JP2002303888A - 液晶表示装置とその駆動方法 - Google Patents
液晶表示装置とその駆動方法Info
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
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- G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
- G09G3/3648—Control of matrices with row and column drivers using an active matrix
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- G—PHYSICS
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- G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
- G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
- G09G2300/04—Structural and physical details of display devices
- G09G2300/0421—Structural details of the set of electrodes
- G09G2300/0434—Flat panel display in which a field is applied parallel to the display plane
Abstract
(57)【要約】
【目的】大型液晶表示装置で視野角特性が良好で信頼性
が良く、明るい大画面画像を実現する。 【構成】横電界方式液晶表示装置に関して、１画素内に
それぞれ独立した２行の共通電極が存在し、異なる電圧
が印加されている。２行の共通電極は、水平周期または
垂直周期におうじて 互いの電圧がいれかわるようにな
っており、共通電極と液晶駆動電極の電極間距離を大き
くして開口率を向上させても映像信号の電圧振幅は大き
くならない。
が良く、明るい大画面画像を実現する。 【構成】横電界方式液晶表示装置に関して、１画素内に
それぞれ独立した２行の共通電極が存在し、異なる電圧
が印加されている。２行の共通電極は、水平周期または
垂直周期におうじて 互いの電圧がいれかわるようにな
っており、共通電極と液晶駆動電極の電極間距離を大き
くして開口率を向上させても映像信号の電圧振幅は大き
くならない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、低いコストで広視野角
・高画質・高輝度の大画面アクティブマトリックス型液
晶表示装置に関する。
・高画質・高輝度の大画面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】従来のアクティブマトリックス型液晶表
示装置の一方の基板上に形成した櫛歯状電極対を用いて
液晶組成物層に基板に水平な方向に電界を印加する横電
界方式液晶パネルが、特開平７−３６０５８号や特開平
７−１５９７８６号公報に提案され実用化されている。
図１，図８が従来の横電界方式液晶表示装置の平面構成
図である。１画素中には、１行の共通電極があり液晶駆
動電極と対を形成している。図２が従来の横電界方式液
晶表示パネルの駆動波形図である。共通電極電位は固定
されており、映像信号波形は共通電極電位を中心に１水
平走査期間ごとに極性を変化させている。
示装置の一方の基板上に形成した櫛歯状電極対を用いて
液晶組成物層に基板に水平な方向に電界を印加する横電
界方式液晶パネルが、特開平７−３６０５８号や特開平
７−１５９７８６号公報に提案され実用化されている。
図１，図８が従来の横電界方式液晶表示装置の平面構成
図である。１画素中には、１行の共通電極があり液晶駆
動電極と対を形成している。図２が従来の横電界方式液
晶表示パネルの駆動波形図である。共通電極電位は固定
されており、映像信号波形は共通電極電位を中心に１水
平走査期間ごとに極性を変化させている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図１，図８のように共
通電極が１画素中に１行しかない従来の横電界方式液晶
パネルでは、液晶パネルの開口率を向上しバックライト
の光の透過光量を向上させるとき、画素内の共通電極と
液晶駆動電極の距離を大きくしなければならない。電極
間の距離が大きくなると、それに比例して液晶を駆動す
るための電圧を大きくしなければならない。共通電極電
位を固定した従来の駆動方式では映像信号配線に印加さ
れる映像信号電圧の最大振幅（ＶＤＨ−ＶＤＬ）は約２
０Ｖ近く必要になってしまいます。この場合走査線に印
加される電圧の最大振幅（ＶＧＨ−ＶＧＬ）は約５０Ｖ
近く必要となります。駆動電圧の増大によりドライバー
ＩＣの価格も急激に増大します。
通電極が１画素中に１行しかない従来の横電界方式液晶
パネルでは、液晶パネルの開口率を向上しバックライト
の光の透過光量を向上させるとき、画素内の共通電極と
液晶駆動電極の距離を大きくしなければならない。電極
間の距離が大きくなると、それに比例して液晶を駆動す
るための電圧を大きくしなければならない。共通電極電
位を固定した従来の駆動方式では映像信号配線に印加さ
れる映像信号電圧の最大振幅（ＶＤＨ−ＶＤＬ）は約２
０Ｖ近く必要になってしまいます。この場合走査線に印
加される電圧の最大振幅（ＶＧＨ−ＶＧＬ）は約５０Ｖ
近く必要となります。駆動電圧の増大によりドライバー
ＩＣの価格も急激に増大します。
【０００４】さらに駆動電圧の増大により、走査線と映
像信号配線のショートも多発しやすくなります。映像信
号配線の信号電圧が大きくなると、共通電極でシールド
する効果も弱くなり、垂直クロストークも発生しやすく
なります。カラーフィルター基板の裏面側に全面に形成
されている透明電極と画素電極間に印加される電界も大
きくなり可動性イオンが液晶層に移動しやすくなりま
す。これにより残像などの問題が発生し画質がいちじる
しく悪化してしまう。
