JP2003195325A - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】残像を抑制しコントラストの高い、高画質で高
開口率な液晶ディスプレイを提供する。さらに製造コス
トを低減する。 【解決手段】くし歯状の画素電極と共通電極と、共通電
極を連結する共通配線と、液晶層を挟んで配置され偏光
軸が互いにほぼ直交した一対の偏光板とを備えた液晶表
示装置で、共通電極が信号配線よりも液晶層側に位置す
るように重畳され、共通電極の走査配線側の端部が互い
に連結され、この連結部が走査配線と略平行であり、液
晶層と一対の基板との二つの界面における液晶分子の配
向制御方向がほぼ平行であり、一方の偏光板の偏光軸と
界面における液晶分子の配向制御方向とがほぼ一致して
おり、かつその配向制御方向が、走査配線と直交方向で
ある構成。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス液晶表示装置に関わり、特にＩＰＳ（In-Plane Swi
tching）方式のアクティブマトリクス液晶表示装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、基板間に挟まれた液晶
層の液晶分子に電界を加えることにより液晶分子の配向
方向を変化させ、それにより生じる液晶層の光学特性の
変化を利用して表示を行う。従来のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置は、液晶の光旋光性を利用して表示を
行うツイスティッドネマティック（ＴＮ）表示方式に代
表されるように、液晶に印加する電界の方向が基板界面
にほぼ垂直な方向に設定されていた。一方櫛歯状の電極
を用いて、液晶に印加する電界の方向を基板に対してほ
ぼ平行な方向とし、液晶の複屈折性を利用して表示を行
う方式（横電界方式）が、例えば特公昭６３−２１９０
７号公報，特表平５−５０５２４７号公報により提案さ
れている。この横電界方式は従来のＴＮ方式に比べて広
視野角という利点があり、アクティブマトリクス型液晶
表示装置として有望な技術である。

【０００３】この横電界方式では、光を透過する領域の
有効面積、すなわち開口率を大きくすることが困難であ
るという問題がある。そのため表示時の輝度を向上させ
るためにはバックライトの輝度を向上させる必要があ
り、消費電力が高い。これに対しては、共通電極を信号
配線上に絶縁層を介して重畳させることにより、開口率
の向上を図る方法が提案されている（ＷＯ９８／４７０
４４，特開平１１−2836号公報，特開平１１−１１９２
５２号公報，特開平１０−１４８８２６号公報）。

【０００４】この方法では、共通電極と信号配線の重畳
部分が液晶駆動に関わらず黒表示となるために、カラー
フィルタの信号配線方向のブラックマトリクスを省略す
ることができる。また、同じく共通電極と信号配線電極
とを重畳させた構造の横電界方式で、画素内の共通電極
端部を接続させた電極構造も提案されている（特開平１
０−１８６４０号公報）。さらに共通電極の接続部分を
走査配線上にも重畳させる、すなわち共通電極を信号配
線上と走査配線上の両方に重畳させる電極構造も提案さ
れている（特開２０００−８９２４０号公報）。この構
造では、通常のカラーフィルタの構成要素であるブラッ
クマトリクスを省略することが可能である。これらの公
知の技術は、いずれも横電界方式において開口率向上の
ための技術である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】共通電極を信号配線電
極上に絶縁層を介して重畳させることにより開口率の向
上を図る方法では、画素内表面での段差が大きいため、
画素内で液晶の配向制御力、すなわちラビング強度のば
らつきが発生する。特に共通電極が酸化物導電体である
場合では、金属電極と比較し膜厚が厚いためにそれが顕
著で、段差部ではラビング強度が弱いために、残像や配
向不良などの画質低下をもたらす。さらに共通電極，画
素電極と走査配線との間に発生する漏れ電界により光漏
れが発生するため、カラーフィルタの走査配線方向にブ
ラックマトリクスを形成する必要があり、開口率向上の
妨げとなる。

【０００６】一方、特開平１０−１８６４０号公報に記
載の共通電極の端部を接続した電極構造では、やはり同
様に走査配線と共通電極接続部分間で光漏れが発生し、
走査配線から共通電極接続部分を含んだ範囲をカラーフ
ィルタのブラックマトリクスで遮光する必要があり、開
口率の向上を妨げている。

