JP3031317B2 - アクティブマトリクス液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス液晶表示装置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
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
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- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
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- G—PHYSICS
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Description
【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に係り、特
に、横電界駆動方式を用いたアクティブマトリクス型の
液晶表示装置に関する。
に、横電界駆動方式を用いたアクティブマトリクス型の
液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜電界効果型トランジスタ（ＴＦＴ）
を画素のスイッチング素子として用いるアクティブマト
リクス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）は高品位の画質を有
し、形態型コンピュータの表示デバイスあるいは最近で
は省スペースのデスクトップコンピュータのモニターと
して幅広く用いられている。
を画素のスイッチング素子として用いるアクティブマト
リクス液晶表示装置（ＡＭＬＣＤ）は高品位の画質を有
し、形態型コンピュータの表示デバイスあるいは最近で
は省スペースのデスクトップコンピュータのモニターと
して幅広く用いられている。
【０００３】近年、液晶表示装置の高画質化を目的とし
て、視野角特性を向上させるために、横方向電界を利用
した表示方法が提案されている。この方法は、例えば、
特開平６−１６０８７８号公報に記載されている。この
方法は、同じ基板上に互いに平行に画素電極と対向電極
を形成し、これらの間に電圧を印加して、基板面に平行
な電界を形成することにより、液晶の異方軸（液晶ダイ
レクタ）の向きを変化させ、これによって透過光量を制
御するものである。
て、視野角特性を向上させるために、横方向電界を利用
した表示方法が提案されている。この方法は、例えば、
特開平６−１６０８７８号公報に記載されている。この
方法は、同じ基板上に互いに平行に画素電極と対向電極
を形成し、これらの間に電圧を印加して、基板面に平行
な電界を形成することにより、液晶の異方軸（液晶ダイ
レクタ）の向きを変化させ、これによって透過光量を制
御するものである。
【０００４】この液晶表示方式では、液晶ダイレクタが
基板面内にほぼ平行な向きにのみ動くので、ＴＮモード
の場合のように、液晶ダイレクタが基板面内からはずれ
て立ち上がり、液晶ダイレクタの方向から見込んだとき
と、液晶層法線方向から見込んだときで、透過光量と印
加電圧の関係が大きく異なってしまうといった問題は発
生せず、非常に広い視角から見て、ほぼ同様な画像を得
ることができるという特徴を有する。
基板面内にほぼ平行な向きにのみ動くので、ＴＮモード
の場合のように、液晶ダイレクタが基板面内からはずれ
て立ち上がり、液晶ダイレクタの方向から見込んだとき
と、液晶層法線方向から見込んだときで、透過光量と印
加電圧の関係が大きく異なってしまうといった問題は発
生せず、非常に広い視角から見て、ほぼ同様な画像を得
ることができるという特徴を有する。
【０００５】しかしながら、この表示モードは液晶のツ
イスト変形を主として生じさせるので応答速度が他のモ
ードと比較して遅く、動画を表示させた場合の画像がそ
れほど良好ではないという問題点があった。
イスト変形を主として生じさせるので応答速度が他のモ
ードと比較して遅く、動画を表示させた場合の画像がそ
れほど良好ではないという問題点があった。
【０００６】また、負の誘電率異方性を有する液晶を垂
直配向させ、これをはさむ形で形成した透明電極１８間
に電圧を印加し、図７のように液晶ダイレクタ７を倒す
ようにして、スイッチングさせる方法が提案されている
（例えば、1997 SID International Symposium Digest
of Technical Papers, P.845）。
直配向させ、これをはさむ形で形成した透明電極１８間
に電圧を印加し、図７のように液晶ダイレクタ７を倒す
ようにして、スイッチングさせる方法が提案されている
（例えば、1997 SID International Symposium Digest
of Technical Papers, P.845）。
【０００７】なお、図７において、７は液晶ダイレク
タ、８は出射側偏光板、１０は透明絶縁性基板、１１は
配向膜、１２は入射側偏光板、１８は透明導電膜、２１
は分割境界。２２は電界の向きである。
タ、８は出射側偏光板、１０は透明絶縁性基板、１１は
配向膜、１２は入射側偏光板、１８は透明導電膜、２１
は分割境界。２２は電界の向きである。
【０００８】このように垂直配向を用いる場合、液晶の
応答速度は向上することが知られているが、液晶を全面
一様に配向させ、液晶を一方向に傾倒させた場合、液晶
の倒れてくる方向から斜めに見込むと階調反転が生ずる
という問題がある。従って、この方式により広視野角化
を図る場合、液晶が倒れる方向を１画素内部で決められ
た複数の方向に分割させることが必要である。
応答速度は向上することが知られているが、液晶を全面
一様に配向させ、液晶を一方向に傾倒させた場合、液晶
の倒れてくる方向から斜めに見込むと階調反転が生ずる