像信号配線のショートも多発しやすくなります。映像信
号配線の信号電圧が大きくなると、共通電極でシールド
する効果も弱くなり、垂直クロストークも発生しやすく
なります。カラーフィルター基板の裏面側に全面に形成
されている透明電極と画素電極間に印加される電界も大
きくなり可動性イオンが液晶層に移動しやすくなりま
す。これにより残像などの問題が発生し画質がいちじる
しく悪化してしまう。
【０００５】本発明は、上記の問題を解決するものであ
り、その目的とするところは、大型の横電界方式液晶パ
ネルを安価に歩留り良く輝度向上させることにある。
り、その目的とするところは、大型の横電界方式液晶パ
ネルを安価に歩留り良く輝度向上させることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、上記
目的を達成するために、本発明では、下記の手段を用い
る。
目的を達成するために、本発明では、下記の手段を用い
る。
【０００７】〔手段１〕横電界方式液晶表示装置におい
て、１画素中に互いに分離され、異なる電位に設定され
た２行の共通電極を配置する。
て、１画素中に互いに分離され、異なる電位に設定され
た２行の共通電極を配置する。
【０００８】〔手段２〕手段１において、１画素中の互
いに分離された２行の共通電極の電位が水平走査期間の
周期ごとに、互いにいれかわるようにした。
いに分離された２行の共通電極の電位が水平走査期間の
周期ごとに、互いにいれかわるようにした。
【０００９】〔手段３〕手段１において、１画素中の互
いに分離された２行の共通電極の電位が垂直走査期間の
周期ごとに互いにいれかわるようにした。
いに分離された２行の共通電極の電位が垂直走査期間の
周期ごとに互いにいれかわるようにした。
【００１０】〔手段４〕手段１において、走査線の両側
に配置された互いに分離されている２行の異なる共通電
極の電位が水平走査期間の周期ごとに、互いにいれかわ
るようにした。
に配置された互いに分離されている２行の異なる共通電
極の電位が水平走査期間の周期ごとに、互いにいれかわ
るようにした。
【００１１】〔手段５〕手段１において、走査線の両側
に配置された互いに分離されている２行の異なる共通電
極の電位が垂直走査期間の周期ごとに、互いにいれかわ
るようにした。
に配置された互いに分離されている２行の異なる共通電
極の電位が垂直走査期間の周期ごとに、互いにいれかわ
るようにした。
【００１２】〔手段６〕手段１において、互いに分離さ
れ、それぞれ異なる電位に設定された２本の共通電極
を、映像信号配線の両側に近接して配置した。
れ、それぞれ異なる電位に設定された２本の共通電極
を、映像信号配線の両側に近接して配置した。
【００１３】〔手段７〕横電解方式液晶表示パネルにお
いて、カラーフィルター側基板の裏面に形成されている
透明導電層をアース電位に設定し、かつ、アクティブマ
トリックス基板側の共通電極電位をアース電位か、また
はアース電位にきわめて近い正の電位（０〜＋１Ｖ以
内）に設定した。
いて、カラーフィルター側基板の裏面に形成されている
透明導電層をアース電位に設定し、かつ、アクティブマ
トリックス基板側の共通電極電位をアース電位か、また
はアース電位にきわめて近い正の電位（０〜＋１Ｖ以
内）に設定した。
【００１４】〔手段８〕横電解方式液晶パネルにおい
て、カラーフィルター側基板の裏面に形成されている透
明導電層をアース電位に設定し、かつ、アクティブマト
リックス基板側の映像信号配線の信号振幅平均電位をア
ース電位か、またはアース電位にきわめて近い正の電位
（０〜＋１Ｖ以内）に設定した。
て、カラーフィルター側基板の裏面に形成されている透
明導電層をアース電位に設定し、かつ、アクティブマト
リックス基板側の映像信号配線の信号振幅平均電位をア
ース電位か、またはアース電位にきわめて近い正の電位
（０〜＋１Ｖ以内）に設定した。
【００１５】〔手段９〕手段２または手段３において、
１画素中の互いに分離された２行の共通電極の平均電位
をアース電位か、またはアース電位にきわめて近い正の
電位（０〜＋１Ｖ以内）に設定した。
１画素中の互いに分離された２行の共通電極の平均電位
をアース電位か、またはアース電位にきわめて近い正の
電位（０〜＋１Ｖ以内）に設定した。
【００１６】〔手段１０〕手段２または手段３において
映像信号配線の信号振幅平均電位をアース電位か、また
はアース電位にきわめて近い電位（０〜＋１Ｖ以内）に
設定した。
映像信号配線の信号振幅平均電位をアース電位か、また
はアース電位にきわめて近い電位（０〜＋１Ｖ以内）に
設定した。
【００１７】〔手段１１〕手段１において、映像信号配
線と共通電極と液晶駆動電極とを、液晶配向方向に対し
て、±１度〜±３０度の角度の範囲で１画素内で１回以
上屈曲させた。
線と共通電極と液晶駆動電極とを、液晶配向方向に対し
て、±１度〜±３０度の角度の範囲で１画素内で１回以
上屈曲させた。
【００１８】〔手段１２〕手段１において、映像信号配
線と共通電極と液晶駆動電極とを、液晶配向方向に対し
て±６０度〜±８９度の角度の範囲で、１画素内で１回
以上屈曲させた。
線と共通電極と液晶駆動電極とを、液晶配向方向に対し
て±６０度〜±８９度の角度の範囲で、１画素内で１回
以上屈曲させた。
【００１９】〔手段１３〕手段１１または手段１２にお
いて映像信号配線とほぼ同じ角度で遮光膜（ブラックマ
スク）またはカラーフィルターを１画素内で１回以上屈
曲させた。
いて映像信号配線とほぼ同じ角度で遮光膜（ブラックマ
スク）またはカラーフィルターを１画素内で１回以上屈
曲させた。
【００２０】〔手段１４〕手段１において、１画素中
で、２行の共通電極のうち、どちらか１方の共通電極と
液晶駆動電極とを、ゲート絶縁膜をかいして互いに交差
させることで保持容量を形成した。
で、２行の共通電極のうち、どちらか１方の共通電極と
液晶駆動電極とを、ゲート絶縁膜をかいして互いに交差
させることで保持容量を形成した。
【００２１】〔手段１５〕手段１において、１画素中
で、２行の共通電極と液晶駆動電極とを、ゲート絶縁膜
をかいして互いに交差させることで、１画素中に、２個
の保持容量を形成した。
で、２行の共通電極と液晶駆動電極とを、ゲート絶縁膜
をかいして互いに交差させることで、１画素中に、２個
の保持容量を形成した。
