JP2002311448A - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその製造方法

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明男 中山
Shingo Nagano
慎吾 永野
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昌也 水沼
Kazuhiro Kobayashi
和弘 小林
Hitoshi Koyama
均 小山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】液晶表示装置において、画素構造として、絶縁
膜による段差を作らずに個々の画素内で液晶に印加する
電界強度が異なる領域を作り込み、視野角が広く、コン
トラストが高い液晶表示装置の提供を目的とするもので
ある。 【解決手段】本発明にかかる液晶表示装置は、ゲート配
線とソース配線の交差部に設けられたＴＦＴを有し、少
なくとも画素電極１４、１６、対向電極２４、液晶２６
等を有する液晶表示装置に対して適用される。そして、
画素電極は、画素電極１６と、この画素電極１６よりも
上層に設けられた絶縁層よりもさらに上層に設けられた
画素電極１４の二つに分けている。そして、画素電極１
６と画素電極１４とは、互いが重合しない領域を有して
いる。さらに、画素電極１６と画素電極１４とは、コン
タクトホール等により電気的に接続している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、マトリックス型液
晶表示装置に関するものであり、特に、当該液晶表示装
置の視野角特性に関する技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置等のマトリクス型表示装置
は、通常、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）等
が設けられた薄膜トランジスタアレイ基板（以下、ＴＦ
Ｔアレイ基板という）とカラーフィルタ及びブラックマ
トリクス等が設けられた対向基板の２枚の基板を有し、
そして、それらの基板の間に液晶等の表示材料を挟持し
ている。そして、この表示材料に対して選択的に電圧を
印加することにより、画像表示を実現している。
【０００３】ＴＦＴアレイ基板の等価回路を図１７に示
す。図１７に示されるように、画素はマトリクス状に配
置されている。図１７において、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３は、
走査信号線（以下、ゲート配線とする）である。Ｓ１、
Ｓ２、Ｓ３は、映像信号線（以下ソース配線とする）で
ある。Ｃｓ１、Ｃｓ２、Ｃｓ３は、保持期間中の画素電
極の電位を安定させるための保持容量電極線（以下、Ｃ
ｓ配線とする）である。１１１乃至１３３はＴＦＴであ
る。このＴＦＴは、スイッチング素子として機能し、画
素電極への電荷の充放電を制御する。２１１乃至２３３
は、保持容量（以下、Ｃｓ容量とする）であり、画素電
極とＣｓ配線との間に絶縁膜を形成することにより作製
する。画素の電極は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の
透明電極により形成される。３１１乃至３３３は、対向
電極と液晶との間に形成された液晶容量Ｃlcである。
【０００４】ここで、ＴＦＴのＯＮとＯＦＦは、当該Ｔ
ＦＴのゲート電極に接続されたゲート配線に対する電圧
パルスの印加により制御する。画素電極は、ＴＦＴを介
して、ソース配線と接続されている。このソース配線の
信号レベルの大小により、画素電極に充電される電荷量
が変化し、画素電極の電位が設定される。そして、画素
電極と対向電極間の電圧に応じて、液晶の変位量が変わ
り、裏面からの透過光の光量を変える。従って、ソース
配線の信号レベルを制御することで、光学的信号変化を
制御し、映像を表示している。
【０００５】映像の品質を高めるためには、ゲート配線
等の信号レベルの変化による画素電位の変動をできるだ
け小さくする必要がある。そのため、画素電極にＣｓ容
量２１１乃至２３３を設けて、画素の総容量を大きくし
ている。Ｃｓ容量は、対向電極と同電位のＣｓ配線と画
素電極の間に絶縁膜を設けて形成する。
【０００６】次に、従来のＴＦＴアレイ基板における画
素レイアウトを図１８に示す。また、図１８における画
素をＡ−Ａ’方向に切断した場合の断面図を図１９に示
す。
【０００７】図１８において、２はゲート配線、４は半
導体薄膜、７はソース配線、８はソース電極、９はドレ
イン電極、１１はＣｓ配線、１４は画素電極である。図
１９において、１はガラス基板、２はＴＦＴのゲート配
線、３はゲート絶縁膜、４は半導体薄膜、８はソース電
極、９はドレイン電極、１１はＣｓ配線、１４は画素電
極、１０３は絶縁膜である。
【０００８】ここで、図１９を用いて、従来のＴＦＴア
レイ基板の製造方法について説明する。まず、ガラス基
板１上にゲート電極となる金属膜を成膜し、レジストパ
ターンを現像し、ゲート電極２を形成する。レジストを
除去した後、図１９に示すように、下からゲート絶縁膜
３、ｉ層及びn層からなる半導体薄膜４を成膜し、レジ
ストパターンを現像し、この半導体薄膜４をエッチング
する。レジストを除去した後、画素電極となるＩＴＯ薄
膜を成膜し、レジストを現像してＩＴＯ膜をエッチング
することにより、画素電極１４を形成する。レジストを
除去した後、金属膜を成膜し、レジストパターンを現像
して、エッチングによりソース電極８及びドレイン電極
９を形成する。さらに、ＴＦＴのバックチャネル側の全
てのn層及びｉ層の一部をエッチング（バックチャネル
エッチ）して、絶縁膜１０３を成膜する。
【０００９】次に、従来のＴＦＴの構造と機能について
例を用いて説明する。図１８に示すＴＦＴの画素電極１
４に電荷を充電する場合、ソース電極８には、９Ｖ程度
の正の電圧を印加し、ゲート電極２には、２０Ｖ前後の
正の電圧を印加する。これにより、ＴＦＴは、ＯＮ状態
となり、ドレイン電極９及び画素電極１４は、９Ｖ近く
にまで充電される。その後、画素電極の電位が十分上昇
したところで、ゲート電極２には、−５V程度の負の電
圧を印加し、ＴＦＴをオフさせ、画素に電荷を閉じ込め
る。
【００１０】ところで、液晶表示素子の動作モードに
は、ＴＮ（Twisted Nematic）型に加え、広視野角化が
はかれるＩＰＳ（In Plane Switching）型やＶＡ（Vert
ical Aligｎｍent）型等さまざまな動作モードが使用さ
れている。ここで、ＴＮ型の液晶表示素子のノーマリ・
ホワイト（白背景に黒表示）モードにおける液晶印加電
圧と透過率の関係（Ｖ−Ｔ特性）を図２０に示す。図２
０に示されるように、透過率が変化し始める電圧（しき
い値電圧Ｖth）と、透過率の変化がほぼ終了する電圧
（飽和電圧Ｖsat）との間に例えば１〜２Ｖ程度の差が
ある。ＴＦＴをスイッチング素子として用いたアクティ
ブマトリックス型液晶表示素子では、このＶthとＶsat