という問題がある。従って、この方式により広視野角化
を図る場合、液晶が倒れる方向を１画素内部で決められ
た複数の方向に分割させることが必要である。
【０００９】このように、垂直電界により画素内で液晶
の傾倒する方向を分割するためには、図７のように液晶
を初期配向状態で決められた複数の方向にごくわずかだ
け傾いた配向状態を形成する必要がある。これにより、
垂直電界を印加した場合は、この傾倒量が大きくなる方
向に傾倒するので、傾倒方向を複数の方向に制御するこ
とができる。
の傾倒する方向を分割するためには、図７のように液晶
を初期配向状態で決められた複数の方向にごくわずかだ
け傾いた配向状態を形成する必要がある。これにより、
垂直電界を印加した場合は、この傾倒量が大きくなる方
向に傾倒するので、傾倒方向を複数の方向に制御するこ
とができる。
【００１０】これを実現する手段としては、例えば配向
膜１１のラビング方向を画素内部で変えるなどの方法が
提案されているが、通常プロセスの増加を招くという問
題点がある。また、これを構成するために必要な負の誘
電率異方性を有する液晶材料は限られており、信頼性や
使用温度範囲などに問題があった。
膜１１のラビング方向を画素内部で変えるなどの方法が
提案されているが、通常プロセスの増加を招くという問
題点がある。また、これを構成するために必要な負の誘
電率異方性を有する液晶材料は限られており、信頼性や
使用温度範囲などに問題があった。
【００１１】垂直配向の持つこのような欠点を補う方法
として、図８に示すように、正の誘電率異方性を有する
液晶を垂直配向させ、透明絶縁性基板１０上に設けた櫛
歯電極２４により横方向電界を印加し、これにより液晶
ダイレクタ７を倒す方法が、特公昭５９−７３６７号公
報で開示されている。この方法でも、液晶が完全に垂直
配向した場合、液晶が倒れる方向は２通り存在するの
で、液晶が倒れる方向を一意に決定するためには、予め
液晶の配向方向をどちらかに傾けておく必要がある。
として、図８に示すように、正の誘電率異方性を有する
液晶を垂直配向させ、透明絶縁性基板１０上に設けた櫛
歯電極２４により横方向電界を印加し、これにより液晶
ダイレクタ７を倒す方法が、特公昭５９−７３６７号公
報で開示されている。この方法でも、液晶が完全に垂直
配向した場合、液晶が倒れる方向は２通り存在するの
で、液晶が倒れる方向を一意に決定するためには、予め
液晶の配向方向をどちらかに傾けておく必要がある。
【００１２】また、前述の従来技術と同様、液晶の傾倒
方向が一方向の場合、視野角特性が良くないため、視野
角を広げるためには、画素内部で液晶を倒す方向を分割
する必要がある。従って、前述の従来技術の場合と同
様、画素内部で液晶の初期配向方向を分割しておくこと
が必要となり、液晶表示装置を作製する工程が複雑化
し、製造コストの増大を招くことになる。
方向が一方向の場合、視野角特性が良くないため、視野
角を広げるためには、画素内部で液晶を倒す方向を分割
する必要がある。従って、前述の従来技術の場合と同
様、画素内部で液晶の初期配向方向を分割しておくこと
が必要となり、液晶表示装置を作製する工程が複雑化
し、製造コストの増大を招くことになる。
【００１３】また、特開昭５６−８８１７９号公報で
は、図９に示すように、液晶を挟む２枚の透明絶縁性基
板１０の両側に櫛歯電極２４を形成する方法が開示され
ている。この場合、櫛歯電極２４に電圧を印加した場合
に発生する電界の方向は斜め方向となり、２通りの方向
に斜め電界２２が発生するため、垂直配向させた液晶は
２方向に倒れることになる。しかしながら、２枚の透明
絶縁性基板１０上に２種類の電極を別々に形成するの
で、両者を同一基板に形成する場合と比較して、重ね合
わせ精度が悪いので、電極間隔のばらつきを抑えること
が困難であり、精度よく液晶セルを作製することができ
ないという問題点があった。
は、図９に示すように、液晶を挟む２枚の透明絶縁性基
板１０の両側に櫛歯電極２４を形成する方法が開示され
ている。この場合、櫛歯電極２４に電圧を印加した場合
に発生する電界の方向は斜め方向となり、２通りの方向
に斜め電界２２が発生するため、垂直配向させた液晶は
２方向に倒れることになる。しかしながら、２枚の透明
絶縁性基板１０上に２種類の電極を別々に形成するの
で、両者を同一基板に形成する場合と比較して、重ね合
わせ精度が悪いので、電極間隔のばらつきを抑えること
が困難であり、精度よく液晶セルを作製することができ
ないという問題点があった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、垂直
配向の高速応答性を利用して、高速で広視野角の液晶表
示装置を作製しようという試みは幾つか既に存在するも
のの、材料の信頼性に乏しい負の誘電率異方性を有する
液晶を使用したり、液晶の配向分割などの複雑な作製工
程が必要であったり、電極形成が精度よく行えないな
ど、それぞれに問題点を有していた。
配向の高速応答性を利用して、高速で広視野角の液晶表
示装置を作製しようという試みは幾つか既に存在するも
のの、材料の信頼性に乏しい負の誘電率異方性を有する
液晶を使用したり、液晶の配向分割などの複雑な作製工
程が必要であったり、電極形成が精度よく行えないな
ど、それぞれに問題点を有していた。
【００１５】本発明は、上記の問題点に着目して成され
たものであって、その目的とするところは、特別なプロ
セスの増加を伴うことなく、良好な視野角特性を有し、
応答特性・信頼性に優れた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。
たものであって、その目的とするところは、特別なプロ
セスの増加を伴うことなく、良好な視野角特性を有し、
応答特性・信頼性に優れた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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係るアクティブマトリクス液晶
