JP3099816B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
アクティブマトリクス型液晶表示装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶を表示媒体と
した液晶表示装置に関し、特に、横電界駆動型のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置に関するものである。
した液晶表示装置に関し、特に、横電界駆動型のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted
Nematic）モードに代表されるように、基板面に対して
垂直な方向に電界を作用させて、液晶分子のダイレクタ
（配向ベクトル）の配向方向を変化させることにより、
光の透過率を制御して、パネルに画像を表示するタイプ
（以下、縦電界駆動型という）のものが一般的であっ
た。しかしながら、この縦電界駆動型の液晶表示装置で
は、電界印加時に、ダイレクタが基板表面に対して垂直
に配向し、その結果、視角方向により屈折率が大きく変
化するために、表示画像は視野角依存性が強く、広視野
角が求められる用途には適していない。これに対して、
液晶分子のダイレクタを基板面に平行に配向し、基板面
に対して平行な方向に電界を作用させてダイレクタを基
板面に平行な面内で回転させることにより、光の透過率
を制御して画像表示を行うタイプ（以下、横電界駆動型
という）の液晶表示装置が、近年、研究し、開発されて
いる。この横電界駆動型の液晶表示装置では、視角方向
による屈折率変化が著しく小さいため、広い視野で高画
質の表示性能が得られる。本発明では、この横電界駆動
型のアクティブマトリクス液晶表示装置を対象とする。
Nematic）モードに代表されるように、基板面に対して
垂直な方向に電界を作用させて、液晶分子のダイレクタ
（配向ベクトル）の配向方向を変化させることにより、
光の透過率を制御して、パネルに画像を表示するタイプ
（以下、縦電界駆動型という）のものが一般的であっ
た。しかしながら、この縦電界駆動型の液晶表示装置で
は、電界印加時に、ダイレクタが基板表面に対して垂直
に配向し、その結果、視角方向により屈折率が大きく変
化するために、表示画像は視野角依存性が強く、広視野
角が求められる用途には適していない。これに対して、
液晶分子のダイレクタを基板面に平行に配向し、基板面
に対して平行な方向に電界を作用させてダイレクタを基
板面に平行な面内で回転させることにより、光の透過率
を制御して画像表示を行うタイプ（以下、横電界駆動型
という）の液晶表示装置が、近年、研究し、開発されて
いる。この横電界駆動型の液晶表示装置では、視角方向
による屈折率変化が著しく小さいため、広い視野で高画
質の表示性能が得られる。本発明では、この横電界駆動
型のアクティブマトリクス液晶表示装置を対象とする。
【０００３】まず従来技術の構成を説明する。図１３に
表示画素の平面図を示す。表示画素は、外部駆動回路と
接続される走査線１４、信号線１３、共通電極１５、お
よびスイッチング素子である薄膜トランジスタ２２、お
よび画素電極１７から構成される。図１４に図１２のｈ
−ｈ’での断面図を示す。図１４において、ＴＦＴ側ガ
ラス基板１１上には、共通電極１５が形成され、その上
にゲート絶縁膜（第１の絶縁膜）１９を介し画素電極１
７、信号線１３が形成される。その際、画素電極１７と
共通電極１５は交互に配置される。これらの電極は絶縁
保護膜（第２の絶縁膜）２０で被覆され、その上には液
晶層２３の液晶を配向させるのに必要であるＴＦＴ側配
向膜２９が塗布されラビング処理される。このようにし
て、ＴＦＴ側の基板（第１の基板）が作成される。対向
側ガラス基板１２上には遮光膜であるブラックマトリク
ス２６がマトリクス状に設けられ、その上に色表示をす
るために必要な色層２４が形成される。さらにその上に
対向基板上を平坦化させるに必要な平坦化膜２５が設け
られ、その上に液晶２３を配向させるのに必要である対
向側配向膜３０が塗布されラビング処理される。ラビン
グ方向はＴＦＴ側基板に施した方向と逆方向である。こ
のようにし、対向側基板（第２の基板）が作成される。
ＴＦＴ側基板（第１の基板）と対向側基板（第２の基
板）の間には、液晶、スペーサが封入される。両基板の
ギャップはスペーサの直径により決定される。最後に、
