを積層した。

【００２８】この構成により、線状ランプの熱による透
明基板の複屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部分的
な白ムラの発生が防止されると共に、視野角が拡大され
て見易い液晶表示装置が得られる。

【００２９】（６）前記（１）〜（４）における液晶パ
ネルの表面側の偏光板上に視角方向補正用の位相差フィ
ルムを積層した。

【００３０】この構成により、線状ランプの熱による透
明基板の複屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部分的
な白ムラの発生が防止されると共に、線状ランプの延在
方向と偏光板の偏光軸方向および配向膜の配向方向を０
度または９０度としたことによる視野方向のずれが補正
されて見易い液晶表示装置が得られる。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につ
き、実施例を参照して詳細に説明する。

【００３２】〔実施例１〕図１は本発明による液晶表示
装置の第１実施例における線状ランプの延在方向と偏光
板の偏光軸および配向膜の配向方向の関係を説明する模
式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−
Ａ線に沿った断面図である。

【００３３】同図において、ＳＵＢ１はＴＦＴ基板で、
ＯＲＩ１Ｓはその内面に形成した配向膜ＯＲＩ１の配向
方向、ＰＯＬ１ＳはＴＦＴ基板ＳＵＢ１の背面に積層し
た偏光板ＰＯＬ１の偏光軸を示す。また、ＳＵＢ２はカ
ラーフィルタ基板で、ＯＲＩ２Ｓはその内面に形成した
配向膜ＯＲＩ２の配向方向、ＰＯＬ２Ｓはカラーフィル
タ基板ＳＵＢ２の表面に積層した偏光板ＰＯＬ２の偏光
軸を示す。そして、ＬＰはバックライトを構成する線状
ランプを示し、その延在方向はＴＦＴ基板ＳＵＢ１の配
向膜ＯＲＩ１の配向方向（ラビング方向）ＰＯＬ１Ｓお
よびＴＦＴ基板ＳＵＢ１の背面に積層した偏光板ＰＯＬ
１の偏光軸ＰＯＬ１Ｓに対して０度（平行）、カラーフ
ィルタ基板ＳＵＢ２の配向膜ＯＲ２の配向方向（ラビン
グ方向）ＰＯＬ２Ｓおよびカラーフィルタ基板ＳＵＢ２
の表面に積層した偏光板ＰＯＬ２の偏光軸ＰＯＬ２Ｓに
対して９０度である。

【００３４】この構成により、線状ランプの熱による透
明基板の複屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部分的
な白ムラの発生が防止される。

【００３５】〔実施例２〕本発明の第２実施例は、上記
した第１実施例におけるＳＵＢ１に形成した配向膜ＯＲ
Ｉ１の配向方向ＯＲＩ１Ｓおよび偏光板ＰＯＬ１の偏光
軸ＰＯＬ１Ｓと、ＳＵＢ２に形成した配向膜ＯＲＩ２の
配向方向ＯＲＩ２Ｓおよび偏光板ＰＯＬ２の偏光軸ＰＯ
Ｌ２Ｓとの方向をそれぞれ９０度回転させたものであ
る。

【００３６】この構成によっても、線状ランプの熱によ
る透明基板の複屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部
分的な白ムラの発生が防止される。

【００３７】図２は本発明の効果を説明する線状ランプ
近傍での閾値上昇の角度効果の説明図であって、横軸は
液晶パネルの線状ランプを設置位置に設けた枠スペーサ
の端部から有効表示領域方向への距離（ｃｍ）を、縦軸
は線状ランプの延在方向と配向膜の配向方向および偏光
板の偏光軸方向の角度を変えた場合の光学的閾値Ｖｔｈ
（Ｖ）を示す。なお、光学的閾値Ｖｔｈ（Ｖ）が０．７
％でコントラストレートＣＲ＝１４３相当となる電圧を
示す。

【００３８】また、ここではＴＦＴがゲートＤＣ点灯と
した場合で、（ａ）は前記図２０に示した従来の配置
（通常置き）、（ｂ）は（ａ）から４５度回転させた場
合（４５度置き）、（ｃ）は０度または９０度とした前
記した実施例の配置（９０度置き）としたそれぞれにつ
いての閾値の変化を示す。図中、ＬＣＤは液晶パネル、
ＣＦＬは線状ランプ、Ｂ／Ｌはバックライトを示す。

【００３９】なお、９０度置きは偏光板の偏光軸と配向
膜の配向方向をＳＵＢ１とＳＵＢ２で入れ換えた前記第
１実施例と第２実施例に相当する。

【００４０】また、図中矢印は測定位置を示し、枠スペ
ースから線状ランプに対して直角方向に離れる方向を横
軸に対応させた。

【００４１】この図から、（ｃ）に示したように、本発
明の実施例の構成としたことにより、光学的閾値の変化
が少ないこと、すなわち線状ランプの熱による透明基板
の複屈折の影響が抑制され、黒表示の時に部分的な白ム
ラの発生が防止されることが分かる。

【００４２】〔実施例３〕本発明の第３実施例は、液晶
パネルの背面に複数本の線状ランプを配置して照明光源
とした直下型のバックライトに本発明を適用したもので
ある。この実施例では、平行に配置した複数の線状ラン
プの延在方向に対してＳＵＢ１およびＳＵＢ２に形成し
た配向膜の配向方向および偏光板の偏光軸を０度あるい
は９０度に配置したものである。

【００４３】線状ランプの延在方向すなわち長手方向に
沿って透明基板に熱歪みが生じる。この実施例では、線
状ランプの延在方向に対してＳＵＢ１およびＳＵＢ２に
形成した配向膜の配向方向および偏光板の偏光軸を０度
あるいは９０度に配置することでこの熱歪みによる複屈
折に起因する表示ムラを防止できる。

【００４４】〔実施例４〕本発明の第４実施例は、透明
基板ＵＢ１に形成した薄膜トランジスタのドレイン配線
およびゲート配線の延在方向に沿って前記偏光板ＰＯＬ
１の偏光軸を配置すると共に、前記線状ランプの延在方
向に対して前記偏光板ＰＯＬ１の偏光軸ＰＯＬ１Ｓおよ
び配向膜ＯＲ１の配向方向ＯＲ１Ｓの間の角度を０度ま
たは９０度としたものである。

【００４５】この実施例では、透明基板ＵＢ１に形成し
た薄膜トランジスタのドレイン配線およびゲート配線の
延在方向に沿って偏光板ＰＯＬ１の偏光軸ＰＯＬ１Ｓと
配向膜ＯＲ１の配向方向ＯＲ１Ｓを配置することにより
線状ランプＬＰの延在方向と直角方向の複屈折効果を低
減したものである。

【００４６】この実施例により、線状ランプの熱歪みに
よる複屈折に起因する表示ムラを防止できる。

【００４７】なお、上記各実施例に示したカラーフィル
タ基板ＳＵＢ２に積層した偏光板ＰＯＬ２の上に視角拡
大効果を有する位相差フィルムを積層することで、視野
角を拡大し、あるいは視野方向を補正する位相差フィル
ムを積層することで、偏光軸と配向方向を線状ランプの
延在方向に対して０度または９０度で配置したことによ
る視角方向を補正して見易さを改善することができる。

【００４８】次に、本発明を適用する液晶表示装置の詳
細について図面を参照して詳細に説明する。

【００４９】図３は本発明の液晶表示装置における液晶
表示モジュールの各構成部品を示す分解斜視図であっ
て、ＳＨＤは上フレーム、ＷＤはその表示窓、ＰＮＬは
液晶パネル、ＳＰＳは光拡散板、ＧＬＢは導光体、ＲＦ
Ｓは反射板、ＢＬはバックライト、ＭＣＡは下フレー
ム）であり、図に示すような上下の配置関係で各部材が
積み重ねられてモジュールＭＤＬが組み立てられる。

【００５０】液晶表示モジュールＭＤＬは上フレームＳ
ＨＤに設けられた爪と下フレームに形成したフックによ
って全体が固定されるようになっている。

【００５１】上フレームＳＨＤの周辺には駆動回路基板
（ゲート側回路基板、ドレイン側回路基板）ＰＣＢ１，
ＰＣＢ２、インタフェース回路基板ＰＣＢ３がテープキ
ャリアパッドＴＣＰ１，ＴＣＰ２、あるいはジョイナＪ
Ｎ１，ＪＮ２，ＪＮ３で液晶パネルＰＭＬおよび回路基
板相互間が接続されている。

【００５２】下フレームＭＣＡは、その開口ＭＯにバッ
クライトＢＬを構成する光拡散シートＳＰＳ、導光体Ｇ
ＬＢ、反射板ＲＦＳを収納する形状になっている。な
お、導光体ＧＬＢの側面には線状ランプが配置されるが
図示を省略してある。この線状ランプから出射される光
を導光体ＧＬＢ、反射板ＲＦＳ、光拡散板ＳＰＳにより
表示面で一様な照明光として液晶表示パネルＰＮＬ側に
出射する。なお、ＬＳはバックライト蛍光管ＬＰに備え
た反射シートである。

【００５３】このバックライトＢＬと液晶パネルＰＮＬ
の間には照明光に進路を調整するためのプリズムシート
ＰＲＳが遮光スペーサＩＬＳを介して積層されている。

【００５４】図４は液晶パネルをバックライトと共に上
フレームと下フレームで一体化した液晶表示モジュール
の構成の説明図であって、（Ａ）は表示面側の平面図、
（Ｂ）は左側面図、（Ｃ）は右側側面図、（Ｄ）は上側
側面、（Ｅ）は下側側面図を示す。

【００５５】同図において、ＳＨＤは上フレーム、ＡＲ
は表示域、ＭＣＡは下フレーム、ＨＬＤ１〜４は取り付
け穴、ＬＣＴは接続コネクタ、ＬＰＣ１はランプケーブ
ル、ＣＴ１はインターフェースコネクタ、ＷＤは表示領
域を露出する開口である。また、ＰＯＬは上偏光板（Ｐ
ＯＬ２）で液晶パネルＰＮＬの上面を覆って貼付されて
いる。