表示装置は、２枚の透明絶縁性基板のいずれか一方に、
複数の走査線と、これらの複数の走査線に交差する方向
に形成された複数の信号線と、前記走査線と前記信号線
の各交点近傍に設けた複数のスイッチ素子と、これら複
数のスイッチ素子の各々に接続された画素電極とを配置
し、２枚の前記透明絶縁性基板で液晶を挾持させ、前記
透明絶縁性基板の外側に偏光板を配し、前記画素電極に
印加した電圧によって表示を制御するようにしたアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置において、前記液晶は正の
誘電率異方性を有していて、前記透明絶縁性基板に対し
てほぼ垂直に配向してあり、前記画素電極が単数もしく
は複数の線状の電極からなり、かつ前記画素電極の直下
には絶縁膜を介して前記画素電極より幅広に線状の対向
電極を形成し、前記画素電極と前記対向電極の間に印加
される電位差により形成される電界によって、前記液晶
分子の向きを制御するようにしたことを特徴とする。
めに、請求項１の発明に係るアクティブマトリクス液晶
表示装置は、２枚の透明絶縁性基板のいずれか一方に、
複数の走査線と、これらの複数の走査線に交差する方向
に形成された複数の信号線と、前記走査線と前記信号線
の各交点近傍に設けた複数のスイッチ素子と、これら複
数のスイッチ素子の各々に接続された画素電極とを配置
し、２枚の前記透明絶縁性基板で液晶を挾持させ、前記
透明絶縁性基板の外側に偏光板を配し、前記画素電極に
印加した電圧によって表示を制御するようにしたアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置において、前記液晶は正の
誘電率異方性を有していて、前記透明絶縁性基板に対し
てほぼ垂直に配向してあり、前記画素電極が単数もしく
は複数の線状の電極からなり、かつ前記画素電極の直下
には絶縁膜を介して前記画素電極より幅広に線状の対向
電極を形成し、前記画素電極と前記対向電極の間に印加
される電位差により形成される電界によって、前記液晶
分子の向きを制御するようにしたことを特徴とする。
【００１７】かかる構成により、液晶層を垂直配向さ
せ、これを幅広の対向電極の直上に形成した画素電極と
の間に印加した電圧によって、画素電極の両側の液晶を
１８０度異なる２方向に傾倒させることにより、特殊な
プロセスの増加を招くことなく、良好の正面表示特性、
視野角特性、応答特性を有する非常に良好なアクティブ
マトリクス液晶表示装置を得ることができる。
せ、これを幅広の対向電極の直上に形成した画素電極と
の間に印加した電圧によって、画素電極の両側の液晶を
１８０度異なる２方向に傾倒させることにより、特殊な
プロセスの増加を招くことなく、良好の正面表示特性、
視野角特性、応答特性を有する非常に良好なアクティブ
マトリクス液晶表示装置を得ることができる。
【００１８】また、上記の目的を達成するために、請求
項２の発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装置
は、請求項１に記載のアクティブマトリクス液晶表示装
置において、一方の透明絶縁性基板と偏光板との間に、
基板の法線方向に負の一軸屈折率異方性を有する光学補
償層を設けたことを特徴とする。
項２の発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装置
は、請求項１に記載のアクティブマトリクス液晶表示装
置において、一方の透明絶縁性基板と偏光板との間に、
基板の法線方向に負の一軸屈折率異方性を有する光学補
償層を設けたことを特徴とする。
【００１９】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、黒
表示状態の斜め視野からの白浮きを抑制することがで
き、さらに広視野角化を図ることができる。
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、黒
表示状態の斜め視野からの白浮きを抑制することがで
き、さらに広視野角化を図ることができる。
【００２０】また、上記の目的を達成するために、請求
項３の発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装置
は、請求項１又は請求項２に記載のアクティブマトリク
ス液晶表示装置において、前記画素電極を互いに平行に
複数本配置し、隣接する２本の前記画素電極間の中央
に、これらの画素電極と平行に、これらの画素電極の直
下に配してある前記対向電極と間隔をあけて、前記対向
電極に接続された別の線状電極を配した。
項３の発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装置
は、請求項１又は請求項２に記載のアクティブマトリク
ス液晶表示装置において、前記画素電極を互いに平行に
複数本配置し、隣接する２本の前記画素電極間の中央
に、これらの画素電極と平行に、これらの画素電極の直
下に配してある前記対向電極と間隔をあけて、前記対向
電極に接続された別の線状電極を配した。
【００２１】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、液
晶の傾倒方向を分割した２つのドメインの境界を安定に
することができる。
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、液
晶の傾倒方向を分割した２つのドメインの境界を安定に
することができる。
【００２２】また、上記の目的を達成するために、請求
項４の発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装置
は、請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置において、複数の線状の前