ＴＦＴ側ガラス基板１１の電極パターンを形成しない面
には、ＴＦＴ側偏光板がラビング方向に透過軸が直交す
るよう貼りつけられ、対向側ガラス基板１２の各種パタ
ーンが存在しない側には、対向側偏光板が、その透過軸
をＴＦＴ側偏光板の透過軸方向と直交するように貼りつ
けられる。以上により、液晶表示パネルが完成する。液
晶表示パネルは、バックライトの上に設置され、駆動回
路に接続される。
表示画素の平面図を示す。表示画素は、外部駆動回路と
接続される走査線１４、信号線１３、共通電極１５、お
よびスイッチング素子である薄膜トランジスタ２２、お
よび画素電極１７から構成される。図１４に図１２のｈ
−ｈ’での断面図を示す。図１４において、ＴＦＴ側ガ
ラス基板１１上には、共通電極１５が形成され、その上
にゲート絶縁膜（第１の絶縁膜）１９を介し画素電極１
７、信号線１３が形成される。その際、画素電極１７と
共通電極１５は交互に配置される。これらの電極は絶縁
保護膜（第２の絶縁膜）２０で被覆され、その上には液
晶層２３の液晶を配向させるのに必要であるＴＦＴ側配
向膜２９が塗布されラビング処理される。このようにし
て、ＴＦＴ側の基板（第１の基板）が作成される。対向
側ガラス基板１２上には遮光膜であるブラックマトリク
ス２６がマトリクス状に設けられ、その上に色表示をす
るために必要な色層２４が形成される。さらにその上に
対向基板上を平坦化させるに必要な平坦化膜２５が設け
られ、その上に液晶２３を配向させるのに必要である対
向側配向膜３０が塗布されラビング処理される。ラビン
グ方向はＴＦＴ側基板に施した方向と逆方向である。こ
のようにし、対向側基板（第２の基板）が作成される。
ＴＦＴ側基板（第１の基板）と対向側基板（第２の基
板）の間には、液晶、スペーサが封入される。両基板の
ギャップはスペーサの直径により決定される。最後に、
ＴＦＴ側ガラス基板１１の電極パターンを形成しない面
には、ＴＦＴ側偏光板がラビング方向に透過軸が直交す
るよう貼りつけられ、対向側ガラス基板１２の各種パタ
ーンが存在しない側には、対向側偏光板が、その透過軸
をＴＦＴ側偏光板の透過軸方向と直交するように貼りつ
けられる。以上により、液晶表示パネルが完成する。液
晶表示パネルは、バックライトの上に設置され、駆動回
路に接続される。
【０００４】次に、単位素子内の電荷の流れ、及び液晶
の光スイッチングについて説明する。図１４において、
共通電極１５と同層に設けられた走査線１４のＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号により、薄膜トランジスタ２２がスイッチング
し、薄膜トランジスタ２２がＯＮであるときは信号線１
３から電荷が画素電極１７に流れ込む。共通電極１５に
は、常時一定の直流電圧が印加されている。薄膜トラン
ジスタ２２がＯＦＦした後の電荷は保持される。この保
持された電荷により生ずる画素電極１７と共通電極１５
の電位差により、ガラス基板に平行な横電界が生じ、液
晶層２３の液晶のリターデーションが変化し、ブラック
マトリクス２６、画素電極１７、共通電極１５、走査線
１４、薄膜トランジスタ２２が設置されていない部位
で、液晶パネルの下に配置されたバックライトから出射
された光のパネル透過量が変化する。共通電極１５と画
素電極１７の電位差とパネル透過率の関係を図１５に示
す。
の光スイッチングについて説明する。図１４において、
共通電極１５と同層に設けられた走査線１４のＯＮ／Ｏ
ＦＦ信号により、薄膜トランジスタ２２がスイッチング
し、薄膜トランジスタ２２がＯＮであるときは信号線１
３から電荷が画素電極１７に流れ込む。共通電極１５に
は、常時一定の直流電圧が印加されている。薄膜トラン
ジスタ２２がＯＦＦした後の電荷は保持される。この保
持された電荷により生ずる画素電極１７と共通電極１５
の電位差により、ガラス基板に平行な横電界が生じ、液
晶層２３の液晶のリターデーションが変化し、ブラック
マトリクス２６、画素電極１７、共通電極１５、走査線
１４、薄膜トランジスタ２２が設置されていない部位
で、液晶パネルの下に配置されたバックライトから出射
された光のパネル透過量が変化する。共通電極１５と画
素電極１７の電位差とパネル透過率の関係を図１５に示
す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
横電界駆動型のアクティブマトリクス液晶表示装置に
は、以下に説明するような問題点があった。第１の問題
