JP2001159761A - アクティブマトリックス型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＰＳ方式のアクティブマトリックス型液晶
表示装置において、変調領域が奇数個であってもクロス
トーク補償を可能にする。 【解決手段】 櫛形状に形成された画素電極６と共通電
極５間に、基板に対して略平行な電界を発生させること
により液晶分子の配列を変化させる変調領域８を有する
アクティブマトリックス型液晶表示装置であって、前記
画素電極と前記共通電極の長手方向に対して垂直方向に
見て、前記画素電極と前記共通電極との間に挟まれた前
記変調領域を１画素に奇数個有し、かつ前記共通電極と
前記画素電極が共に、画素の左右両側の信号配線２の一
部に前記長手方向で隣接させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＡＶ・ＯＡ機器な
どの平面ディスプレイとして用いることができる液晶表
示素子のアクティブマトリックス型液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、液晶を用いた表示装置は、ビデオ
カメラのビューファインダーやポケットＴＶさらには高
精細投写型ＴＶや、パソコンや、ワープロなどの情報表
示端末など種々の分野で応用されてきており、開発、お
よび商品化が活発に行われている。特に、スイッチング
素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクテ
ィブマトリックス型方式の液晶表示装置は大容量の表示
を行っても高いコントラストが保たれるという大きな特
徴をもち、特に近年市場要望の極めて高い、ラップトッ
プパソコンやノートパソコン、さらには、エンジニアリ
ングワークステーション用の大型・大容量フルカラーデ
ィスプレイの本命として開発、商品化が盛んである。

【０００３】この様なアクティブマトリックス方式の液
晶表示装置において、用いられている液晶表示モード
に、ＩＰＳ（ＩＮ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）
方式がある。ＩＰＳ方式は液晶に電界を印加する方向が
基板に対してほぼ平行な方向とする方式である。液晶層
を狭持する２枚の基板の一方に咬合した櫛形状の電極を
形成し、その櫛形電極間に電界を印加して液晶分子の配
列方向を制御するものであり、この分子の配列状態によ
り、パネルを透過してくる光の偏光状態が変わり、光の
透過率が変調される。このＩＰＳ方式の液晶表示装置は
優れた視野角特性を持ち、輝度逆転現象、すなわち視点
を斜めに傾けるとある電圧の時の表示輝度が、それより
低い電圧時の輝度より明るくなる現象が発生せず、その
ため大型モニターへの展開が期待されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】現在、液晶表示装置の
表示上の品質課題の一つに、水平方向のクロストーク現
象がある。この現象は、ウインドウパターンなど固定パ
ターンを表示した時に、そのパターンに水平方向に隣接
するバックグランド領域の輝度が変化する現象である。
その主な発生原因としては、信号配線に印加される信号
の変化が信号配線と共通電極間の容量を介して、共通電
極電位の歪みを引き起こすためであり、これを回避する
有効な手段として一般に用いられているのは、ドット反
転駆動方法である。この駆動方法は、隣接する信号配線
の信号極性を反転して駆動する方式であり、信号配線と
の容量カップリングによって生じる共通電極電位の歪み
を、隣接する信号配線の信号極性を反転することによっ
て、互いに補償し、クロストークを改善するものであ
る。従って、信号配線と共通電極間の容量を画素の左右
で等しくなるよう構成する必要がある。

【０００５】図２に、従来のＩＰＳ方式の液晶表示装置
におけるアレイ基板の画素部の平面構成を示す。図２に
示すように、複数の走査配線１及び信号配線２が直交す
るように形成され、走査配線１と信号配線２の各交差点
に対応してスイッチング素子であるＴＦＴ３が設けられ
る。隣接する２つの走査配線１の間に、走査配線１と平
行に共通配線４が形成され、共通配線４に電気的に接続
された櫛形の共通電極５が図の様に信号配線２に隣接し
て形成されている。ここで画素の左右で隣接する信号配
線２と共通電極５との距離を等しく、すなわち信号配線
２と共通電極５との間の容量を画素の左右で等しい構成
としている。そしてＴＦＴ３に接続した櫛形の画素電極
６が共通電極５と咬合するように形成され、また画素電
極６に接続された蓄積容量部７が走査配線１上に形成さ
れている。