【００２２】〔手段１６〕手段１４または手段１５にお
いて、液晶駆動電極の一部をゲート絶縁膜とパッシベー
ション膜をかいして上下から二層の共通電極により、は
さみこむことで保持容量を形成した。
いて、液晶駆動電極の一部をゲート絶縁膜とパッシベー
ション膜をかいして上下から二層の共通電極により、は
さみこむことで保持容量を形成した。
【００２３】〔手段１７〕手段１６においてゲート絶縁
膜とパッシベーション膜により２層に分離されている共
通電極を、映像信号配線の両側に配置した。
膜とパッシベーション膜により２層に分離されている共
通電極を、映像信号配線の両側に配置した。
【００２４】〔手段１８〕手段１７において、ゲート絶
縁膜とパッシベーション膜により２層に分離されている
共通電極と映像信号配線と液晶駆動電極とが液晶配向方
向に対して±１度〜±３０度の角度の範囲で１画素内で
１回以上屈曲している構造とした。
縁膜とパッシベーション膜により２層に分離されている
共通電極と映像信号配線と液晶駆動電極とが液晶配向方
向に対して±１度〜±３０度の角度の範囲で１画素内で
１回以上屈曲している構造とした。
【００２５】〔手段１９〕手段１７においてゲート絶縁
膜とパッシベーション膜により２層に分離されている共
通電極と映像信号配線と液晶駆動電極とが、液晶配向方
向に対して±６０度〜±８９度の角度の範囲で、１画素
内で１回以上屈曲している構造とした。
膜とパッシベーション膜により２層に分離されている共
通電極と映像信号配線と液晶駆動電極とが、液晶配向方
向に対して±６０度〜±８９度の角度の範囲で、１画素
内で１回以上屈曲している構造とした。
【００２６】〔手段２０〕手段１８または手段１９にお
いて映像信号配線と同じ角度で遮光膜（ブラックマス
ク）またはカラーフィルターを１画素内で１回以上屈曲
させた。
いて映像信号配線と同じ角度で遮光膜（ブラックマス
ク）またはカラーフィルターを１画素内で１回以上屈曲
させた。
【００２７】
【作用】上記手段１，２，３，を用いることで映像信号
振幅電圧を大幅に低減することが可能になります。大型
のモニター用液晶表示パネルでは、フリッカーやクロス
トークを低減するためにドット反転駆動方式が一般的に
採用されておりこの方式は図２にあるように共通電極電
位を固定した場合映像信号振幅電圧の最大値は（ＶＤＨ
−ＶＤＬ）となります。図１９にある横電界方式液晶パ
ネルの液晶駆動電圧Ｖｍａｘと映像信号振幅電圧の最大
値（ＶＤＨ−ＶＤＬ）とは次の関係にあります。（Ｖ
ＤＨ−ＶＤＬ）≧２×Ｖｍａｘ 画素内の共通電極と液晶駆動電極の電極間距離が大きく
なってくるとＶｍａｘの電圧も大きくなります。本発明
の手段１〜５を用いることで映像信号振幅電圧の最大値
は（Ｖｍａｘ−Ｖｔｈ）だけで十分になります。約１／
３程度まで小さくてすみます。これにより、クロストー
クの発生も大幅に低減できるようになり、映像信号配線
駆動用ＩＣの消費電力も大幅に低減できます。電磁ノイ
ズの問題も大幅に低減でき、ＩＣコストも低減でき、モ
ジュールコストも大幅に低減できます。
振幅電圧を大幅に低減することが可能になります。大型
のモニター用液晶表示パネルでは、フリッカーやクロス
トークを低減するためにドット反転駆動方式が一般的に
採用されておりこの方式は図２にあるように共通電極電
位を固定した場合映像信号振幅電圧の最大値は（ＶＤＨ
−ＶＤＬ）となります。図１９にある横電界方式液晶パ
ネルの液晶駆動電圧Ｖｍａｘと映像信号振幅電圧の最大
値（ＶＤＨ−ＶＤＬ）とは次の関係にあります。（Ｖ
ＤＨ−ＶＤＬ）≧２×Ｖｍａｘ 画素内の共通電極と液晶駆動電極の電極間距離が大きく
なってくるとＶｍａｘの電圧も大きくなります。本発明
の手段１〜５を用いることで映像信号振幅電圧の最大値
は（Ｖｍａｘ−Ｖｔｈ）だけで十分になります。約１／
３程度まで小さくてすみます。これにより、クロストー
クの発生も大幅に低減できるようになり、映像信号配線
駆動用ＩＣの消費電力も大幅に低減できます。電磁ノイ
ズの問題も大幅に低減でき、ＩＣコストも低減でき、モ
ジュールコストも大幅に低減できます。
【００２８】手段１，４，５を用いることで２行の共通
電極の電位変化を打ち消すことができ、走査線の電位変
動が生じにくくなる。これにより水平方向の周期的なム
ラの発生がなくなる。
電極の電位変化を打ち消すことができ、走査線の電位変
動が生じにくくなる。これにより水平方向の周期的なム
ラの発生がなくなる。
【００２９】手段６，１７を用いることで映像信号配線
の電界をシールドしやすくなり、横電界方式液晶パネル
で発生しやすい垂直クロストークを大幅に低減できる。
の電界をシールドしやすくなり、横電界方式液晶パネル
で発生しやすい垂直クロストークを大幅に低減できる。
【００３０】手段７，８，９，１０を用いることで、ア
クティブマトリックス基板に対向しているカラーフィル
ター基板側の裏面ＩＴＯと画素電極と、共通電極と映像
信号配線の間に大きなＤＣ電圧が作用しなくなる。これ
によりイオン性物質がカラーフィルター基板側から溶出
してくることがなくなり信頼性のすぐれた液晶パネルを
作れます。イオン性物質の不均一溶出がなくなることか
らムラの発生もなくなり表示品位のすぐれた液晶パネル
を作れます。
クティブマトリックス基板に対向しているカラーフィル
ター基板側の裏面ＩＴＯと画素電極と、共通電極と映像
信号配線の間に大きなＤＣ電圧が作用しなくなる。これ
によりイオン性物質がカラーフィルター基板側から溶出
してくることがなくなり信頼性のすぐれた液晶パネルを
作れます。イオン性物質の不均一溶出がなくなることか
らムラの発生もなくなり表示品位のすぐれた液晶パネル
を作れます。
【００３１】手段１１，１２，１３，１８，１９，２０
を用いることで図２５，図２６にあるように、１画素内
で液晶分子の回転方向が左回りと右回りの２種類存在す
ることになりカラーシフトや階調反転の発生を防止する
ことができすぐれた表示品位を得ることができる。さら
にこの方式を採用すると偏光板の偏向軸と液晶パネルの
垂直軸と水平軸とがいっちすることになり偏向板の有効
利用率が向上し偏光板のコストを低減できます。カラー
フィルターやブラックマスクを映像信号配線や画素電極
と同じ角度で屈曲させることで開口率を向上させること
ができ明るい表示装置を作ることができる。