の間にいくつかの電圧レベルを設けることにより、階調
表示を行う。
【００１１】ＴＮ型液晶表示素子においては、動作原理
上、視野角を変えたときの透過率の変化が大きく、視野
角範囲がせまいという問題がある。この問題を改善する
ための従来技術について、さらに図を用いて詳細に述べ
る。
【００１２】一つの画素において、画素電極と、液晶を
挟持して対向する対向電極との間に、同一の電圧を印加
しながら、液晶に印加される電界強度が異なる領域を設
ける技術が提案されている。この従来技術においては、
図１９に示されるように、画素電極１４の上層に絶縁膜
１０３を成膜した後、画素電極１４上における絶縁膜１
０３を除去した領域Ａと残した領域Ｂを形成する。実際
には、ＴＦＴアレイ基板上及び対向基板上には、配向膜
を塗布するため、図１８における画素領域上には配向膜
が形成されており、この配向膜の部分でも電圧降下が起
きるが、無視できるレベルであるため、以降の説明にお
いてこの配向膜について省略しても問題はない。
【００１３】画素電極１４上の絶縁膜１０３を除去した
領域Ａでは、画素電極１４と対向電極との間に印加した
電圧が液晶に印加される。絶縁膜１０３を残した領域Ｂ
では、絶縁膜の部分で電圧降下が発生し、画素電極１４
と対向電極間に印加した電圧がそのまま印加されない。
すなわち、画素電極１４上において、電極間印加電圧に
対する透過率特性（Ｖ−Ｔ特性）が互いに異なる領域
Ａ、Ｂを一つの画素内に設ける。
【００１４】図２０（ａ）に絶縁膜１０３を除去した領
域Ａにおける画素のＶ−Ｔ特性曲線を示す。また、図２
０（ｂ）に絶縁膜１０３を残した領域Ｂにおける画素の
Ｖ−Ｔ特性曲線を示す。液晶表示装置全体に比べて各画
素が十分小さければ、画素のＶ−Ｔ特性曲線は、観察者
には、図２０（ａ）、（ｂ）の特性の総和である図２０
（ｃ）に示すように映る。この結果、ＶthとＶsatの差
が実質的に拡大されたことになる。
【００１５】ＶthとＶsatの差の拡大に伴って、階調表
示を行ったときの視野角範囲の狭さも軽減される。図２
１に、Ｖ−Ｔ特性の視野角方向による変化の様子を示
す。図２１（a）は、画素電極上で液晶に印加される電
界強度が異なる領域を設けなかった場合を示し、図２１
（b）は、図１８に示すように画素電極上の絶縁膜を一
部除去して、液晶に印加される電界強度が異なる領域を
設けた場合を示す。
【００１６】動作モードがＴＮ型の液晶表示素子では、
視野角方向を変えることにより印加電圧と透過率の関係
が実線から破線のように変化する。そのため、画素電極
上で電界強度が異なる領域を設けなかった場合には、図
２１（ａ）に示すように、視野角方向を変えると透過率
も大きく変化する。これに対し、図２１（ｂ）に示すよ
うに、電界強度が異なる領域を設けた場合には、特性の
異なる領域を一つの画素として見た場合の視野角方向の
変化によるＶ−Ｔ特性の電圧シフト幅がほぼ同じである
ため、印加電圧による透過率の変化が緩やかな分だけ視
野角方向による透過率の変化が小さく、視野角範囲が広
くなる。
【００１７】他方、ＴＮモードを用いた液晶表示装置に
対して視野角を拡大する方法として、様々な方法が提案
されている。例えば、配向分割により画素内の液晶分子
の配列方向、即ち電圧を加えたときの液晶分子の立ち上
がり方向を異ならせることにより視野角の拡大をする方
法や一つの画素の液晶に異なる電圧が印加されるような
構造により電圧輝度特性の傾きを緩やかにすることで視
野角の拡大をする方法がある。さらには、液晶と偏光板
の間に位相差板等の光学補償膜を挿入することにより液
晶に電圧を印加した黒表示状態としたときの光抜けを抑
え、その結果として視野角を拡大する方法等がある。
【００１８】この視野角特性における課題としては、中
間調の階調反転がある。ＴＮモードでは、左右方向及び
上方向において階調反転が起こりにくく、下方向におい
て階調反転が起こりやすいという特性を有する。図２２
に従来のＴＮモード液晶表示装置のパネル正面での相対
透過率が１００％、７５％、５０％、２５％、及び黒表
示となる電圧を印加した場合における上下方向の相対透
過率と角度の関係を示す。図から明らかなように、−２
０度程度で中間調の表示をしたときに、相対輝度曲線の
交差が起こり、下方向からの表示が黒くつぶれてしまい
表示品位が著しく劣化することがわかる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、視野
角範囲を広げるためには、一つの画素内で液晶に印加す
る電界強度が異なる領域をつくる必要がある。このよう
な領域をつくるために、画素電極上の絶縁膜を除去した
領域と残す領域を形成することが提案されている。そし
て、視野角範囲を広げるためには、複数のＶ−Ｔ特性を
総和した特性曲線の傾きを緩やかにする必要があり、絶
縁膜厚を厚く形成し、さらにこの厚い絶縁膜を同一画素
電極上で除去する必要がある。
【００２０】このような構成を採用することにより、同
一画素電極上において高い絶縁膜の段差が形成される。
従って、パネルプロセスにおいて配向膜を塗布しても段
差を埋めることはできず、液晶表示装置の個々の画素内
に大きな段差が形成されることになる。この段差部の側
壁及び側壁下周辺は、パネルプロセスにおいてラビング
等による配向処理がかかりにくくなることに起因して電
圧を印加しても所望の方向に液晶が配向しにくくなり、
光漏れの原因となる。このため、ノーマリーホワイト方
式の液晶表示装置において、黒表示をさせるために十分
な電圧を印加しても光漏れのために黒の輝度が高くな
り、コントラストの低下を招くという構造的な問題があ
った。
【００２１】近年、ＴＶのディスプレイに液晶表示装置
が採用されるに至り、高コントラストに対する要求はま
すます高まっている。他方、中間調において階調反転が
生じるという問題点もあった。
【００２２】この本発明は、このような従来の問題を解
決するためになされたもので、画素構造として、段差を
減らし、かつ、一つの画素内で液晶に印加する電界強度
が異なる領域を容易に作り込み、視野角が広く、コント
ラストが高い液晶表示装置を実現することを目的とする
ものである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる液晶表示
装置は、ゲート配線（例えば、本実施の形態におけるゲ
ート配線２）とソース配線（例えば、本実施の形態にお
けるソース配線７）の交差部に設けられたトランジスタ
と、当該トランジスタに接続された画素電極（例えば、
本実施の形態における画素電極１４、１６）と、この画
素電極に対向する対向電極（例えば、本実施の形態にお
ける対向電極２４）と、前記対向電極と前記画素電極と
の間に液晶を挟持した液晶表示装置であって、前記画素
電極は、第１の画素電極（例えば、本実施の形態におけ
る画素電極１６）と、当該第１の画素電極よりも上層に
設けられた絶縁層（例えば、本実施の形態におけるゲー
ト絶縁膜３、層間絶縁膜１０１）よりもさらに上層に設
けられると共に当該第１の画素電極とは重なり合わない
領域を有する第２の画素電極（例えば、本実施の形態に
おける画素電極１４）を備え、当該第１の画素電極と当
該第２の画素電極とを電気的に接続したものである。
