JPH11142819A

JPH11142819A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH11142819A
Application number: JP9302828A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hirakata; 純一平方
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-11-05
Filing date: 1997-11-05
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】高輝度化と広視野角を両立でき、かつ低消費電
力化を可能とした液晶表示装置を提供する。【解決手段】画素選択用の各種電極を形成した一対の基
板1a,1b 間に液晶層２を挟持した液晶パネル３と、この
液晶パネルを挟んで積層した一対の偏光板4a,4b と、上
記電極に表示画像信号に応じた電圧を印加する制御手段
と、液晶パネルを背面から照明する光源装置７を備え、
上記バックライトが線状ランプ５とランプの出射光を液
晶パネル側に反射する反射器６とからなり、上記バック
ライト７と液晶パネル３の間にバックライトからの出射
光を集光する集光素子12と集光された出射光を散乱させ
る光散乱素子10を具備し、この光散乱素子の散乱の度合
いを調整可能とした。

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、特に高輝度で広視野角、かつ低消費電力の照明装置
を備えた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
ニター用の高精細かつカラー表示が可能な液晶表示装置
では、液晶パネルを背面から照明する光源（所謂、バッ
クライト）を備えている。バックライトには、導光板と
称するアクリル樹脂等で成形した透明板の側面に線状の
ランプを配置したサイドエッジ型と、液晶パネルの背面
直下にランプを配置した直下型とが知られている。

【０００３】薄型化が要求されるノート型コンピユータ
では、サイドエッジ型が採用されており、またモニター
用液晶表示装置でも奥行きを短縮するためにはサイドエ
ッジ型が用いられる。

【０００４】しかし、コンピユータモニター等の大型の
液晶表示装置では、さらに高輝度照明光を得るために直
下型バックライトを採用する場合が多い。

【０００５】この種の液晶表示装置は、基本的には少な
くとも一方が透明なガラス等からなる二枚の基板の間に
液晶層を挟持した所謂液晶パネルを構成し、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。

【０００６】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。

【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】図２４は一般的な液晶表示装置の概略構造
を説明するための展開斜視図である。この液晶表示装置
はバックライトとして直下型を採用したものであり、駆
動回路等を搭載したプリント基板３ａ，３ｂを有する液
晶パネル３の上下に上偏光板２ａ、下偏光板２ｂを積層
し、その背面に上拡散フィルム４ａ、下拡散フィルム４
ｂ、上プリズムシート５ａ、下プリズムシート５ｂを配
置すると共に、線状ランプ７、反射器８、反射フィルム
９からなるバックライト６を配置し、上フレーム１と下
フレーム１０で一体に固定している。

【０００９】各種情報処理装置のコンピユータモニター
用の液晶表示装置は年々画面サイズが大型化しており、
かつ高輝度化、低消費電力化の要求が強くなってきてい
る。高輝度化のためには、サイドエッジ型、直下型の何
れのバックライトでも使用する線状ランプの本数を増や
す方法、および／またはランプ電流を増加する必要があ
る。また、使用環境に応じて表示画面の輝度を変える必
要がある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】従来は、そのための表
示輝度可変手段として、照明光源のランプ電流を可変と
している。しかし、ランプ電流を増大すると輝度はたか
くなるが、線状ランプの温度が上昇し、発光効率が低下
して必要な輝度が得られなくなると共に消費電力がさら
に増大する。

【００１１】また、バッテリー駆動も可能なノート型コ
ンピユータでは、消費電力を低減するために正面の輝度
をプリズムシートと呼ばれる集光フィルムで向上させて
いる。この集光フィルムは、正面輝度を高くするが、正
面から左右あるいは上下にずれると輝度は急激に低下す
る特性があり、上記輝度調整で輝度を低下させると、斜
め方向からは表示が見えなくなるという問題がある。

【００１２】さらに、液晶表示装置の大型化に伴い、コ
ンピユータのモニターとして液晶表示装置が使用される
ようになった。モニターの場合は基本的にはバッテリー
駆動は行わないので消費電力に厳しい制限はないが、視
野角の広いことが重要視されるため、前記したようなプ
リズムシートは使用されない場合が多い。そのため、正
面の輝度不足となり、輝度と視野角特性が両立しないと
いう問題があった。

【００１３】本発明の目的は、上記従来技術の問題を解
消し、画面が大型化した場合にも、その高輝度化と広視
野角を両立でき、かつ低消費電力化を可能とした液晶表
示装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による液晶表示装置は、少なくとも一方の内
面に画素選択用の各種電極を形成した一対の基板間に液
晶組成物（以下、単に液晶層、あるいは液晶とも言う）
を挟持した液晶パネルと、この液晶パネルを挟んで積層
した一対の偏光板と、上記電極に表示画像信号に応じた
電圧を印加する制御手段と、液晶パネルを背面から照明
する光源装置（バックライト）を備え、上記バックライ
トが線状ランプとランプの出射光を液晶パネル側に反射
する反射器とからなり、上記バックライトと液晶パネル
の間にバックライトからの出射光を集光する集光素子と
集光された出射光を散乱させる光散乱素子を具備し、こ
の光散乱素子の散乱の度合いを調整可能とした点を特徴
とする。

【００１５】上記の構成において、バックライトの出射
光を集光する集光素子は、プリズムシート、レンズシー
ト、ミラーシート等の光学シートを用いる。この集光に
より液晶表示装置の正面輝度は向上するが、視角特性は
低下する。

【００１６】図２５はバックライトと液晶パネルとの間
にプリズムシートを２枚設置した場合と１枚設置した場
合およびプリズムシートを使用せずに光拡散シートのみ
の場合の上下方向視野角と輝度の関係の説明図である。

【００１７】同図の（ａ）はバックライトと液晶パネル
との間に集光素子としてプリズムシートを２枚設置した
場合、（ｂ）は同じくプリズムシートを１枚のみとした
場合、（ｃ）は集光素子を使用せずに光散乱素子のみを
配置した場合を示す。

【００１８】図示したように、（ａ）に示した２枚のプ
リズムシートを配置した場合は画面正面方向の輝度（正
面輝度）は高くなるが上下の視角は狭くなる。

【００１９】また、（ｂ）のプリズムシートが１枚とし
た場合は正面輝度は下がるが視角は依然として狭いまま
である。

【００２０】これに対し、（ｃ）の光散乱シートのみ使
用の場合は正面輝度は下がるが視野角は広くなる。

【００２１】このことから、プリズムシート等の集光素
子の上に光拡散シート等の光散乱素子を配置し、この光
拡散素子の散乱度を変化させることで画面の輝度と視角
特性を調整できることが理解される。

【００２２】光散乱素子としては、高分子中に有機低分
子ネマチック液晶を分散され、分散された液晶に印加す
る電圧によって配向状態が変化するフィルム、所謂高分
子分散液晶フィルム（ポリマー分散液晶）、少なくとも
一方に透明電極を有し、対向配置された１対の透明基板
間に有機低分子ネマチック液晶層を挟持して当該液晶層
に電圧を印加することで配向状態が変化する有機低分子
ネマチック液晶セルなどが使用できる。

【００２３】さらに、透明基板上に植立した多数の光散
乱性プレートからなる光散乱板（ミラーシート）を用
い、上記多数の光散乱性プレートの傾き角を変化させる
ことにより透過する光の散乱度を変化させるようにした
ものも採用できる。

【００２４】上記した各手段は、光散乱度を制御するこ
とで視角特性と正面輝度の調整を行うものであるが、集
光度を変化させることでも視角特性と正面輝度の調整を
行うことができる。

【００２５】すなわち、本発明による液晶表示装置は、
少なくとも一方の内面に画素選択用の各種電極を形成し
た一対の基板間に液晶組成物（以下、単に液晶層、ある
いは液晶とも言う）を挟持した液晶パネルと、この液晶
パネルを挟んで積層した一対の偏光板と、上記電極に表
示画像信号に応じた電圧を印加する制御手段と、液晶パ
ネルを背面から照明する光源装置（バックライト）を備
え、上記バックライトが線状ランプとランプの出射光を
液晶パネル側に反射する反射器とからなり、上記バック
ライトと液晶パネルの間にバックライトの出射光を散乱
する光散乱素子と、散乱された出射光を集光する集光素
子を具備し、この集光素子の集光の度合いを調整可能と
した点を特徴とする。

【００２６】上記の構成において、バックライトの出射
光を集光する集光素子は前記と同様のプリズムシート、
レンズシート、ミラーシート等の光学シートを用いる。
この集光により液晶表示装置の正面輝度は向上するが、
視角特性は低下する。