【００５６】この液晶表示装置は、上フレームＳＨＤと
下フレームＭＣＡの２種類の収納・保持部材を用いて組
み込まれ、取り付け穴ＨＬＤ１〜４でノートパソコンや
モニター等の情報処理装置の表示部に実装される。

【００５７】取り付け穴ＨＬＤ１とＨＬＤ２の間にある
凹部にはバックライト用のインバータが組み込まれ、接
続コネクタＬＣＴとランプケーブルＬＰＣ１でバックラ
イト組立体を構成する線状ランプ（冷陰極蛍光灯）に電
力を供給する。なお、この例では蛍光管は液晶表示素子
ＰＮＬの裏下辺に組み込まれている。

【００５８】本体コンピユータ（ホスト）からの信号お
よび必要な電源は裏面に位置するインターフェースコネ
クタＣＴ１を介して供給される。

【００５９】図示の液晶表示装置は外径寸法が大きく、
表示域ＡＲも大きくなったにも係わらず、表示に寄与し
ない所謂額縁領域が小さい。さらに、重量も軽量化さ
れ、可搬型情報処理装置の可搬性を失うことなく見やす
い大画面表示が得られる。

【００６０】図５は本発明による液晶表示装置の実装例
を説明するノート型コンピユータの斜視図である。

【００６１】このノート型コンピユータ（可搬型パソコ
ン）はキーボード部（本体部）と、このキーボード部に
ヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部
にはキーボードとホスト（ホストコンピュータ）、ＣＰ
Ｕ等の信号生成機能を収納し、表示部のケースＣＡＳＥ
には液晶パネルＰＮＬを有し、その周辺に駆動回路基板
ＦＰＣ１，ＦＰＣ２、コントロールチップＴＣＯＮを搭
載したＰＣＢ、およびバックライト電源であるインバー
タ電源基板ＩＶなどが実装される。

【００６２】そして、上記液晶表示パネルＰＮＬ、各種
回路基板ＦＰＣ１，ＦＰＣ２，ＰＣＢ、インバータ電源
基板ＩＶ、およびバックライトを一体化した液晶表示モ
ジュールは前記した各実施例の何れかの構造で表示部に
固定される。

【００６３】以下、本発明を適用したアクティブ・マト
リクス方式のカラー液晶表示装置の詳細について説明す
る。

【００６４】図６は本発明を適用したアクティブ・マト
リクス方式液晶表示装置の一画素とその周辺の構成を説
明する平面図、図７は図６の３−３線に沿って切断した
断面図、図８は図６の４−４線に沿って切断した断面
図、図９は図６に示した画素を複数配置した状態を示す
平面図である。

【００６５】図６に示したように、各画素は隣接する２
本の走査信号線（ゲート信号線または水平信号線）ＧＬ
と、隣接する２本の映像信号線（ドレイン信号線または
垂直信号線）ＤＬとの交差領域内（４本の信号線で囲ま
れた領域内）に配置されている。

【００６６】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ、透明画
素電極ＩＴＯ１および保持容量素子Ｃａｄｄを含む。走
査信号線ＧＬは列方向に延在し、行方向に複数本配置さ
れている。映像信号線ＤＬは行方向に延在し、列方向に
複数本八されている。

【００６７】図７に示したように、液晶ＬＣを基準の下
部透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴＦ
Ｔおよび透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明ガ
ラス基板ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光用
ブラックマトリクスのパターンＢＭが形成されている。
上下の部透明ガラス基板ＳＵＢ２，１は例えば１．１ｍ
ｍ程度の厚さを有し、それらの各両面にはディップ処理
等によって酸化シリコン膜ＳＩＯが形成されている。こ
のため、透明ガラス基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の表面に細
かい傷があっても、この酸化シリコン膜ＳＩＯの被覆で
平坦化され、その上に形成される走査信号線ＧＬ、遮光
膜（ブラックマトリクス）ＢＭ等の膜質を均質に保つこ
とができる。

【００６８】上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶
ＬＣ側）の表面には、遮光膜ＢＭ、カラーフィルタＦＩ
Ｌ、および上部配向膜ＯＲＩ２が順次積層して設けられ
ている。

【００６９】《マトリクス周辺の概要》図１０は上下の
透明ガラス基板ＳＵＢ２，ＳＵＢ１を含む液晶パネルＰ
ＮＬのマトリクスＡＲ周辺の要部平面図、図１１は図１
０に示したマトリクスＡＲの周辺部を更に誇張して示し
た平面図、図１２は図１０および図１１の液晶パネルの
左上角部に対応するシール部ＳＬ付近の拡大平面図であ
る。また、図１３は図７の断面を中央にして左側に図１
２の線１９ａ−１９ａに沿った断面図を、右側に映像信
号線駆動回路が接続されるべき外部接続端子ＤＴＭ付近
の断面図、図１４は左側に走査回路が接続されるべき外
部接続端子ＧＴＭ付近の断面図を、右側に外部接続端子
が無いところのシール部付近の断面図である。

【００７０】この液晶パネルの製造では、小さいサイズ
であればスループット向上のため１枚のガラス基板で複
数個分を同時に加工してから分離し、大きいサイズであ
れば製造設備の共用のため、どの品種でも標準化された
大きさのガラス基板を加工してら各品種に合ったサイズ
に小さくし、いずれの場合も一通りの工程を経てからガ
ラス基板を切断する。

【００７１】図１０〜図１２は後者の例を示すもので、
図１０と図１１の両図とも、上下のガラス基板ＳＵＢ
２，ＳＵＢ１の切断後を、図１２は切断前を示してお
り、ＬＮはガラス基板の切断線の縁を、ＣＴ１とＣＴ２
はそれぞれガラス基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の切断すべき
位置を示す。

【００７２】いずれの場合も、完成状態では外部接続端
子群Ｔｇ、Ｔｄ（添字略）が存在する部分（図では上下
辺と左辺）は、それらを露出するように上側ガラス基板
ＳＵＢ２の大きさが下側ガラス基板ＳＵＢ１よりも内側
に制限されている。

【００７３】外部接続端子群Ｔｇ、Ｔｄはそれぞれ後述
する走査回路接続用端子ＧＴＭ、映像信号回路接続用端
子ＤＴＭとそれらの引出配線部を集積回路チップＣＨＩ
が搭載されたテープキャリアパッケージＴＣＰ（図１
５、図１６参照）の単位に複数本まとめて名付けたもの
である。各群のマトリクス部から外部接続端子部に至る
までの引出配線は、両端に近づくにつれて傾斜してい
る。これは、テープキャリアパッケージＴＣＰの配列ピ
ッチ及び各テープキャリアパッケージＴＣＰにおける接
続端子ピッチに液晶パネルＰＮＬの端子ＤＴＭ、ＧＴＭ
を合わせるためである。

【００７４】透明ガラス基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２の間に
は、その縁に沿って液晶封入口ＩＮＪを除き、液晶ＬＣ
を封止するようにシールパターンＳＬ（以下、シール材
とも言う）が形成されている。このシールパターンの材
料は、例えばエポキシ樹脂からなる。上部透明ガラス基
板ＳＵＢ２側の共通透明画素電極ＩＴＯ２は、少なくと
も一箇所において、ここでは液晶パネルの四隅で銀ペー
スト材ＡＧＰによって下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側に
形成された引出配線ＩＮＴに接続されている。この引出
配線ＩＮＴは後述するゲート端子ＧＴＭ、ドレン端子Ｄ
ＴＭと同一製造工程で形成される。

【００７５】配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２、透明画素電極
ＩＴＯ１、共通透明画素電極ＩＴＯ２、それぞれの層
は、シールパターンＳＬの内側に形成される。偏光板Ｐ
ＯＬ１，ＰＯＬ２はそれぞれ下部透明ガラス基板ＳＵＢ
１、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の外側の表面に形成さ
れている。

【００７６】液晶ＬＣは液晶分子の向きを設定する下部
配向膜ＯＲＩ１と上部配向膜ＯＲＩ２との間でシールパ
ターンＳＬで仕切られた領域に封入されている。下部配
向膜ＯＲＩ１は下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側の保護膜
ＰＳＶ１の上部に形成されている。

【００７７】この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板
ＳＵＢ１側、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側で別個に種
々の層を積み重ね、シールパターンＳＬを上部透明ガラ
ス基板ＳＵＢ２側に形成し、下部透明ガラス基板ＳＵＢ
１と上部透明ガラス基板ＳＵＢ２とを重ね合わせ、シー
ル材ＳＬの開口部ＩＮＪ（注入口）から液晶を注入し、
注入口ＩＮＪをエポキシ樹脂などで封止し、上下の透明
ガラス基板を切断することによって組立られる。

【００７８】《薄膜トランジスタＴＦＴ》薄膜トランジ
スタＴＦＴは、ゲート電極ＧＴに正のバイアスを印加す
ると、ソース−ドレイン間のチャネル抵抗が小さくな
り、バイアスを零にするとチャネル抵抗は大きくなるよ
うに動作する。

【００７９】各画素の薄膜トランジスタＴＦＴは、画素
内において２つ（複数）に分割され、薄膜トランジスタ
（分割薄膜トランジスタ）ＴＦＴ１およびＴＦＴ２で構
成されている。薄膜トランジスタＴＦＴ１およびＴＦＴ
２のそれぞれは、実質的に同一サイズ（チャネル長、チ
ャネル幅が同じ）で構成されている。この分割された薄
膜トランジスタＴＦＴ１およびＴＦＴ２のそれぞれは、
ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、ｉ型（真性、ｉｎ
ｔｒｉｎｓｉｃ、導電型決定不純物がドープされていな
い）非晶質シリコン（Ｓｉ）からなるｉ型半導体層Ａ
Ｓ、一対のソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を有
する。なお、ソース、ドレインは本来その間のバイアス
極性によって決まるもので、この液晶表示装置の回路で
は、その極性は動作中反転するので、ソース、ドレイン
は動作中入れ替わると理解されたい。しかし、以下の説
明では、便宜上、一方をソース、他方をドレインと固定
して表現する。