記画素電極が、前記信号線に平行に延伸している平行延
伸部分と、この平行延伸部分と直交する方向に延伸して
いる直交延伸部分との両方を有する。
項４の発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装置
は、請求項１又は請求項２又は請求項３に記載のアクテ
ィブマトリクス液晶表示装置において、複数の線状の前
記画素電極が、前記信号線に平行に延伸している平行延
伸部分と、この平行延伸部分と直交する方向に延伸して
いる直交延伸部分との両方を有する。
【００２３】かかる構成により、上記した請求項１の発
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、液
晶ダイレクタが倒れる方向が４方向となり、一層広視野
角化を図ることができる。
明の作用効果と同様な作用効果を奏し得るばかりか、液
晶ダイレクタが倒れる方向が４方向となり、一層広視野
角化を図ることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して詳細に説明する。
て、図面を参照して詳細に説明する。
【００２５】（第１の実施の形態）本発明の第１の実施
の形態を図１乃至図５に示す。図１は本発明に係るアク
ティブマトリクス液晶表示装置（第１の実施の形態）に
おける１画素の平面図、図２は 図１のＡ−Ａ線に沿う
断面図である。
の形態を図１乃至図５に示す。図１は本発明に係るアク
ティブマトリクス液晶表示装置（第１の実施の形態）に
おける１画素の平面図、図２は 図１のＡ−Ａ線に沿う
断面図である。
【００２６】本発明に係るアクティブマトリクス液晶表
示装置は、２枚の透明絶縁性基板１０を備えており、一
方の透明絶縁性基板１０の上には、複数の走査線４と、
これらの走査線４に交差する方向に形成された複数の信
号線６と、走査線４と信号線６の各交点近傍に設けた複
数のスイッチ素子（薄膜電界効果型トランジスタ）とが
配置してあり、また、スイッチ素子の各々に接続された
画素電極２が、これにより幅広の対向電極１直上に、ゲ
ート絶縁膜１４を挟んで形成してある。
示装置は、２枚の透明絶縁性基板１０を備えており、一
方の透明絶縁性基板１０の上には、複数の走査線４と、
これらの走査線４に交差する方向に形成された複数の信
号線６と、走査線４と信号線６の各交点近傍に設けた複
数のスイッチ素子（薄膜電界効果型トランジスタ）とが
配置してあり、また、スイッチ素子の各々に接続された
画素電極２が、これにより幅広の対向電極１直上に、ゲ
ート絶縁膜１４を挟んで形成してある。
【００２７】すなわち、各画素電極２は、島状非晶質シ
リコン５を半導体層、走査線４をゲートとする薄膜電界
効果型トランジスタに接続してあり、走査線４がオンし
た時に信号線６の電位が書き込まれ、対向電極バスライ
ン３により一定電位に保たれた対向電極１との間には、
交流の電圧を印加することができるようにしてある。
リコン５を半導体層、走査線４をゲートとする薄膜電界
効果型トランジスタに接続してあり、走査線４がオンし
た時に信号線６の電位が書き込まれ、対向電極バスライ
ン３により一定電位に保たれた対向電極１との間には、
交流の電圧を印加することができるようにしてある。
【００２８】更に、２本の隣接する画素電極２の間に
は、画素電極２直下の対向電極１とは間隔をおいて、平
行に延伸する領域分割安定化電極２０が形成してある。
そして、一方の透明絶縁性基板１０に設けられたパッシ
ベーション１３の外側には配向膜１１が設けてある。ま
た、他方の透明絶縁性基板１０には光学補償層９が配置
してあり、この光学補償層９に出射側偏光板８が配置し
てあり、他方の透明絶縁性基板１０の外面には配向膜１
１が設けてある。そして、一方及び他方の透明絶縁性基
板１０間には液晶が設けてある。液晶は正の誘電率異方
性を有し、一方及び他方の透明絶縁性基板１０に対して
ほぼ垂直に配向している。
は、画素電極２直下の対向電極１とは間隔をおいて、平
行に延伸する領域分割安定化電極２０が形成してある。
そして、一方の透明絶縁性基板１０に設けられたパッシ
ベーション１３の外側には配向膜１１が設けてある。ま
た、他方の透明絶縁性基板１０には光学補償層９が配置
してあり、この光学補償層９に出射側偏光板８が配置し
てあり、他方の透明絶縁性基板１０の外面には配向膜１
１が設けてある。そして、一方及び他方の透明絶縁性基
板１０間には液晶が設けてある。液晶は正の誘電率異方
性を有し、一方及び他方の透明絶縁性基板１０に対して
ほぼ垂直に配向している。
【００２９】一方の透明絶縁膜性基板１０の外側には入
射側偏光板１２が、他方の透明絶縁膜性基板１０の外側
には出射側偏光板８がそれぞれクロスニコルの状態で配
置してある。入射側偏光板１２の偏光軸は図１に示す画
素電極２の長手方向に対して４５度をなすようにしてあ
る。
射側偏光板１２が、他方の透明絶縁膜性基板１０の外側
には出射側偏光板８がそれぞれクロスニコルの状態で配
置してある。入射側偏光板１２の偏光軸は図１に示す画
素電極２の長手方向に対して４５度をなすようにしてあ
る。
【００３０】入射側偏光板１２の吸収軸はラビング方向
となるようにし、出射側偏光板８の吸収軸はラビング方
向と垂直になるようにしてしてある。これにより、黒表
示状態を斜め視野から見た場合に液晶層で発生するリタ
ーデーションを、光学補償層９によって補償することが
できるので、黒表示状態の斜め視野からの白浮きを抑え
ることができ、良好な表示視野特性を得ることができ
る。
となるようにし、出射側偏光板８の吸収軸はラビング方
向と垂直になるようにしてしてある。これにより、黒表
示状態を斜め視野から見た場合に液晶層で発生するリタ
ーデーションを、光学補償層９によって補償することが
できるので、黒表示状態の斜め視野からの白浮きを抑え
ることができ、良好な表示視野特性を得ることができ
る。