【００２４】このような構成により、視野角範囲の改善
方法として個々の画素内で領域によって液晶に印加する
電界強度を変えるために、従来のように絶縁膜の有無等
による段差構造を作らなくてすむため、段差部及び段差
部下周辺における液晶の配向乱れによる光漏れの発生を
なくすことができ、黒輝度が低く、コントラストが高
く、かつ視野角範囲の広い液晶表示装置を実現すること
ができる。
【００２５】ここで、上述の液晶表示装置において、保
持期間中の画素電位を安定させるための蓄積容量を、前
記第２の画素電極と保持容量電極線（例えば、本実施の
形態におけるＣＳ配線１１）との間及び／又は前記第２
の画素電極と隣接する前段のゲート配線（例えば、本実
施の形態におけるゲート配線２ａ）との間に形成するよ
うにしてもよい。
【００２６】また、第１の画素電極をゲート配線と同層
に設けることも望ましい。
【００２７】さらに、ゲート配線の下層に絶縁膜（例え
ば、本実施の形態における絶縁膜１０２）を設け、前記
絶縁膜の下層に前記第１の画素電極を設けるようにして
もよい。
【００２８】また、前記ゲート配線の上層に第１のゲー
ト絶縁膜（例えば、図１２におけるゲート絶縁膜３）を
設け、当該第１のゲート絶縁膜の上層に前記第１の画素
電極を設け、当該第１の画素電極の上層に第２のゲート
絶縁膜（例えば、図１２におけるゲート絶縁膜１０３）
を設け、当該第２のゲート絶縁膜の上層に層間絶縁膜
（例えば、図１２における層間絶縁膜１０１）を設ける
とともに、当該層間絶縁膜の上層に前記第２の画素電極
を設けることが望ましい。
【００２９】前記第１の画素電極は、前記トランジスタ
のドレイン配線（例えば、本実施の形態におけるドレイ
ン配線９）と同層に設けるようにしてもよい。
【００３０】また、前記第１の画素電極は、前記トラン
ジスタのドレイン電極と直接接続してもよい。
【００３１】さらに、前記第２の画素電極は、中心部に
開口部を有し、当該開口部において前記第１の画素電極
と対向電極の間で前記絶縁膜、前記液晶を挟持するよう
にしてもよい。
【００３２】また、本発明の他の液晶表示装置（例え
ば、図１０における液晶表示装置）は、ゲート配線とソ
ース配線の交差部に設けられたトランジスタと、当該ト
ランジスタのドレイン電極に接続された画素電極と、こ
の画素電極に対向する対向電極と、前記対向電極と前記
画素電極との間に液晶を挟持した液晶表示装置であっ
て、前記画素電極は、第１の画素電極と、当該第１の画
素電極よりも上層に設けられた絶縁層よりもさらに上層
に設けられると共に当該第１の画素電極とは重なり合わ
ない領域を有する第２の画素電極を備え、当該第１の画
素電極及び当該第２の画素電極を前記ドレイン電極と電
気的に接続するようにしてもよい。
【００３３】好適な実施の形態によれば、前記第１の画
素電極において、第２の画素電極と重合しない領域の面
積が、表示に有効な開口部の面積の数％〜数１０％であ
ることが望ましい。また、前記絶縁層の膜厚が５００ｎ
ｍ以上とすることが好ましい。尚、画素電極は、透明電
極とすることが望ましい。さらに、前記第１の画素電極
と前記第２の画素電極に印加される電圧比が０．５：
１．０〜０．９：１．０であることが望ましい。
【００３４】また、本発明にかかる他の液晶表示装置
（例えば、図１４に示す液晶表示装置）は、一対の基板
に液晶を狭持し、複数の画素を有する液晶表示装置であ
って、１つの画素に対して異なる電圧を印加する手段
と、前記各基板の液晶と接する面に設けられ、前記液晶
を配向させる配向膜と、前記各基板の液晶と接する面と
反対側の面に設けられた偏光板と、前記偏光板と前記基
板の間に設けられ、液晶の配向状態を固定する光学補償
膜を備えたものである。このような構成により、中間調
の階調反転を抑制することができる。
【００３５】ここで、液晶の複屈折Δｎと液晶層の厚さ
ｄとの積が０．３０μｍ≦Δｎ・ｄ≦０．５０μｍの関
係を充足することが好ましい。
【００３６】他方、本発明にかかる液晶表示装置の製造
方法は、ゲート配線とソース配線の交差部に設けられた
トランジスタと、当該トランジスタに接続された画素電
極と、この画素電極に対向する対向電極と、前記対向電
極と前記画素電極との間に液晶を挟持した液晶表示装置
の製造方法であって、第１の画素電極を製造するステッ
プと、当該第１の画素電極よりも上層に絶縁層を製造す
るステップと、当該絶縁層よりもさらに上層に当該第１
の画素電極とは重なり合わない領域を有し、当該第１の
画素電極と電気的に接続された第２の画素電極を製造す
るステップとを備えたものである。
【００３７】また、本発明にかかる他の液晶表示装置の
製造方法は、ゲート配線とソース配線の交差部に設けら
れたトランジスタと、当該トランジスタのドレイン電極
に接続された画素電極と、この画素電極に対向する対向
電極と、前記対向電極と前記画素電極との間に液晶を挟
持した液晶表示装置の製造方法であって、前記ドレイン
電極に電気的に接続された第１の画素電極を製造するス
テップと、当該第１の画素電極よりも上層に絶縁層を製
造するステップと、当該絶縁層よりもさらに上層に当該
第１の画素電極とは重なり合わない領域を有し、前記ド
レイン電極と電気的に接続された第２の画素電極を製造
するステップとを備えたものである。
【００３８】
【発明の実施の形態】本発明について、複数の実施の形
態を説明する。
【００３９】実施の形態１．本発明の実施の形態１にか
かるアクティブマトリクス型液晶表示装置を図１、図２
及び図３を用いて説明する。図１にＴＦＴアレイ基板に
おける画素の平面図を示し、図２に図１における画素を
Ａ−Ａ’方向に切断した場合の断面図を示し、さらに図
３にＴＦＴアレイ基板、対向基板、液晶からなる液晶表
示装置の表示部分の断面構造図を示す。
【００４０】図１において、２はゲート配線、４は半導
体薄膜、７はソース配線、８はソース電極、９はドレイ
ン電極、１１はＣｓ配線、１４は第二層目のＩＴＯから
なる画素電極、１５は画素電極１４とドレイン電極９の
コンタクト、１６は第一層目のＩＴＯからなる画素電
極、１７は第一層目のＩＴＯからなる画素電極１６と第
二層目のＩＴＯからなる画素電極１４とのコンタクトで
ある。尚、コンタクト１５、１７は、画素電極１４の一
部が延在することにより構成されている。
【００４１】図２において、１はガラス基板、３はゲー
ト絶縁膜、５は下層が真性半導体層（以下ｉ層）、上層
にｎ型の不純物をもつｎ層から構成される半導体薄膜、
１０１は層間絶縁膜であり、その他の符号を付した構成
は、図１で示した構成と同一の構成か又は相当部を示す
ため、その説明を省略する。
【００４２】図３において、２１はガラス基板、２２は
遮光膜、２３はカラーフィルタの色材、２４はＩＴＯ等
の透明導電膜からなる対向電極、２５は配向膜、２６は
液晶である。図１、図２及び図３に示されるように、本
実施の形態における液晶表示装置の画素電極は、２つの
画素電極１４、画素電極１６を有している。この画素電
極１４は、画素電極よりも上層に設けられた層間絶縁膜
１０１よりもさらに上層に設けられている。また、画素
電極１４と画素電極１６とは、対向電極側からみて相互