【００８０】《ゲート電極ＧＴ》ゲート電極ＧＴは図１
７（図６の第２導電膜ｇ２およびｉ型半導体層ＡＳのみ
を描いた平面図）に示すように、走査信号線ＧＬから垂
直方向（図６および図１７において上方向）に突出する
形状で構成されている（Ｔ字形状に分岐されている）。

【００８１】ゲート電極ＧＴは薄膜トランジスタＴＦＴ
１，ＴＦＴ２のそれぞれの能動領域を越えるように突出
している。薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２のそれ
ぞれのゲート電極ＧＴは連続して形成されている。ここ
では、ゲート電極ＧＴは、単層の第２導電膜ｇ２で形成
されている。第２導電膜ｇ２は、例えばスパッタで形成
されたアルミニウム（Ａｌ）膜を用い、１０００〜５５
００Å程度の膜厚で形成する。また、ゲート電極ＧＴの
上にはアルミニウムの陽極酸化膜ＡＯＦが設けられてい
る。

【００８２】このゲート電極ＧＴは、図６、図７および
図１７に示したように、ｉ型半導体層ＡＳを完全に覆う
ように（下方から見て）それより大きめに形成される。
したがって、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１の下方に蛍光
管等のバックライトＢＬを取り付けた場合、この不透明
なアルミニウム膜からなるゲート電極ＧＴが影となって
ｉ型半導体層ＡＳにはバックライトからの光が当たら
ず、光照射による導電現象すなわち薄膜トランジスタＴ
ＦＴのオフ特性劣化は起き難くなる。なお、ゲート電極
ＧＴの本来の大きさは、ソース電極ＳＤ１とドレイン電
極ＳＤ２との間に跨がるのに最低限必要な（ゲート電極
ＧＴとソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２との位置
合わせ余裕分も含めて）幅を持ち、チャネル幅Ｗを決め
るその奥行き長さはソース電極ＳＤ１とドレイン電極Ｓ
Ｄ２との間の距離（チャネル長）Ｌとの比、すなわち相
互コンダクタンスｇｍを決定するファクタＷ／Ｌをいく
つにするかによって決められる。この液晶表示装置にお
けるゲート電極ＧＴの大きさは、もちろん、上述した本
来の大きさよりも大きくされる。

【００８３】《走査信号線ＧＬ》走査信号線ＧＬは第２
導電膜ｇ２で構成されている。この走査信号線ＧＬの第
２導電膜ｇ２はゲート電極ＧＴの第２導電膜ｇ２と同一
製造工程で形成され、かつ一体に形成されている。ま
た、走査信号線ＧＬ上にもアルミニウムＡｌの陽極酸化
膜ＡＯＦが設けられている。

【００８４】《絶縁膜ＧＩ》絶縁膜ＧＩは薄膜トランジ
スタＴＦＴ１，ＴＦＴ２のそれぞれのゲート絶縁膜とし
て使用される。絶縁膜ＧＩはゲート電極ＧＴおよび走査
信号線ＧＬの上層に形成されている。絶縁膜ＧＩは、例
えばプラズマＣＶＤで形成された窒化シリコン膜を用
い、１２００〜２７００Åの膜厚（この液晶表示装置で
は、２０００Å程度の膜厚）で形成する。ゲート絶縁膜
ＧＩは図１２に示したように、マトリクス部ＡＲの全体
を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子ＤＴＭ，
ＧＴＭを露出するように除去されている。

【００８５】《ｉ型半導体層ＡＳ》ｉ型半導体層ＡＳ
は、図１７に示したように、複数に分割された薄膜トラ
ンジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２のそれぞれのチャネル形成
領域として使用される。ｉ型半導体層ＡＳは非晶質シリ
コン膜または多結晶シリコン膜で形成し、２００〜２２
０Åの膜厚（この液晶表示装置では、２００Å程度の膜
厚）で形成する。

【００８６】このｉ型半導体層ＡＳは、供給ガスの成分
を変えてＳｉ₂Ｎ₄からなるゲート絶縁膜として使用さ
れる絶縁膜ＧＩの形成に連続して、同じプラズマＣＶＤ
装置で、しかもそのプラズマＣＶＤ装置から外部に露出
することなく形成される。

【００８７】また、オーミックコンタクト用のリン
（Ｐ）を２．５％ドープしたＮ（＋）型半導体層ｄ０
（図７）も同様に連続して２００〜５００Åの膜厚（こ
の液晶表示装置では、３００Å程度の膜厚）で形成す
る。しかる後、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１はＣＶＤ装
置から外部に取り出され、写真処理技術によりＮ（＋）
型半導体層ｄ０およびｉ型半導体層ＡＳは図６、図７お
よび図１７に示したように独立した島状にパターニング
される。

【００８８】ｉ型半導体層ＡＳは、図６および図１７に
示したように、走査信号線ＧＬと映像信号線ＤＬとの交
差部（クロスオーバ部）の両者間にも設けられている。
この交差部のｉ型半導体層ＡＳは交差部における走査信
号線ＧＬと映像信号線ＤＬとの短絡を低減する。

【００８９】《透明画素電極ＩＴＯ１》透明画素電極Ｉ
ＴＯ１は液晶パネルの画素電極の一方を構成する。透明
画素電極ＩＴＯ１は薄膜トランジスタＴＦＴ２のソース
電極ＳＤ１および薄膜トランジスタＴＦＴ２のソース電
極ＳＤ１の両方に接続されている。このため、薄膜トラ
ンジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ２のうちの１つに欠陥が発生
しても、その欠陥が副作用をもたらす場合はレーザ光等
によって適切な箇所を切断し、そうでない場合は他方の
薄膜トランジスタが正常に動作しているので放置すれば
よい。なお、２つの薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦＴ
２に同時に欠陥が発生することは稀であり、このような
冗長方式により点欠陥や線欠陥の発生確率を極めて小さ
くすることができる。

【００９０】透明画素電極ＩＴＯ１は第１導電膜ｄ１に
よって構成されている。この第１導電膜ｄ１はスパッタ
リングで形成された透明導電膜（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ
−ＯｘｉｄｅＩＴＯ：ネサ膜）からなり、１０００〜
２０００Åの膜厚（（この液晶表示装置では、１４００
Å程度の膜厚）で形成される。

【００９１】《ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ
２》複数に分割された薄膜トランジスタＴＦＴ１，ＴＦ
Ｔ２のそれぞれのソース電極ＳＤ１とドレイン電極ＳＤ
２とは、図６、図７および図１８（図６の第１〜第３導
電膜ｄ１〜ｄ３のみを描いた平面図）に示したように、
ｉ型半導体層ＡＳ上にそれぞれ離隔して設けられてい
る。

【００９２】ソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２の
それぞれは、Ｎ（＋）型半導体層ｄ０に接触する下層側
から、第２導電膜ｄ２、第３導電膜ｄ３を順次重ね合わ
せて構成されている。ソース電極ＳＤ１の第２導電膜ｄ
２および第３導電膜ｄ３は、ドレイン電極ＳＤ２の第２
導電膜ｄ２および第３導電膜ｄ３と同一製造工程でけい
せいされる。

【００９３】第２導電膜ｄ２はスパッタで形成したクロ
ム（Ｃｒ）膜を用い、５００〜１０００Åの膜厚（この
液晶表示装置では、６００Å程度の膜厚）で形成され
る。Ｃｒ膜は後述する第３導電膜ｄ３のアルミニウムＡ
ｌがＮ（＋）型半導体層ｄ０に拡散することを防止する
所謂バリア層を構成する。第２導電膜ｄ２として、Ｃｒ
膜の他に、高融点金属（Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ等）の
膜、高融点金属シリサイド（ＭｏＳｉ₂、ＴｉＳｉ₂、
ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂等）の膜を用いることもできる。

【００９４】第３導電膜ｄ３はアルミニウムＡｌのスパ
ッタリングで３０００〜５０００Åの膜厚（この液晶表
示装置では、４０００Å程度の膜厚）で形成される。ア
ルミニウムＡｌ膜はクロムＣｒ膜に比べてストレスが小
さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極Ｓ
Ｄ１、ドレイン電極ＳＤ２および映像信号線ＤＬの抵抗
値を低減するように構成されている。第３導電膜ｄ３と
して順アルミニウムの他に、シリコンや銅（Ｃｕ）を添
加物として含有させたアルミニウム膜を用いることもで
きる。

【００９５】第２導電膜ｄ２、第３導電膜ｄ３を同じマ
スクパターンでパターニングした後、同じマスクを用い
て、あるいは第２導電膜ｄ２、第３導電膜ｄ３をマスク
として、Ｎ（＋）型半導体層ｄ０が除去される。つま
り、ｉ型半導体層ＡＳ上に残っていたＮ（＋）型半導体
層ｄ０は第２導電膜ｄ２、第３導電膜ｄ３以外の部分が
セルファラインで除去される。このとき、Ｎ（＋）型半
導体層ｄ０はその厚さ分は全て除去されるようにエッチ
ングされるので、ｉ型半導体層ＡＳも若干その表面部分
がエッチングされるが、そのエッチング程度はエッチン
グの処理時間で制御すればよい。