【０００７】また特開平１０−１８６４０号公報記載の
前記問題点を解決するために提案された特開２０００−
８９２４０号公報記載の電極構造では、走査配線と共通
電極接続部分間での光漏れが抑制され、これによってカ
ラーフィルタ上のブラックマトリクスを信号配線方向，
走査配線方向ともに省略することができ、開口率の向上
とブラックマトリクスの省略により低コスト化が可能と
なる。しかしながら走査配線とそれに重畳している共通
電極間に新たに負荷容量が形成され、それが走査信号の
劣化をもたらし、画質低下などの問題を生じる。さらに
これらの電極構造では、画素電極端部と共通電極間に印
加される電界によって、液晶分子が所望の方向とは逆方
向に回転してしまう、いわゆる逆回転ドメインを発生
し、コントラストの低下などの画質劣化をもたらす。

【０００８】横電界方式の液晶表示装置における逆回転
ドメイン抑制の方法としては、特開平１０−２６７６７
号公報に提案されている。しかしながら、共通電極端部
を連結した電極構造における逆回転ドメイン防止の方法
については提案されていない。

【０００９】さらに、特開平１１−１１９２５２号公報
及び特開２０００−８９２４０号公報記載のカラーフィ
ルタ上のブラックマトリクスを省略した液晶表示装置で
は、隣接する画素間のカラーフィルタの継ぎ目から外光
が侵入し、それが配線電極上で反射することで、黒表示
時の輝度向上、すなわちコントラストの低下をもたら
す。さらにスイッチングトランジスタ素子周辺で発生す
る電界も、液晶の配向を乱し、結果として黒表示時の輝
度向上、すなわちコントラストの低下をもたらす。

【００１０】そこで本発明の目的は、高画質かつ高開口
率な横電界方式のアクティブマトリクス液晶表示装置を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本出願の一実施態様によ
れば、少なくとも一方が透明な一対の基板と、この一対
の基板に狭持された誘電異方性が正の液晶層を備え、前
記一対の基板の一方には複数の走査配線と、それらの走
査配線にマトリクス状に形成された複数の信号配線と、
これら複数の走査配線と信号配線のそれぞれの交点に対
応して形成された複数のスイッチング素子とを備え、前
記走査配線と信号配線により囲まれる領域で少なくとも
一つの画素を構成し、前記スイッチング素子に接続され
たくし歯状の画素電極と、前記基板の法線方向からみ
て、前記くし歯状の画素電極と咬み合うように形成され
たくし歯状の共通電極と、前記共通電極を連結する共通
配線と、前記液晶層を挟んで配置され偏光軸が互いにほ
ぼ直交した一対の偏光板とを備えたアクティブマトリク
ス液晶表示装置で、前記複数の信号配線と前記共通電極
が絶縁層を介して、前記共通電極が前記信号配線よりも
液晶層側に位置するように重畳しており、前記共通電極
の走査配線側の端部が互いに連結され、連結部が走査配
線と略平行であり、前記液晶層と前記一対の基板との二
つの界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ平行で
あり、一方の偏光板の偏光軸と前記界面における液晶分
子の配向制御方向とがほぼ一致しており、かつその配向
制御方向が、前記走査配線と直交方向であるという構成
である。

【００１２】本出願の別の実施態様によれば、少なくと
も一方が透明な一対の基板と、この一対の基板に狭持さ
れた誘電異方性が正の液晶層を備え、前記一対の基板の
一方には複数の走査配線と、それらの走査配線にマトリ
クス状に形成された複数の信号配線と、これら複数の走
査配線と信号配線のそれぞれの交点に対応して形成され
た複数のスイッチング素子とを備え、前記走査配線と信
号配線により囲まれる領域で少なくとも一つの画素を構
成し、前記スイッチング素子に接続されたくし歯状の画
素電極と、前記基板の法線方向からみて、前記くし歯状
の画素電極と咬み合うように形成されたくし歯状の共通
電極と、前記共通電極を連結する共通配線と、前記液晶
層を挟んで配置され偏光軸が互いにほぼ直交した一対の
偏光板とを備えたアクティブマトリクス液晶表示装置
で、前記複数の信号配線と前記共通電極が絶縁層を介し
て、前記共通電極が前記信号配線よりも液晶層側に位置
するように重畳しており、前記共通電極の走査配線側の
端部が互いに連結され、連結部が走査配線と略平行であ
り、前記一対の基板の液晶層に接する２つの面上での液
晶配向を付与するためのラビング処理の方向がほぼ平行
であり、一方の偏光板の偏光軸と基板のラビング方向と
がほぼ一致しており、かつそのラビング方向が前記走査
配線と直交方向である構成である。