を用いることで図２５，図２６にあるように、１画素内
で液晶分子の回転方向が左回りと右回りの２種類存在す
ることになりカラーシフトや階調反転の発生を防止する
ことができすぐれた表示品位を得ることができる。さら
にこの方式を採用すると偏光板の偏向軸と液晶パネルの
垂直軸と水平軸とがいっちすることになり偏向板の有効
利用率が向上し偏光板のコストを低減できます。カラー
フィルターやブラックマスクを映像信号配線や画素電極
と同じ角度で屈曲させることで開口率を向上させること
ができ明るい表示装置を作ることができる。
【００３２】手段１４，１５，１６を用いることで保持
容量を形成でき薄膜トランジスタ素子のリーク電流が大
きくても液晶駆動電極電位の変化をおさえることができ
る。これによりコントラストの良い画像が得ることがで
きる。
容量を形成でき薄膜トランジスタ素子のリーク電流が大
きくても液晶駆動電極電位の変化をおさえることができ
る。これによりコントラストの良い画像が得ることがで
きる。
【００３３】
【実施例】〔実施例１〕図３，図１１は、本発明の第１
の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電極が
配置されており１画素内は、２行の共通電極のうちどち
らか一方が画素電極用の共通電極として液晶駆動電極と
対向している。１画素をとり囲む左右上下の画素は同じ
構造をしているが、となりとは異なる構造になってい
る。従来の横電界方式液晶パネルでは、図１や図８にあ
るようにどの画素も同じ構造となっている。従来の構造
では、図２にあるように共通電極電位は固定されている
が、本発明では図１７や図１８にあるように、共通電極
の電位は固定されておらず水平周期や垂直周期ごとに変
化している。１画素内の２行の共通電極の電位はそれぞ
れ異なり、水平周期または垂直周期で互いにいれかわる
ようになっている。走査線の電位変動が生じないように
走査線をはさみこんでいる上下の共通電極の電位は異な
るように設定した方がこのましい。図３では保持容量は
２行の共通電極のうちのどちらか１方と液晶駆動電極と
でゲート絶縁膜をはさみこむ構造で形成されている。保
持容量の断面構造は図１０に示めしてある。図１１で
は、保持容量は、２行の共通電極のうちのどちらか１方
と液晶駆動電極とで形成されている。液晶駆動電極は図
１３にあるようにゲート絶縁膜とパッシベーション膜を
かいして共通電極により上下からはさみこまれている。
映像信号配線と共通電極の断面構造図は図１２に示めす
とうりである。
の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電極が
配置されており１画素内は、２行の共通電極のうちどち
らか一方が画素電極用の共通電極として液晶駆動電極と
対向している。１画素をとり囲む左右上下の画素は同じ
構造をしているが、となりとは異なる構造になってい
る。従来の横電界方式液晶パネルでは、図１や図８にあ
るようにどの画素も同じ構造となっている。従来の構造
では、図２にあるように共通電極電位は固定されている
が、本発明では図１７や図１８にあるように、共通電極
の電位は固定されておらず水平周期や垂直周期ごとに変
化している。１画素内の２行の共通電極の電位はそれぞ
れ異なり、水平周期または垂直周期で互いにいれかわる
ようになっている。走査線の電位変動が生じないように
走査線をはさみこんでいる上下の共通電極の電位は異な
るように設定した方がこのましい。図３では保持容量は
２行の共通電極のうちのどちらか１方と液晶駆動電極と
でゲート絶縁膜をはさみこむ構造で形成されている。保
持容量の断面構造は図１０に示めしてある。図１１で
は、保持容量は、２行の共通電極のうちのどちらか１方
と液晶駆動電極とで形成されている。液晶駆動電極は図
１３にあるようにゲート絶縁膜とパッシベーション膜を
かいして共通電極により上下からはさみこまれている。
映像信号配線と共通電極の断面構造図は図１２に示めす
とうりである。
【００３４】〔実施例２〕図４，図５は、本発明の第２
の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電極が
配置されている点は実施例１と同じである。図４では、
保持容量は走査線と液晶駆動電極により形成されてい
る。図５では保持容量は共通電極と液晶駆動電極により
形成され画素の中央部に配置されている。
の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電極が
配置されている点は実施例１と同じである。図４では、
保持容量は走査線と液晶駆動電極により形成されてい
る。図５では保持容量は共通電極と液晶駆動電極により
形成され画素の中央部に配置されている。
【００３５】〔実施例３〕図６，図１４は、本発明の第
３の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電極
が配置されている点は実施例１と同じである。映像信号
配線と共通電極と液晶駆動電極とが液晶の配向方向に対
して屈曲した構造になっている。図２５は、正の誘電率
異方性液晶を用いる場合の液晶の配向方向と各電極の交
差角の関係図である。交差角は±１度から±３０度の範
囲が望ましいが実用的には±１０度から±２０度の範囲
が最もすぐれている。図２６は、負の誘電率異方性液晶
を用いる場合の液晶の配向方向と各電極の交差角の関係
図である。交差角は±６０度から±８９度の範囲が望ま
しいが、実用的には±７０度から±８０度の範囲が最も
すぐれている。なお実施例では映像信号配線と共通電極
と液晶駆動電極の３種類の電極が屈曲しているが、映像
信号配線は必ずしも屈曲している必要はない。しかし開
口率を高めるためには、映像信号配線も屈曲している方
が良い。本発明の実施例では屈曲回数を図６の１回，図
１４の３回を例にあげたが５回でもそれ以上でも良い屈
曲回数に制限はない。
３の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電極
が配置されている点は実施例１と同じである。映像信号
配線と共通電極と液晶駆動電極とが液晶の配向方向に対
して屈曲した構造になっている。図２５は、正の誘電率
異方性液晶を用いる場合の液晶の配向方向と各電極の交