【００９６】ソース電極ＳＤ１は透明画素電極ＩＴＯ１
に接続されている。ソース電極ＳＤ１は、ｉ型半導体層
ＡＳの段差（第２導電膜ｄ２の膜厚、陽極酸化膜ＡＯＦ
の膜厚、ｉ型半導体層ＡＳの膜厚およびＮ（＋）型半導
体層ｄ０の膜厚を加算した膜厚に相当する段差）に沿っ
て構成されている。具体的には、ソース電極ＳＤ１はｉ
型半導体層ＡＳの段差に沿って形成された第２導電膜ｄ
２と、この第２導電膜ｄ２の上部に形成した第３導電膜
ｄ３とで構成されている。ソース電極ＳＤ１の第３導電
膜ｄ３は第２導電膜ｄ２のＣｒ膜がストレスの増大から
厚くできず、ｉ型半導体層ＡＳの段差を乗り越えられな
いので、このｉ型半導体層ＡＳを乗り越えるために構成
されている。つまり、第３導電膜ｄ３は厚くするとこと
でステップカバレッジを向上している。第３導電膜ｄ３
は厚く形成できるので、ソース電極ＳＤ１の抵抗値（ド
レイン電極ＳＤ２や映像信号線ＤＬについても同様）の
低減に大きく寄与している。

【００９７】《保護膜ＰＳＶ１》薄膜トランジスタＴＦ
Ｔおよび透明画素電極ＩＴＯ１上には保護膜ＰＳＶ１が
設けられている。保護膜ＰＳＶ１は主に薄膜トランジス
タＴＦＴを湿気から保護するために形成されており、透
明性が高く、しかも耐湿性の良いものを使用する。保護
膜ＰＳＶ１は、例えばプラズマＣＶＤ装置で形成した酸
化シリコン膜や窒化シリコン膜で形成されており、１μ
ｍ程度の膜厚で形成される。

【００９８】保護膜ＰＳＶ１は、図１２に示したよう
に、マトリクス部ＡＲの全体を囲むように形成され、周
辺部は外部接続端子ＤＴＭ，ＧＴＭを露出するように除
去され、また上側透明ガラス基板ＳＵＢ２の共通電極Ｃ
ＯＭを下側透明ガラス基板ＳＵＢ１の外部接続端子接続
用引出配線ＩＮＴに銀ペーストＡＧＰで接続する部分も
除去されている。保護膜ＰＳＶ１とゲート絶縁膜ＧＩの
厚さ関係に関しては、前者は保護効果を考えて厚くさ
れ、後者はトランジスタの相互コンダクタンスｇｍを考
慮して薄くされる。従って、図１２に示したように、保
護効果の高い保護膜ＰＳＶ１は周辺部もできるだけ広い
範囲にわたって保護するようゲート絶縁膜ＧＩより大き
く形成されている。

【００９９】《遮光膜ＢＭ》上部透明ガラス基板ＳＵＢ
２側には、外部光（図７では上方からの光）がチャネル
形成領域として使用されるｉ型半導体層ＡＳに入射しな
いように遮光膜ＢＭが設けられている。遮光膜ＢＭは図
１９にハッチングで示したようなパターンとされてい
る。なお、図１９は図６におけるＩＴＯ膜からなる第１
導電膜ｄ１、カラーフィルタＦＩＬおよび遮光膜ＢＭの
みを描いた平面図である。

【０１００】遮光膜ＢＭは光に対する遮光性が高い膜、
例えばアルミニウム膜やクロム膜等で形成される。この
液晶表示装置では、クロム膜がスパッタリングで１３０
０Å程度の膜厚に形成される。

【０１０１】したがって、薄膜トランジスタＴＦＴ１，
ＴＦＴ２のｉ型半導体層ＡＳは上下にある遮光膜ＢＭお
よび大きめのゲート電極ＧＴによってサンドイッチにさ
れ、その部分は外部の自然光やバックライト光が当たら
なくなる。遮光膜ＢＭは図１９にハッチングで示したよ
うに、画素の周囲に形成され、つまり遮光膜ＢＭは格子
状に形成され（所謂、ブラックマトリクス）、この格子
で一画素の有効表示領域が仕切られている。この遮光膜
ＢＭにより、各画素の輪郭がハッキリとし、コントラス
トが向上する。つまり、遮光膜ＢＭはｉ型半導体層ＡＳ
に対する遮光とブラックマトリクスとの２つの機能をも
つ。

【０１０２】また、透明画素電極ＩＴＯ１のラビング方
向の根本側のエッジ部に対向する部分（図６の右下部
分）が遮光膜ＢＭによって遮光されているから、上記部
分にドメインが発生したとしても、ドメインが見えない
ので、表示特性が劣化することはない。

【０１０３】なお、バックライトを上部透明ガラス基板
ＳＵＢ２側に取り付け、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１を
観察側（外部露出側）とすることもできる。

【０１０４】遮光膜ＢＭは周辺部にも図１１に示したよ
うに額縁状のパターンに形成され、そのパターンはドッ
ト状に複数の開口を設けた図１９に示したマトリクス部
のパターンと連続して形成されている。周辺部の遮光膜
ＢＭは図１１〜図１４に示したように、シール部ＳＬの
外側に延長され、パソコン等の実装機器に起因する反射
光等の漏れ光がマトリクス部に入り込むのを防いでい
る。他方、この遮光膜ＢＭは上側透明ガラス基板ＳＵＢ
２の縁よりも約０．３〜１．０ｍｍ程内側に留められ、
上側透明ガラス基板ＳＵＢ２の切断領域を避けて形成さ
れている。

【０１０５】《カラーフィルタＦＩＬ》カラーフィルタ
ＦＩＬはアクリル樹脂等の樹脂材料で形成される染色基
材に染料を着色して構成されている。カラーフィルタＦ
ＩＬは画素に対向する位置にストライプ状に形成され
（図２０）、染め分けられている（図２０は図９の第１
導電膜ｄ１、遮光膜ＢＭおよびカラーフィルタＦＩＬの
みを描いたもので、Ｒ，Ｇ，Ｂの各カラーフィルタＦＩ
Ｌはそれぞれ４５°、１３５°クロスのハッチングを施
してある。カラーフィルタＦＩＬは図１９、図２０に示
したように、透明画素電極ＩＴＯ１の全てを覆うように
大きめに形成され、遮光膜ＢＭはカラーフィルタＦＩＬ
および透明画素電極ＩＴＯ１のエッジ部分と重なるよう
透明画素電極ＩＴＯ１の周縁より内側に形成されてい
る。

【０１０６】カラーフィルタＦＩＬは次のように形成す
ることもできる。先ず、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の
表面に染色基材を形成し、フォトリソグラフィ技術で赤
色フィルタ形成領域以外の染色基材を除去する。この
後、染色基材を赤色染料で染め、固着処理を施し、赤色
フィルタＲを形成する。次に、同様な工程を施すことに
よって、緑色フィルタＧ、青色フィルタＢを順次形成す
る。

【０１０７】《保護膜ＰＳＶ２》保護膜ＰＳＶ２はカラ
ーフィルタＦＩＬを異なる色に染め分けた染料が液晶Ｌ
Ｃに漏れることを防止するために設けられている。保護
膜ＰＳＶ２は、例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の
透明樹脂材料で形成されている。

【０１０８】《共通透明画素電極ＩＴＯ２》共通透明画
素電極ＩＴＯ２は、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側に画
素毎に設けられた透明画素電極ＩＴＯ１に対向し、液晶
ＬＣの光学的な状態は各画素電極ＩＴＯ１と共通透明画
素電極ＩＴＯ２との間の電位差（電界）に応答して変化
する。この共通透明画素電極ＩＴＯ２にはコモン電圧Ｖ
ｃｏｍが印加されるように構成されている。このでは、
コモン電圧Ｖｃｏｍは映像信号線ＤＬに印加されるロー
レベルの駆動電圧Ｖｄｍｉｎとハイレベルの駆動電圧Ｖ
ｄｍａｘとの中間電位に設定されるが、映像信号駆動回
路で使用される集積回路の電源電圧を約半分に低減した
い場合は、交流電圧を印加すればよい。なお、共通透明
画素電極ＩＴＯ２の平面形状は図１１、図１２を参照さ
れたい。

【０１０９】《ゲート端子部》図２１が液晶パターンの
表示マトリクス部の走査信号線ＧＬから外部接続端子Ｇ
ＴＭまでの接続構造の説明図であり、（Ａ）は平面図、
（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。な
お、この図は図１２の下方付近に対応し、斜め配線の部
分は便宜上一直線状で表した。

【０１１０】ＡＯは写真処理用のマスクパターン、言い
換えれば選択的陽極酸化のホトレジストパターンであ
る。従って、このホトレジストは陽極酸化後に除去さ
れ、図に示したパターンＡＯは完成品としては残らない
が、ゲート配線ＧＬには（Ｂ）の断面図に示したように
酸化膜ＡＯＦが選択的に形成されるので、その軌跡が残
る。（Ａ）の平面図において、ホトレジストの境界線Ａ
Ｏを基準にして左側はレジストで覆って陽極酸化をしな
い領域、右側はレジストから露出されて陽極酸化される
領域である。陽極酸化されたアルミニウムＡｌ層ｇ２は
表面にその酸化物ＡＡｌ₂Ｏ₃膜ＡＯＦが形成され、下
方の導電部は体積が減少する。勿論、陽極酸化はその導
電部が残るように適切な時間、電圧などを設定して行わ
れる。マスクパターンＡＯは走査信号線ＧＬに単一の直
線では交差せず、クランク状に折れ曲がって交差させて
いる。

【０１１１】図中、アルミニウムＡｌ層ｇ２は、分かり
易くするためにハッチングを施してあるが、陽極酸化さ
れない領域は櫛状にパターニングされている。これは、
アルミニウムＡｌ層の幅が広いと、表面にホイスカが発
生するので、一本一本の幅は狭くし、それらを複数本並
列に束ねた構成とすることにより、ホイスカの発生を防
ぎつつ、断線の確率や導電率の犠牲を最低限に抑える狙
いである。従って、ここでは櫛の根本に相当する部分も
マスクＡＯに沿ってずらしている。