【００１３】これらの実施態様によれば、共通電極の走
査配線側の端部が互いに連結され、連結部が走査配線と
略平行であり、前記液晶層と前記一対の基板との二つの
界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ平行であ
り、一方の偏光板の偏光軸と前記界面における液晶分子
の配向制御方向とがほぼ一致していることによって、共
通電極の連結部と走査配線間に発生する漏れ電界の方向
と、液晶分子の配向制御方向、つまり電圧無印加時の液
晶分子の配向方向とが略平行となることである。液晶層
の誘電異方性が正であるので、共通電極の連結部と走査
配線間に発生する漏れ電界によって、共通電極の連結部
と走査配線間の液晶分子が、一方の偏光板の偏光軸方向
と平行な方向に揃えられることになる。これによって、
共通電極の段差部で、ラビング強度が弱い場合でも、漏
れ電界による液晶分子の配向効果により、段差部での液
晶の配向不良や残像といった課題を解決することができ
る。特に前記共通電極がインジウム錫酸化物，インジウ
ム亜鉛酸化物（ＩＴＯ）等の酸化物導電体で構成されて
いる場合には電極の膜厚が金属電極より厚いため、その
効果が顕著である。

【００１４】また、これらの実施態様では、画素電極の
走査線側の端部が前記共通電極と絶縁層を介して重畳し
ていることを特徴とする。さらに前記画素電極の走査線
側の端部が、電圧印加により液晶分子が回転する方向に
屈曲しており、画素電極の長手方向と該屈曲部分のなす
角度が、画素電極の長手方向と前記共通電極の連結部分
とのなす角度以下であることを特徴とする。これによっ
て、画素内での逆回転ドメイン発生を抑制し、コントラ
スト低下を抑制することができる。これは画素電極端部
と共通電極間に液晶分子を所望の方向とは逆の方向に回
転させる電界の発生を抑制できるためである。

【００１５】またこの構成で、前記電極群を備えた基板
に相対して配置されるもう一方の基板にカラーフィルタ
を備えたことを特徴とする。このカラーフィルタは、
赤，青，緑に着色した樹脂と、オーバーコート用樹脂か
らのみ形成する、すなわち通常のカラーフィルタで遮光
のために用いられるブラックマトリクスを省略すること
ができる。これは以下に示す本発明の効果による。共通
電極と信号配線の重畳部分が液晶駆動に関わらず黒表示
となるために、カラーフィルタの信号配線方向のブラッ
クマトリクスを省略することができる。さらに前記共通
電極の連結部と走査配線間に漏れ電界が発生しても、基
板の法線方向から見て共通電極の連結部と走査配線間に
存在する液晶分子は、その誘電異方性が正であるため、
基板面内で回転することがない。つまり漏れ電界が発生
しても液晶分子の配向方向は一方の偏光板の偏光軸とほ
ぼ一致しているため、常に黒表示となり遮光の必要がな
い。これによって走査配線方向のブラックマトリクスも
省略することができる。つまりカラーフィルタ上のブラ
ックマトリクスを全て省略できることで大幅な低コスト
化が可能となる。なお、ブラックマトリクスを用いる場
合でも、上記効果から、比較的光透過率の高い（ＯＤ値
の低い）ブラックマトリクスでも十分に遮光効果を得る
ことができる。

【００１６】ブラックマトリクスが無いことで、上下基
板の重ね合わせの裕度が増し、歩留まりの向上、ひいて
は低コスト化が実現できる。本発明では、より上下基板
の重ね合わせの裕度を増大させるに、基板がずれても表
示領域がカラーフィルタ領域内に重ね合わせることがで
きるよう、表示画面領域よりもカラーフィルタ領域の方
が大きいことを特徴とする。また本発明では、隣接する
画素のカラーフィルタが、前記信号配線上もしくは前記
走査配線上で互いに重なり合っていることを特徴とす
る。これはブラックマトリクスを省略したことで、隣接
するカラーフィルタの継ぎ目部分から外光が侵入し、そ
の光が信号配線及び走査配線上で反射することによりコ
ントラストが低下することを抑制するためである。この
構成により、隣接画素の継ぎ目部分の光透過率を低く
し、外光の侵入を抑制する。さらに前記信号配線上もし
くは前記走査配線上で隣接画素のカラーフィルタが互い
に重なり合っている部分の厚さが、互いに重なり合って
いない部分の厚さよりも大きいことを特徴とする。これ
によって、侵入してきた外光のうち配線上へ直進する成
分を減少させることができる。