【００２７】すなわち、前記目的を達成するために、本
発明は、下記の（１）〜（６）の構成とした点に特徴を
有する。

【００２８】（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間に液晶層を
挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配
置された上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信
号に応じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶
パネルの背面に設置されたバックライトとを上フレーム
およびこの上フレームと連接する下フレームにより固定
してなり、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、
前記バックライトからの出射光を集光する集光素子と、
この集光素子の前記液晶パネル側に積層して前記集光素
子からの光の透過光の散乱度合いを可変とした光散乱素
子を具備したことを特徴とする。

【００２９】（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間に液晶層を
挟持してなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配
置された上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信
号に応じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶
パネルの背面に設置されたバックライトとを上フレーム
およびこの上フレームと連接する下フレームにより固定
してなり、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、
前記バックライトからの出射光の透過光を散乱させる度
合いを可変とした光散乱素子と、この光散乱素子の前記
液晶パネル側に積層して前記光散乱素子からの光を集光
する集光素子とを具備したことを特徴とする。

【００３０】（３）（１）における前記光散乱素子が、
一対の透明電極間に高分子中に有機低分子ネマチック液
晶を分散した高分子分散型液晶シートであることを特徴
とする。

【００３１】（４）（１）における前記高分子分散型液
晶シートが、一対の透明電極間に有機低分子ネマチック
液晶を挟持してなることを特徴とする。

【００３２】（５）（１）における前記光散乱素子が、
透明基板上に傾き角が可変に植立された多数の光散乱性
プレートからなる光散乱板からなり、前記傾き角により
透過する光の散乱度を変化させることを特徴とする。

【００３３】（６）（２）における前記集光素子が、印
加される電圧値によって透過光の集光度が変化する透明
圧電フィルムであることを特徴とする。

【００３４】上記した各構成により、液晶パネルの正面
輝度と視角特性の両方が調整でき、特に大画面の液晶表
示装置の使い勝手が向上する。

【００３５】

【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。

【００３６】図１は本発明による液晶表示装置の第１実
施例を説明する模式断面図であって、１ａは上基板、１
ｂは下基板、３は上偏光板４ａと下偏光板４ｂの間に液
晶層２を挟持した液晶パネル、７は線状光源（ランプ）
５と反射器６からなる直下型バックライト、１０は上透
明電極層８ａと下透明電極層８ｂの間に高分子層９ａに
低分子ネマチック液晶９ｂを分散してなる光散乱素子で
ある光散乱シート、１２は上プリズムシート１１ａと下
プリズムシート１１ｂからなる集光素子である集光シー
ト、１３は調光電源、１４は調光スイッチである。

【００３７】同図の液晶パネルとしては、既知の様々な
型式のものが用いられる。この液晶表示装置がＴＮ型と
縦電界方式の場合、液晶層２の屈折率異方性Δｎとセル
ギャップ（上下基板間の間隙）ｄとの積Δｎ・ｄは０．
２から０．６μｍの範囲がコントラスト比と明るさを両
立させるためには好ましく、ＳＴＮ型の場合は０．５か
ら１．２μｍの範囲が、横電界方式では０．２から０．
５μｍの範囲が好ましい。

【００３８】ここでは、液晶パネルを構成する一対の透
明基板として、厚みが０．７ｍｍで表面を研磨し、ＩＴ
Ｏ（インジウムチンオキサイド）の透明電極をスパッタ
法で成膜したガラス基板を２枚用いる。これらの基板の
間に誘電率異方性Δｎεが正で、その値が４．５であ
り、複屈折率Δｎが０．１３（５８９ｎｍ、２０°Ｃ）
のネマチック液晶組成物を挟み、セルギャップは６μｍ
としたため、Δｎ・ｄは０．７８μｍとした。

【００３９】そして、基板表面に塗布したポリイミド系
配向制御膜をスピンナーで塗布し、２５０°Ｃで３０分
間焼成し、ラビング処理を行って３．５度のプレチルト
角を形成した。なお、このプレチルト角は回転結品法で
測定した。両基板のラビング方向は時分割駆動を行うた
め液晶分子のねじれ角（ツイスト角）が２４０度となる
ように設定した。ここで、ツイスト角はラビング方向お
よびネマチック液晶に添加される旋光性物質の種類と量
によって規定される。

【００４０】ねじれ角は閾値近傍の点灯状態が光を散乱
する配向となることから最大値が制限され、２６０度が
上限であり、また下限はコントラストによって制限さ
れ、２００度が限界である。

【００４１】本実施例では、走査線数が２００本以上で
も十分なコントラストで白黒表示が可能な液晶表示装置
を得ることを目的とし、ねじれ角は２４０度とした。ま
た、下基板１ｂと上基板１ａと各偏光板４ｂと４ａの間
に、ポリカーボネートからなるΔｎ・ｄ＝０．４μｍの
位相差フィルムを各一枚配置する（図示せず）。

【００４２】図１において、バックライト７から出射し
た照明光は２枚のプリズムシート１１ａ，１１ｂからな
る集光シート１２により液晶パネル方向に集光される。
なお、２枚のプリズムシート１１ａと１１ｂのプリズム
を形成する溝方向（あるいは山方向）は交差する方向に
形成されており、バックライト７からの光を２方向から
液晶パネル方向に集光する機能を持つ。

【００４３】集光シート１２で集光された光は光散乱シ
ート１０を通過する。このとき、調光スイッチ１４を例
えばオフとした状態では低分子ネマチック液晶の分子は
ランダムな配向状態にあり、透過する光は散乱されてし
まう。すなわち、この場合は正面輝度が低く視野角は広
い表示となる。

【００４４】一方、調光スイッチ１４により調光電源１
３から上透明電極層８ａと下透明電極層８ｂの間にある
電圧を印加することにより、高分子層９ａに分散された
低分子ネマチック液晶９ｂの配向状態が縦方向に揃った
状態になり、入射した光はそのまま通過する。これによ
り正面輝度は高くなると共に視野角が狭くなる。

【００４５】したがって、調光電源１３から上透明電極
層８ａと下透明電極層８ｂの間に印加する電圧を調整す
ることで、散乱状態の度合いを変化させることができ、
正面輝度と視野角とを任意に調整できる。

【００４６】図２は図１における光散乱素子の調光機能
を説明する模式図である。同図（ａ）は光散乱シート１
０を構成する低分子ネマチック液晶分子９ｂがランダム
な状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は散乱される。

【００４７】一方、同図（ｂ）は光散乱シート１０を構
成する低分子ネマチック液晶分子９ｂが縦方向に整列し
た状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は集光状態を保ったのまま通過する。

【００４８】この（ａ）と（ｂ）の状態は、図１に示し
た調光電源から印加する電圧の大きさで任意に調整でき
る。すなわち、画面の正面輝度と視野角の両方を所要の
状態に設定できる。

【００４９】図３は本発明の第１実施例の効果を説明す
る図２に対応した視野角と輝度の関係の説明図である。

【００５０】同図のＡは図２の（ｂ）の状態すなわち正
面輝度を高くした状態を示す。この場合正面輝度は２０
０ｃｄ／ｍ²以上となるが、視認可能な輝度８０ｃｄ／
ｍ²付近での視野角は約５０度程度での輝度は正面輝度
に対して約１／３程度に輝度が低下する。

【００５１】これに対し、同図のＢは図２の（ａ）の状
態すなわち視野角を広くした状態を示す。この場合正面
輝度は１３０ｃｄ／ｍ²程度となるが、視野角の変化に
伴う輝度変化は少なくなり、視認可能な輝度８０ｃｄ／
ｍ²付近での視野角は約７０度程度となる。

【００５２】以上のように、本実施例によれば、輝度と
視野角の両方を任意に調整することが可能となり、液晶
表示装置を使用環境に応じた最適な画面状態に設定する
ことができる。

【００５３】図４は本発明による液晶表示装置の第２実
施例を説明する模式断面図であって、１８ａと１８ｂは
透明電極を成膜した１対の透明基板、１９は有機低分子
ネマチック液晶層、２０は光散乱シート、図１と同一符
号は同一機能部分に相当する。なお、液晶パネル３、そ
の他の構成についての詳細は前記第１実施例と同様であ
る。

【００５４】本実施例では、集光シート１２と液晶パネ
ル３の間に設置する光散乱シート２０が、透明電極を成
膜した１対の透明基板１８ａと１８ｂ間に有機低分子ネ
マチック液晶層１９を挟持したものを用いている。