【０１１２】ゲート端子ＧＴＭは酸化珪素ＳＩＯ層と接
着性が良く、アルミニウムＡｌよりも耐電蝕性の高いク
ロームＣｒ層ｇ１と、更にその表面を保護し画素電極Ｉ
ＴＯ１と同レベル（同層、同時形成）の透明導電層ｄ１
とで構成されている。なお、ゲート絶縁膜ＧＩ上および
その側面部に形成された導電層ｄ２およびｄ３は、導電
層ｄ２およびｄ３のエッチング時のピンホール等が原因
で導電層ｇ２やｇ１が一緒にエッチングされないように
その領域をホトレジストで覆っていた結果として残って
いるものである。又、ゲート絶縁膜ＧＩを乗り越えて右
方向に延長されたＩＴＯ層ｄ１は同様な対策を更に万全
とさせたものである。

【０１１３】図２１の（Ａ）の平面図において、ゲート
絶縁膜ＧＩはその境界線よりも右側に、保護膜ＰＳＶ１
もその境界線よりも右側に形成されており、左側に位置
する端子部ＧＴＭはそれらから露出し外部回路との電気
的接触ができるようになっている。同図では、ゲート線
ＧＬとゲート端子の一つの対のみが示されているが、実
際はこのような対が図１２に示したように上下に複数本
並べられて端子群Ｔｇ（図１１、図１２）が構成され、
ゲート端子の左側は、製造過程では基板の切断領域ＣＴ
１を越えて延長され、配線ＳＨｇによって短絡される。
製造過程におけるこのような短絡線ＳＨｇは陽極化成時
（陽極酸化処理時）の給電と、配向膜ＯＲＩ１のラビン
グ時等に発生する静電破壊を防止する効果を持つ。

【０１１４】《ドレイン端子ＤＴＭ》図２２は映像信号
線ＤＬからその外部接続端子ＤＴＭまでの接続の説明図
であって、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線
に沿った断面図を示す。なお、図２２は図１２の右上付
近に対応し、図面の向きは便宜上変えてあるが右端方向
が下側透明ガラス基板ＳＵＢ１の上端部（又は下端部）
に該当する。

【０１１５】ＴＳＴｄは検査端子であり、ここには外部
回路は接続されないが、プローブ針等を接触できるよう
に配線部より幅が広げられている。同様に、ドレイン端
子ＤＴＭも外部回路との接続ができるように配線部より
幅が広げられている。検査端子ＴＳＴｄと外部接続端子
ＤＴＭは上下方向に千鳥状に複数交互に配列され、検査
端子ＴＳＴｄは図に示したとおり下側透明ガラス基板Ｓ
ＵＢ１の端部に到達することなく終端しているが、ドレ
イン端子ＤＴＭは図１２に示したように端子群Ｔｄ（添
字省略）を構成し、下側透明ガラス基板ＳＵＢ１の切断
線ＣＴ１を越えて更に延長され、製造過程中は静電気破
壊防止のためその全てが互いに配線ＳＨｄによって短絡
される。検査端子ＴＳＴｄが存在する映像信号線ＤＬの
マトリクスを挟んで反対側にドレイン接続端子が接続さ
れ、逆にドレイン端子ＤＴＭが存在する映像信号線ＤＬ
のマトリクスを挟んで反対側には検査端子が接続され
る。ドレイン端子ＤＴＭは前述したゲート端子ＧＴＭと
同様な理由でクロムＣｒ層ｇ１およびＩＴＯ層ｄ１の２
層で形成されており、ゲート絶縁膜ＧＩを除去した部分
で映像信号線ＤＬと接続されている。ゲート絶縁膜ＧＩ
の端部上に形成された半導体層ＡＳはゲート絶縁膜ＧＩ
の縁をテーパ状に映像信号エッチングするためのもので
ある。ドレイン端子ＤＴＭ上では外部回路との接続を行
うため保護膜ＰＳＶ１は勿論、取り除かれている。ＡＯ
は前述した陽極酸化マスクであり、その境界線から左側
がマスクで覆われるが、この図で覆われない部分には層
ｇ２が存在しないので、このパターンは直接関係しな
い。

【０１１６】マトリクス部からドレイン端子ＤＴＭ部ま
での引出配線は図１３の（Ｃ）部にも示したように、ド
レイン端子ＤＴＭ部と同じレベルの層ｄ１，ｇ１のすぐ
上に映像信号線ＤＬと同じレベルの層ｄ２，ｄ３がシー
ルパターンＳＬの途中まで積層された構造になっている
が、これは断線の確率を最小限に抑え、電蝕し易いアル
ミニウムＡｌ層ｄ３を保護膜ＰＳＶ１やシールパターン
ＳＬで出来るだけ保護する狙いである。

【０１１７】《保持容量素子Ｃａｄｄの構造》透明画素
電極ＩＴＯ１は、薄膜トランジスタＴＦＴと接続される
端部ト反対側の端部において、隣の走査信号線ＧＬと重
なるように形成されている。この重ね合わせは、図６、
図８からも明らかなように、透明画素電極ＩＴＯ１を一
方の電極ＰＬ２とし、隣りの走査信号線ＧＬを他方の電
極ＰＬ１とする保持容量素子（静電容量素子）Ｃａｄｄ
を構成する。この保持容量素子Ｃａｄｄの誘電体膜は薄
膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜として使用される
絶縁膜ＧＩおよび陽極酸化膜ＡＯＦで構成されている。

【０１１８】保持容量素子Ｃａｄｄは、図１７からも明
らかなように、走査信号線ＧＬの第２導電膜ｇ２の幅を
広げた部分に形成されている。なお、映像信号線ＤＬと
交差する部分の第２導電膜ｇ２が映像信号線ＤＬとその
短絡の確率を小さくするために細くされている。

【０１１９】保持容量素子Ｃａｄｄの電極ＰＬ１の段差
部において、透明画素電極ＩＴＯ１が断線しても、その
段差に跨がるように形成された第２導電膜ｄ２および第
３導電膜ｄ３で構成された島領域によってその不良は補
償される。

【０１２０】《表示装置全体等価回路》図２３は表示マ
トリクス部の等価回路とその周辺回路の結線図である。
この図は回路図であるが、実際の幾何学的配置に対応し
て描かれている。ＡＲは複数の画素を二次元状に配列し
たマトリクスアレイである。

【０１２１】図中、Ｘは映像信号線ＤＬを意味し、添字
Ｇ，ＢおよびＲはそれぞれ緑、装置および赤画素に対応
して付加されている。Ｙは走査信号線ＧＬを意味し、添
字１，２，３，・・・，ｅｎｄは走査タイミングの順序
に従って付加されている。

【０１２２】映像信号線Ｘ（添字省略）は上側の映像信
号駆動回路Ｈｅに接続されている。すなわち、映像信号
線Ｘは、走査信号線Ｙと同様に、映像信号パネルＰＮＬ
の片側のみに端子が引き出されている。

【０１２３】走査信号線Ｙ（添字省略）は垂直走査回路
Ｖに接続されている。

【０１２４】ＳＵＰは１つの電圧源から複数に分圧して
安定化された電圧源を得るための電源回路やホスト（上
位演算処理装置）からのＣＲＴ（陰極線管）用の情報を
ＴＦＴ液晶表示装置用の情報に交換する回路を含む回路
である。

【０１２５】《保持容量素子Ｃａｄｄの等価回路とその
動作》図２４は図６に示した画素の等価回路図である。
図２４において、Ｃｇｓは薄膜トランジスタＴＦＴのゲ
ート電極ＧＴとソース電極ＳＤ１との間に形成される寄
生容量である。寄生容量素子Ｃｇｓの誘電体膜は絶縁膜
ＧＩおよび陽極酸化膜ＡＯＦである。Ｃｐｉｘは透明画
素電極ＩＴＯ１（ＰＩＸ）と共通透明画素電極ＩＴＯ２
（ＣＯＭ）との間に形成される液晶容量である。液晶容
量Ｃｐｉｘの誘電体膜は液晶ＬＣ、保護膜ＰＳＶ１およ
び配向膜ＯＲＩ１，ＯＲＩ２である。Ｖ１ｃは中点電位
である。

【０１２６】保持容量素子Ｃａｄｄの容量（保持容量Ｃ
ａｄｄ）は、薄膜トランジスタＴＦＴがスイッチングす
るとき、中点電位（画素電極電位）Ｖ１ｃに対するゲー
ト電位変化ΔＶｇの影響を低減するように働く。この様
子を式で表すと、次式のようになる。

【０１２７】ΔＶ１ｃ＝｛Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃａｄｄ
＋Ｃｐｉｘ）｝×ΔＶｇここで、ΔＶ１ｃはΔＶｇによる中点電位の変化分を表
す。この変化分ΔＶ１ｃは液晶ＬＣに加わる直流成分の
原因となるが、保持容量Ｃａｄｄを大きくすればする
程、その値を小さくすることができる。また、保持容量
素子Ｃａｄｄは放電時間を長くする作用もあり、薄膜ト
ランジスタＴＦＴがオフした後の映像情報を長く蓄積す
る。液晶ＬＣに印加される直流成分の低減は、液晶ＬＣ
の寿命を向上し、液晶表示画面の切替え時に前の画像が
残る、所謂焼付きを低減することができる。

【０１２８】前述したように、ゲート電極ＧＴはｉ型半
導体層ＡＳを完全に覆うよう大きくされている分、ソー
ス電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２とのオーバーラップ
面積が増え、従って寄生容量Ｃｇｓが大きくなり、中点
電位Ｖ１ｃはゲート（走査）信号Ｖｇの影響を受け易く
なるという逆効果が生じる。しかし、保持容量素子Ｃａ
ｄｄを設けることにより、このデメリットも解消でき
る。