【０００６】上記の構成のアレイ基板で作製した液晶表
示装置にドット反転駆動方法を用いることにより、クロ
ストーク現象を改善することができる。しかしながら、
この改善方法をとるには、信号配線２と共通電極５との
間の容量を画素の左右で等しい構成にする必要がある
が、そのためには信号配線２と共通配線４とが重なる面
積と、信号配線２と共通電極５との隣接距離を画素の左
右で等しい構成にする必要がある。それには共通電極５
と画素電極６との間に挟まれた変調領域８を、画素電極
６と共通電極５の長手方向に対して直交方向に見て、１
画素に偶数個有する構成にせざるを得ない。

【０００７】しかしながら、画素ピッチ（大きさ）によ
り、共通電極５と画素電極６の櫛形電極の本数及び、共
通電極５と画素電極６との電極間距離を調整して画素設
計を行うが、液晶材料と駆動電圧から決まる最適電極間
距離に起因して、画素電極６と共通電極５の長手方向に
対して垂直方向に見て、変調領域８を１画素に偶数個有
する構成では設計できず、奇数個有する構成でしか設計
できない場合がでてくる。

【０００８】この場合の液晶表示装置におけるアレイ基
板の画素部の平面構成を図３に示す。基本的な構成は図
２と同じであるが、画素右側で画素電極６が信号配線２
と隣接しており、信号配線２と共通電極５との隣接距離
が画素の左右で異なる構成となる。この場合ドット反転
駆動方法を用いてもクロストーク現象は改善されない。

【０００９】よって、本発明の目的は、変調領域が奇数
個であってもクロストークを改善することができるアク
ティブマトリックス型液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明のアクティブマトリックス型液晶表示装置
は、櫛形状に形成された画素電極と共通電極間に、基板
に対して略平行な電界を発生させることにより液晶分子
の配列を変化させる変調領域を有するアクティブマトリ
ックス型液晶表示装置であって、前記画素電極と前記共
通電極の長手方向に対して直交方向に見て、前記画素電
極と前記共通電極との間に挟まれた前記変調領域を１画
素に奇数個有し、かつ前記共通電極と前記画素電極が共
に、画素の左側の信号配線の一部および画素の右側の信
号配線の一部に隣接することを特徴とする。

【００１１】このアクティブマトリックス型液晶表示装
置によれば、画素電極と共通電極の長手方向に対して垂
直方向に見て、画素電極と共通電極との間に挟まれた変
調領域を１画素に奇数個有する構成でも、画素の左右両
側の信号配線と共通電極との間に形成される容量を画素
の左右でほぼ等しく構成することができるので、クロス
トーク現象を改善することが可能になる。

【００１２】前記アクティブマトリックス型液晶表示装
置において、前記画素電極と前記共通電極は、画素の上
半部と下半部とで互いに異なる順序で、前記画素の左側
の信号配線から前記画素の右側の信号配線にかけて交互
配置された櫛形状を有することが好ましい。なお、「画
素電極と共通電極の長手方向に対して直交方向」とは、
図１の矢印に示す方向であり、より詳細には、信号配線
に直交し且つ走査配線に平行な面で液晶表示装置を切断
したときの切断面を見る方向を指す。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る具体的な実施
形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の一つの実施形態による液
晶表示装置に用いた薄膜トランジスタアレイ基板のＴＦ
Ｔ画素部の構成を示す概略平面図である。本実施形態で
は、走査配線１を、クロムを用いて、フォトリソグラフ
ィ法によってアレイ基板上に図の様な形状にパターン形
成した。それと同時に、共通配線４や、共通電極５を形
成し、共通電極５を図のように画素左端で画素下半分、
画素右端で画素上半分で信号配線２に隣接するように形
成した。なお、共通電極５の幅は４μｍとし、その材料
はクロムに限定せず、アルミニウムを主成分とする金属
など導電性単層膜または多層膜を用いても良い。ＴＦＴ
３のゲート絶縁膜として働く第１絶縁体層として窒化シ
リコン（ＳｉＮｘ）をその上に積層させ、ＴＦＴ３のス
イッチ機能を司る半導体層として、プラズマＣＶＤ法に
よってアモルファスシリコン（α−Ｓｉ）を積層させ
た。