【００５５】集光シート１２で集光された光は光散乱シ
ート２０を通過する。このとき、調光スイッチ１４を例
えばオフとした状態では低分子ネマチック液晶の分子は
ランダムな配向状態にあり、透過する光は散乱されてし
まう。すなわち、この場合は正面輝度が低く視野角は広
い表示となる。

【００５６】一方、調光スイッチ１４により調光電源１
３から上透明基板１８ａと下透明基板１８ｂの間にある
電圧を印加することにより、低分子ネマチック液晶１９
の配向状態が縦方向に揃った状態になり、入射した光は
そのまま通過する。これにより正面輝度は高くなると共
に視野角が狭くなる。

【００５７】したがって、調光電源１３から上透明基板
１８ａと下透明基板１８ｂの間に印加する電圧を調整す
ることで、散乱状態の度合いを変化させることができ、
正面輝度と視野角とを任意に調整できる。

【００５８】図５は図４における光散乱素子の調光機能
を説明する模式図である。同図（ａ）は光散乱シート２
０を構成する低分子ネマチック液晶分子１９がランダム
な状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は散乱される。

【００５９】一方、同図（ｂ）は光散乱シート２０を構
成する低分子ネマチック液晶分子１９が縦方向に整列し
た状態を示し、この状態では集光シートから入射した光
は集光状態を保ったのまま通過する。

【００６０】この（ａ）と（ｂ）の状態は、図４に示し
た調光電源から印加する電圧の大きさで任意に調整でき
る。すなわち、画面の正面輝度と視野角の両方を所要の
状態に設定できる。

【００６１】図６は本発明による液晶表示装置の第３実
施例を説明する模式断面図であって、３０は集光素子で
ある圧電レンズシート、３１は光拡散素子である光散乱
シート、前記図１および図４と同一符号は同一機能部分
に対応する。

【００６２】本実施例では、バックライト７と液晶パネ
ル３の間に光散乱シート３１とこの上層に集光素子とし
て圧電レンズシート３０を設けたものである。この圧電
レンズシート３０は圧電物質の透明なシートからなり、
その表面の２方向に調光電源１３から調光スイッチ１４
を介して電圧を印加することにより、当該圧電レンズシ
ートが突状に変形して多数の微小レンズ３０ａが形成さ
れるのである。

【００６３】図７は図６に示した圧電レンズシートの調
光機能を説明する模式図である。同図（ａ）は平面図、
（ｂ）は電圧を印加しないときの平坦面状態を示す断面
図、（ｃ）は電圧を否して多数の微小レンズが形成され
た状態を示す断面図である。この微小レンズ３０ａは
（ｃ）に示したように断面が半円状であり、光散乱シー
トからの光を液晶パネル方向に集光することで正面輝度
を向上させ、（ｂ）に示した平面状態では液晶パネルへ
の光を散乱させて視野角を拡大させる機能を持つ。

【００６４】したがって、圧電レンズシート３０に印加
する電圧を変化させることで、画面の正面輝度と視野角
の両方を任意に調整できる。

【００６５】図８は本発明の第１あるいは第２実施例に
適用できる正面輝度と視野角の調整を可能とする調光素
子の一例を説明する模式図である。同図（ａ）は平面
図、（ｂ）は散乱状態を示す断面図、（ｃ）は集光状態
を示す断面図である。

【００６６】この調光素子４０は透明基板４１に多数の
光散乱性プレート４２を可倒的に植立させた光散乱板で
あり、図１または図４に示したプリズムシート１２の上
層に配置される。

【００６７】光散乱性プレート４２は機械的機構、ある
いは圧電機構を用いて植立角度を変化させて、（ｂ）に
示したように集光されたバックライトからの出射光を散
乱させたり、直立させて（ｃ）に示したように集光され
た照明光を通過させる。

【００６８】これにより、（ｂ）に示した場合は正面輝
度が低下し、視野角が広くなり、（ｃ）に示した場合は
正面輝度が大きくなり、視野角は狭くなる。

【００６９】したがって、この調光素子４０の光散乱性
プレート４２の植立角度を任意に変化させることで、画
面の正面輝度と視野角の両方を任意に調整できる。

【００７０】以上の各実施例により、液晶パネルの正面
輝度と視角特性の両方が調整でき、特に大画面の液晶表
示装置の使用環境に応じた画面状態を容易に設定でき
る。

【００７１】次に、本発明の液晶表示装置の詳細を図９
〜図２３により説明する。

【００７２】図９はは本発明の液晶表示装置の一例であ
るアクティブ・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。

【００７３】図９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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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。

【００７７】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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】《マトリクス部（画素部）の断面構造》図
１０は図９のＦーＦ切断線における薄膜トランジスタＴ
ＦＴの断面図、図１１は図９のＧーＧ切断線における蓄
積容量Ｃｓｔｇの断面図、図１２は横電界方式の液晶表
示基板の画像表示領域における１画素の電極近傍の断面
図と基板周辺部の断面図である。

【００８７】図１２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。

【００８８】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。

【００８９】次に、下側透明ガラス基板ＳＵＢ１側（Ｔ
ＦＴ基板）の構成を詳しく説明する。

【００９０】ＴＦＴ基板《薄膜トランジスタ》薄膜トランジスタＴＦＴは、ゲー
ト電極ＧＴに正のバイアスを印加すると、ソース−ドレ
イン間のチャネル抵抗が小さくなり、バイアスを零にす
ると、チャネル抵抗は大きくなるように動作する。

【００９１】薄膜トランジスタＴＦＴは、図１０に示す
ように、ゲート電極ＧＴ、ゲート絶縁膜ＧＩ、ｉ型（真
性：ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ、導電型決定不純物がドープさ
れていない）非晶質シリコン（Ｓｉ）からなるｉ型半導
体層ＡＳ、一対のソース電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ
２を有する。

【００９２】尚、ソース、ドレインは本来その間のバイ
アス極性によって決まるもので、この液晶表示装置の回
路ではその極性は動作中反転するので、ソース、ドレイ
ンは動作中入れ替わると理解されたい。しかし、以下の
説明では、便宜上一方をソース、他方をドレインと固定
して表現する。

【００９３】《ゲート電極ＧＴ》ゲート電極ＧＴは走査
信号線ＧＬと連続して形成されており、走査信号線GLの
一部の領域がゲート電極ＧＴとなるように構成されてい
る。このゲート電極ＧＴは薄膜トランジスタＴＦＴの能
動領域を超える部分であり、ｉ型半導体層ＡＳを完全に
覆うよう（下方から見て）それより大きめに形成されて
いる。

【００９４】これにより、ゲート電極ＧＴはそれ自身の
役割の他に、ｉ型半導体層ＡＳに外光やバックライト光
が当たらないように工夫されている。本例では、ゲート
電極ＧＴは単層の導電膜ｇ１で形成されている。この導
電膜ｇ１としては、例えばスパッタで形成されたアルミ
ニウム（Ａｌ）膜が用いられ、その上にはＡｌの陽極酸
化膜ＡＯＦが設けられている。

【００９５】《走査信号線ＧＬ》走査信号線ＧＬは導電
膜ｇ１で構成されている。この走査信号線ＧＬの導電膜
ｇ１はゲート電極ＧＴの導電膜ｇ１と同一製造工程で形
成され、かつ、一体に構成されている。この走査信号線
ＧＬにより、外部回路からゲート電圧Ｖｇをゲート電極
ＧＴに供給する。

【００９６】又、走査信号線ＧＬ上にもＡｌの陽極酸化
膜ＡＯＦが設けられている。尚、映像信号線ＤＬと交差
する部分は映像信号線ＤＬとの短絡の確率を小さくする
ため細くし、又、短絡してもレーザトリミングで切り離
すことができるように二股にしている。

【００９７】《対向電極ＣＴ》対向電極ＣＴはゲート電
極ＧＴ及び走査信号線ＧＬと同層の導電膜ｇ１で構成さ
れている。又、対向電極ＣＴ上にもＡｌの陽極酸化膜Ａ
ＯＦが設けられている。対向電極ＣＴは、陽極酸化膜Ａ
ＯＦで完全に覆われていることから、映像信号線と限り
なく近づけても、それらが短絡してしまうことがなくな
る。

【００９８】又、それらを交差させて構成させることも
できる。対向電極ＣＴには対向電圧Ｖｃｏｍが印加され
るように構成されている。本実施例では、対向電圧Ｖｃ
ｏｍは映像信号線ＤＬに印加される最小レベルの駆動電
圧Ｖｄｍｉｎと最大レベルの駆動電圧Ｖｄｍａｘとの中
間直流電位から、薄膜トランジスタ素子ＴＦＴをオフ状
態にするときに発生するフィードスルー電圧ΔＶｓ分だ
け低い電位に設定されるが、映像信号駆動回路で使用さ
れる集積回路の電源電圧を約半分に低減したい場合は、
交流電圧を印加すれば良い。