【０１２９】保持容量素子Ｃａｄｄの保持容量Ｃａｄｄ
は画素の書込み特性から、液晶容量Ｃｐｉｘに対して４
〜８倍（４・Ｃｐｉｘ＜Ｃａｄｄ＜８・Ｃｐｉｘ）、寄
生容量Ｃｇｓに対して８〜３２倍（８・Ｃｇｓ＜Ｃａｄ
ｄ＜３２・Ｃｇｓ）程度の値に設定する。

【０１３０】《保持容量素子Ｃａｄｄ電極線の結線方
法》保持容量電極線としてのみ使用される初段の走査信
号線ＧＬ（Ｙ₀）は、図２３に示したように、共通透明
画素電極ＩＴＯ２（Ｖｃｏｍ）と同じ電位にする。図１
２に示した例では、初段の走査信号線は端子ＧＴＯ、引
出線ＩＮＴ、端子ＤＴ０および外部配線を通じて共通電
極ＣＯＭに短絡される。或いは、初段の保持容量電極線
Ｙ₀は最終段の走査信号線Ｙｅｎｄに接続、Ｖｃｏｍ以
外の直流電位点（交流接地点）に接続するか、または垂
直走査回路Ｖから１つ余分に走査パルスＹ₀を受けるよ
うに接続してもよい。

【０１３１】《外部回路との接続構造》図１５に示した
ように、テープキャリアパッケージＴＣＰは、走査信号
駆動回路Ｖ、映像信号駆動回路Ｈｅ，Ｈｏを構成する集
積回路チップＣＨＩをフレキシブル配線基板（通称ＴＡ
Ｂ；Ｔａｐｅ，ＡｕｔｏｍａｔｅｄＢｏｎｄｉｎｇ）
であり、図１６はこれを映像信号パネルＰＮＬの、ここ
では映像信号回路用端子ＤＴＭに接続した状態を示した
ものである。

【０１３２】ＴＢは集積回路ＣＨＩの入力端子・配線部
であり、ＴＭは集積回路ＣＨＩの出力端子・配線部で、
それぞれの内側の先端部（通称インナーリード）には集
積回路ＣＨＩのボンディングパッドＰＡＤが所謂フェー
スダウンボンディング法により接続されている。端子Ｔ
Ｂ、ＴＭの外側の先端部（通称アウターリード）はそれ
ぞれ半導体集積回路チップＣＨＩの入力及び出力に対応
し、半田付け等によりＣＲＴ／ＴＦＴ変換回路・電源回
路ＳＵＰに異方性導電膜ＡＣＦによって液晶パネルＰＮ
Ｌ側の接続端子ＤＴＭを露出した保護膜ＰＳＶ１を覆う
ように液晶パネルに接続されている。従って、外部接続
端子ＤＴＭ（ＧＴＭ）は保護膜ＰＳＶ１かテープキャリ
アパッケージＴＣＰの少なくとも一方で覆われるので、
電蝕に対して強くなる。

【０１３３】ＢＦ１はポリイミド等からなるベースフィ
ルムであり、ＳＲＳは半田付けの際、半田が余計なとこ
ろへ付かないようマスクするためのソルダレジスト膜で
ある。シールパターンＳＬの外側の上下ガラス基板の間
隙は洗浄後にエポキシ樹脂ＥＰＸ等により保護され、テ
ープキャリアパッケージＴＣＰと上側透明ガラス基板Ｓ
ＵＢ２の間には更にシリコーン樹脂ＳＩＬが充填されて
保護が多重化されている。

【０１３４】《製造方法》次に、上記した液晶表示装置
の下側透明ガラス基板ＳＵＢ１側の製造方法について図
２５〜図２７を参照して説明する。なお、各図におい
て、中央の文字は工程名の略称であり、左側は図７に示
した画素部分、右側は図２１に示したゲート端子付近の
断面形状で見た加工の流れを示す。また、工程Ｄを除
き、工程Ａ〜工程Ｉは各写真処理に対応して区分けした
もので、各工程のいずれの断面図も写真処理後の加工が
終わり、フォトレジストを除去した段階を示している。
なお、写真処理とは、フォトレジストの塗布からマスク
を使用した選択露光を経てそれを現像するまでの一連の
作業を示すものとし、繰り返しの説明は避ける。以下、
区分けした工程に従って説明する。

【０１３５】工程Ａ（図２５）７０５９ガラス（商品名）からなる下側透明ガラス基板
ＳＵＢ１の両面に酸化シリコン膜ＳＩＯをディップ処理
により設けた後、５００°Ｃ、６０分間のベークを行
う。下側透明ガラス基板ＳＵＢ１の上に膜厚が１１００
ÅのクロムＣｒからなる第１導電膜ｇ１をスパッタリン
グにより設け、写真処理後、エッチング液として硝酸第
２セリウムアンモニウム溶液で第１導電膜ｇ１を選択的
にエッチングし、ゲート端子ＧＴＭ、ドレイン端子ＤＴ
Ｍ、ゲート端子ＧＴＭを接続する陽極酸化バスラインＳ
Ｈｇ、ドレイン端子ＤＴＭを短絡するバスラインＳＨ
ｄ、陽極酸化バスラインＳＨｇに接続された陽極酸化パ
ッド（図示せず）を形成する。工程Ｂ（図２５）膜厚が２８００ÅのＡｌ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｔａ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等からなる第２導電膜ｇ２
をスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸と
硝酸および氷酢酸の混酸液で第２導電膜ｇ２をエッチン
グする。

【０１３６】工程Ｃ（図２５）写真処理後（前述した陽極酸化マスクＡＯ形成後）、３
％酒石酸をアンモニアによりＰＨ６．２５±０．０５に
調整した溶液をエチレングリコール液で１：９に希釈し
た液からなる陽極酸化液中に下側透明ガラス基板ＳＵＢ
１を浸漬し、化成電流密度が０．５ｍＡ／ｃｍ²になる
ように調整（定電流化成）する。次に、所定のＡｌ₂Ｏ
₃膜厚が得られるのに必要な化成電圧１２５Ｖに達する
まで陽極酸化を行う。その後、この状態で数１０分保持
するのが望ましい（定電圧化成）。これは、均一なＡｌ
₂Ｏ₃膜を得る上で大事なことである。それによって、
導電膜ｇ２は陽極酸化され、走査信号線ＧＬ、ゲート電
極ＧＴおよび電極ＰＬ１上に膜厚が１８００Åの陽極酸
化膜ＡＯＦが形成される。

【０１３７】工程Ｄ（図２６）プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が２０００Åの窒化Ｓｉ膜を設
け、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガスを導入
して、膜厚が２０００Åのｉ型非晶質Ｓｉ膜を設けたの
ち、プラズマＣＶＤ装置に水素ガス、ホスフィンガスを
導入して、膜厚が３００ÅのＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜を
形成する。

【０１３８】工程Ｅ（図２６）写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆、ＣＣ
ｌ₄を使用してＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜、ｉ型非晶質Ｓ
ｉ膜を選択的にエッチングすることにより、ｉ型半導体
層ＡＳの島を形成する。

【０１３９】工程Ｆ（図２６）写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆を使用
して窒化Ｓｉ膜を選択的にエッチングする。

【０１４０】工程Ｇ（図２７）膜厚が１４００ÅのＩＴＯ膜からなる第１導電膜ｄ１を
スパッタリングにより設ける。写真処理後、エッチング
液として塩酸と硝酸との混酸液で第１導電膜ｄ１を選択
的にエッチングすることにより、ゲート端子ＧＴＭ、ド
レイン端子ＤＴＭの最上層および透明画素電極ＩＴＯ１
を形成する。

【０１４１】工程Ｈ（図２７）膜厚が６００ÅのクロムＣｒからなる第２導電膜ｄ２を
スパッタリングにより設け、さらに膜厚が４０００Åの
Ａｌ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ等からなる第３導電膜ｄ３をスパッタリングに
より設ける。写真処理後、第３導電膜ｄ３を工程Ｂと同
様な液でエッチングし、第２導電膜ｄ２を工程Ａと同様
な液でエッチングし、映像信号線ＤＬ、ソース電極ＳＤ
１、ドレイン電極ＳＤ２を形成する。次に、ドライエッ
チング装置にＣＣｌ₄、ＳＦ₆を導入して、Ｎ（＋）型
非晶質Ｓｉ膜をエッチングすることにより、ソースとド
レイン間のＮ（＋）型半導体層ｄ０を選択的に除去す
る。

【０１４２】工程Ｉ（図２７）プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が１μｍの窒化Ｓｉ膜を設け
る。写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆を
使用した写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ技術）で窒
化Ｓｉ膜を選択的にエッチングすることによって、保護
膜ＰＳＶ１を形成する。

【０１４３】このようにして製造した下側透明ガラス基
板ＳＵＢ１の内側最表面に配向膜を形成し、別途の製造
工程で制作した上側透明ガラス基板ＳＵＢ２とを貼り合
わせ、貼り合わせギャップに液晶ＬＣを挟持し、シール
材で封止すると共に、両面に偏向板（ＰＯＬ１，２）を
貼付して液晶パネルＰＮＬを得る。

【０１４４】この液晶パネルＰＮＬを、図３で説明した
ように、バックライト、その他の光学フィルム等と共に
積層し、各種の駆動回路基板を組み込んで液晶表示装置
（液晶表示モジュール）に一体化する。

【０１４５】そして、上記偏向板（ＰＯＬ１，２）の偏
向軸と配向膜の配向方向を前記図１で説明した関係に設
定することにより、バックライトの光源からの熱に起因
する表示ムラが回避され、高品質の画像表示が可能とな
る。

【０１４６】図２８は液晶パネルと駆動回路基板とを接
続した状態を示す平面図である。ＣＨＩは液晶パネルＰ
ＮＬを駆動する集積回路（ＩＣ）チップ（下側の５個は
垂直走査回路側のＩＣ、左側の１０個は映像信号駆動回
路側のＩＣである。