【００１７】これらの実施態様では、信号配線を前記共
通電極との間の絶縁層としてカラーフィルタを備えたこ
とを特徴とする。絶縁層として赤，青，緑に着色した層
を用いることによって、絶縁層とカラーフィルタを一方
の基板上で兼用することができる。これによって、ます
ます上下基板の重ね合わせの裕度が増し、歩留まりの向
上、ひいては低コスト化が実現できる。この場合も同様
に、カラーフィルタは赤，青，緑に着色した樹脂と、オ
ーバーコート用樹脂からのみ形成することが可能で、ブ
ラックマトリクスを省略することができる。

【００１８】さらにこれらの実施態様では、スイッチン
グトランジスタ素子周辺で発生する電界によって引き起
こされる光漏れを遮光し、コントラストを向上させるた
めに、前記共通電極と前記スイッチング素子が絶縁層を
介して、前記共通電極が前記スイッチング素子よりも液
晶層側に位置するように重畳し、基板の法線方向から見
て、スイッチング素子領域よりも重畳部分の共通電極領
域の方が大きいことを特徴とする。これにより共通電極
によって光漏れを引き起こす電界が遮断され、光漏れが
抑制される。また、前記一対の基板の間隙を維持するた
めのスペーサを、前記基板の法線方向からみて、前記ス
イッチング素子とほぼ同じ位置に設置し、スイッチング
素子周辺を遮光することを特徴とする。さらに隣接する
画素のカラーフィルタを、前記基板の法線方向からみ
て、前記スイッチング素子とほぼ同じ位置で、前記スイ
ッチング素子領域よりも大きい領域で互いに重なり合う
ように設置することで、スイッチング素子周辺を遮光す
ることを特徴とする。

【００１９】本出願の別の実施態様によれば、少なくと
も一方が透明な一対の基板と、この一対の基板に狭持さ
れた液晶層とを有する液晶表示装置で、液晶層は誘電異
方性が正の液晶層であり、一対の基板の一方の基板に
は、複数の走査配線と、それらの走査配線に交差して配
置された複数の信号配線と、これら複数の走査配線と信
号配線のそれぞれの交点に対応して形成された複数のス
イッチング素子とを有し、走査配線と信号配線により囲
まれる領域に対応して画素を構成しており、スイッチン
グ素子に接続され、信号配線の伸びる方向に伸びた画素
電極と、信号配線の伸びる方向に伸び、信号配線とは少
なくとも１層の絶縁層を介して液晶層側に、画素電極を
挟み込むように配置された少なくとも２本の共通電極
と、少なくとも２本の共通電極を連結する連結部とを有
し、液晶層を挟んで配置され、偏光軸が互いにほぼ直交
した一対の偏光板とを有し、共通電極のうち、少なくと
も２本の共通電極が前記信号配線に重畳するように配置
されており、連結部は走査配線が伸びる方向に走査配線
と近接して配置されており、液晶層と一対の基板との二
つの界面における液晶分子の配向制御方向がほぼ平行で
あり、一対の偏光板のうち一方の偏光板の偏光軸と、界
面における液晶分子の配向制御方向とがほぼ一致してお
り、かつその配向制御方向が、走査配線と直交方向であ
るという構成を有するものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明を実施例により詳細に説明
する。

【００２１】（実施例１）図１は、本発明の第１の実施
形態である液晶表示装置の単位画素における各種電極の
平面構造を示した図である。１０１はＩＴＯで形成した
共通電極、１０２はクロムで形成した信号配線、１０３
はクロムで形成した画素電極、１０４はクロムで形成し
た走査電極、１０５はアモルファスシリコンで形成した
半導体層である。１０６は共通電極の走査配線側の端部
を連結した部分で、１０４の走査電極と略平行に配置さ
れている。１０２，１０３及び１０５によりスイッチン
グトランジスタ素子(薄膜トランジスタ：ＴＦＴ)を形成
している。なお、アモルファスシリコン以外に半導体層
としてポリシリコンを用いても良い。スイッチングトラ
ンジスタ素子としては、他に薄膜ダイオードも使用可能
であるが、スイッチング素子としての動作特性により優
れたＴＦＴの使用が好ましい。共通電極１０１は前記ス
イッチングトランジスタ素子部分と重畳している。図中
１０７は基板の構成要件ではなく、液晶分子の配向制御
方向を示している。この液晶分子の配向制御方向は１０
６及び１０４と直交している。