に重なり合わない領域を有する。さらに、画素電極１４
は、ドレイン電極９と電気的に接続するとともに、画素
電極１６とも電気的に接続している。
【００４３】これらの図１、図２及び図３を用いて、液
晶表示装置の製造方法を説明する。まず、ガラス基板１
上に金属膜をスパッタして成膜し、写真製版及びエッチ
ングによってパターニングすることによりゲート配線２
とＣｓ配線１１を形成する。次に、ＩＴＯ膜をスパッタ
して成膜し、パターニングすることにより第一層目のＩ
ＴＯからなる画素電極１６を形成する。その後、ゲート
絶縁膜３を成膜する。さらに、半導体薄膜を成膜し、パ
ターニングすることによりＴＦＴの半導体薄膜５を形成
する。そして、金属膜をスパッタして成膜し、パターニ
ングすることにより、ソース配線７、ソース電極８、ド
レイン電極９を形成する。このパターン形成工程におけ
るエッチングにより、金属配線パターンがない部分のｎ
型半導体層とｉ層の一部を除去し、ＴＦＴを形成する。
【００４４】さらに、絶縁膜１０１を成膜後、画素電極
１４とドレイン電極９とを接続するコンタクトホール１
５及び画素電極１４と画素電極１６とを接続するコンタ
クトホール１７を形成する。そして、ＩＴＯをスパッタ
して成膜し、パターニングすることにより画素電極１４
を形成する。
【００４５】図３に示されるように、画素電極１４形成
後、パネルプロセス工程において、画素電極１４の上層
に配向膜１８を塗布する。一方、対向基板側にも配向膜
２５を塗布し、液晶がほぼ９０度ねじれるように配向膜
１８、２５を配向処理する。そして、図３に示されるよ
うに液晶２６を挟持し、上下基板の液晶と触れる面と反
対側に各１枚の偏光板が、お互いの吸収軸がほぼ９０度
となるように貼り付けて、ノーマリーホワイトモードの
液晶表示装置を組み立てる。また、図３においては画素
電極１４と画素電極１６とを接続するコンタクト部１７
における、コンタクト部の段差（ゲート絶縁膜３、絶縁
膜１０１による段差）が大きいため、ラビングなどによ
る配向処理が良好に行われないことに起因した光漏れが
発生する場合があり、その光漏れを遮光するため、対向
基板側のガラス基板２１上の遮光膜２２と重なり合う位
置にコンタクト部１７を配置している。
【００４６】画素電極１４、１６におけるＩＴＯ膜の膜
厚は、例えば３０〜１５０ｎｍ程度と薄い膜厚の範囲で
選択し、絶縁膜１０１の膜厚を十分厚くする（例えば、
５００ｎｍ以上の範囲で選択する）ことにより画素電極
上の構造物に起因する凹凸を小さくする構成とすること
が望ましい。
【００４７】実施の形態２．本発明の実施の形態２にか
かるアクティブマトリクス型液晶表示装置を図４及び図
５を用いて説明する。図４は、ＴＦＴアレイ基板におけ
る画素の平面図であり、図５は、図４における画素をＡ
−Ａ’方向に切断した場合の断面図である。図４、図５
において、図１、図２と同じ符号を付した構成は、図
１、図２の構成と同一又は相当部を示し、説明を省略す
る。図４、図５において、２ａは隣接するゲート配線で
ある。この実施の形態２では、保持期間中の画素電位を
安定させるための蓄積容量を画素電極１４と隣接する前
段のゲート配線２ａとの間に形成している。
【００４８】続いて、実施の形態２にかかる液晶表示装
置の製造方法を説明する。ガラス基板１上に金属膜をス
パッタして成膜し、写真製版及びエッチングによってパ
ターニングすることによりゲート配線２及び２ａを形成
する。次に、ＩＴＯ膜をスパッタして成膜し、パターニ
ングして画素電極１６を形成する。そして、ゲート絶縁
膜３を成膜する。さらに半導体薄膜を成膜し、パターニ
ングしてＴＦＴの半導体薄膜５を形成する。その後、金
属膜をスパッタして成膜し、パターニングすることによ
り、ソース配線７、ソース電極８、ドレイン電極９を形
成する。このパターン形成工程におけるエッチングによ
り、金属配線パターンがない部分のｎ型半導体層とｉ層
の一部を除去し、ＴＦＴを形成する。
【００４９】そして、絶縁膜１０１を成膜後、画素電極
１４とドレイン電極９とを接続するコンタクトホール１
５及び画素電極１４と画素電極１６とを接続するコンタ
クトホール１７を形成する。その後、ＩＴＯをスパッタ
して成膜し、パターニングすることにより画素電極１４
を形成する。画素電極１４は、隣接する前段のゲート配
線２ａとその一部が重なるようにパターンを作成し、こ
れらの重なりの部分で保持容量を形成させる。
【００５０】画素電極１４、１６であるＩＴＯ膜の膜厚
は、例えば３０〜１５０ｎｍ程度と薄い膜厚の範囲で選
択し、絶縁膜１０１膜厚を十分厚くする（例えば、５０
０ｎｍ以上の範囲で選択する）ことにより、画素電極上
の構造物による凹凸を小さくする構成とすることが望ま
しい。
【００５１】実施の形態３．本発明の実施の形態３にか
かるアクティブマトリクス型液晶表示装置を図６及び図
７を用いて説明する。図６は、ＴＦＴアレイ基板におけ
る画素の平面図であり、図７は、図６における画素をＡ
−Ａ’方向に切断した場合の断面図である。
【００５２】図６、図７において、図１、図２と同じ符
号を付した構成は、図１、図２の構成と同一又は相当部
を示し、説明を省略する。図６、図７において、２ａは
隣接するゲート配線である。この実施の形態３では、保
持期間中の画素電位を安定させるための蓄積容量を、画
素電極１４とＣｓ配線１１との間及び、画素電極１４と
隣接する前段のゲート配線２ａとの間に形成している。
【００５３】続いて、実施の形態３にかかる液晶表示装
置の製造方法を説明する。ガラス基板１上に金属膜をス
パッタして成膜し、写真製版及びエッチングによってパ
ターニングすることによりゲート配線２及び２ａを形成
する。次に、ＩＴＯ膜をスパッタして成膜し、パターニ
ングすることにより、第一層目のＩＴＯからなる画素電
極１６を形成する。そして、ゲート絶縁膜３を成膜す
る。さらに、半導体薄膜を成膜し、パターニングするこ
とによりＴＦＴの半導体薄膜５を形成する。次に金属膜
をスパッタして成膜し、パターニングすることにより、
ソース配線７、ソース電極８、ドレイン電極９を形成す
る。このパターン形成工程におけるエッチングにより、
金属配線パターンがない部分のｎ型半導体層とｉ層の一
部を除去しＴＦＴを形成する。
【００５４】そして、絶縁膜１０１を成膜後、画素電極
１４とドレイン電極９とを接続するコンタクトホール１
５及び画素電極１４と画素電極１６とを接続するコンタ
クトホール１７を形成する。その後、ＩＴＯをスパッタ
して成膜し、パターニングすることにより画素電極１４
を形成する。画素電極１４は、Ｃｓ電極１１と隣接する
前段のゲート配線２ａとその一部が重なるようにパター
ンを作成し、これらの重なりの部分で保持容量を形成さ
せる。
【００５５】実施の形態４．本発明の実施の形態４にか
かるアクティブマトリクス型液晶表示装置を図８の断面
図を用いて説明する。
【００５６】図８において、図１、図２、図３と同じ符
号を付した構成は、図１、図２、図３の構成と同一又は
相当部を示し、説明を省略する。図８において、１０２
は絶縁膜である。この実施の形態４では、ゲート配線２
の下層に絶縁膜１０２を設け、絶縁膜１０２の下層に画
素電極１６を設けている。好ましい実施の形態によれ