差角の関係図である。交差角は±１度から±３０度の範
囲が望ましいが実用的には±１０度から±２０度の範囲
が最もすぐれている。図２６は、負の誘電率異方性液晶
を用いる場合の液晶の配向方向と各電極の交差角の関係
図である。交差角は±６０度から±８９度の範囲が望ま
しいが、実用的には±７０度から±８０度の範囲が最も
すぐれている。なお実施例では映像信号配線と共通電極
と液晶駆動電極の３種類の電極が屈曲しているが、映像
信号配線は必ずしも屈曲している必要はない。しかし開
口率を高めるためには、映像信号配線も屈曲している方
が良い。本発明の実施例では屈曲回数を図６の１回，図
１４の３回を例にあげたが５回でもそれ以上でも良い屈
曲回数に制限はない。
【００３６】〔実施例４〕図１５，図１６は、本発明の
第４の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電
極が配置されている点は、実施例１と同じである。図１
５，図１６の場合には、保持容量が、２行のの共通電極
と液晶駆動電極とで１画素内で２ケ所形成されている点
に特徴がある。この構造では駆動波形は図１８のように
垂直走査周期で２行の共通電極電位をいれかえなければ
ならない。図１５，図１６のように１画素内で２個の保
持容量を持たせて図６，図１４のように電極を屈曲させ
ることも可能である。
第４の実施例の平面図である。１画素内に２行の共通電
極が配置されている点は、実施例１と同じである。図１
５，図１６の場合には、保持容量が、２行のの共通電極
と液晶駆動電極とで１画素内で２ケ所形成されている点
に特徴がある。この構造では駆動波形は図１８のように
垂直走査周期で２行の共通電極電位をいれかえなければ
ならない。図１５，図１６のように１画素内で２個の保
持容量を持たせて図６，図１４のように電極を屈曲させ
ることも可能である。
【００３７】〔実施例５〕図２２，図２３，図２４は、
本発明の第５の実施例である。映像信号配線の屈曲角に
あわせて遮光膜とカラーフィルター層を屈曲させた構造
になっている。映像信号配線と共通電極とをゲート絶縁
膜をかいして交差させると映像信号配線の両わきから光
ぬけがなくなるので図２４のように映像信号配線に対向
する遮光膜（ブラックマスク）が必要なくなり、カラー
フィルター層のみを屈曲させる構造となる。屈曲回数に
は制限はない。
本発明の第５の実施例である。映像信号配線の屈曲角に
あわせて遮光膜とカラーフィルター層を屈曲させた構造
になっている。映像信号配線と共通電極とをゲート絶縁
膜をかいして交差させると映像信号配線の両わきから光
ぬけがなくなるので図２４のように映像信号配線に対向
する遮光膜（ブラックマスク）が必要なくなり、カラー
フィルター層のみを屈曲させる構造となる。屈曲回数に
は制限はない。
【００３８】〔実施例６〕図２７，図２８は、本発明の
実施例図１１で用いた保持容量形成方法を従来の横電界
方式液晶パネルに応用した場合の平面構造図である。保
持容量部分の断面図は従来方式では図１０のようである
が、本発明を用いると図１３のようになり２倍以上の保
持容量を形成できる。映像信号配線と共通電極の断面図
は、従来方式では図９のようであるが、本発明を用いる
と、図１２のようになり映像信号配線の電界をシールド
しやすくなりクロストークの発生を防止しやすくなる。
実施例図１１で用いた保持容量形成方法を従来の横電界
方式液晶パネルに応用した場合の平面構造図である。保
持容量部分の断面図は従来方式では図１０のようである
が、本発明を用いると図１３のようになり２倍以上の保
持容量を形成できる。映像信号配線と共通電極の断面図
は、従来方式では図９のようであるが、本発明を用いる
と、図１２のようになり映像信号配線の電界をシールド
しやすくなりクロストークの発生を防止しやすくなる。
【００３９】〔実施例７〕図２０，図２１は、本発明の
第７の実施例である。横電界方式液晶パネルの断面図
は、図７のとおりです。カラーフィルター基板の裏面に
は静電気対策のための透明導電膜が形成されておりこの
電位はアース電位に接地されている。映像信号配線や共
通電極，液晶駆動電極の平均電位がアース電位から大き
くかけはなれているとカラーフィルター側の裏面の透明
導電膜との間で電界が発生しイオン性物質が液晶層に移
動してしまう。長い時間液晶パネルを使用する場合、イ
オン性物質の移動を防止しなければ、残像が発生してし
まい、いちじるしく画像を悪化させてしまう。図２０，
図２１にあるように共通電極電位の平均値をアースにき
わめて近い値に設定することでイオン性物質の移動を防
止できる。映像信号配線の平均電位は、走査線の信号立
ちさがり時の容量結合による変化を考慮してアース電位
よりも、すこしプラス側の値に設定すると良い。プラス
１Ｖ程度ならば大きな問題は生じない。
第７の実施例である。横電界方式液晶パネルの断面図
は、図７のとおりです。カラーフィルター基板の裏面に
は静電気対策のための透明導電膜が形成されておりこの
電位はアース電位に接地されている。映像信号配線や共
通電極，液晶駆動電極の平均電位がアース電位から大き
くかけはなれているとカラーフィルター側の裏面の透明
導電膜との間で電界が発生しイオン性物質が液晶層に移
動してしまう。長い時間液晶パネルを使用する場合、イ
オン性物質の移動を防止しなければ、残像が発生してし
まい、いちじるしく画像を悪化させてしまう。図２０，
図２１にあるように共通電極電位の平均値をアースにき
わめて近い値に設定することでイオン性物質の移動を防
止できる。映像信号配線の平均電位は、走査線の信号立
ちさがり時の容量結合による変化を考慮してアース電位
よりも、すこしプラス側の値に設定すると良い。プラス
１Ｖ程度ならば大きな問題は生じない。
【００４０】
【発明の効果】本発明を用いることで映像信号配線の信
号振幅を大きくすることなく共通電極と液晶駆動電極の
電極間距離を大きくすることができ、開口率を向上する
ことができる。さらに映像信号配線をシールドすること
で垂直クロストークも低減できる。映像信号配線と画素
電極、遮光膜、カラーフィルター層を液晶配向方向に対
して屈曲させることで開口率を低下させることなくカラ
ーシフトを防止できるので明るく、美しい画像をどの方
向からも見ることが可能となる。さらに本発明の駆動方