点として、省電力化のために必要な液晶セルの低電圧駆
動化ができないことである。これは、共通電極・画素電
極間の電位差とパネル透過率のカーブのしきい値が高い
からであり、これを下げる方法としては、次に示すよう
に３つの方法が挙げられる。（１）櫛形電極幅を広げ
る。（２）櫛形電極間隔を小さくする。（３）ＴＦＴと
ＣＦ両基板のギャップを広げる。しかし、これらには以
下の欠点がある。まず、上述の（１）、（２）の方法で
は限られた画素サイズ内では電極を入れられる数に制限
ができるため、開口率の低下が明らかであり、そのため
パネル透過率が下がってしまうことになる。また、
（３）の方法では液晶のパネル立ち下がりの応答速度が
低下する。これを式を用いて説明する。横電界駆動型の
アクティブマトリクス液晶表示装置での応答速度は一般
に次式で表される。 τｄ＝（γ×ｄ2）／（π2×Ｋ２） ここで、τｄは立ち下がりの応答速度、γは液晶の回転
粘性係数、ｄはギャップ、Ｋ２はツイスト弾性係数であ
る。この式で分かるようにτｄはギャップの２乗に比例
することからギャップを大きくすることは応答速度にお
いてかなり不利になることが分かる。
横電界駆動型のアクティブマトリクス液晶表示装置に
は、以下に説明するような問題点があった。第１の問題
点として、省電力化のために必要な液晶セルの低電圧駆
動化ができないことである。これは、共通電極・画素電
極間の電位差とパネル透過率のカーブのしきい値が高い
からであり、これを下げる方法としては、次に示すよう
に３つの方法が挙げられる。（１）櫛形電極幅を広げ
る。（２）櫛形電極間隔を小さくする。（３）ＴＦＴと
ＣＦ両基板のギャップを広げる。しかし、これらには以
下の欠点がある。まず、上述の（１）、（２）の方法で
は限られた画素サイズ内では電極を入れられる数に制限
ができるため、開口率の低下が明らかであり、そのため
パネル透過率が下がってしまうことになる。また、
（３）の方法では液晶のパネル立ち下がりの応答速度が
低下する。これを式を用いて説明する。横電界駆動型の
アクティブマトリクス液晶表示装置での応答速度は一般
に次式で表される。 τｄ＝（γ×ｄ2）／（π2×Ｋ２） ここで、τｄは立ち下がりの応答速度、γは液晶の回転
粘性係数、ｄはギャップ、Ｋ２はツイスト弾性係数であ
る。この式で分かるようにτｄはギャップの２乗に比例
することからギャップを大きくすることは応答速度にお
いてかなり不利になることが分かる。
【０００６】第２の問題点としては、従来方式では共通
電極、または画素電極は単層で作られており、断線の冗
長性が無いということが挙げられる。これについては膜
厚を厚くする等の解決策があるが、製造上、例えばスル
ープット等の不利な点が多いため実際には行っていな
い。
電極、または画素電極は単層で作られており、断線の冗
長性が無いということが挙げられる。これについては膜
厚を厚くする等の解決策があるが、製造上、例えばスル
ープット等の不利な点が多いため実際には行っていな
い。
【０００７】第３の問題点としては、横電界駆動型のア
クティブマトリクス液晶表示装置には表示画面を斜め横
から覗き込んだ時に図１６に示したように黒表示画面に
白色のウインドウ表示を行った際、ウインドウ上下の黒
表示領域が他の黒表示領域と比較し僅かに白くなる、縦
クロストークという現象が表示画面に生じやすいという
ことが挙げられる。以下に縦クロストークの発生メカニ
ズムについて図を使って説明する。図１７では縦クロス
トーク発生のメカニズムについて示している。信号線の
横脇の領域、すなわち信号線と共通電極との間の領域
（図１７のａで示す領域、以下ａ領域と示す）は、電界
の方向がガラス基板に平行ではなく垂直に近くなり光透
過率を所望通り制御できない、すなわち輝度を制御でき
ない領域であるため、通常はブラックマトリクスにて遮
光される。このａ領域の輝度は、（ａ）信号線の共通電
極に対する電位の変動、（ｂ）信号線と共通電極との間
の距離の変動、により変化する。図１６に示した縦クロ
ストークの不具合は、その原因が（ａ）信号線の共通電
極に対する電位の変動によるものである。画像表示して
いる画素の信号線は、画像表示していない画素の信号線
と比較して、１フレーム期間内の信号電位の実行値は、
ウインドウ表示のない信号線の信号電位の実行値より信
号電位が高電位であるから、この影響によりウインドウ
の上下が斜めから見ると輝度が変動する。このため人が