ば、絶縁膜１０２の厚さは２００ｎｍ、ゲート絶縁膜３
の厚さは４００ｎｍ、層間絶縁膜１０１の厚さは３００
ｎｍである。
【００５７】続いて、実施の形態４にかかる液晶表示装
置の製造方法を説明する。ガラス基板１上に、ＩＴＯ膜
をスパッタして成膜し、パターニングすることにより第
一層目のＩＴＯからなる画素電極１６を形成する。次
に、絶縁膜１０２を成膜し、この上層に金属膜をスパッ
タして成膜し、写真製版及びエッチングによってパター
ニングすることによりゲート配線２及びＣｓ配線１１を
形成する。そして、ゲート絶縁膜３を成膜する。さら
に、半導体薄膜を成膜し、パターニングすることにより
ＴＦＴの半導体薄膜５を形成する。この上層に金属膜を
スパッタして成膜し、パターニングすることにより、ソ
ース電極８、ドレイン電極９を形成する。このパターン
形成工程におけるエッチングにより、金属配線パターン
がない部分のｎ型半導体層とｉ層の一部を除去しＴＦＴ
を形成する。
【００５８】さらに、絶縁膜１０１を成膜後、画素電極
１４とドレイン電極９とを接続するコンタクトホール１
５及び画素電極１４と画素電極１６とを接続するコンタ
クトホール１７を形成する。そして、ＩＴＯをスパッタ
して成膜し、パターニングすることにより画素電極１４
を形成する。
【００５９】実施の形態５．本発明の実施の形態５にか
かるアクティブマトリクス型液晶表示装置を図９の断面
図を用いて説明する。
【００６０】図９において、図１、図２、図３と同じ符
号を付した構成は、図１、図２、図３の構成と同一又は
相当部を示し、説明を省略する。この実施の形態５で
は、特に画素電極１６は、ソース電極８及びドレイン配
線９と同層に設けられている。
【００６１】続いて、実施の形態５にかかる液晶表示装
置の製造方法を説明する。ガラス基板１上に金属膜をス
パッタして成膜し、写真製版及びエッチングによってパ
ターニングすることによりゲート配線２及びＣｓ配線１
１を形成する。次に、ゲート絶縁膜３を成膜する。さら
に半導体薄膜を成膜し、パターニングすることによりＴ
ＦＴの半導体薄膜５を形成する。そして、ＩＴＯ膜をス
パッタして成膜し、パターニングすることにより第一層
目のＩＴＯからなる画素電極１６を形成する。この上層
に金属膜をスパッタして成膜し、パターニングすること
により、ソース電極８、ドレイン電極９を形成する。こ
のパターン形成工程におけるエッチングにより、金属配
線パターンがない部分のｎ型半導体層とｉ層の一部を除
去し、ＴＦＴを形成する。
【００６２】さらに、絶縁膜１０１を成膜後、画素電極
１４とドレイン電極９とを接続するコンタクトホール１
５及び画素電極１４と画素電極１６とを接続するコンタ
クトホール１７を形成する。さらに、ＩＴＯをスパッタ
して成膜し、パターニングすることにより画素電極１４
を形成する。
【００６３】この例では、第二層目のＩＴＯからなる画
素電極１４と第一層目のＩＴＯからなる画素電極１６と
を接続するコンタクトホール１７を形成して接続した。
しかしながら、図１０に示すように、第一層目のＩＴＯ
からなる画素電極１６をソース電極８を形成した後に成
膜及びパターニングして、ドレイン電極９の上部まで第
一層目のＩＴＯからなる画素電極１６を延在させて、直
接ドレイン電極９と画素電極１６を接続してもよい。
【００６４】このとき、画素電極１４は、図１０に示す
ようにドレイン電極９と接続するようにしてもよいが、
図１１に示すように画素電極１６と接続するようにして
もよい。勿論、画素電極１４は、ドレイン電極９と画素
電極１６の双方に接続する構成としてもよい。
【００６５】実施の形態６．本発明の実施の形態６にか
かるアクティブマトリクス型液晶表示装置を図１０の断
面図を用いて説明する。
【００６６】図１２において、図１、図２、図３と同じ
符号を付した構成は、図１、図２、図３の構成と同一又
は相当部を示し、説明を省略する。この実施の形態６で
は、特に、ゲート配線２の上層に設けたゲート絶縁膜３
が設けられ、また、このゲート絶縁膜３の上層に画素電
極１６が設けられている。そして、この画素電極１６の
上層にゲート絶縁膜１０３が設けられ、さらに当該ゲー
ト絶縁膜１０３の上層に層間絶縁膜１０１設けられてい
る。そして、層間絶縁膜１０１の上層に画素電極１４が
設けられている。
【００６７】続いて、実施の形態６にかかる液晶表示装
置の製造方法を説明する。まず、ガラス基板１上に、金
属膜をスパッタして成膜し、写真製版及びエッチングに
よってパターニングすることによりゲート配線２及びＣ
ｓ配線１１を形成する。次に、第一層目のゲート絶縁膜
３を成膜後、ＩＴＯ膜をスパッタして成膜し、パターニ
ングすることにより第一層目のＩＴＯからなる画素電極
１６を形成する。そして、第二層目のゲート絶縁膜１０
３を成膜する。さらに、半導体薄膜を成膜し、パターニ
ングしてＴＦＴの半導体薄膜５を形成する。次に、この
上層に金属膜をスパッタして成膜し、パターニングする
ことにより、ソース電極８、ドレイン電極９を形成す
る。このパターン形成工程におけるエッチングにより、
金属配線パターンがない部分のｎ型半導体層とｉ層の一
部を除去しＴＦＴを形成する。
【００６８】さらに、絶縁膜１０１を成膜後、画素電極
１４とドレイン電極９とを接続するコンタクトホール１
５及び画素電極１４と画素電極１６とを接続するコンタ
クトホール１７を形成する。そして、第二層目のＩＴＯ
をスパッタして成膜し、パターニングすることにより画
素電極１４を形成する。
【００６９】尚、上述の例では、画素電極にＩＴＯ等の
透明電極を用いた透過型液晶表示装置に対して本発明を
適用した例を説明した。しかしながら、これに限らず、
本発明は、画素電極にアルミニウム（Ａｌ）等の電極を
用いた反射型液晶表示装置に対して適用することも可能
である。
【００７０】また、上述の例では、画素電極１４の上層
には、配向膜１８のみが設けられる例を説明したが、こ
れに限らず、画素電極１４と配向膜１８の間に絶縁層が
設けられていてもよい。
【００７１】上述したように、本発明の実施の形態にか
る液晶表示装置では、画素電極を、一層目の透明電極の
上層に絶縁膜を形成し、この上層に、一部の領域が一層
目の透明電極と重ならないように二層目の透明電極の形
成し、かつ、一層目と二層目の透明電極をコンタクトホ
ール等で接続する構造としたため、一層目と二層目が同
じスイッチング素子（ＴＦＴ）に接続されるため、同じ
電位レベルを供給できるようにしたために、画素電極の
電位レベルの設定を極めて容易にできる。
【００７２】また、本発明の実施の形態にかかる液晶表
示装置では、個々の画素電極を、一層目の透明電極の上
層に絶縁膜を形成し、この上層に、一部の領域が一層目
の透明電極と重ならないように二層目の透明電極の形成
し、かつ、一層目と二層目の透明電極をコンタクトホー
ル等で接続する構造としたため、対向電極との間の液晶
に印加する電界強度を、同一画素上の領域によって異な
る大きさの電界を容易に印加できるため、特性の異なる
複数の領域を一つの画素として見た場合の視野角方向の
変化によるＶ−Ｔ特性の透過率の差が小さくでき、視野
角範囲を広げることができる。さらに、従来のように同