【００１５】その後、スパッタリング法によってチタン
／アルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）の二層を堆積させ、その
後ドライエッチングによって、信号配線２をパターン形
成した。また同時に、画素電極６を画素左端で画素上半
分、画素右端で画素下半分で信号配線２に隣接するよう
に形成した。なお画素電極６の幅は４μｍとし、その材
料はチタン／アルミニウム（Ｔｉ／Ａｌ）に限定せず、
導電性金属の単層膜または多層膜を用いても良い。

【００１６】この時、画素電極６を、第１絶縁体層と半
導体層を挟んで走査配線１とオーバーラップして形成す
ることで蓄積容量部７が形成される。この蓄積容量部７
は、画素に供給された電圧を保持するために設けたもの
である。そして共通電極５と画素電極６との間隔は１２
μｍとした。

【００１７】このようにして完成した薄膜トランジスタ
アレイ基板と対向基板に配向膜を塗布し、ラビング処理
を行った。その後、３μｍのギャップを形成して貼り合
わせ、その間に誘電率異方性が正の液晶を注入し、両基
板の外側に偏光板を各々の偏光軸を直交させて配置して
液晶表示素子を作製した。

【００１８】図１のように、共通電極５と画素電極６と
を形成することにより、画素の左右両側の信号配線２と
共通電極５との間に形成される容量が画素の左右でほぼ
等しく、かつ画素電極６と共通電極５の長手方向に対し
て垂直方向に見て、画素電極６と共通電極５との間に挟
まれた変調領域８を１画素に奇数個有する構成が実現で
きる。

【００１９】このアレイ基板を用いて液晶表示装置を作
製し、隣接する信号配線に印加されるデータ信号の極性
が異なるドット反転駆動によって駆動させたところ、画
素電極６と共通電極５の長手方向に対して垂直方向に見
て、画素電極６と共通電極５との間に挟まれた変調領域
８を１画素に奇数個有する構成でも、前述した共通電極
電位の歪みを相殺することができ、クロストーク補償が
可能となった。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアクティ
ブマトリックス型液晶表示装置によれば、広い視角で良
好な多階調表示を実現できるＩＰＳ方式のアクティブマ
トリックス型液晶表示素子において、簡易な構成かつ従
来と同じ作製工程で、変調領域を１画素に奇数個有する
構成であっても、クロストーク補償が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一つの実施形態による液晶表示装置
の薄膜トランジスタ基板の構成を示す平面図

【図２】 １画素に偶数個の変調領域を有する従来例の
液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構成を示す平面
図

【図３】 １画素に奇数個の変調領域を有する従来例の
液晶表示装置の薄膜トランジスタ基板の構成を示す平面
図

【符号の説明】 １ 走査配線 ２ 信号配線 ３ ＴＦＴ ４ 共通配線 ５ 共通電極 ６ 画素電極 ７ 蓄積容量部 ８ 変調領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 櫛形状に形成された画素電極と共通電極
   との間に、基板に対して略平行な電界を発生させること
   により液晶分子の配列を変化させる変調領域を有するア
   クティブマトリックス型液晶表示装置において、 前記画素電極と前記共通電極の長手方向に対して直交方
   向に見て、前記画素電極と前記共通電極との間に挟まれ
   た前記変調領域を１画素に奇数個有し、かつ前記共通電
   極と前記画素電極が共に、画素の左側の信号配線の一部
   および画素の右側の信号配線の一部に隣接することを特
   徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記画素電極と前記共通電極は、画素の
   上半部と下半部とで互いに異なる順序で、前記画素の左
   側の信号配線から前記画素の右側の信号配線にかけて交
   互配置された櫛形状を有する請求項１記載のアクティブ
   マトリックス型液晶表示装置。