【００３１】画素電極２にしかるべき電位を書き込み、
画素電極２と対向電極１との間に電位差を生じさせる
と、図３（ｂ）のような等電位分布となり、図３（ｃ）
のように画素電極２の長手方向に垂直な方向に透明絶縁
性基板１０に略平行でわずかに傾斜した電界の向きを与
える。これにより、初期には透明絶縁性基板１０に垂直
であった液晶ダイレクタ７は、矢印の向きに傾倒するこ
とになる。
画素電極２と対向電極１との間に電位差を生じさせる
と、図３（ｂ）のような等電位分布となり、図３（ｃ）
のように画素電極２の長手方向に垂直な方向に透明絶縁
性基板１０に略平行でわずかに傾斜した電界の向きを与
える。これにより、初期には透明絶縁性基板１０に垂直
であった液晶ダイレクタ７は、矢印の向きに傾倒するこ
とになる。
【００３２】これにより正面から見た場合、液晶の倒れ
た方向、すなわち、クロスニコルを形成する偏光軸と４
５度をなす方向に屈折率異方性が生じる結果、入射側偏
光板１２の透過光には液晶層でリターデーションが発生
し、これにより透過率が増大する。一般的に印加電圧を
制御することにより、液晶の傾斜角を制御できるので、
これにより透過光量を電圧により制御することができ
る。
た方向、すなわち、クロスニコルを形成する偏光軸と４
５度をなす方向に屈折率異方性が生じる結果、入射側偏
光板１２の透過光には液晶層でリターデーションが発生
し、これにより透過率が増大する。一般的に印加電圧を
制御することにより、液晶の傾斜角を制御できるので、
これにより透過光量を電圧により制御することができ
る。
【００３３】また、図３（ｃ）に示すように画素電極２
の両側で液晶ダイレクタ７の傾倒する方向は１８０度異
なる２方向に別れる。１方向だけに倒れる場合、液晶が
傾倒した方向から透明絶縁性基板１０を斜めに見込む
と、階調反転等が発生して視野角が狭くなる。これに対
して、本発明の第１の実施の形態のように２方向に液晶
が傾倒する場合、２領域が補償しあって、階調反転が起
きにくくなり、視野角特性が良好になる。
の両側で液晶ダイレクタ７の傾倒する方向は１８０度異
なる２方向に別れる。１方向だけに倒れる場合、液晶が
傾倒した方向から透明絶縁性基板１０を斜めに見込む
と、階調反転等が発生して視野角が狭くなる。これに対
して、本発明の第１の実施の形態のように２方向に液晶
が傾倒する場合、２領域が補償しあって、階調反転が起
きにくくなり、視野角特性が良好になる。
【００３４】従来の方法では、このような２方向に傾倒
させるために、配向を領域ごとに分割するなどの方法を
用いており、プロセスの増加を招いていた。本発明の第
１の実施の形態では、このようなプロセスの増加を伴う
ことなく、電極構造のみにより、垂直配向した液晶をほ
ぼ横方向の電界により２方向に倒すことができるので、
広視野で高速な液晶表示を得ることができる。
させるために、配向を領域ごとに分割するなどの方法を
用いており、プロセスの増加を招いていた。本発明の第
１の実施の形態では、このようなプロセスの増加を伴う
ことなく、電極構造のみにより、垂直配向した液晶をほ
ぼ横方向の電界により２方向に倒すことができるので、
広視野で高速な液晶表示を得ることができる。
【００３５】以下、本発明の第１の実施の形態の製作方
法を、具体的数値を用いて説明する。まず、図１に画素
構造を示すようなアクティブマトリクス基板を作成す
る。透明絶縁性基板１０上に、クロム膜を１５０ｍｍ堆
積し、線状の対向電極１及びこれに接続された領域分割
安定化のための線状電極２０及び走査線４及び対向電極
バスライン３からなる形状にパターン化する。しかる後
に、ゲート絶縁膜１４として窒化シリコン膜を４００ｎ
ｍ、半導体層として非晶質シリコン膜を３５０ｎｍ、ｎ
型非晶質シリコン膜を３０ｎｍ堆積し、非晶質シリコン
膜を島状の形状５にパターン化する。
法を、具体的数値を用いて説明する。まず、図１に画素
構造を示すようなアクティブマトリクス基板を作成す
る。透明絶縁性基板１０上に、クロム膜を１５０ｍｍ堆
積し、線状の対向電極１及びこれに接続された領域分割
安定化のための線状電極２０及び走査線４及び対向電極
バスライン３からなる形状にパターン化する。しかる後
に、ゲート絶縁膜１４として窒化シリコン膜を４００ｎ
ｍ、半導体層として非晶質シリコン膜を３５０ｎｍ、ｎ
型非晶質シリコン膜を３０ｎｍ堆積し、非晶質シリコン
膜を島状の形状５にパターン化する。
【００３６】しかる後に、クロム膜を１５０ｍｍ堆積
し、これを信号線６及び画素電極２からなる形状にパタ
ーン化する。その後、パッシベーション膜１３として窒
化シリコン膜を２００ｎｍ堆積し、端子部の電極を露出
されるパターン化を行う。
し、これを信号線６及び画素電極２からなる形状にパタ
ーン化する。その後、パッシベーション膜１３として窒
化シリコン膜を２００ｎｍ堆積し、端子部の電極を露出
されるパターン化を行う。
【００３７】画素電極２の幅は４μｍで、画素電極２の
下側に配する対向電極１は、両側２μｍ幅広にとり、幅
８μｍとした。隣接する２本の画素電極２の中央近傍に
形成する対向電極１に接続された領域分割安定化のため
の線状電極２０の幅は４μｍとなるようにした。
下側に配する対向電極１は、両側２μｍ幅広にとり、幅
８μｍとした。隣接する２本の画素電極２の中央近傍に
形成する対向電極１に接続された領域分割安定化のため
の線状電極２０の幅は４μｍとなるようにした。
【００３８】上述のように作製したアクティブマトリク
ス基板、およびカラーフィルターを有する対向基板（透
明絶縁性基板１０）にこれと接する液晶が垂直に配向す
るような配向膜１１を塗布した。これらを貼り合わせ
て、周辺をシール材で固定し、これに液晶を注入して封
止する。液晶セルギャップｄＬＣは５．５μｍとした。
注入した液晶の屈折率異方性△ｎＬＣ＝０．０７５であ
った。この時、液晶ダイレクタ７の向きは基板（透明絶
縁性基板１０）に対して垂直に配向した。
ス基板、およびカラーフィルターを有する対向基板（透