一画素電極上で絶縁膜を残す領域と削除する領域を作り
わけないため、絶縁膜の有無による境界に存在していた
構造的段差よる液晶の配向の乱れによる光漏れ等の不良
発生を考慮する必要がなくなり、絶縁膜をより厚くする
ことが可能となり、視野角範囲を大きく広げることがで
きる。
【００７３】具体的には、図１３（ａ）に示すように、
第一層目の画素電極と第二層目の画素電極間に設ける絶
縁膜厚は、４００ｎｍ程度では視野角改善効果がほとん
ど得られず、少なくとも５００ｎｍ〜６００ｎｍ以上必
要であり、８００ｎｍ程度以上にすると十分な視野角範
囲改善効果を得ることができる。この図１３（ａ）にお
いて、視野角改善角は、中間調の階調反転に対する改善
角度を意味する。第１層目の画素電極と第２層目の画素
電極の間に設ける絶縁膜の厚みは、通常ＴＮモードに用
いられる液晶の誘電率異方性及び絶縁膜材料の誘電率、
さらに第２の画素電極上に設けられる絶縁膜の厚み、誘
電率の関係により変化するが、第１層目の画素電極と液
晶を隔てて対向する透明電極２４の間及び第２層目の画
素電極と液晶を隔てて対向する透明電極２４の間で液晶
層に印加される電圧の電圧比で表すこともできる。図１
３（ａ）における４００ｎｍはおおよそ電圧比では０．
９：１．０に相当し、これより前記電圧比が大きいこと
が好ましい。また、駆動電圧、消費電力及び駆動回路の
コスト等から前記電圧比の上限は０．５：１．０が好ま
しい。
【００７４】また、視野角を広げるためには、対向電極
との間の液晶に印加する電界強度を、同一画素上の領域
によって異なる大きさの電界を印加する必要があり、第
一層目の画素電極と対向電極で実行的に制御される液晶
の領域が個々の画素においてどの程度の割合で構成され
ているかも考慮する必要がある。この比は、画素の開口
部として規定される領域において第二層目の画素電極が
なく第一層目の画素電極がある領域の面積と、画素の開
口部として規定される領域面積との比として計算でき
る。図１３（ｂ）に示すように視野角の改善効果を安定
して得るためには、少なくとも数％以上の面積が必要で
あるが、この比を大きくしていくとコントラストラスト
が低下していく傾向があるため、視野角改善効果とコン
トラスト低下を考慮して、表示特性上最適な比を選択す
ることが必要である。この比は、数％〜数１０％程度の
範囲での選択が可能であるが、良好な視野角改善効果と
コントラストとを得るためには、好ましくは数％〜７５
％の範囲であることが望ましい。
【００７５】また、本発明の実施の形態にかかるアクテ
ィブマトリックス型液晶表示装置においては、個々の画
素電極を一層目の透明電極の上層に絶縁膜を形成し、こ
の上層に、一部の領域が一層目の透明電極と重ならない
ように二層目の透明電極を形成し、かつ、一層目と二層
目の透明電極をコンタクトホール等で接続する構造とし
たため、従来のように同一画素電極上で絶縁膜を残す領
域と削除する領域を作りわけないため、画素上の領域に
よって液晶に印加する電界強度を大きく変えたい場合で
も、一層目と二層目の間に存在する絶縁膜の膜厚をより
厚くすることで実施でき、この場合でも絶縁膜有無の境
界で存在していた構造的段差よる液晶の配向の乱れによ
る光漏れがなくなり、黒表示の輝度を小さくできるた
め、コントラストの高い表示性能をもつ液晶表示装置の
実現が可能になる。
【００７６】実施の形態７．本実施の形態７にかかる液
晶表示装置の構成を図１４に示す。図において、３０１
ａ及び３０１ｂは偏光板、３０２ａ及び３０２ｂはディ
スコティック液晶の配向状態を固定する光学補償膜、３
０３ａ及び３０３ｂは基板、３０４は液晶、３０５ａ及
び３０５ｂは上下基板のラビング方向、３０６はバック
ライトである。アクティブマトリクスを駆動するための
駆動回路は省略している。
【００７７】ここで、光学補償膜３０２ａ及び３０２ｂ
は、ディスコティック液晶の配向状態が固定化された光
学補償膜である。この光学補償フィルムの具体的な構成
は、例えば特開平８−５０２０４号公報、特開平８−５
０２７０号公報、特開平８−９５０３０号公報、特開平
８−９５０３４号公報、特開平９−５５２４号公報に開
示されている。この光学補償膜３０２ａ及び３０２ｂ
は、ディスコティック液晶を厚さ方向でダイレクターの
角度が連続的に変化したハイブリット配向をしていると
考えられている。このためあらゆる方向に対して、リタ
デーションの絶対値がゼロではない最小値を持ち、その
方位が光学補償膜の法線方向から５〜５０度傾斜してい
るものである（図２４参照）。ディスコティック液晶は
屈折率の異方性が負である。即ち、図２５に模式的に示
すように、円盤状化合物の半径方向の屈折率ｎｒと厚み
方向の屈折率ｎｄは、ｎｒ＞ｎｄの関係にある。このた
め光学補償膜全体として、図２６（ｂ）に示すように、
ディスコティック化合物の傾斜方向をｘとしたとき、図
２６（ａ）に示すｘ、ｙ、ｚ方向の屈折率をそれぞれｎ
ｘ、ｎｙ、ｎｚとすると、面内の屈折率ｎｘ、ｎｙと厚
み方向の屈折率ｎｚは、ｎｘ＞ｎｙ＞ｎｚの関係にあ
る。このダイレクターの傾斜した方向をフィルム面に投
影した方向は図１４の光学補償膜３０２ａ、３０２ｂ上
に示した矢印の通りである。また、液晶３０４の複屈折
Δｎと液晶層の厚さｄとの積は、０．３０μｍ≦Δｎ・
ｄ≦０．５０μｍの関係を充足することが望ましいこと
が確認できた。さらに好ましくは、０．３４μm≦Δｎ
・ｄ≦０．４２μmであることが確認できた。
【００７８】尚、本実施の形態７にかかる液晶表示装置
を適用しうる液晶表示素子の具体的な構成は、実施の形
態１〜６において説明した構成でなくともよく、単一の
画素に対して異なる電圧を印加できる構造であればよ
い。例えば、図１８及び図１９に示した従来の構造、即
ち、画素電極上に絶縁膜を作成し、画素電極上の一部の
絶縁膜を除去する構造に対しても適用可能である。さら
には、二層の画素電極同士を接続しないで、下側の画素
電極に電位を与え、上下の画素電極がコンデンサを形成
することにより、カップリングで上側の画素電極の電位
が制御されるようにすることにより、単一の画素に対し
て異なる電圧を印加することができる。この構造に関し
ては、例えば、「Active-Matrix LCDs Using Gray-Scal
e in Halftone Methods」（Kalluri R. Sarma等著、Pho
enix Technology Center, Honeywell, Inc. Phoenix, A
Z SID 89 DIGEST P148〜P150）に開示されている。
【００７９】次に本実施の形態７にかかる液晶表示装置
の製造方法について説明する。始めに画素電極をマトリ
クス状に配置した基板３０３ｂ及び対向電極(図示せず)
を形成した基板３０３ａに配向膜を塗布し、２００℃で
３０分熱処理した。次に配向膜を液晶の配向方向が略９
０度となるようにラビング処理した。ここで、液晶の配
向方向が略９０度となるとは、上下基板に挟まれた液晶
層のねじれ角度が７０〜１００度の範囲であることをい
う。液晶層のねじれ角が前記範囲であればノーマリホワ
イトモードとして良好な電圧−透過率応答が得られる。
また、液晶のプレチルト角は、３〜９度であることが好