【００９９】《対向電圧信号線ＣＬ》対向電圧信号線Ｃ
Ｌは導電膜ｇ１で構成されている。この対向電圧信号線
ＣＬの導電膜ｇ１はゲート電極ＧＴ、走査信号線ＧＬ及
び対向電極ＣＴの導電膜ｇ１と同一製造工程で形成さ
れ、かつ、対向電極ＣＴと一体に構成されている。

【０１００】この対向電圧信号線ＣＬにより、外部回路
から対向電圧Ｖｃｏｍを対向電極ＣＴに供給する。又、
対向電圧信号線ＣＬ上にもＡｌの陽極酸化膜ＡＯＦが設
けられている。尚、映像信号線ＤＬと交差する部分は、
走査信号線ＧＬと同様に映像信号線ＤＬとの短絡の確率
を小さくするため細くし、又、短絡しても、レーザトリ
ミングで切り離すことができるように二股にすることも
できる。

【０１０１】《絶縁膜ＧＩ》絶縁膜ＧＩは、薄膜トラン
ジスタＴＦＴにおいて、ゲート電極ＧＴと共に半導体層
ＡＳに電界を与えるためのゲート絶縁膜として使用され
る。絶縁膜ＧＩはゲート電極ＧＴ及び走査信号線ＧＬの
上層に形成されている。

【０１０２】絶縁膜ＧＩとしては例えばプラズマＣＶＤ
で形成された窒化シリコン膜が選ばれ、１２０〜２７０
ｎｍの厚さに（本実施例では、２４０ｎｍ）形成され
る。

【０１０３】このゲート絶縁膜ＧＩは、マトリクス部Ａ
Ｒの全体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子
ＤＴＭ、ＧＴＭを露出するよう除去されている。また、
絶縁膜ＧＩは走査信号線ＧＬ及び対向電圧信号線ＣＬと
映像信号線ＤＬの電気的絶縁にも寄与している。

【０１０４】《ｉ型半導体層ＡＳ》ｉ型半導体層ＡＳ
は、非晶質シリコンで、２０〜２２０ｎｍの厚さ（本実
施例では、２００ｎｍ程度の膜厚）で形成される。層ｄ
０はオーミックコンタクト用のリン（Ｐ）をドープした
Ｎ（＋）型非晶質シリコン半導体層であり、下側にｉ型
半導体層ＡＳが存在し、上側に導電膜ｄ１（ｄ２）が存
在するところのみに残されている。

【０１０５】ｉ型半導体層ＡＳは走査信号線ＧＬ及び対
向信号線ＣＬと映像信号線ＤＬとの交差部の両者間にも
設けられている。この交差部のｉ型半導体層ＡＳは交差
部における走査信号線ＧＬ及び対向信号線ＣＬと映像信
号線ＤＬとの短絡を低減する。

【０１０６】《ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ
２》ソース電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２のそれぞれ
は、Ｎ（＋）型半導体層ｄ０に接触する導電膜ｄ１とそ
の上に形成された導電膜ｄ２とから構成されている。

【０１０７】導電膜ｄ１はスパッタで形成したクロム
（Ｃｒ）膜を用い、５０〜１００ｎｍの厚さに（本実施
例では、６０ｎｍ程度）で形成される。Ｃｒ膜は膜厚を
厚く形成するとストレスが大きくなるので、２００ｎｍ
程度の膜厚を越えない範囲で形成する。Ｃｒ膜はＮ
（＋）型半導体層ｄ０との接着性を良好にし、導電膜ｄ
２のＡｌがＮ（＋）型半導体層ｄ０に拡散することを防
止する、所謂バリア層の目的で使用される。

【０１０８】導電膜ｄ１として、Ｃｒ膜の他に高融点金
属（Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ）膜、高融点金属シリサイド
（ＭｏＳｉ₂、ＴｉＳｉ₂、ＴａＳｉ₂、ＷＳｉ₂）膜
を用いても良い。

【０１０９】導電膜ｄ２はＡｌのスパッタリングで３０
０〜５００ｎｍの厚さに（本実施例では、４００ｎｍ程
度）形成される。Ａｌ膜はＣｒ膜に比べてストレスが小
さく、厚い膜厚に形成することが可能で、ソース電極Ｓ
Ｄ１、ドレイン電極ＳＤ２および映像信号線ＤＬの抵抗
値を低減したり、ゲート電極ＧＴやｉ型半導体層ＡＳに
起因する段差乗り越えを確実にする（ステップカバレー
ジを良くする）働きがある。

【０１１０】導電膜ｄ１、導電膜ｄ２を同じマスクパタ
ーンでパターニングした後、同じマスクを用いて、或い
は導電膜ｄ１、導電膜ｄ２をマスクとして、Ｎ（＋）型
半導体層ｄ０が除去される。つまり、ｉ型半導体層ＡＳ
上に残っているＮ（＋）型半導体層ｄ０は導電膜ｄ１、
導電膜ｄ２以外の部分がセルフアラインで除去される。
このとき、Ｎ（＋）型半導体層ｄ０はその厚さ分は全て
除去されるようエッチングされるので、ｉ型半導体層Ａ
Ｓも若干その表面部分がエッチングされるが、その程度
はエッチング時間で制御すればよい。

【０１１１】《映像信号線ＤＬ》映像信号線ＤＬはソー
ス電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２と同層の第２導電膜
ｄ２、第３導電膜ｄ３で構成されている。又、映像信号
線ＤＬはドレイン電極ＳＤ２と一体に形成されている。

【０１１２】《画素電極ＰＸ》画素電極ＰＸはソース電
極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２と同層の第２導電膜ｄ
２、第３導電膜ｄ３で構成されている。又、画素電極Ｐ
Ｘはソース電極ＳＤ１と一体に形成されている。

【０１１３】《蓄積容量Ｃｓｔｇ》画素電極ＰＸは、薄
膜トランジスタＴＦＴと接続される端部と反対側の端部
において、対向電圧信号線ＣＬと重なるように形成され
ている。この重ね合せは、図１１からも明らかなよう
に、画素電極ＰＸを一方の電極ＰＬ２とし、対向電圧信
号線ＣＬを他方の電極ＰＬ１とする蓄積容量（静電容量
素子）Ｃｓｔｇを構成する。この蓄積容量Ｃｓｔｇの誘
電体膜は、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート絶縁膜とし
て使用される絶縁膜ＧＩ及び陽極酸化膜ＡＯＦで構成さ
れている。

【０１１４】図９に示したように、平面的には蓄積容量
Ｃｓｔｇは対向電圧信号線ＣＬの導電膜ｇ１の部分に形
成されている。

【０１１５】この場合、この蓄積容量Ｃｓｔｇは、その
絶縁膜ＧＩに対して下側に位置づけられる電極の材料が
Ａｌで形成され、かつ、その表面が陽極化成されたもの
であることから、ＡＬの所謂ヒロック等が原因する点欠
陥（上側に位置づけられる電極との短絡）による弊害を
発生し難くくする蓄積容量を得ることができる。

【０１１６】《保護膜ＰＳＶ１》薄膜トランジスタＴＦ
Ｔ上には保護膜ＰＳＶ１が設けられている。保護膜ＰＳ
Ｖ１は主に薄膜トランジスタＴＦＴを湿気等から保護す
るために形成されており、透明性が高くしかも耐湿性の
良いものを使用する。この保護膜ＰＳＶ１は例えばプラ
ズマＣＶＤ装置で形成した酸化シリコン膜や窒化シリコ
ン膜で形成されており、５００ｎｍ程度の膜厚で形成す
る。

【０１１７】保護膜ＰＳＶ１は、マトリクス部ＡＲの全
体を囲むように形成され、周辺部は外部接続端子ＤＴ
Ｍ、ＧＴＭを露出するよう除去されている。この保護膜
ＰＳＶ１とゲート絶縁膜ＧＩの厚さ関係に関しては、前
者は保護効果を考え厚くされ、後者はトランジスタの相
互コンダクタンスｇｍを考慮して薄くされる。