【００２２】図２は図１における画素部をＡ−Ａ′線で
切断した断面構造を示している。図中２０１は共通電
極、２０２は信号配線、２０３は画素電極、２０４はガ
ラス基板、２０５，２０８は窒化シリコンで形成した絶
縁層、２０６は有機絶縁層、２０７はポリイミドで形成
された配向制御膜である。２０１と２０２は２０６を介
して重畳している。図３は図１における画素部をＢ−
Ｂ′線で切断した断面構造を示している。図中３０１は
共通電極の連結部分、３０２は画素電極、３０３は走査
配線、３０４はガラス基板、３０５，３０８は絶縁層、
３０６は有機絶縁層、３０７は配向制御膜である。図に
示すとおり、共通電極３０１と画素電極３０２は有機絶
縁層３０６を介して重畳している。

【００２３】次に本発明の前提となる横電界方式の動作
原理を図４の一例を用いて説明する。図４は、横電界方
式の液晶パネル内での液晶の動作を示す図で、（ａ），
(ｂ)は側断面図を、（ｃ），（ｄ）は平面図を表す。な
お、表示素子全体ではストライプ状の電極をマトリクス
状に形成して複数の画素を構成するが、図４では一画素
の部分を示したものである。図５に電界５０３の方向に
対する、偏光板透過軸方向５０２のなす角Φｐおよび基
板界面近傍での液晶分子長軸（光学軸）の配向方向５０
１のなす角ΦＬＣの定義を示す。

【００２４】図４（ａ）に電圧無印加時の液晶の状態
を、図４（ｃ）にその時の平面図を示す。透明な一対の
基板４０４，４０４′の内側にストライプ状の電極４０
１，４０３，４１０が形成され、その上に配向制御膜４
０７が形成されている。そして、両基板間には液晶組成
物層が挟持されている。基板間隔はスペーサ(不図示)に
より保持されている。棒状の液晶分子４１１は、電界無
印加時には４５度≦｜ΦＬＣ｜＜９０度となるように、
配向制御膜４０７により矢印で示す初期配向方向４１２
に配向されている。なお、液晶の誘電異方性は正であ
る。ΦＬＣ＝９０度でないのは、電界に対して液晶分子
の動く方向を一方向に規定するためである。すなわち図
４中で、液晶分子４１１が電界方向４１３に対して、か
ならず共通電極４０１から画素電極４０３の方向に、ま
た画素電極４０３から共通電極４１０の方向に動くよう
に設定するためである。ΦＬＣ＝９０度とすると、液晶
分子４１１が図上で左回り，右回り（時計回り）どちら
の方向にも動いてしまい、ドメインが発生し表示不良と
なってしまうためである。

【００２５】次に、図４（ｂ），（ｄ）に示すように、
電極４０１，４０３，４１０に電界４１３を印加する
と、右回りに液晶分子４１１がその向きを変える。この
とき液晶組成物層の屈折率異方性と偏光板４０９，４０
９′の作用により本液晶素子の光学特性が変化し，この
変化により表示を行う。

【００２６】本発明の液晶表示装置では、一対の偏光板
を供えた横電界方式の液晶表示装置であって、前記一対
の偏光板の偏光軸（６０２，６０２′）が互いにほぼ直
交しており、前記液晶層と前記一対の基板との二つの界
面における液晶分子の配向制御方向（６０１，６０
１′）がほぼ平行であり、一方の偏光板の偏光軸と液晶
分子の配向制御方向とがおおむね一致している。図６に
その配置を示す。このような配置にすると、低電圧時に
黒表示、高電圧時に白表示、すなわち電圧の上昇に伴っ
て輝度が上昇する、いわゆるノーマリークローズの表示
装置となる。この配置にすることにより、より黒表示の
輝度が低く、従って高コントラストな液晶表示装置を得
ることができる。一方で一対の偏光板の偏光軸，液晶分
子の配向制御方向が全て平行な場合は、表示は可能であ
るが、黒輝度が高く、コントラストが低くなってしま
う。