ましい。プレチルト角が３度より低いと画素の表示有効
部分に配向異常領域が発生しやすくなり、表示品質の劣
化を招く。一方、９度以上では白表示状態での透過率が
低下することにより、表示輝度の低下が起こる。次に液
晶層の厚みが４．３μｍとなる様に一方の基板にプラス
チックビーズからなるスペーサを散布し、２枚の基板３
０３ａ及び３０３ｂを重ね合わせた。このとき周囲の一
部を除いてシール材で囲み、真空注入法により液晶３０
４を注入した。注入した液晶３０４は複屈折率Δｎ＝
０．０８９のものを用いた。次に基板３０３ａ及び３０
３ｂの各々に図１４に示すようにラビング方向とディス
コティック液晶の傾斜方向が一致するように光学補償膜
３０２ａ及び３０２ｂが取り付けられた偏光板３０１ａ
及び３０１ｂ(サンリッツ社製)を貼り付けた。偏光板の
吸収軸は、３０１ａと３０１ｂの間でほぼ９０度であ
る。さらに、駆動回路を実装しバックライトと組み合わ
せてノーマリーホワイトモードの液晶表示装置とした。
【００８０】図１５に本発明の実施の形態にかかる液晶
表示装置のパネル正面での相対透過率が１００％、７５
％、５０％、２５％、及び黒表示となる電圧を印加した
ときの上下方向の相対透過率と角度の関係を示す。図に
示すように下方向の中間調の相対輝度は約−５０度まで
交差しておらず、この角度まで反転が発生していない。
【００８１】これは、図１６に示す、ＴＮモードに同一
画素に異なる電圧が加わる構造を適用し、光学補償膜を
取り付けていない場合の約−２５度程度に比べ、階調反
転が起こる角度が明らかに下方向に広くなっている。
【００８２】また、図２３に示すＴＮモードにディスコ
ティック液晶の配向状態を固定した光学補償膜を上下基
板と偏光板の間に挿入した従来の液晶表示装置において
測定した結果の−４５度程度に比べても、階調反転が起
こる角度が明らかに下方向に広くなっている。
【００８３】このような結果が得られた理由は、次のよ
うに判断される。液晶層と光学補償膜を組み合わせるこ
とにより光学補償が実行されるが、黒或いは中間調を表
示した状態の液晶表示パネルを斜め方向から見た場合
に、この組み合わせによっては光学補償できないリタデ
ーションがある。しかしながら、１つの画素内に２種類
以上の電圧が印加される構造を採用することにより、階
調輝度特性の傾きを緩和させる効果が加わり、階調反転
が起こる角度を下方向に広くすることができる。
【００８４】尚、本発明に用いることができる液晶は、
アクティブマトリクス用途に市販されている液晶材料で
あればよい。また、この発明の実施の形態７にかかる発
明を、具体的に本実施の形態１〜６の液晶表示表示装置
に適用した場合の第１層目の画素電極と第二層目の画素
電極間に設ける絶縁膜厚は、図１３（ａ）に示されるよ
うに、４００ｎｍ程度では視野角改善効果がほとんど得
られず、少なくとも５００ｎｍ〜６００ｎｍ以上必要で
あり、８００ｎｍ程度以上にすると十分な視野角範囲改
善効果を得ることができる。
【００８５】
【発明の効果】本発明によれば、視野角範囲の改善方法
として個々の画素内で領域によって液晶に印加する電界
強度を変えるために、従来のように絶縁膜の有無等によ
る段差構造を作らなくてすむため、段差部及び段差部下
周辺における液晶の配向乱れによる光漏れの発生をなく
すことができ、黒輝度が低く、コントラストが高く、か
つ視野角範囲の広い液晶表示装置を実現することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の液晶表示装置における
アレイ基板側画素平面図を示す。
【図２】本発明の実施の形態１の液晶表示装置における
アレイ基板側画素断面図を示す。
【図３】本発明の実施の形態１の液晶表示装置における
画素部断面図を示す。
【図４】本発明の実施の形態２の液晶表示装置における
アレイ基板側画素平面図を示す。
【図５】本発明の実施の形態２の液晶表示装置における
アレイ基板側画素断面図を示す。
【図６】本発明の実施の形態３の液晶表示装置における
アレイ基板側画素平面図を示す。
【図７】本発明の実施の形態３の液晶表示装置における
アレイ基板側画素断面図を示す。
【図８】本発明の実施の形態４の液晶表示装置における
画素部断面図を示す。
【図９】本発明の実施の形態５の液晶表示装置における
画素部断面図を示す。
【図１０】本発明の実施の形態６の他の液晶表示装置に
おける画素部断面図を示す。
【図１１】本発明の実施の形態６の他の液晶表示装置に
おける画素部断面図を示す。
【図１２】本発明の実施の形態６の液晶表示装置におけ
る画素部断面図を示す。
【図１３】本発明にかかる液晶表示装置における第一層
目の画素電極と第二層目の画素電極の表示に有効な面積
比と表示特性、及び層間絶縁膜厚と表示特性の一例を示
す。
【図１４】本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置
の構成図である。
【図１５】本発明の実施の形態７にかかる液晶表示装置
の透過光強度の角度依存性を示す図である。
【図１６】同一画素に異なる電圧が加わる構造における
透過光強度の角度依存性を示す図である。
【図１７】一般的なＴＦＴ−ＬＣＤにおけるＴＦＴ-ア
レイにおける等価回路例を示す。
【図１８】従来のＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示装置におけ
るアレイ基板側画素平面図を示す。
【図１９】従来のＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示装置におけ
るアレイ基板側画素断面図を示す。
【図２０】ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示装置における画素
電極と対向電極間に、絶縁膜等を配置しない場合と配置
する場合それぞれのＶ−Ｔ特性と、Ｖ−Ｔ特性を総和し
た場合の特性を説明する図を示す。
【図２１】ＴＦＴ−ＬＣＤの液晶表示装置の視野角によ
るＶ−Ｔ特性の差の説明図及び本発明のような画素構成
にした場合のＶ−Ｔ特性の差の説明図を示す。
【図２２】従来の液晶表示装置における透過光強度の角
度依存性を示す図である。
【図２３】従来の液晶表示装置における透過光強度の角
度依存性を示す図である。
【図２４】リタデーションと方位角の関係を示す図であ
る。
【図２５】ディスコティック液晶の屈折率について説明
するための図である。
【図２６】ディスコティック液晶の屈折率について説明
するための図である。
【符号の説明】
１ ガラス基板 ２ ゲート配線 ２ａ 隣接するゲー
ト配線 ３ ゲート絶縁膜 ４ 半導体薄膜 ５ ｉ層及びｎ層
からなる半導体薄膜 ７ ソース配線 ８ ソース電極 ９ ドレイン電極
１１ Ｃｓ配線 １４ 第二層目の透明電極からなる画素電極 １５ コ
ンタクト １６ 第一層目の透明電極からなる画素電極 １７ コ
ンタクト １８ アレイ基板側の配向膜 ２１ 対向基板側のガラ
ス基板 ２２ 遮光膜 ２３ カラーフィルタ色材 ２４ 透明
電極 ２５ 対向基板側の配向膜 ２６ 液晶 １０１ 絶縁
膜 １０２ 絶縁膜 １０３ 第二層目のゲート絶縁膜