式を用いることで残像の生じにくい信頼性の高い液晶表
示装置を作ることができる。
号振幅を大きくすることなく共通電極と液晶駆動電極の
電極間距離を大きくすることができ、開口率を向上する
ことができる。さらに映像信号配線をシールドすること
で垂直クロストークも低減できる。映像信号配線と画素
電極、遮光膜、カラーフィルター層を液晶配向方向に対
して屈曲させることで開口率を低下させることなくカラ
ーシフトを防止できるので明るく、美しい画像をどの方
向からも見ることが可能となる。さらに本発明の駆動方
式を用いることで残像の生じにくい信頼性の高い液晶表
示装置を作ることができる。
【図１】従来の１画素中に１本の共通電極を持つ横電界
方式液晶パネルの平面構造図
方式液晶パネルの平面構造図
【図２】従来の共通電極電位を固定した横電界方式液晶
パネルの駆動波形
パネルの駆動波形
【図３】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横電
界方式液晶パネルの平面構造図
界方式液晶パネルの平面構造図
【図４】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横電
界方式液晶パネルの平面構造図
界方式液晶パネルの平面構造図
【図５】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横電
界方式液晶パネルの平面構造図
界方式液晶パネルの平面構造図
【図６】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横電
界方式液晶パネルの平面構造図
界方式液晶パネルの平面構造図
【図７】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横電
界方式液晶パネルの断面構造図
界方式液晶パネルの断面構造図
【図８】従来の１画素中に１本の共通電極を持つ横電界
方式液晶パネルの平面構造図
方式液晶パネルの平面構造図
【図９】従来の横電界方式液晶パネルの映像信号配線と
共通電極の断面構造図
共通電極の断面構造図
【図１０】従来の構電界方式液晶パネルの保持容量部分
の断面構造図
の断面構造図
【図１１】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横
電界方式液晶パネルの平面構造図
電界方式液晶パネルの平面構造図
【図１２】本発明の横電界方式液晶パネルの映像信号配
線と共通電極の断面構造図
線と共通電極の断面構造図
【図１３】本発明の横電界方式液晶パネルの保持容量部
分の断面構造図
分の断面構造図
【図１４】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横
電界方式液晶パネルの平面構造図
電界方式液晶パネルの平面構造図
【図１５】本発明の１画素中に２本の共通電極を持つ横
電界方式液晶パネルの平面構造図
電界方式液晶パネルの平面構造図
【図１６】本発明の横電界方式液晶パネルの保持容量部
分の平面構造図
分の平面構造図
【図１７】本発明の横電界方式液晶パネルの走査配線と
共通電極に印加される駆動信号波形。
共通電極に印加される駆動信号波形。
【図１８】本発明の横電界方式液晶パネルの走査配線と
共通電極に印加される駆動信号波形
共通電極に印加される駆動信号波形
【図１９】横電界方式液晶パネルの映像信号電圧と透過
光量の関係図。
光量の関係図。
【図２０】本発明の横電界方式液晶パネルの走査配線と
共通電極に印加される駆動信号波形
共通電極に印加される駆動信号波形
【図２１】本発明の横電界方式液晶パネルの走査配線と
共通電極に印加される駆動信号波形
共通電極に印加される駆動信号波形
【図２２】本発明の横電界方式液晶パネルのカラーフィ
ルター層と遮光膜の平面構造図
ルター層と遮光膜の平面構造図
【図２３】本発明の横電界方式液晶パネルのカラーフィ
ルター層と遮光膜の平面構造図
ルター層と遮光膜の平面構造図
【図２４】本発明の横電界方式液晶パネルのカラーフィ
ルター層と遮光膜の平面構造図
ルター層と遮光膜の平面構造図
【図２５】本発明の横電界方式屈曲画素電極内の正の誘
電率異方性液晶分子の配向方向図
電率異方性液晶分子の配向方向図
【図２６】本発明の横電界方式屈曲画素電極内の負の誘
電率異方性液晶分子の配向方向図
電率異方性液晶分子の配向方向図
【図２７】本発明の横電界方式液晶パネルの平面構造図
【図２８】本発明の横電界方式液晶パネルの平面構造図
１−−−−走査線 ２−−−−映像信号配線 ３−−−−共通電極 ４−−−−薄膜トランジスタ素子 ５−−−−共通電極と液晶駆動電極により形成された保
持容量 ６−−−−液晶駆動電極 ７−−−−走査線に印加される駆動波形 ８−−−−映像信号配線に印加される映像信号波形 ９−−−−固定されている共通電極電位 １０−−−−ｎ番目の走査線 １１−−−−（ｎ＋１）番目の走査線 １２−−−−ｎ番行の上部共通電極 １３−−−−ｎ番行の下部共通電極 １４−−−−（ｎ＋１）番行の上部共通電極 １５−−−−（ｎ＋１）番行の下部共通電極 １６−−−−上部共通電極と液晶駆動電極により形成さ
れた保持容量 １７−−−−下部共通電極と液晶駆動電極により形成さ
れた保持容量 １８−−−−（ｎ−１）番目の走査線と液晶駆動電極に
より形成された保持容量 １９−−−−ｎ番行の矩形に曲がっている上部共通電極 ２０−−−−ｎ番行の矩形に曲がっている下部共通電極 ２１−−−−（ｎ＋１）番行の矩形に曲がっている上部
共通電極 ２２−−−−（ｎ＋１）番行の矩形に曲がっている上部
共通電極 ２３−−−−共通電極と液晶駆動電極により画素中央部
に形成された保持容量 ２４−−−−アクティブマトリックス側ガラス基板 ２５−−−−パッシベーション膜 ２６−−−−ゲート絶縁膜 ２７−−−−保持容量を形成している液晶駆動電極 ２８−−−−コンタクトホール ２９−−−−共通電極とコンタクトホールをかいして接
合している透明電極 ３０−−−−透明導電膜 ３１−−−−カラーフィルター側ガラス基板 ３２−−−−遮光膜（ブラックマスク） ３３−−−−カラーフィルター層 ３４−−−−平坦化保護層 ３５−−−−液晶分子配向膜 ３６−−−−液晶層 ３７−−−−ｎ番目の走査線に印加される駆動波形 ３８−−−−（ｎ＋１）番目の走査線に印加される駆動