明絶縁性基板１０）にこれと接する液晶が垂直に配向す
るような配向膜１１を塗布した。これらを貼り合わせ
て、周辺をシール材で固定し、これに液晶を注入して封
止する。液晶セルギャップｄＬＣは５．５μｍとした。
注入した液晶の屈折率異方性△ｎＬＣ＝０．０７５であ
った。この時、液晶ダイレクタ７の向きは基板（透明絶
縁性基板１０）に対して垂直に配向した。
【００３９】さらに、光学補償層９を対向基板（透明絶
縁性基板１０）の外側に配した。光学補償層９は、負の
一軸屈折率異方性を有するもので、屈折率異方軸の向き
は透明絶縁性基板１０に垂直となるようにした。光学補
償層９の屈折率異方性△ｎＦと層厚ｄＦとの積△ｎＦ・
ｄＦは１６５ｎｍとした。
縁性基板１０）の外側に配した。光学補償層９は、負の
一軸屈折率異方性を有するもので、屈折率異方軸の向き
は透明絶縁性基板１０に垂直となるようにした。光学補
償層９の屈折率異方性△ｎＦと層厚ｄＦとの積△ｎＦ・
ｄＦは１６５ｎｍとした。
【００４０】この外側に、２枚の偏光板８，１２を貼付
する。この時、入射側偏光板１２の吸収軸は、画素電極
２の長手方向と４５度をなす方向とし、また出射側偏光
板８の吸収軸は、これと垂直になるようにした。
する。この時、入射側偏光板１２の吸収軸は、画素電極
２の長手方向と４５度をなす方向とし、また出射側偏光
板８の吸収軸は、これと垂直になるようにした。
【００４１】以上のようにして、作製した液晶表示パネ
ルはノーマリブラックで良好な正面表示特性を示した。
また、その視野角特性も非常に良好なものが得られた。
また応答も速く、動画表示させた場合でも良好な画質を
得ることができた。
ルはノーマリブラックで良好な正面表示特性を示した。
また、その視野角特性も非常に良好なものが得られた。
また応答も速く、動画表示させた場合でも良好な画質を
得ることができた。
【００４２】上記したように画素電極２は、単数もしく
は複数の線状の電極からなり、画素電極２の直下にはゲ
ート絶縁膜１４を挟んで画素電極２により幅広に線状の
対向電極１が形成してあり、画素電極２と対向電極１の
間に印加される電位差により形成される電界によって、
透明絶縁性基板１０に垂直に配向させた液晶分子の向き
を制御するようにしてある。
は複数の線状の電極からなり、画素電極２の直下にはゲ
ート絶縁膜１４を挟んで画素電極２により幅広に線状の
対向電極１が形成してあり、画素電極２と対向電極１の
間に印加される電位差により形成される電界によって、
透明絶縁性基板１０に垂直に配向させた液晶分子の向き
を制御するようにしてある。
【００４３】このために、これらの間に電位差を与えた
場合に図３（ｂ）のような等電位線１９が形成する電位
分布となる。これにより、画素電極２両脇の電界は、図
３（ｃ）のように水平方向からやや下向きに傾いた方向
をとるようになり、垂直配向させた液晶ダイレクタ７は
画素電極２の左右で異なる方向に倒れることになる。こ
れにより、特別な工程を増加させることなく、垂直配向
を分割することができる。
場合に図３（ｂ）のような等電位線１９が形成する電位
分布となる。これにより、画素電極２両脇の電界は、図
３（ｃ）のように水平方向からやや下向きに傾いた方向
をとるようになり、垂直配向させた液晶ダイレクタ７は
画素電極２の左右で異なる方向に倒れることになる。こ
れにより、特別な工程を増加させることなく、垂直配向
を分割することができる。
【００４４】さらに、他方の透明絶縁性基板１０と出射
側偏光板８との間に、基板法線方向に負の一軸屈折率異
方性を有する光学補償層９が配してあることにより、斜
め視野から見た場合に、黒表示状態すなわち垂直配向状
態で液晶層がリターデーションを持つことに起因する白
浮きを抑制することができる。
側偏光板８との間に、基板法線方向に負の一軸屈折率異
方性を有する光学補償層９が配してあることにより、斜
め視野から見た場合に、黒表示状態すなわち垂直配向状
態で液晶層がリターデーションを持つことに起因する白
浮きを抑制することができる。
【００４５】また、図４のように複数の画素電極２が互
いに平行に延伸する場合、画素電極２の両側で液晶は別
々の方向１７に倒れるため、中央付近で互いに反対方向
に液晶が倒れる領域の境界１６が発生し、場合によって
はこの境界１６はディスクリネーションとなって、表示
不均一性や残像の原因となる。これを防止するために、
隣接する２本の画素電極２間の中央付近に対向電極１に
接続された領域分割安定化のための線状電極（領域分割
安定化電極）２０を設けることが有効である。
いに平行に延伸する場合、画素電極２の両側で液晶は別
々の方向１７に倒れるため、中央付近で互いに反対方向
に液晶が倒れる領域の境界１６が発生し、場合によって
はこの境界１６はディスクリネーションとなって、表示
不均一性や残像の原因となる。これを防止するために、
隣接する２本の画素電極２間の中央付近に対向電極１に
接続された領域分割安定化のための線状電極（領域分割
安定化電極）２０を設けることが有効である。
【００４６】また、上述の第１の実施の形態において、
光学補償層９を出射側偏光板８と他方の透明絶縁性基板
１０との間に配したが、出射側偏光板８と他方の透明絶
縁性基板１０との間および入射側偏光板１２と一方の透
明絶縁性基板１０との間の両方にわけて、両者リターデ
ーションの和を液晶層のリターデーションに等しくとる
ことも可能である。
光学補償層９を出射側偏光板８と他方の透明絶縁性基板
１０との間に配したが、出射側偏光板８と他方の透明絶
縁性基板１０との間および入射側偏光板１２と一方の透
明絶縁性基板１０との間の両方にわけて、両者リターデ
ーションの和を液晶層のリターデーションに等しくとる
ことも可能である。
【００４７】また、上述の第１の実施の形態の実施例に
おいては、液晶は基板に対してほぼ垂直に配向させた
が、信号線６の長手方向にラビングを行い、液晶ダイレ
クタ７を信号線６の長手方向に傾斜させた初期配向をと
ることも可能である。