【０１４７】ＴＣＰは図１５、図１６に示したように、
駆動回路のＩＣチップＣＨＩがテープオートメーティッ
ドボンディング（ＴＡＢ）法により実装されたテープキ
ャリアパッケージ（ＴＣＰ）、ＰＣＢ１は上記ＴＣＰや
コンデンサ等が実装された駆動回路基板で、映像信号駆
動回路用と走査信号駆動回路用の２つに分割されてい
る。

【０１４８】ＦＧＰはフレームグランドパッドであり、
シールドケースＳＨＤに切り込んで設けられたバネ状の
破片が半田付けされる。ＦＣは下側の駆動回路基板ＰＣ
Ｂ１と左側の駆動回路基板ＰＣＢ１を電気的に接続する
フラットケーブルである。

【０１４９】フラットケーブルＦＣとしては、図に示し
たように、複数のリード線（りん青銅の素材にＳｎ鍍金
を施したもの）をストライプ状のポリエチレン層とポリ
ビニルアルコール層とでサンドイッチして支持したもの
を使用する。

【０１５０】《ＴＣＰの接続構造》前記図１５は走査信
号駆動回路Ｖや映像信号駆動回路Ｈを構成する集積回路
チップＣＨＩがフレキシブル配線基板に搭載されたテー
プキャリアパッケージの断面図であり、図１６はそれを
液晶パネルの、ここでは走査信号回路用端子ＧＴＭに接
続した状態を示す要部断面図である。

【０１５１】ＴＴＢは集積回路チップＣＨＩの入力端子
・配線部であり、ＴＴＭは集積回路チップＣＨＩの出力
端子・配線部であって、例えばＣｕからなり、それぞれ
の内側の先端部（インナーリード）には集積回路チップ
ＣＨＩのボンディングパッドＰＡＤが所謂フェースダウ
ンボンディング法により接続されることは前記した通り
である。

【０１５２】また、端子ＴＴＢ、ＴＴＭの外側の先端部
（アウターリード）は、それぞれ半導体集積回路チップ
ＣＨＩの入力および出力に対応し、半田付け等によりＣ
ＲＴ／ＴＦＴ変換回路・電源回路ＳＵＰに異方性導電膜
ＡＣＦによって液晶パネルＰＮＬに接続されることも前
記したとおりである。

【０１５３】パッケージＴＣＰは、その先端部が液晶パ
ネルＰＮＬ側の接続端子ＧＴＭを露出した保護膜ＰＳＶ
１を覆うように液晶パネルＰＮＬに接続されている。従
って、外側接続端子ＧＴＭ（ＤＴＭ）は保護膜ＰＳＶ１
はパッケージＴＣＰの少なくとも一方で覆われるので電
蝕に対して強くなる。

【０１５４】前記したように、ＢＦ１はポリイミド等の
樹脂からなるベースフィルムであり、ＳＲＳは半田付け
の際に半田が余計なところに付着しないようにマスクす
るためのソルダレジスト膜である。シールパターンＳＬ
の外側の上下の透明ガラス基板の隙間は、洗浄後にエポ
キシ樹脂ＥＰＸ等で保護され、パッケージＴＣＰと上側
透明ガラス基板ＳＵＢ２の間には更にシリコン樹脂ＳＩ
Ｌが充填されて保護が多重化されている。

【０１５５】《駆動回路基板ＰＣＢ２》駆動回路基板Ｐ
ＣＢ２には、ＩＣ、コンデンサ、抵抗等の電子部品が搭
載されている。前記したように、この駆動回路基板ＰＣ
Ｂ２には１つの電圧源から分圧して安定化した複数の電
圧源を得るための電源回路や、ホストからのＣＲＴ用の
情報を液晶表示装置用の情報に変換する回路を含む回路
ＳＵＰが搭載されている。なお、ＣＪは外部と接続され
る図示しないコネクタのためのコネクタ接続部である。

【０１５６】駆動回路基板ＰＣＢ１と駆動回路基板ＰＣ
Ｂ２とはフラットケーブルＦＣ等のジョイナーＪＮによ
り電気的に接続される。

【０１５７】次に、本発明を適用した他の形式の液晶表
示装置の構成について、その概略を説明する。

【０１５８】図２９は本発明を適用した他の形式のアク
ティブ・マトリクス方式カラー液晶表示装置の一画素と
ブラックマトリクスＢＭの遮光領域およびその周辺を示
す平面図である。この液晶表示装置は所謂横電界方式と
称するものである。

【０１５９】図２９に示すように、各画素は走査信号配
線（ゲート信号線又は水平信号線）ＧＬと、対向電圧信
号線（対向電極配線）ＣＬと、隣接する２本の映像信号
配線（ドレイン信号線又は垂直信号線）ＤＬとの交差領
域内（４本の信号線で囲まれた領域内）に配置されてい
る。

【０１６０】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ、蓄積容
量Ｃｓｔｇ、画素電極ＰＸ及び対向電極ＣＴを含む。走
査信号線ＧＬ、対向電圧信号線ＣＬは、同図では左右方
向に延在し、上下方向に複数本配置されている。映像信
号線ＤＬは上下方向に延在し、左右方向に複数本配置さ
れている。画素電極ＰＸは薄膜トランジスタＴＦＴと接
続され、対向電極ＣＴは対向電圧信号線ＣＬと一体にな
っている。

【０１６１】画素電極ＰＸと対向電極ＣＴは互いに対向
し、各画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間の電界により
液晶ＬＣの配向状態を制御し、透過光を変調して表示を
制御する。画素電極ＰＸと対向電極ＣＴは櫛歯状に構成
され、それぞれ同図の上下方向に長細い電極となってい
る。

【０１６２】１画素内の対向電極ＣＴの本数Ｏ（櫛歯の
本数）は、画素電極ＰＸの本数Ｐ（櫛歯の本数）とＯ＝
Ｐ＋１の関係を必ず持つように構成する（本実施例で
は、Ｏ＝２、Ｐ＝１）。これは、対向電極ＣＴと画素電
極ＰＸを交互に配置し、かつ、対向電極ＣＴを映像信号
線ＤＬに必ず隣接させるためである。

【０１６３】これにより、対向電極ＣＴと画素電極ＰＸ
の間の電界が、映像信号線ＤＬから発生する電界から影
響を受けないように、対向電極ＣＴで映像信号線ＤＬか
らの電気力線をシールドすることができる。

【０１６４】対向電極ＣＴは、対向電圧信号線ＣＬによ
り常に外部から電位を供給されているため、電位は安定
している。そのため、映像信号線ＤＬに隣接しても、電
位の変動が殆どない。又、これにより、画素電極ＰＸの
映像信号線ＤＬからの幾何学的な位置が遠くなるので、
画素電極ＰＸと映像信号線ＤＬの間の寄生容量が大幅に
減少し、画素電極電位Ｖｓの映像信号電圧による変動も
制御できる。

【０１６５】これらにより、上下方向に発生するクロス
トーク（縦スミアと呼ばれる画質不良）を抑制すること
ができる。

【０１６６】画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの電極幅Ｗ
ｐ，Ｗｃはそれぞれ６μｍとし、後述の液晶層の最大設
定厚みを超える４．５μｍよりも十分大きく設定する。
製造上の加工ばらつきを考慮すると２０％以上のマージ
ンを持った方が好ましいので、望ましくは５．４μｍよ
りも十分大きくしたほうが良い。

【０１６７】これにより、液晶層に印加される基板面に
平行な電界成分が基板面に垂直な方向の電界成分よりも
大きくなり、液晶を駆動する電圧の上昇を抑制すること
ができる。又、各電極の電極幅Ｗｐ，Ｗｃの最大値は、
画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の間隔Ｌよりも小さい
事が好ましい。

【０１６８】これは、電極の間隔が小さすぎると電気力
線の湾曲が激しくなり、基板面に平行な電界成分よりも
基板面に垂直な電界成分の方が大きい領域が増大するた
め、基板面に平行な電界成分を効率良く液晶層に印加で
きないからである。従って、画素電極ＰＸと対向電極Ｃ
Ｔの間の間隔Ｌはマージンを２０％とると７．２μｍよ
り大きいことが必要である。本実施例では、対角約１
４．５ｃｍ（５．７インチ）で６４０×４８０ドットの
解像度で構成したので、画素ピッチは約６０μｍであ
り、画素を２分割することにより、間隔Ｌ＞７．２μｍ
を実現した。

【０１６９】又、映像信号線ＤＬの電極幅は断線を防止
するために、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴに比較して若
干広い８μｍとし、映像信号線ＤＬと対向電極ＣＴとの
間隔は短絡を防止するために約１μｍの間隔を開けると
共に、ゲート絶縁膜の上側に映像信号線DLを下側に対向
電極ＣＴを形成して、異層になるように配置している。

【０１７０】一方、画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の
電極間隔は、用いる液晶材料によって変える。これは、
液晶材料によって最大透過率を達成する電界強度が異な
るため、電極間隔を液晶材料に応じて設定し、用いる映
像信号駆動回路（信号側ドライバ）の耐圧で設定される
信号電圧の最大振幅の範囲で、最大透過率が得られるよ
うにするためである。後述の液晶材料を用いると電極間
隔は、約１５μｍとなる。

【０１７１】本構成例では、平面的に、ブラックマトリ
クスＢＭがゲート配線ＧＬ上、対向電圧信号線ＣＬ、薄
膜トランジスタＴＦＴ上、ドレイン配線ＤＬ上、ドレイ
ン配線ＤＬと対向電極ＣＴ間に形成している。

【０１７２】図３０は横電界方式の液晶表示基板の画像
表示領域における一画素の電極近傍の断面図と基板周辺
部の断面図である。

【０１７３】図３０に示すように、液晶層ＬＣを基準に
して下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジス
タＴＦＴ、蓄積容量Ｃｓｔｇ（図示せず）及び電極群Ｃ
Ｔ、ＰＸが形成され、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側に
はカラーフィルタＦＩＬ、遮光用ブラックマトリクスＢ
Ｍのパターンが形成されている。尚、公知ではないが、
同一出願人による、特願平７ー１９８３４９号に提案さ
れたように、遮光用ブラックマトリクスＢＭのパターン
を下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側に形成することも可能
である。