波形 ３９−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の上部共通電極の電圧波形 ４０−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の下部共通電極の電圧波形 ４１−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の上部共通電極の電圧波形 ４２−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の下部共通電極の電圧波形 ４３−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の上部共通電極の電圧波形 ４４−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の下部共通電極の電圧波形 ４５−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の上部共通電極の電圧波形 ４６−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の下部共通電極の電圧波形 ４７−−−−液晶分子（正の誘電率異方性液晶） ４８−−−−液晶分子（負の誘電率異方性液晶） Ａ−−−−正の誘電率異方性液晶分子の配向方向と画素
電極（共通電極と液晶駆動電極）の交差する角度 Ｂ−−−−負の誘電率異方性液晶分子の配向方向と画素
電極（共通電極と液晶駆動電極）の交差する角度 Ｐ−−−−液晶分子の配向方向と偏光板の偏光軸方向
（光学軸） Ｑ−−−−偏光板の偏光軸方向（光学軸）
持容量 ６−−−−液晶駆動電極 ７−−−−走査線に印加される駆動波形 ８−−−−映像信号配線に印加される映像信号波形 ９−−−−固定されている共通電極電位 １０−−−−ｎ番目の走査線 １１−−−−（ｎ＋１）番目の走査線 １２−−−−ｎ番行の上部共通電極 １３−−−−ｎ番行の下部共通電極 １４−−−−（ｎ＋１）番行の上部共通電極 １５−−−−（ｎ＋１）番行の下部共通電極 １６−−−−上部共通電極と液晶駆動電極により形成さ
れた保持容量 １７−−−−下部共通電極と液晶駆動電極により形成さ
れた保持容量 １８−−−−（ｎ−１）番目の走査線と液晶駆動電極に
より形成された保持容量 １９−−−−ｎ番行の矩形に曲がっている上部共通電極 ２０−−−−ｎ番行の矩形に曲がっている下部共通電極 ２１−−−−（ｎ＋１）番行の矩形に曲がっている上部
共通電極 ２２−−−−（ｎ＋１）番行の矩形に曲がっている上部
共通電極 ２３−−−−共通電極と液晶駆動電極により画素中央部
に形成された保持容量 ２４−−−−アクティブマトリックス側ガラス基板 ２５−−−−パッシベーション膜 ２６−−−−ゲート絶縁膜 ２７−−−−保持容量を形成している液晶駆動電極 ２８−−−−コンタクトホール ２９−−−−共通電極とコンタクトホールをかいして接
合している透明電極 ３０−−−−透明導電膜 ３１−−−−カラーフィルター側ガラス基板 ３２−−−−遮光膜（ブラックマスク） ３３−−−−カラーフィルター層 ３４−−−−平坦化保護層 ３５−−−−液晶分子配向膜 ３６−−−−液晶層 ３７−−−−ｎ番目の走査線に印加される駆動波形 ３８−−−−（ｎ＋１）番目の走査線に印加される駆動
波形 ３９−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の上部共通電極の電圧波形 ４０−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の下部共通電極の電圧波形 ４１−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の上部共通電極の電圧波形 ４２−−−−水平走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の下部共通電極の電圧波形 ４３−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の上部共通電極の電圧波形 ４４−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させるｎ番
行の下部共通電極の電圧波形 ４５−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の上部共通電極の電圧波形 ４６−−−−垂直走査期間ごとに極性を変化させる（ｎ
＋１）番行の下部共通電極の電圧波形 ４７−−−−液晶分子（正の誘電率異方性液晶） ４８−−−−液晶分子（負の誘電率異方性液晶） Ａ−−−−正の誘電率異方性液晶分子の配向方向と画素
電極（共通電極と液晶駆動電極）の交差する角度 Ｂ−−−−負の誘電率異方性液晶分子の配向方向と画素
電極（共通電極と液晶駆動電極）の交差する角度 Ｐ−−−−液晶分子の配向方向と偏光板の偏光軸方向
（光学軸） Ｑ−−−−偏光板の偏光軸方向（光学軸）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３８ ５Ｃ０９４ 9/35 9/35 Ｇ０９Ｇ 3/20 ６１１ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６１１Ｄ ６２１ ６２１Ｈ ６２１Ｍ ６２４ ６２４Ｃ ６４２ ６４２Ｄ 3/36 3/36 Ｆターム(参考） 2H091 FA02Y FA35Y FA41Z HA10 LA18 LA30 2H092 GA14 JA24 JA34 JB31 JB57 KB24 NA01 NA25 PA08 PA09 PA13 2H093 NA16 NA41 NC34 ND15 5C006 AC11 AC25 AF42 BB16 FA46 FA54 FA55 5C080 AA10 BB05 DD03 DD24 DD27 FF11 JJ04 JJ06 5C094 AA08 AA09 AA10 BA03 BA43 CA19 DB04 EA04 EA07 EB02
Claims (20)
- 【請求項１】横電界方式液晶表示装置において、１画素
中に、互いに分離されておりそれぞれ異なる電位に設定