【０１１８】カラーフィルタ基板次に、図１２、図１５により上側透明ガラス基板ＳＵＢ
２側（カラーフィルタ基板）の構成を詳しく説明する。

【０１１９】《遮光膜ＢＭ》上部透明ガラス基板ＳＵＢ
２側には、不要な間隙部（画素電極ＰＸと対向電極ＣＴ
の間以外の隙間）からの透過光が表示面側に出射して、
コントラスト比等を低下させないように遮光膜ＢＭ（所
謂、ブラックマトリクス）を形成している。遮光膜ＢＭ
は、外部光又はバックライト光がｉ型半導体層ＡＳに入
射しないようにする役割も果たしている。即ち、薄膜ト
ランジスタＴＦＴのｉ型半導体層ＡＳは上下にある遮光
膜ＢＭ及び大きめのゲート電極ＧＴによってサンドイッ
チにされ、外部の自然光やバックライト光が当たらなく
なる。

【０１２０】図７に示す遮光膜ＢＭの閉じた角形の輪郭
線は、その内側が遮光膜ＢＭが形成されない開口を示し
ている。この輪郭線のパターンは１例である。

【０１２１】横電界方式の液晶表示装置では、可能な限
り高抵抗なブラックマトリクスが適していることから、
一般に樹脂組成物を用いる。この抵抗規格については、
公知ではないが、同一出願人による特願平７−１９１９
９４号に記載がある。即ち、液晶組成物ＬＣの比抵抗値
が１０のＮ乗を10^Nと記述すると10^NΩ・ｃｍ以上、か
つ、ブラックマトリクスＢＭの比抵抗値が１０のＭ乗を
10^Mと記述すると10^MΩ・ｃｍ以上とし、かつ、Ｎ≧
９、Ｍ≧６を満足する関係とする。或いは、Ｎ≧１３、
Ｍ≧７を満足する関係とすることが望ましい。

【０１２２】又、液晶表示装置の表面反射を低減する目
的からも、ブラックマトリクスの形成材料に樹脂組成物
を用いることが望ましい。

【０１２３】さらに、Ｃｒ等の金属膜をブラックマトリ
クスに用いる場合と比較して、金属膜のエッチング工程
が不要なため、カラーフィルタ基板の製造工程を簡略化
できる。金属膜を使用する場合の製造工程は、１）金属
膜成膜、２）レジスト塗布、３）露光、４）現像、５）
金属膜エッチング、６）レジスト剥離、である。

【０１２４】一方、樹脂を使用する場合の製造工程は、
１）樹脂塗布、２）露光、３）現像、であり、著しく工
程を短縮できる。

【０１２５】しかし、樹脂組成物は金属膜と比較して遮
光性が低い。樹脂の膜厚を厚くすると遮光性は向上する
が、ブラックマトリクスの膜厚ばらつきは増加する。こ
れは、例えば±１０％の膜厚ばらつきがある場合、ブラ
ックマトリクスの膜厚が１．０μｍ時は±０．１μｍ、
２μｍ時は±０．２μｍになるためである。

【０１２６】又、ブラックマトリクスの膜厚を厚くする
と、カラーフィルタ基板の膜厚ばらつきが増加し、液晶
表示基板のギャップ精度を向上することが困難になる。
以上の理由により、樹脂の膜厚は、２μｍ以下にするこ
とが望ましい。

【０１２７】膜厚１μｍでＯＤ値を約４．０以上にする
ためには、例えばカーボンの含有量を増加して黒色化す
る場合、ブラックマトリクスＢＭの比抵抗値は約１０⁶
Ω・ｃｍ以下となり、現状では使用できない。尚、ＯＤ
値は、吸光係数に膜厚を掛けた値と定義できる。

【０１２８】このため、本実施例では、この遮光膜ＢＭ
の材料として、黒色の無機顔料をレジスト材に混入した
樹脂組成物を用い、１．３±０．１μｍ程度の厚さで形
成している。無機顔料の例としては、パラジウムや無電
解メッキしたＮｉなどがある。更に、ブラックマトリク
スＢＭの比抵抗値は約１０⁹Ω・ｃｍとし、ＯＤ値約
２．０とした。

【０１２９】この樹脂組成物ブラックマトリクスＢＭを
使用した場合の光透過量の計算結果を下記に示す。

【０１３０】ＯＤ値＝ｌｏｇ（１００／Ｙ）Ｙ＝∫Ａ（λ）・Ｂ（λ）・Ｃ（λ）ｄλ／∫Ａ（λ）
・Ｃ（λ）ｄλ ここで、Ａは視感度、Ｂは透過率、Ｃは光源スペクト
ル、λは入射光の波長を示す。

【０１３１】ＯＤ値２．０の膜で遮光した場合は、上記
数１から、Ｙ＝１％を得て、入射光強度４０００ｃｄ／
ｍ²を仮定すると、約４０ｃｄ／ｍ²の光が透過してく
ることになる。この光強度は、十分に人間が視認できる
明るさである。

【０１３２】遮光膜ＢＭは周辺部にも額縁状に形成さ
れ、そのパターンはドット状に複数の開口を設けた図７
に示すマトリクス部のパターンと連続して形成されてい
る。

【０１３３】《カラーフィルタＦＩＬ》カラーフィルタ
ＦＩＬは画素に対向する位置に赤、緑、青の繰り返しで
ストライプ状に形成される。カラーフィルタＦＩＬは遮
光膜ＢＭのエッジ部分と重なるように形成されている。

【０１３４】本発明では、この重なる部分の平面レイア
ウトを規定するものである。詳細は後述する。

【０１３５】カラーフィルタＦＩＬは例えば次のように
形成することができる。まず、上部透明ガラス基板ＳＵ
Ｂ２の表面にアクリル系樹脂等の染色基材を形成し、フ
ォトリソグラフィ技術で赤色フィルタ形成領域以外の染
色基材を除去する。この後、染色基材を赤色染料で染
め、固着処理を施して赤色フィルタＲを形成する。次
に、同様な工程を施すことによって、緑色フィルタＧ、
青色フィルタＢを順次形成する。

【０１３６】《オーバーコート膜ＯＣ》オーバーコート
膜ＯＣはカラーフィルタＦＩＬの染料の液晶ＬＣへの漏
洩を防止、及びカラーフィルタＦＩＬ、遮光膜ＢＭによ
る段差の平坦化のために設けられている。オーバーコー
ト膜ＯＣは例えばアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明
樹脂材料で形成される。

【０１３７】液晶層及び偏光板次に、液晶層、配向膜、偏光板等について説明する。

【０１３８】《液晶層》液晶材料ＬＣとしては、誘電率
異方性△εが正でその値が１３．２、屈折率異方性△ｎ
が０．０８１（５８９ｎｍ、２０°Ｃ）のネマチック液
晶と、誘電率異方性△εが負でその値が−７．３、屈折
率異方性△ｎが０．０５３（５８９ｎｍ、２０°Ｃ）の
ネマチック液晶を用いた。

【０１３９】液晶層の厚み（ギャップ）は、誘電率異方
性△εが正の場合２．８μｍ超４．５μｍ未満とした。
これは、リターデションΔｎ・ｄは０．２５μｍ超０．
３２μｍ未満の時、可視光の範囲内で波長依存性が殆ど
ない誘電率特性が得られ、誘電率異方性△εが正を有す
る液晶の大部分が複屈折率異方性△ｎが０．０７超０．
０９未満であるためである。

【０１４０】一方、誘電率異方性△εが負の場合は、液
晶層の厚み（ギャップ）は、４．２μｍ超８．０μｍ未
満とした。これは誘電率異方性△εが正の液晶と同様
に、リターデションΔｎ・ｄを０．２５μｍ超０．３２
μｍ未満に抑えるためで、誘電率異方性△εが負を有す
る液晶の大部分が複屈折異方性△ｎが０．０４超０．０
６未満であるためである。

【０１４１】又、後述の配向膜と偏光板の組み合わせに
より、液晶分子がラビング方向から電界方向に４５°回
転したとき最大透過率を得ることができる。尚、液晶層
の厚み（ギャップ）はポリマビーズで制御している。

【０１４２】又、液晶材料ＬＣは、ネマチック液晶であ
れば、特に限定したものではない。誘電率異方性△ε
は、その値が大きいほうが、駆動電圧が低減でき、屈折
率異方性△ｎは小さいほうが液晶層の厚み（ギャップ）
を厚くでき、液晶の封入時間が短縮され、かつギャップ
ばらつきを少なくすることができる。

【０１４３】《配向膜》配向膜ＯＲＩとしてはポリイミ
ドを用いる。ラビング方向ＲＤＲは上下基板で互いに平
行にし、かつ、印加電界方向ＥＤＲとのなす角度φＬＣ
は７５°とする。図１３にその関係を示す。

【０１４４】尚、ラビング方向ＲＤＲと印加電界方向Ｅ
ＤＲとのなす角度は、液晶材料の誘電率異方性△εが正
であれば、４５°以上９０°未満、誘電率異方性△εが
負であれば、０°を超え４５°以下であれば良い。