【０１７４】又、透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の
それぞれの内側（液晶ＬＣ側）の表面には、液晶の初期
配向を制御する配向膜ＯＲＩ１１、ＯＲＩ１２が設けら
れており、透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２のそれぞ
れの外側の表面には、偏光軸が直交して配置（クロスニ
コル配置）された偏光板ＰＯＬ１、ＰＯＬ２が設けられ
ている。

【０１７５】その他の構成は、前記した従来からの縦電
界方式液晶表示装置と基本的には略々同様であるので、
これ以上の説明は省略する。

【０１７６】この液晶パネルＰＮＬを、図３で説明した
ように、バックライト、その他の光学フィルム等と共に
積層し、各種の駆動回路基板を組み込んで液晶表示装置
（液晶表示モジュール）に一体化する。

【０１７７】そして、上記偏向板ＰＯＬ１，ＰＯＬ２の
偏向軸と配向膜ＯＲＩ１１、ＯＲＩ１２の配向方向を前
記図１で説明した関係に設定することにより、バックラ
イトの光源からの熱に起因する表示ムラが回避され、高
品質の画像表示が可能となる。

【０１７８】また、図２９、図３０に示した横電界方式
の液晶表示装置に本発明を適用することにより、偏光板
の偏光軸および配向膜の配向方向をランプの延在方向に
対して０度または９０度とした時に生じる上下方向ある
いは左右方向の視角が狭くなることを防止できる。

【０１７９】なお、本発明による液晶表示装置は、図５
に示したようなノート型等の可搬型パソコンに限らず、
ディスクトップ型モニター等の据え置き型パソコン、そ
の他の機器の表示デバイスにも使用できることは言うま
でもない。

【０１８０】また、本発明は上記した縦電界方式や横電
界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に限って
適用されるものではなく、単純マトリクス方式の液晶表
示装置にも同様に適用可能である。

【０１８１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バックライトを構成する線状ランプの熱による透明基板
の歪みに起因する複屈折効果で生じる表示ムラを抑制し
て高品質の画像表示を可能とした液晶表示装置を提供す
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第１実施例におけ
る線状ランプの延在方向と偏光板の偏光軸および配向膜
の配向方向の関係を説明する模式図である。

【図２】本発明の効果を説明する線状ランプ近傍での閾
値上昇の角度効果の説明図である。

【図３】本発明の液晶表示装置における液晶表示モジュ
ールの各構成部品を示す分解斜視図である。

【図４】液晶パネルをバックライトと共に上フレームと
下フレームで一体化した液晶表示モジュールの構成の説
明図である。

【図５】本発明による液晶表示装置を実装したノート型
パソコンの外観図である。

【図６】本発明による縦電界方式のアクティブ・マトリ
クス方式カラー液晶表示装置を構成する一画素とブラッ
クマトリクスＢＭの遮光領域およびその周辺を示す平面
図である。

【図７】図６の３−３切断線における一画素とその周辺
を示す断面図である。

【図８】図６の４ー４切断線における付加容量素子Ｃａ
ｄｄの断面図である。

【図９】図６の画素を複数配置した液晶表示部の要部平
面図である。

【図１０】表示パネルのマトリクス周辺部の構成を説明
するための平面図である。

【図１１】図１０の周辺部をやや誇張し更に具体的に説
明するための平面図である。

【図１２】上下の透明ガラス基板の電気的接続部を含む
液晶パネルの角部の拡大平面図である。

【図１３】マトリクスの画素部を中央に、両側に液晶パ
ネルの角付近と映像信号端子付近を示す断面図である。

【図１４】左側に走査信号端子を、右側に外部接続端子
の無い液晶パネル縁部分を示す断面図である。

【図１５】駆動回路を構成する集積回路チップがフレキ
シブル配線基板に搭載されたテープキャリアパッケージ
の構造を示す断面図である。

【図１６】テープキャリアパッケージを液晶パネルの映
像信号回路用端子に接続した状態を示す要部断面図であ
る。

【図１７】図６に示した画素の導電層ｇ２とｉ型半導体
層ＡＳのみを描いた平面図である。

【図１８】図６に示した画素の導電層ｄ１、ｄ２、ｄ３
のみを描いた平面図である。

【図１９】図６に示した画素の画素電極層、遮光膜およ
びカラーフィルタ層のみを描いた平面図である。

【図２０】図９に示した画素配列の画素電極層、遮光膜
およびカラーフィルタ層のみを描いた要部平面図であ
る。

【図２１】ゲート端子とゲート配線の接続部近辺の説明
図である。

【図２２】ドレイン端子と映像信号線との接続部付近の
説明図である。

【図２３】アクティブ・マトリクス方式のカラー液晶表
示装置の液晶表示部を示す等価回路図である。

【図２４】図６に示した画素の等価回路図である。

【図２５】下側透明ガラス基板側の製造工程の説明図で
ある。

【図２６】下側透明ガラス基板側の製造工程の図２５に
続く説明図である。

【図２７】下側透明ガラス基板側の製造工程の図２６に
続く説明図である。

【図２８】液晶パネルと駆動回路基板とを接続した状態
を示す平面図である。

【図２９】本発明による横電界方式のアクティブ・マト
リクス方式カラー液晶表示装置を構成する一画素とブラ
ックマトリクスＢＭの遮光領域およびその周辺を示す平
面図である。

【図３０】横電界方式の液晶表示基板の画像表示領域に
おける一画素の電極近傍の断面図と基板周辺部の断面図
である。

【図３１】従来の液晶表示装置を構成する液晶パネルと
バックライトの線状ランプの配置関係の説明図である。

【図３２】線状ランプからの熱による透明基板の複屈折
作用を説明する模式図である。

【図３３】透明基板の歪みに起因する表示ムラを模式的
に示した液晶表示装置の画面の説明図である。

【符号の説明】

ＳＵＢ１，ＳＵＢ２透明基板（ガラス基板）ＭＤＬ液晶表示モジュールＰＯＬ１，ＰＯＬ２偏光板ＯＲＩ１，ＯＲＩ２配向膜ＧＬＢ導光板ＳＰＳ拡散板ＬＰ線状ランプＳＨＤ上フレームＭＣＡ下フレームＧＣゴムクッションＰＮＬ液晶パネル。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板の内面にそれぞれ配向
膜を備え、前記配向膜の間に液晶層を挟持してなり、前
記一対の透明基板の各外面に偏光板を積層した液晶パネ
ルと、前記パネルに表示信号に応じた電圧を印加するた
めの駆動回路手段と、線状ランプを光源として前記液晶
パネルの背面に設置されたバックライトとを少なくとも
有し、表示窓を有する上フレームおよびこの上フレーム
と周縁において連接する下フレームにより固定してなる
液晶表示装置において、前記線状ランプの延在方向に対して前記偏光板の偏光軸
および前記配向膜の配向方向の間の角度を０度または９
０度としたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板の内面にそれぞれ配向
膜を備え、前記配向膜の間に液晶層を挟持してなり、前
記一対の透明基板の各外面に偏光板を積層した液晶パネ
ルと、前記パネルに表示信号に応じた電圧を印加するた
めの駆動回路手段と、導光板とこの導光板の少なくとも
一つの辺縁に沿って配置した線状ランプを光源として前
記液晶パネルの背面に設置されたサイドエッジ型のバッ
クライトとを少なくとも有し、表示窓を有する上フレー
ムおよびこの上フレームと周縁において連接する下フレ
ームにより固定してなる液晶表示装置において、前記線状ランプの延在方向に対して前記偏光板の偏光軸
および前記配向膜の配向方向の間の角度を０度または９
０度としたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】対向配置された少なくとも一方に画素選択
用の電極を有する一対の透明基板の内面にそれぞれ配向
膜を備え、前記配向膜の間に液晶層を挟持してなり、前
記一対の透明基板の各外面に偏光板を積層した液晶パネ
ルと、前記パネルに表示信号に応じた電圧を印加するた
めの駆動回路手段と、前記液晶パネルの背面に配置した
複数本の線状ランプを光源とした直下型のバックライト
とを構成材として少なくとも有し、表示窓を有する上フ
レームおよびこの上フレームと周縁において連接する下
フレームにより前記各構成材を固定してなる液晶表示装
置において、前記線状ランプの延在方向に対して前記偏光板の偏光軸
および前記配向膜の配向方向の間の角度を０度または９
０度としたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項４】対向配置された一方に薄膜トランジスタと
この薄膜トランジスタに画素選択用信号を印加するため
のゲート配線およびドレイン配線を有する一対の透明基
板の内面にそれぞれ配向膜を備え、前記配向膜の間に液
晶層を挟持してなり、前記一対の透明基板の各外面に偏
光板を積層した液晶パネルと、前記パネルに表示信号に
応じた電圧を印加するための駆動回路手段と、線状ラン
プを光源として前記液晶パネルの背面に設置されたバッ
クライトとを少なくとも有し、表示窓を有する上フレー
ムおよびこの上フレームと周縁において連接する下フレ
ームにより固定してなる液晶表示装置において、前記透明基板に形成した薄膜トランジスタのドレイン配
線およびゲート配線の延在方向に沿って前記偏光板の一
方の偏光軸を配置すると共に、前記線状ランプの延在方
向に対して前記偏光板の偏光軸および前記配向膜の配向
方向の間の角度を０度または９０度としたことを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項５】前記液晶パネルの表面側の偏光板上に視野
角拡大用の位相差フィルムを積層したことを特徴とする
請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記液晶パネルの表面側の偏光板上に視角
方向補正用の位相差フィルムを積層したことを特徴とす
る請求項１〜４の何れかに記載の液晶表示装置。