おいては、液晶は基板に対してほぼ垂直に配向させた
が、信号線６の長手方向にラビングを行い、液晶ダイレ
クタ７を信号線６の長手方向に傾斜させた初期配向をと
ることも可能である。
【００４８】また、第１の実施の形態においては、画素
電極２の延伸方向を信号線６に平行となるようにとった
が、図５のように、走査線４に平行にとることも可能で
ある。この場合でも作製方法は、上記した実施例と同様
である。また画質も、ほぼ同程度であった。
電極２の延伸方向を信号線６に平行となるようにとった
が、図５のように、走査線４に平行にとることも可能で
ある。この場合でも作製方法は、上記した実施例と同様
である。また画質も、ほぼ同程度であった。
【００４９】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態を図６に示す。図６は本発明に係るアクティブマ
トリクス液晶表示装置（第２の実施の形態）における１
画素の平面図である。本発明の第２の実施の形態によれ
ば、上述の第１の実施の形態と同様に、一方の透明絶縁
性基板１０上には、画素電極２が、これより幅広の対向
電極１上にゲート絶縁膜１４を挟んで形成してある。各
画素電極２は、島状非晶質シリコン５を半導体層、走査
線４をゲートとする薄膜電界効果型トランジスタに接続
してあり、走査線４がオンした時に信号線６の電位が書
き込まれ、対向電極バスライン３により一定電位に保た
れた対向電極１との間には、交流の電圧を印加すること
ができるようにしてある。
の形態を図６に示す。図６は本発明に係るアクティブマ
トリクス液晶表示装置（第２の実施の形態）における１
画素の平面図である。本発明の第２の実施の形態によれ
ば、上述の第１の実施の形態と同様に、一方の透明絶縁
性基板１０上には、画素電極２が、これより幅広の対向
電極１上にゲート絶縁膜１４を挟んで形成してある。各
画素電極２は、島状非晶質シリコン５を半導体層、走査
線４をゲートとする薄膜電界効果型トランジスタに接続
してあり、走査線４がオンした時に信号線６の電位が書
き込まれ、対向電極バスライン３により一定電位に保た
れた対向電極１との間には、交流の電圧を印加すること
ができるようにしてある。
【００５０】更に、２本の隣接する画素電極２の間に
は、画素電極２直下の対向電極１とは間隔をおいて、平
行に延伸する領域分割安定化電極２０が形成してある。
画素電極２は、信号線６に平行に延伸された平行延伸部
分２ａと、この平行延伸部分２ａと直交する方向に延伸
している直交延伸部分（走査線４に平行に延伸された部
分）２ｂとを有している。他の構成は、上記した第１の
実施の形態と同じである。
は、画素電極２直下の対向電極１とは間隔をおいて、平
行に延伸する領域分割安定化電極２０が形成してある。
画素電極２は、信号線６に平行に延伸された平行延伸部
分２ａと、この平行延伸部分２ａと直交する方向に延伸
している直交延伸部分（走査線４に平行に延伸された部
分）２ｂとを有している。他の構成は、上記した第１の
実施の形態と同じである。
【００５１】この場合、電圧印加により液晶が傾倒する
方向が、画素電極２のうち、信号線６に平行に延伸され
た平行延伸部分６ａに垂直な２方向と、走査線４に平行
に延伸された部分、すなわち直交延伸部分６ｂに垂直な
２方向の合計４方向となる。これらの４方向に傾倒する
液晶は互いに補償しあうので、第１の実施の形態に比較
して、更に視野角を良好にすることができる。
方向が、画素電極２のうち、信号線６に平行に延伸され
た平行延伸部分６ａに垂直な２方向と、走査線４に平行
に延伸された部分、すなわち直交延伸部分６ｂに垂直な
２方向の合計４方向となる。これらの４方向に傾倒する
液晶は互いに補償しあうので、第１の実施の形態に比較
して、更に視野角を良好にすることができる。
【００５２】また、第２の実施の形態における作製方法
は、上記した第１の実施の形態と同じ方法により、図６
に画素構造を示すようなアクティブマトリクス基板を作
製する。画素電極２の幅は４μｍで、画素電極２の下側
に配する対向電極１は、両側２μｍ幅広にとり、幅８μ
ｍとした。隣接する２本の画素電極２の間に形成する対
向電極１の幅は４μｍとなるようにした。以下の作製プ
ロセスは、第１の実施の形態に基づく実施例と全く同様
である。
は、上記した第１の実施の形態と同じ方法により、図６
に画素構造を示すようなアクティブマトリクス基板を作
製する。画素電極２の幅は４μｍで、画素電極２の下側
に配する対向電極１は、両側２μｍ幅広にとり、幅８μ
ｍとした。隣接する２本の画素電極２の間に形成する対
向電極１の幅は４μｍとなるようにした。以下の作製プ
ロセスは、第１の実施の形態に基づく実施例と全く同様
である。
【００５３】以上のようにして、作製した液晶表示パネ
ルはノーマリブラックで良好な正面表示特性を示した。
また、その視野角特性は、第１の実施の形態に基づく一
実施例の液晶表示装置に比して、さらに良好であった。
また応答も速く、動画表示させた場合でも良好な画質を
得ることができた。
ルはノーマリブラックで良好な正面表示特性を示した。
また、その視野角特性は、第１の実施の形態に基づく一
実施例の液晶表示装置に比して、さらに良好であった。
また応答も速く、動画表示させた場合でも良好な画質を
得ることができた。
【００５４】また、上述の第２の実施の形態において、
光学補償層９を出射側偏光板８と他方の透明絶縁性基板
１０との間に配したが、入射側偏光板１２と一方の透明
絶縁性基板１０−１との間に配することも可能である
し、また出射側偏光板８と他方の透明絶縁性基板１０ー
２との間および入射側偏光板１２と一方の透明絶縁性基
板１０−１との間の両方にわけて、両者リターデーショ
ンの和を液晶層のリターデーションに等しくとることも
可能である。
光学補償層９を出射側偏光板８と他方の透明絶縁性基板
１０との間に配したが、入射側偏光板１２と一方の透明
絶縁性基板１０−１との間に配することも可能である
し、また出射側偏光板８と他方の透明絶縁性基板１０ー