【０１４５】《偏光板》偏光板ＰＯＬとしては、日東電
工社製Ｇ１２２０ＤＵ（商品名）を用い、図１１に示し
たように、下側の偏光板ＰＯＬ１の偏光透過軸ＭＡＸ１
をラビング方向ＲＤＲと一致させ、上側の偏光板ＰＯＬ
２の偏光透過軸ＭＡＸ２をそれに直交させる。

【０１４６】これにより、本発明の画素に印加される電
圧（画素電極ＰＸと対向電極ＣＴの間の電圧）を増加さ
せるに伴い、透過率が上昇するノーマリークローズ特性
を得ることができる。

【０１４７】更に、本発明で開示される横電界方式と称
される液晶表示装置では、上側の基板ＳＵＢ２側の表面
の外部から静電気等の高い電位が加わった場合に、表示
の異常が発生する。このため、上側の偏光板ＰＯＬ２の
更に上側或いは表面にシート抵抗が１×１０⁸Ω／□以
下の透明導電膜の層を形成すること、或いは偏光板と前
記透明基板の間にシート抵抗１×１０⁸Ω／□以下のＩ
ＴＯ等の透明導電膜の層を形成すること、或いは偏光板
の粘着層にＩＴＯ、ＳｎＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃等の導電性粒
子を混ぜ、シート抵抗を１×１０⁸Ω／□以下とするこ
とが必要になる。この対策については、公知ではないが
同一出願人による特願平７−２６４４４３号において、
シールド機能向上につき詳しい記載がある。

【０１４８】《マトリクス周辺の構成》図１４は上下の
ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２を含む表示パネルＰＮＬ
のマトリクス（ＡＲ）周辺の要部平面図である。又、図
１５は左側に走査回路が接続された外部接続端子ＧＴＭ
付近の断面図である。

【０１４９】このパネルの製造では、小さいサイズであ
ればスループット向上のため１枚のガラス基板では複数
個分のデバイスを同時に加工してから分割し、大きいサ
イズであれば製造設備の共用のため、どの品種でも標準
化された大きさのガラス基板を加工してから各品種に合
ったサイズに小さくし、いずれの場合も一通りの工程を
経てからガラスを切断する。

【０１５０】図１４、図１５は後者の例を示すもので、
図１４、図１５の両図とも上下基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２
の切断後を表わしており、ＬＮは両基板の切断前の縁を
示す。いずれの場合も、完成状態では外部接続端子群Ｔ
ｇ、Ｔｄ及び端子ＣＴＭが存在する（図で上辺と左辺
の）部分はそれらを露出するように上側基板ＳＵＢ２の
大きさが下側基板ＳＵＢ１よりも内側に制限されてい
る。

【０１５１】端子群Ｔｇ、Ｔｄは、それぞれ後述する走
査回路接続用端子ＧＴＭ、映像信号回路接続用端子ＤＴ
Ｍとそれらの引出し配線部を集積回路チップＣＨＩが搭
載されたテープキャリアパッケージＴＣＰ（図１５、図
１６参照）の単位に複数本まとめて名付けたものであ
る。

【０１５２】各群のマトリクス部から外部接続端子部に
至るまでの引出し配線は、両端に近づくにつれ傾斜して
いる。これは、パッケージＴＣＰの配列ピッチ及び各パ
ッケージＴＣＰにおける接続端子ピッチに表示パネルＰ
ＮＬの端子ＤＴＭ、ＧＴＭに合わせるためである。

【０１５３】又、対向電極端子ＣＴＭは、対向電極ＣＴ
に対向電圧を外部から与えるための端子である。マトリ
クス部の対向電極信号線ＣＬは、走査回路用端子ＧＴＭ
の反対側（図では右側）に引出し、各対向電圧信号線を
共通バスラインＣＢで一纏めにして、対向電極端子ＣＴ
Ｍに接続している。

【０１５４】透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の間に
は、その縁に沿って、液晶封入口ＩＮＪを除き、液晶Ｌ
Ｃを封止するようにシールパターンＳＬが形成される。
シール材は例えばエポキシ樹脂から成る。

【０１５５】配向膜ＯＲＩ１、ＯＲＩ２の層は、シール
パターンＳＬの内側に形成される。偏光板ＰＯＬ１、Ｐ
ＯＬ２はそれぞれ下部透明ガラス基板ＳＵＢ１、上部透
明ガラス基板ＳＵＢ２の外側の表面に構成されている。

【０１５６】エッチングＬＣは液晶分子の向きを設定す
る下部配向膜ＯＲＩ１と上部配向膜ＯＲＩ２との間でシ
ールパターンＳＬで仕切られた領域に封入されている。
下部配向膜ＯＲＩ１は下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側の
保護膜ＰＳＶ１の上部に形成される。

【０１５７】この液晶表示装置は、下部透明ガラス基板
ＳＵＢ１側、上部透明ガラス基板ＳＵＢ２側で別個に種
々の層を積み重ね、シールパターンＳＬを基板ＳＵＢ２
側に形成し、下部透明ガラス基板ＳＵＢ１と上部透明ガ
ラス基板ＳＵＢ２とを重ね合わせ、シールパターンＳＬ
の開口部ＩＮＪから液晶ＬＣを注入し、注入口ＩＮＪを
エポキシ樹脂などで封止し、上下基板を切断することに
よって組み立てられる。

【０１５８】《表示装置全体等価回路》図１７は本発明
による液晶表示装置の周辺回路の概要説明図であって、
同図に示すように、液晶表示基板は画像表示部がマトリ
クス状に配置された複数の画素の集合により構成され、
各画素は前記液晶表示基板の背部に配置されたバックラ
イトからの透過光を独自に変調制御できるように構成さ
れている。

【０１５９】液晶表示基板の構成要素の１つであるアク
ティブ・マトリクス基板ＳＵＢ１上には、有効画素領域
ARにｘ方向（行方向）に延在し、ｙ方向（列方向）に並
設されたゲート信号線ＧＬと対向電圧信号線ＣＬとそれ
ぞれ絶縁されてｙ方向に延在し、ｘ方向に並設されたド
レイン信号線ＤＬが形成されている。

【０１６０】ここで、ゲート信号線ＧＬ、対向電圧信号
線ＣＬ、ドレイン信号線ＤＬのそれぞれによって囲まれ
る矩形状の領域に単位画素が形成される。

【０１６１】液晶表示基板には、その外部回路として垂
直走査回路Ｖ及び映像信号駆動回路Ｈが備えられ、前記
垂直走査回路Ｖによって前記ゲート信号線ＧＬのそれぞ
れに順次走査信号（電圧）が供給され、そのタイミング
に合わせて映像信号駆動回路Ｈからドレイン信号線ＤＬ
に映像信号（電圧）を供給するようになっている。

【０１６２】尚、垂直走査回路Ｖ及び映像信号駆動回路
Ｈは、液晶駆動電源回路３から電源が供給されるととも
に、ＣＰＵ１からの画像情報がコントローラ２によって
それぞれ表示データ及び制御信号に分けられて入力され
るようになっている。

【０１６３】《駆動方法》図１８は本発明の液晶表示装
置の駆動波形図である。対向電圧をＶＣＨとＶＣＬの２
値の交流矩形波にし、それに同期させて走査信号ＶＧ
（ｉ−１）、ＶＧ（ｉ）の非選択電圧を１走査期間毎
に、ＶＣＨとＶＣＬの２値で変化させる。対向電圧の振
幅幅と非選択電圧の振幅値は同一にする。

【０１６４】映像信号電圧は、液晶層に印加したい電圧
から、対向電圧の振幅の１／２を差し引いた電圧であ
る。

【０１６５】対向電圧は直流でも良いが、交流化するこ
とで映像信号電圧の最大振幅を低減でき、映像信号駆動
回路（信号側ドライバ）に耐圧の低いものを用いること
が可能になる。

【０１６６】《蓄積容量Ｃｓｔｇの働き》蓄積容量Ｃｓ
ｔｇは、画素に書き込まれた（薄膜トランジスタＴＦＴ
がオフした後の）映像情報を長く蓄積するために設けら
れる。

【０１６７】本発明で用いている電界を基板面と平行に
印加する方式では、電界を基板面に垂直に印加する方式
と異なり、画素電極と対向電極で構成される容量（所謂
液晶容量）が殆ど無いため、蓄積Ｃｓｔｇは必須の構成
要素である。