【００２７】本発明の作用を上記横電界方式の動作原理
をもとに説明する。まず図１において、信号配線１０２
と共通電極１０１が重畳した部分では、液晶に電界がほ
とんど印加されないため、液晶分子が駆動されない。従
って、ノーマリークローズの条件下では常に黒表示とな
る。次に略平行に配置された共通電極の連結部分701
（図１では１０６）と走査配線７０２（図１では１０
４）との間には図７に示すようにそれらと直交する方向
に漏れ電界７０３が発生する。本発明では液晶の配向制
御方向７０４（図１では１０７）が走査配線７０２と直
交する方向、すなわち前記漏れ電界７０３とおおむね平
行方向である。本発明の液晶材料の誘電率異方性は正で
あるので、この漏れ電界によっては駆動されない。従っ
て配向制御方向は一方の偏光軸７０５と平行のままであ
り、黒表示となる。さらにラビング強度が弱い場合で
も、漏れ電界によって偏光軸と平行な方向に液晶分子が
揃えられ、同様に共通電極の連結部分７０１と走査配線
７０２との間隙は黒表示となる。図７に示した共通電
極，走査配線，液晶初期配向方向，偏光板の偏光軸の配
置構成であれば、画素構造に関わりなく同様の効果が得
られる。

【００２８】例えば図８は、図１と同様の効果を得るこ
とができる電極構造の例である。これらの電極構造で
も、図７に示したのと同様の、信号配線８０２及び、共
通電極の連結部分８０６と走査電極８０４との間隙は黒
表示となる効果が得られる。

【００２９】図９は、本発明の第１の実施形態である液
晶表示装置の、３画素におけるカラーフィルタの平面構
造および断面図を示した図である。図中９０１，９０
２，９０３はそれぞれ赤，青，緑に着色したカラーフィ
ルタ、９０４はガラス基板、９０５はオーバーコート膜
である。９０１，９０２，９０３のぞれぞれが図１の単
位画素に相当する。９０１，９０２，９０３のカラーフ
ィルタは隣接する部分において互いに重なり合うよう
に、かつ重なり合った部分が重なり合っていない部分よ
りも厚膜となるように配置する。このように本実施例の
カラーフィルタは、通常の液晶表示装置で用いられてい
るブラックマトリクスを有していない。先に述べたとお
り、このような構成にすることで、カラーフィルタの継
ぎ目からの外光の進入を抑制することができ、黒表示時
の輝度を低下、すなわち高コントラスト化が可能となっ
た。

【００３０】

【発明の効果】本発明によると、高画質かつ高開口率な
横電界方式のアクティブマトリクス液晶表示装置を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態である液晶表示装置
の、単位画素部の電極群の配置を示す平面模式図。

【図２】本発明の液晶表示装置の、単位画素部の電極
群，絶縁層，配向膜層の配置を示す断面模式図。

【図３】本発明の液晶表示装置の、単位画素部の電極
群，絶縁層，配向膜層の配置を示す断面模式図。

【図４】本発明の横電界方式の液晶表示装置における液
晶の動作原理を示す模式図。

【図５】本発明の液晶表示装置の、電界方向に対する液
晶分子長軸配向方向と偏光板の偏光透過軸のそれぞれが
なす角を示す図。

【図６】本発明の液晶表示装置の、液晶分子の配向方向
と偏光板の偏光透過軸との関係を示す図。

【図７】本発明の効果を説明する模式図。

【図８】本発明の第２の実施形態である液晶表示装置
の、単位画素部の電極群の配置を示す平面模式図。

【図９】本発明の第１の実施形態である液晶表示装置
の、３つの画素部のカラーフィルタの配置を示す平面お
よび断面模式図。

【符号の説明】

１０１，２０１，３０１，４０１，４１０,８０１…共
通電極、１０２,２０２，４０２，８０２…信号配線、
１０３，２０３，３０２，４０３，８０３…画素電極、
１０４，８０４…走査電極、１０５，８０５…半導体
層、１０６，７０１，８０６…共通電極の走査配線側の
端部を連結した部分、１０７,４１２,７０４，８０７…
液晶の初期配向方向、２０４，３０４,４０４,９０４…
基板、２０５，２０８，３０５，３０８，４０５，４０
８…絶縁層、２０６，３０６，４０６…有機絶縁層、２
０７，３０７，４０７…配向膜、３０３，７０２…走査
配線、４０９…偏光板、４１１…液晶分子、４１３…電
界、５０１，６０１…液晶の配向方向、５０２…偏光板
の偏光軸方向、５０３…電界方向、５０４，６０３…電
極、６０２，７０５，７０６…偏光板の偏光軸、７０３
…共通電極の走査配線側の端部を連結した部分と操作配
線の間に発生する電界、９０１…赤色カラーフィルタ、
９０２…青色カラーフィルタ、９０３…緑色カラーフィ
ルタ、９０５…オーバーコート膜。