フロントページの続き (72)発明者 水沼 昌也 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 小林 和弘 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 (72)発明者 小山 均 熊本県菊池郡西合志町御代志997番地 株 式会社アドバンスト・ディスプレイ内 Ｆターム(参考） 2H092 GA17 GA29 HA04 HA06 JA34 JA46 JB64 KB25 MA05 MA12 MA48 NA01 NA27 QA07

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ゲート配線とソース配線の交差部に設けら
    れたトランジスタと、当該トランジスタに接続された画
    素電極と、この画素電極に対向する対向電極と、前記対
    向電極と前記画素電極との間に液晶を挟持した液晶表示
    装置であって、 前記画素電極は、第１の画素電極と、当該第１の画素電
    極よりも上層に設けられた絶縁層よりもさらに上層に設
    けられると共に当該第１の画素電極とは重なり合わない
    領域を有する第２の画素電極を備え、 当該第１の画素電極と当該第２の画素電極とを電気的に
    接続した液晶表示装置。
  2. 【請求項２】保持期間中の画素電位を安定させるための
    蓄積容量を、前記第２の画素電極と保持容量電極線との
    間及び／又は前記第２の画素電極と隣接する前段のゲー
    ト配線との間に形成したことを特徴とする請求項1記載
    の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】前記第１の画素電極をゲート配線と同層に
    設けたことを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  4. 【請求項４】前記ゲート配線の下層に絶縁膜を設け、前
    記絶縁膜の下層に前記第１の画素電極を設けたことを特
    徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  5. 【請求項５】前記ゲート配線の上層に第１のゲート絶縁
    膜を設け、当該第１のゲート絶縁膜の上層に前記第１の
    画素電極を設け、当該第１の画素電極の上層に第２のゲ
    ート絶縁膜を設け、当該第２のゲート絶縁膜の上層に層
    間絶縁膜を設けるとともに、当該層間絶縁膜の上層に前
    記第２の画素電極を設けたことを特徴とする請求項1記
    載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
  6. 【請求項６】前記第１の画素電極は、前記トランジスタ
    のドレイン配線と同層に設けられたことを特徴とする請
    求項1記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】前記第１の画素電極は、前記トランジスタ
    のドレイン電極と直接接続したことを特徴とする請求項
    ６記載の液晶表示装置。
  8. 【請求項８】前記第２の画素電極は、中心部に開口部を
    有し、当該開口部において前記第１の画素電極と対向電
    極の間で前記絶縁膜、前記液晶を挟持することを特徴と
    する請求項１記載の液晶表示装置。
  9. 【請求項９】ゲート配線とソース配線の交差部に設けら
    れたトランジスタと、当該トランジスタのドレイン電極
    に接続された画素電極と、この画素電極に対向する対向
    電極と、前記対向電極と前記画素電極との間に液晶を挟
    持した液晶表示装置であって、 前記画素電極は、第１の画素電極と、当該第１の画素電
    極よりも上層に設けられた絶縁層よりもさらに上層に設
    けられると共に当該第１の画素電極とは重なり合わない
    領域を有する第２の画素電極を備え、 当該第１の画素電極及び当該第２の画素電極を前記ドレ
    イン電極と電気的に接続した液晶表示装置。
  10. 【請求項１０】前記第１の画素電極において、第２の画
    素電極と重合しない領域の面積が、表示に有効な開口部
    の面積の数％〜数１０％であることを特徴とする請求項
    １又は９記載の液晶表示装置。
  11. 【請求項１１】前記絶縁層の膜厚が５００ｎｍ以上であ
    ることを特徴とする請求項１又は９記載の液晶表示装
    置。
  12. 【請求項１２】前記画素電極は、透明電極であることを
    特徴とする請求項１乃至１１記載の液晶表示装置。
  13. 【請求項１３】前記第１の画素電極と前記第２の画素電
    極に印加される電圧比が０．５：１．０〜０．９：１．
    ０であることを特徴とする請求項１又は９記載の液晶表
    示装置。
  14. 【請求項１４】一対の基板に液晶を狭持し、複数の画素
    を有する液晶表示装置であって、 １つの画素に対して異なる電圧を印加する手段と、 前記各基板の液晶と接する面に設けられ、前記液晶を配
    向させる配向膜と、 前記各基板の液晶と接する面と反対側の面に設けられた
    偏光板と、 前記偏光板と前記基板の間に設けられ、液晶の配向状態
    を固定する光学補償膜を備えた液晶表示装置。
  15. 【請求項１５】前記液晶の複屈折Δｎと液晶層の厚さｄ
    との積が０．３０μｍ≦Δｎ・ｄ≦０．５０μｍの関係
    を充足することを特徴とする請求項１４記載の液晶表示
    装置。
  16. 【請求項１６】ゲート配線とソース配線の交差部に設け
    られたトランジスタと、当該トランジスタに接続された
    画素電極と、この画素電極に対向する対向電極と、前記
    対向電極と前記画素電極との間に液晶を挟持した液晶表
    示装置の製造方法であって、 第１の画素電極を製造するステップと、 当該第１の画素電極よりも上層に絶縁層を製造するステ
    ップと、 当該絶縁層よりもさらに上層に当該第１の画素電極とは
    重なり合わない領域を有し、当該第１の画素電極と電気
    的に接続された第２の画素電極を製造するステップとを
    備えた液晶表示装置の製造方法。
  17. 【請求項１７】ゲート配線とソース配線の交差部に設け
    られたトランジスタと、当該トランジスタのドレイン電
    極に接続された画素電極と、この画素電極に対向する対
    向電極と、前記対向電極と前記画素電極との間に液晶を
    挟持した液晶表示装置の製造方法であって、 前記ドレイン電極に電気的に接続された第１の画素電極
    を製造するステップと、 当該第１の画素電極よりも上層に絶縁層を製造するステ
    ップと、 当該絶縁層よりもさらに上層に当該第１の画素電極とは
    重なり合わない領域を有し、前記ドレイン電極と電気的
    に接続された第２の画素電極を製造するステップとを備
    えた液晶表示装置の製造方法。
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