【０１６８】又、蓄積容量Ｃｓｔｇは、薄膜トランジス
タＴＦＴがスイッチングするとき、画素電極電位Ｖｓに
対するゲート電位変化△Ｖｇの影響を低減するようにも
働く。この様子を式で表わすと次のようになる。

【０１６９】△Ｖｓ＝［Ｃｇｓ／（Ｃｇｓ＋Ｃｓｔｇ＋
Ｃｐｉｘ）］×ΔＶｇここで、Ｃｇｓは薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極
ＧＴとソース電極ＳＤＩとの間に形成される寄生容量、
Ｃｐｉｘは画素電極ＰＸと対向電極ＣＴとの間に形成さ
れる容量、△ＶｓはΔＶｇによる画素電極電位の変化
分、所謂フィードスルー電圧を表わす。

【０１７０】この変化分△Ｖｓは液晶ＬＣに加わる直流
成分の原因となるが、保持容量Ｃｓｔｇを大きくする
程、その値を小さくすることができる。

【０１７１】液晶ＬＣに印加される直流成分の低減は、
液晶ＬＣの寿命を向上し、液晶表示画面の切り替え時に
前の画像が残る所謂焼き付きを低減することができる。

【０１７２】前述したように、ゲート電極ＧＴはｉ型半
導体層ＡＳを完全に覆うよう大きくされている分、ソー
ス電極ＳＤＩ、ドレイン電極ＳＤ２とのオーバーラップ
面積が増え、従って寄生容量Ｃｇｓが大きくなり、画素
電極電位Ｖｓはゲート（走査）信号Ｖｇの影響を受けや
すくなるという逆効果が生じる。しかし、蓄積容量Ｃｓ
ｔｇを設けることによりこのデメリットも解消する。

【０１７３】《製造方法》次に、上述した液晶表示装置
の基板SUB1側の製造方法について説明する。

【０１７４】図１９、図２０および図２１は本発明によ
る液晶表示装置の製造工程の説明図であって、同図にお
いて、中央の文字は工程名の略称であり、図中左側は図
１０に示した薄膜トランジスタＴＦＴ部分、右側は図ゲ
ート端子付近の断面形状でみた加工の流れを示す。ま
た、工程Ｂ、工程Ｄを除き工程Ａ〜工程Ｉは各写真処理
（フォトリソグラフィ）に対応して区分けしたもので、
各工程のいずれの断面図も写真処理後の加工が終わりフ
ォトレジストを除去した段階を示している。

【０１７５】尚、写真処理とは本発明ではフォトレジス
トの塗布からマスクを使用した選択露光を経て、それを
現像するまでの一連作業を示すものとし、繰り返しの説
明は避ける。以下区分けした工程に従って説明する。

【０１７６】工程Ａ（図１９）ＡＮ６３５ガラス（商品名）からなる下部透明ガラス基
板ＳＵＢ１上に膜厚が３００ｎｍのＡｌ−Ｐｄ、Ａｌ−
Ｗ、Ａｌ−Ｔａ、Ａｌ−Ｔｉ−Ｔａ等からなる導電膜ｇ
１をスパッタリングにより設ける。写真処理後、リン酸
と哨酸と氷酢酸との混酸液で導電膜ｇ１を選択的にエッ
チングする。それによって、ゲート電極ＧＴ、走査信号
線ＧＬ、対向電極ＣＴ、対向電圧信号線ＣＬ、電極ＰＬ
１、ゲート端子ＧＴＭ、共通バスラインＣＢの第１導電
層、対向電極端子ＣＴＭの第１導電層、ゲート端子ＧＴ
Ｍを接続する陽極酸化バスラインＳＨｇ（図示せず）及
び陽極酸化バスラインＳＨｇに接続された陽極酸化パッ
ド（図示せず）を形成する。

【０１７７】工程Ｂ（図１９）直接描画による陽極酸化マスクＡＯの形成後、３％酒石
酸をアンモニアによりＰＨ６．２５±０．０５に調整し
た溶液をエチレングリコール液で１：９に希釈した液か
らなる陽極酸化液中に基板ＳＵＢ１を浸漬し、化成電流
密度が０．５ｍＡ／ｃｍ²になるように調整する（定電
流化成）。

【０１７８】次に、所定のアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）の膜
厚が得られるのに必要な化成電圧１２５Ｖに達するまで
陽極酸化を行う。その後、この状態で数１０分保持する
ことが望ましい（定電圧化成）。これは均一なＡｌ₂Ｏ
₃膜を得る上で大事なことである。それによって、導電
膜ｇ１が陽極酸化され、ゲート電極ＧＴ、走査信号線Ｇ
Ｌ、対向電極ＣＴ、対向電圧信号線ＣＬ及び電極ＰＬ１
上に膜厚が１８０ｂｎｍの陽極酸化膜ＡＯＦが形成され
る。

【０１７９】工程Ｃ（図１９）膜厚が１４０ｎｍのＩＴＯ膜からなる透明導電膜ｇ２を
スパッタリングにより設ける。写真処理後、エッチング
液として塩酸と硝酸との混酸液で透明導電膜ｇ２を選択
的にエッチングすることにより、ゲート端子ＧＴＭの最
上層、ドレイン端子ＤＴＭ及び対向電極端子ＣＴＭの第
２導電膜を形成する。

【０１８０】工程Ｄ（図２０）プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が２２０ｎｍの窒化Ｓｉ膜を設
け、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガスを導入
して、膜厚が２００ｎｍのｉ型非晶質Ｓｉ膜を設けた
後、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガス、ホス
フィンガスを導入して、膜厚が３０ｎｍのＮ（＋）型非
晶質Ｓｉ膜を設ける。

【０１８１】工程Ｅ（図２０）写真処理後、ドライエッチングガスとしてＳＦ６を使用
してＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜、ｉ型非晶質Ｓｉ膜を選択
的にエッチングすることにより、ｉ型半導体層ＡＳの島
を形成する。

【０１８２】工程Ｆ（図２０）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。

【０１８３】工程Ｇ（図２１）膜厚が６０ｎｍのＣｒからなる導電膜ｄ１をスパッタリ
ングにより設け、さらに膜厚が４００ｎｍのＡｌ−Ｐ
ｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｔａ、Ａｌ−Ｔｉ−Ｔａ等から
なる導電膜ｄ２をスパッタリングにより設ける。写真処
理後、導電膜ｄ２を工程Ａと同様の液でエッチングし、
導電膜ｄ１を硝酸第２セリウムアンモニウム溶液でエッ
チングし、映像信号線ＤＬ、ソース電極ＳＤ１、ドレイ
ン電極ＳＤ２、画素電極ＰＸ、電極ＰＬ２、共通バスラ
インＣＢの第２導電層、第３導電層及びドレイン端子Ｄ
ＴＭを短絡するバスラインＳＨｄ（図示せず）を形成す
る。次に、ドライエッチング装置にＳＦ６を導入して、
Ｎ（＋）型非晶質Ｓｉ膜をエッチングすることにより、
ソースとドレイン間のＮ（＋）型半導体層ｄ０を選択的
に除去する。

【０１８４】工程Ｈ（図２１）プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が５００ｎｍの窒化Ｓｉ膜を設
ける。写真処理後、ドレインエッチングガスとしてＳＦ
６を使用した写真蝕刻技術で窒化Ｓｉ膜を選択的にエッ
チングすることによって、保護膜ＰＳＶ１を形成する。

【０１８５】《表示パネルＰＮＬと駆動回路基板ＰＣＢ
１》図２２は図１７に示した表示パネルＰＮＬと映像信
号駆動回路Ｈと垂直走査回路Ｖを接続した状態を示す上
面図である。

【０１８６】ＣＨ１は表示パネルＰＮＬを駆動させる駆
動ＩＣチップ（下側の５個は垂直走査回路側の駆動ＩＣ
チップ、左側の１０個の映像信号駆動回路側の駆動ＩＣ
チップ）である。ＴＣＰは図１５、図１６に示したよう
に駆動用ＩＣチップＣＨ１がテープ・オートメイティッ
ド・ボンディング（ＴＡＢ）法により実装されたテープ
キャリアパッケージ、ＰＣＢ１は上記ＴＣＰやコンデン
サ等が実装された駆動回路基板で、映像信号駆動回路用
と走査信号駆動回路用の２つに分割されている。

【０１８７】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。

【０１８８】フラットケーブルＦＣとしては図に示すよ
うに、複数のリード線（りん青銅の素材にＳｎ鍍金を施
したもの）をストライプ状のポリエチレン層とポリビニ
ルアルコール層とでサンドイッチして支持したものを使
用する。