───────────────────────────────────────────────────── 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 9/35 9/35 (72)発明者 山本 恒典 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 仲吉 良彰 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所ディスプレイグループ内 (72)発明者 近藤 克己 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BB03 BC22 2H089 LA12 PA05 QA05 RA09 SA12 SA13 SA16 TA02 TA09 TA12 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA34Y FD08 FD09 FD21 GA02 GA07 GA08 GA13 HA09 LA03 LA13 LA17 2H092 GA14 GA15 GA17 GA21 GA25 HA04 JA24 JA42 JA44 JB05 JB33 NA04 NA07 PA03 PA08 PA11 QA09 5C094 AA06 AA10 BA03 BA43 CA19 DA15 EA04 EA07 EC03 ED03

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも一方が透明な一対の基板と、こ
   の一対の基板に狭持された誘電異方性が正の液晶層を備
   え、前記一対の基板の一方には複数の走査配線と、それ
   らの走査配線にマトリクス状に形成された複数の信号配
   線と、これら複数の走査配線と信号配線のそれぞれの交
   点に対応して形成された複数のスイッチング素子とを備
   え、前記走査配線と信号配線により囲まれる領域で少な
   くとも一つの画素を構成し、前記スイッチング素子に接
   続されたくし歯状の画素電極と、前記基板の法線方向か
   らみて、前記くし歯状の画素電極と咬み合うように形成
   されたくし歯状の共通電極と、前記共通電極を連結する
   共通配線と、前記液晶層を挟んで配置され偏光軸が互い
   にほぼ直交した一対の偏光板とを備えたアクティブマト
   リクス液晶表示装置において、 前記複数の信号配線と前記共通電極が絶縁層を介して形
   成され、 前記共通電極が前記信号配線よりも液晶層側に位置する
   ように重畳しており、 前記共通電極の走査配線側の端部が互いに連結され、こ
   の連結部が走査配線と略平行であり、 前記液晶層と前記一対の基板との二つの界面における液
   晶分子の配向制御方向がほぼ平行であり、 一方の偏光板の偏光軸と前記界面における液晶分子の配
   向制御方向とがほぼ一致しており、かつその配向制御方
   向が、前記走査配線と直交方向であることを特徴とする
   アクティブマトリクス液晶表示装置。
2. 【請求項２】少なくとも一方が透明な一対の基板と、こ
   の一対の基板に狭持された誘電異方性が正の液晶層を備
   え、前記一対の基板の一方には複数の走査配線と、それ
   らの走査配線にマトリクス状に形成された複数の信号配
   線と、これら複数の走査配線と信号配線のそれぞれの交
   点に対応して形成された複数のスイッチング素子とを備
   え、前記走査配線と信号配線により囲まれる領域で少な
   くとも一つの画素を構成し、前記スイッチング素子に接
   続されたくし歯状の画素電極と、前記基板の法線方向か
   らみて、前記くし歯状の画素電極と咬み合うように形成
   されたくし歯状の共通電極と、前記共通電極を連結する
   共通配線と、前記液晶層を挟んで配置され偏光軸が互い
   にほぼ直交した一対の偏光板とを備えたアクティブマト
   リクス液晶表示装置において、 前記複数の信号配線と前記共通電極が絶縁層を介して形
   成され、 前記共通電極が前記信号配線よりも液晶層側に位置する
   ように重畳しており、 前記共通電極の走査配線側の端部が互いに連結され、こ
   の連結部が走査配線と略平行であり、 前記一対の基板の液晶層に接する２つの面上での液晶配
   向を付与するためのラビング処理の方向がほぼ平行であ
   り、 一方の偏光板の偏光軸と基板のラビング方向とがほぼ一
   致しており、かつそのラビング方向が前記走査配線と直
   交方向であることを特徴とするアクティブマトリクス液
   晶表示装置。
3. 【請求項３】請求項１または２において、前記共通電極
   がインジウム錫酸化物，インジウム亜鉛酸化物等の酸化
   物導電体で構成されていることを特徴とするアクティブ
   マトリクス液晶表示装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれか１項に記載のアク
   ティブマトリクス液晶表示装置において、前記画素電極
   の走査線側の端部が前記共通電極と絶縁層を介して重畳
   していることを特徴とするアクティブマトリクス液晶表
   示装置。