された２行の共通電極を有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 - 【請求項２】請求項１に関して、１画素中の互いに分離
された２行の共通電極の電位が水平走査期間の周期ごと
に互いにいれかわ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 - 【請求項３】請求項１に関して、１画素中の互いに分離
された２行の共通電極の電位が垂直走査期間の周期ごと
に互いにいれかわ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 - 【請求項４】請求項１に関して、走査線の両側に配置さ
れた２行の異なる共通電極の電位が水平走査期間の周期
ごとに互いにいれかわ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 - 【請求項５】請求項１に関して、走査線の両側に配置さ
れた２行の異なる共通電極の電位が垂直走査期間の周期
ごとに互いにいれかわ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 - 【請求項６】請求項１に関して、互いに分離されそれぞ
れ異なる電位に設定された２本の共通電極が、映像信号
配線の両側に近接して配置されてい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。 - 【請求項７】横電界方式液晶表示装置において、カラー
フィルター側基板の裏面に形成されている透明導電層を
アース電位に設定し、かつアクティブマトリックス基板
側の共通電極電位をアース電位か、または、アース電位
にきわめて近い正の電位（０〜＋１Ｖ以内）に設定した
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 - 【請求項８】横電界方式液晶表示装置において、カラー
フィルター側基板の裏面に形成されている透明導電層を
アース電位に設定し、かつ、アクティブマトリックス基
板側の映像信号配線の信号振幅平均電位をアース電位
か、アース電位にきわめて近い正の電位（０〜＋１Ｖ以
内）に設定した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 - 【請求項９】請求項２または請求項３に関して、１画素
中の互いに分離された２行の共通電極の平均電位がアー
ス電位か、または、アース電位にきわめて近い正の電位
（０〜＋１Ｖ以内）に設定されてい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 - 【請求項１０】請求項２または請求項３に関して、映像
信号配線の信号振幅平均電位をアース電位か、アース電
位にきわめて近い電位（０〜＋１Ｖ以内）に設定したこ
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 - 【請求項１１】請求項１に関して、映像信号配線と共通
電極と液晶駆動電極とが、液晶配向方向に対して、±１
度〜±３０度の角度の範囲で、１画素内で１回以上屈曲
してい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 - 【請求項１２】請求項１に関して、映像信号配線と共通
電極と液晶駆動電極とが液晶配向方向に対して±６０度
〜±８９度の角度の範囲で、１画素内で１回以上屈曲し
てい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 - 【請求項１３】請求項１１または請求項１２において映
像信号配線と同じ角度で１画素内で１回以上屈曲してい
る遮光膜（ブラックマスク）またはカラーフィルターを
特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置 - 【請求項１４】請求項１に関して、１画素中で、２行の
共通電極のうちどちらか１方の共通電極と液晶駆動電極
とを、ゲート絶縁膜をかいして互いに交差させることで
保持容量を形成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 - 【請求項１５】請求項１に関して、１画素中で、２行の
共通電極と液晶駆動電極とを、ゲート絶縁膜をかいして
互いに交差させることで１画素中に２個の保持容量を形
成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 - 【請求項１６】請求項１４または請求項１５に関して、
液晶駆動電極をゲート絶縁膜とパッシベーション膜をか
いして上下から二層の共通電極によりはさみこむことで
保持容量を形成した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 - 【請求項１７】請求項１６において、ゲート絶縁膜とパ
ッシベーション膜により２層に分離されている共通電極
が映像信号配線の両側に配置されていることを特徴とす
るアクティブマトリックス型液晶表示装置 - 【請求項１８】請求項１７において、ゲート絶縁膜とパ
ッシベーション膜により２層に分離されている共通電極
と、映像信号配線と液晶駆動電極とが、液晶配向方向に
対して±１度〜±３０度の角度の範囲で１画素内で１回
以上屈曲してい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 - 【請求項１９】請求項１７において、ゲート絶縁膜とパ
ッシベーション膜により２層に分離されている共通電極
と、映像信号配線と液晶駆動電極とが液晶配向方向に対
して±６０度〜±８９度の角度の範囲で、１画素内で１
回以上屈曲してい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 - 【請求項２０】請求項１８または請求項１９において、
映像信号配線と同じ角度で１画素内で１回以上屈曲して
いる遮光膜（ブラックマスク）または、カラーフィルタ
ーを特徴とするアクティブマトリックス型液晶表示装置
Priority Applications (6)
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