【０１８９】《ＴＣＰの接続構造》前記した図１６は、
走査信号駆動回路Ｖや映像信号駆動回路Ｈを構成する集
積回路チップＣＨＩがフレキシブル配線基板に搭載され
たテープキャリアパッケージの断面構造を示す図であ
り、図１４はそれを液晶表示パネルの、本例では走査信
号回路用端子ＧＴＭに接続した状対を示す要部断面図で
ある。

【０１９０】同図において、ＴＴＢは集積回路ＣＨＩの
入力端子・配線部であり、ＴＴＭは集積回路ＣＨＩの出
力端子・配線部であって、例えばＣｕから成り、それぞ
れの内側の先端部（通称インナーリード）には集積回路
ＣＨＩのボンディングパッドＰＡＤが所謂フェースダウ
ンボンディング法により接続される。

【０１９１】端子ＴＴＢ、ＴＴＭの外側の先端部（通称
アウターリード）はそれぞれ半導体集積回路チップＣＨ
Ｉの入力及び出力に対応し、半田付け等によりＣＲＴ／
ＴＦＴ変換回路・電源回路ＳＵＰに、異方性導電膜ＡＣ
Ｆによって液晶表示パネルＰＮＬに接続される。

【０１９２】パッケージＴＣＰは、その先端部がパネル
ＰＮＬ側の接続端子ＧＴＭを露出した保護膜ＰＳＶ１を
覆うようにパネルにＰＮＬに接続されている。従って、
外側接続端子ＧＴＭ（ＤＴＭ）は保護膜ＰＳＶ１かパッ
ケージＴＣＰの少なくとも一方で覆われるので電触に対
して強くなる。

【０１９３】ＢＦ１はポリイミド等からなるベースフィ
ルムであり、ＳＲＳは半田付けの際、半田が余計な所へ
付かないようにマスクするためのソルダレジスト膜であ
る。シールパターンＳＬの外側の上下ガラス基板の隙間
は、洗浄後にエポキシ樹脂ＥＰＸ等により保護され、パ
ッケージＴＣＰと上側基板ＳＵＢ２の間には更にシリコ
ン樹脂ＳＩＬが充填されて保護が多重化されている。

【０１９４】《駆動回路基板ＰＣＢ２》駆動回路基板Ｐ
ＣＢ２は、ＩＣ、コンデンサ、抵抗等の電子部品が搭載
されている。この駆動回路基板ＰＣＢ２には、１つの電
圧源から複数の分圧した安定化された電圧源を得るため
の電源回路や、ホスト（上位演算処理装置）からのＣＲ
Ｔ（陰極線管）用の情報をＴＦＴ液晶表示装置用の情報
に変換する回路を含む回路ＳＵＰが搭載されている。Ｃ
Ｊは外部と接続される図示しないコネクタが接続される
コネクタ接続部である。

【０１９５】駆動回路基板ＰＣＢ１と駆動回路基板ＰＣ
Ｂ２とはフラットケーブルＦＣ等のジョイナーＪＮによ
り電気的に接続されている。

【０１９６】図２３は本発明による液晶表示装置を実装
したコンピユータモニターの外観図であって、本体５０
をスタンド６０で支えた構成で、大画面の液晶パネル３
０を持った薄型、軽量のモニターである。

【０１９７】なお、本発明による液晶表示装置は、上記
のようなディスクトップ型モニターに限らず、ノート型
等の可搬型パソコンの表示デバイスにも使用できること
は言うまでもない。

【０１９８】なお、繰り返しになるが、本発明は上記し
た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、縦電界方式、あるいは
単純マトリクス方式の液晶表示装置における配向膜の液
晶配向制御能不要方法および装置としても同様に適用可
能である。

【０１９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
バックライトの照明光を拡散する光学素子と集光する光
学素子の組合せで当該照明光による液晶パネルの輝度と
視野角を任意に調整できるため、高輝度化と広視野角を
両立でき、かつ低消費電力化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実施例を説明
する模式断面図である。

【図２】図１における光散乱素子の調光機能を説明する
模式図である。

【図３】本発明の第１実施例の効果を説明する図２に対
応した視野角と輝度の関係の説明図である。

【図４】本発明による液晶表示装置の第２実施例を説明
する模式断面図である。

【図５】図４における光散乱素子の調光機能を説明する
模式図である。

【図６】本発明による液晶表示装置の第３実施例を説明
する模式断面図である。

【図７】図６に示した圧電レンズシートの調光機能を説
明する模式図である。

【図８】本発明の第１あるいは第２実施例に適用できる
正面輝度と視野角の調整を可能とする調光素子の一例を
説明する模式図である。

【図９】本発明のアクティブ・マトリクス方式カラー液
晶表示装置の一画素とブラックマトリクスＢＭの遮光領
域およびその周辺を示す平面図である。

【図１０】図９の４ー４切断線における薄膜トランジス
タＴＦＴの断面図である。

【図１１】図９の５ー５切断線における蓄積容量Ｃｓｔ
ｇの断面図である。

【図１２】横電界方式の液晶表示基板の画像表示領域に
おける１画素の電極近傍の断面図と基板周辺部の断面図
である。

【図１３】配向膜のラビング方向と印加電界方向ＥＤＲ
とのなす角度の説明図である。

【図１４】上下の基板を含む表示パネルのマトリクス周
辺の要部平面図である。

【図１５】左側に走査回路が接続された外部端子付近の
断面図である。

【図１６】ゲートＴＣＰの出力側および入力側の断面構
造の説明図である。

【図１７】本発明による液晶表示装置の周辺回路の概要
説明図である。

【図１８】本発明の液晶表示装置の駆動波形図である。

【図１９】本発明による液晶表示装置の製造工程の説明
図である。

【図２０】本発明による液晶表示装置の製造工程の図１
９に続く説明図である。

【図２１】本発明による液晶表示装置の製造工程の図２
０に続く説明図である。

【図２２】図１７に示した表示パネルＰＮＬと映像信号
駆動回路Ｈと垂直走査回路Ｖを接続した状態を示す上面
図である。

【図２３】本発明による液晶表示装置を実装したコンピ
ユータモニターの外観図である。

【図２４】一般的な液晶表示装置の概略構造を説明する
ための展開斜視図である。

【図２５】バックライトと液晶パネルとの間にプリズム
シートを２枚設置した場合と１枚設置した場合およびプ
リズムシートを使用せずに光拡散シートのみの場合の上
下方向視野角と輝度の関係の説明図である。

【符号の説明】

１ａ上基板１ｂ下基板３液晶パネル４ａ上偏光板４ｂ下偏光板５線状光源（ランプ）６反射器７バックライト８ａ上透明電極層８ｂ下透明電極層９ａ高分子層９ｂ低分子ネマチック液晶１０光散乱シート１１ａ上プリズムシート１１ｂ下プリズムシート１２集光シート１３調光電源１４調光スイッチ。

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【手続補正書】

【提出日】平成１０年１０月２１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

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間に液晶層を挟持し
てなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置され
た上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に応
じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネル
の背面に設置されたバックライトとを上フレームおよび
この上フレームと連接する下フレームにより固定してな
り、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、前記バック
ライトからの出射光を集光する集光素子と、この集光素
子の前記液晶パネル側に積層して前記集光素子からの光
の透過光の散乱度合いを可変とした光散乱素子を具備し
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間に液晶層を挟持し
てなる液晶パネルと、前記液晶パネルを挟んで配置され
た上偏光板および下偏光板と、前記電極に表示信号に応
じた電圧を印加するための駆動手段と、前記液晶パネル
の背面に設置されたバックライトとを上フレームおよび
この上フレームと連接する下フレームにより固定してな
り、前記バックライトと前記液晶パネルの間に、前記バック
ライトからの出射光の透過光を散乱させる度合いを可変
とした光散乱素子と、この光散乱素子の前記液晶パネル
側に積層して前記光散乱素子からの光を集光する集光素
子とを具備したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項３】前記光散乱素子が、一対の透明電極間に高
分子中に有機低分子ネマチック液晶を分散した高分子分
散型液晶シートであることを特徴とする請求項１に記載
の液晶表示装置。
【請求項４】前記高分子分散型液晶シートが、一対の透
明電極間に有機低分子ネマチック液晶を挟持してなるこ
とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項５】前記光散乱素子が、透明基板上に傾き角が
可変に植立された多数の光散乱性プレートからなる光散
乱板からなり、前記傾き角により透過する光の散乱度を
変化させることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
装置。
【請求項６】前記集光素子が、印加される電圧値によっ
て透過光の集光度が変化する透明圧電フィルムであるこ
とを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。