5. 【請求項５】請求項４において、前記画素電極の走査線
   側の端部が、電圧印加により液晶分子が回転する方向に
   屈曲しており、画素電極の長手方向と該屈曲部分のなす
   角度が、画素電極の長手方向と前記共通電極の連結部分
   とのなす角度以下であることを特徴とするアクティブマ
   トリクス液晶表示装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれか１項に記載のアク
   ティブマトリクス液晶表示装置において、前記電極群を
   備えた基板に相対して配置されるもう一方の基板にカラ
   ーフィルタを備えたことを特徴とするアクティブマトリ
   クス液晶表示装置。
7. 【請求項７】請求項１〜５のいずれか１項に記載のアク
   ティブマトリクス液晶表示装置において、前記信号配線
   を前記共通電極との間の絶縁層としてカラーフィルタを
   備えたことを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示
   装置。
8. 【請求項８】請求項６または７において、前記カラーフ
   ィルタは赤，青，緑に着色した樹脂と、オーバーコート
   用樹脂からのみ形成されていることを特徴とするアクテ
   ィブマトリクス液晶表示装置。
9. 【請求項９】請求項６または７において、前記カラーフ
   ィルタは、ブラックマトリクスを省略したことを特徴と
   するアクティブマトリクス液晶表示装置。
10. 【請求項１０】請求項１〜９のいずれか１項に記載のア
    クティブマトリクス液晶表示装置において、前記共通電
    極と前記スイッチング素子が絶縁層を介して、前記共通
    電極が前記スイッチング素子よりも液晶層側に位置する
    ように重畳し、基板の法線方向から見て、スイッチング
    素子領域よりも重畳部分の共通電極領域の方が大きいこ
    とを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装置。
11. 【請求項１１】請求項１〜１０のいずれか１項に記載の
    アクティブマトリクス液晶表示装置において、前記一対
    の基板の間隙を維持するためのスペーサが、前記基板の
    法線方向からみて、前記スイッチング素子とほぼ同じ位
    置に設置されていることを特徴とするアクティブマトリ
    クス液晶表示装置。
12. 【請求項１２】請求項８または９において、隣接する画
    素のカラーフィルタが、前記基板の法線方向からみて、
    前記スイッチング素子とほぼ同じ位置で、前記スイッチ
    ング素子領域よりも大きい領域で互いに重なり合ってい
    ることを特徴とするアクティブマトリクス液晶表示装
    置。
13. 【請求項１３】請求項６において、表示画面領域よりも
    カラーフィルタ領域の方が大きいことを特徴とするアク
    ティブマトリクス液晶表示装置。
14. 【請求項１４】請求項８または９において、隣接する画
    素のカラーフィルタが、前記信号配線上もしくは前記走
    査配線上で互いに重なり合っていることを特徴とするア
    クティブマトリクス液晶表示装置。
15. 【請求項１５】請求項１４において、前記信号配線上も
    しくは前記走査配線上で隣接画素のカラーフィルタが互
    いに重なり合っている部分の厚さが、互いに重なり合っ
    ていない部分の厚さよりも大きいことを特徴とするアク
    ティブマトリクス液晶表示装置。
16. 【請求項１６】少なくとも一方が透明な一対の基板と、
    この一対の基板に狭持された液晶層とを有する液晶表示
    装置において、 前記液晶層は、誘電異方性が正の液晶層であり、 前記一対の基板の一方の基板には、複数の走査配線と、
    それらの走査配線に交差して配置された複数の信号配線
    と、これら複数の走査配線と信号配線のそれぞれの交点
    に対応して形成された複数のスイッチング素子とを有
    し、前記走査配線と信号配線により囲まれる領域に対応
    して画素を構成しており、前記スイッチング素子に接続
    され、前記信号配線の伸びる方向に伸びた画素電極と、
    前記信号配線の伸びる方向に伸び、前記信号配線とは少
    なくとも１層の絶縁層を介して前記液晶層側に、前記画
    素電極を挟み込むように配置された少なくとも２本の共
    通電極と、該少なくとも２本の共通電極を連結する連結
    部とを有し、 前記液晶層を挟んで配置され、偏光軸が互いにほぼ直交
    した一対の偏光板とを有し、 前記共通電極のうち、少なくとも２本の共通電極が前記
    信号配線に重畳するように配置されており、 前記連結部は、前記走査配線が伸びる方向に前記走査配
    線と近接して配置されており、 前記液晶層と前記一対の基板との二つの界面における液
    晶分子の配向制御方向がほぼ平行であり、 前記一対の偏光板のうち一方の偏光板の偏光軸と、前記
    界面における液晶分子の配向制御方向とがほぼ一致して
    おり、かつその配向制御方向が、前記走査配線と直交方
    向であることを特徴とするアクティブマトリクス液晶表
    示装置。