２との間および入射側偏光板１２と一方の透明絶縁性基
板１０−１との間の両方にわけて、両者リターデーショ
ンの和を液晶層のリターデーションに等しくとることも
可能である。
【００５５】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明に係るアク
ティブマトリクス液晶表示装置によれば、液晶層を垂直
配向させ、これを幅広の対向電極の直上に形成した画素
電極との間に印加した電圧によって、画素電極の両側の
液晶を１８０度異なる２方向に傾倒させることにより、
特殊なプロセスの増加を招くことなく、良好の正面表示
特性、視野角特性、応答特性を有する非常に良好なアク
ティブマトリクス液晶表示装置を得ることができる。
ティブマトリクス液晶表示装置によれば、液晶層を垂直
配向させ、これを幅広の対向電極の直上に形成した画素
電極との間に印加した電圧によって、画素電極の両側の
液晶を１８０度異なる２方向に傾倒させることにより、
特殊なプロセスの増加を招くことなく、良好の正面表示
特性、視野角特性、応答特性を有する非常に良好なアク
ティブマトリクス液晶表示装置を得ることができる。
【図１】本発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装
置（第１の実施の形態）における１画素の平面図であ
る。
置（第１の実施の形態）における１画素の平面図であ
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】本発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装
置の原理の説明図であって、（ａ）は画素電極の断面図
である。（ｂ）は画素電極と対向電極間に電圧を印加し
た際に発生する等電位線の説明図である。（ｃ）は液晶
ダイレクタの挙動説明図である。
置の原理の説明図であって、（ａ）は画素電極の断面図
である。（ｂ）は画素電極と対向電極間に電圧を印加し
た際に発生する等電位線の説明図である。（ｃ）は液晶
ダイレクタの挙動説明図である。
【図４】隣接する２本の画素電極の中央に配する対向電
極の役割を示すの説明図である。
極の役割を示すの説明図である。
【図５】本発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装
置の変形例における１画素の平面図である。
置の変形例における１画素の平面図である。
【図６】本発明に係るアクティブマトリクス液晶表示装
置（第２の実施の形態）における１画素の平面図であ
る。
置（第２の実施の形態）における１画素の平面図であ
る。
【図７】従来のアクティブマトリクス液晶表示装置の断
面図である。
面図である。
【図８】従来の他のアクティブマトリクス液晶表示装置
の断面図である。
の断面図である。
【図９】従来の他のアクティブマトリクス液晶表示装置
の断面図である。
の断面図である。
１ 対向電極 ２ 画素電極 ３ 対向電極バスライン ４ 走査線 ５ 島状非晶質シリコン ６ 信号線 ７ 液晶ダイレクタ ８ 出射側偏光板 ９ 光学補償層 １０ 透明絶縁性基板 １１ 配向膜 １２ 入射側偏光板 １３ パッシベーション １４ ゲート絶縁膜 １５ 光学補償層の異方軸の向き １６ 電界の向き １７ 液晶が倒れる方向 １８ 透明導電膜 ２１ 分割境界 ２２ 電界の向き ２３ 液晶が傾倒し得る方向 ２４ 櫛歯電極 ２５ 液晶が傾倒する方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1362 G02F 1/1343 G02F 1/137 G02F 1/1335 G09F 9/30
Claims (4)
- 【請求項１】 ２枚の透明絶縁性基板のいずれか一方
に、複数の走査線と、これらの複数の走査線に交差する
方向に形成された複数の信号線と、前記走査線と前記信
号線の各交点近傍に設けた複数のスイッチ素子と、これ
ら複数のスイッチ素子の各々に接続された画素電極とを
配置し、２枚の前記透明絶縁性基板で液晶を挾持させ、
前記透明絶縁性基板の外側に偏光板を配し、前記画素電
極に印加した電圧によって表示を制御するようにしたア
クティブマトリクス液晶表示装置において、前記液晶は
正の誘電率異方性を有していて、前記透明絶縁性基板に
対してほぼ垂直に配向してあり、前記画素電極が単数も
しくは複数の線状の電極からなり、かつ前記画素電極の
直下には絶縁膜を介して前記画素電極より広に線状の対
向電極を形成し、前記画素電極と前記対向電極の間に印
加される電位差により形成される電界によって、前記液
晶分子の向きを制御するように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。 - 【請求項２】 前記一方の透明絶縁性基板と前記偏光板
との間に、前記透明絶縁性基板の法線方向に負の一軸屈
折率異方性を有する光学補償層を設けた請求項１に記載
のアクティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項３】 前記画素電極を互いに平行に複数本配置
し、隣接する２本の前記画素電極間の中央に、これらの
画素電極と平行に、これらの画素電極の直下に配してあ
る前記対向電極と間隔をあけて、前記対向電極に接続さ
れた別の線状電極を配した請求項１又は請求項２に記載
のアクティブマトリクス液晶表示装置。 - 【請求項４】 複数の線状の前記画素電極が、前記信号
線に平行に延伸している平行延伸部分と、この平行延伸
部分と直交する方向に延伸している直交延伸部分との両
方を有する請求項１又は請求項２又は請求項３に記載の
アクティブマトリクス液晶表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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