表示画面を正面から見たときには図１７から判るように
ａ領域は、ちょうどブラックマトリクスの背後に位置し
て見えないので、縦クロストークは表示画面に生じな
い。一方、人が表示画面を斜めから覗き込んだ時には図
１７に示すようにａ領域が見えるため、縦クロストーク
が表示画面に生じることになる。縦クロストークを解決
するために従来考えられていた手法としては、（ｉ）表
示画面を斜めから覗き込んでもａ領域が見えないように
ブラックマトリクスの寸法を大きくするやり方と、（ｉ
ｉ）ａ領域が存在しないように、共通電極と信号線をオ
ーバーラップさせるやり方と２つが考えられるが、これ
らには以下のような問題点があった。まず上述の（ｉ）
のやり方では、図１８（ａ）に示すようにＴＦＴ基板側
の共通電極１５の外縁間の距離より対向基板側のブラッ
クマトリクス２６の寸法を大きくして、または同じ寸法
にして、表示画面を斜めから覗き込んでもａ領域が見え
ないようにしている。しかし、ブラックマトリクスが共
通電極からはみ出る場合、図１８（ａ）に示すように、
開口部の面積が減少して、開口率が低下する。また、ブ
ラックマトリクス２６の外縁と共通電極１５の外縁とを
整合させる構成を採用しても、プロセス条件の変動や揺
らぎにより、ＴＦＴ基板と対向基板の重ね位置ずれ、従
ってブラックマトリクス２６と共通電極１５との間で位
置ずれが生じて、図１８（ｂ）に示すように、開口部の
面積が減少して開口率が低下する。また、ａ領域が存在
しないように、共通電極１５と信号線１３とをオーバー
ラップさせる上述の（ｉｉ）のやり方では、共通電極１
５と信号線１３がオーバーラップすることにより、図１
９に示すように寄生容量３１が共通電極１５と信号線１
３との間に生じ、その容量効果のために信号遅延が生じ
る。
クティブマトリクス液晶表示装置には表示画面を斜め横
から覗き込んだ時に図１６に示したように黒表示画面に
白色のウインドウ表示を行った際、ウインドウ上下の黒
表示領域が他の黒表示領域と比較し僅かに白くなる、縦
クロストークという現象が表示画面に生じやすいという
ことが挙げられる。以下に縦クロストークの発生メカニ
ズムについて図を使って説明する。図１７では縦クロス
トーク発生のメカニズムについて示している。信号線の
横脇の領域、すなわち信号線と共通電極との間の領域
（図１７のａで示す領域、以下ａ領域と示す）は、電界
の方向がガラス基板に平行ではなく垂直に近くなり光透
過率を所望通り制御できない、すなわち輝度を制御でき
ない領域であるため、通常はブラックマトリクスにて遮
光される。このａ領域の輝度は、（ａ）信号線の共通電
極に対する電位の変動、（ｂ）信号線と共通電極との間
の距離の変動、により変化する。図１６に示した縦クロ
ストークの不具合は、その原因が（ａ）信号線の共通電
極に対する電位の変動によるものである。画像表示して
いる画素の信号線は、画像表示していない画素の信号線
と比較して、１フレーム期間内の信号電位の実行値は、
ウインドウ表示のない信号線の信号電位の実行値より信
号電位が高電位であるから、この影響によりウインドウ
の上下が斜めから見ると輝度が変動する。このため人が
表示画面を正面から見たときには図１７から判るように
ａ領域は、ちょうどブラックマトリクスの背後に位置し
て見えないので、縦クロストークは表示画面に生じな
い。一方、人が表示画面を斜めから覗き込んだ時には図
１７に示すようにａ領域が見えるため、縦クロストーク
が表示画面に生じることになる。縦クロストークを解決
するために従来考えられていた手法としては、（ｉ）表
示画面を斜めから覗き込んでもａ領域が見えないように
ブラックマトリクスの寸法を大きくするやり方と、（ｉ
ｉ）ａ領域が存在しないように、共通電極と信号線をオ
ーバーラップさせるやり方と２つが考えられるが、これ
らには以下のような問題点があった。まず上述の（ｉ）
のやり方では、図１８（ａ）に示すようにＴＦＴ基板側
の共通電極１５の外縁間の距離より対向基板側のブラッ
クマトリクス２６の寸法を大きくして、または同じ寸法
にして、表示画面を斜めから覗き込んでもａ領域が見え
ないようにしている。しかし、ブラックマトリクスが共
通電極からはみ出る場合、図１８（ａ）に示すように、
開口部の面積が減少して、開口率が低下する。また、ブ
ラックマトリクス２６の外縁と共通電極１５の外縁とを
整合させる構成を採用しても、プロセス条件の変動や揺
らぎにより、ＴＦＴ基板と対向基板の重ね位置ずれ、従
ってブラックマトリクス２６と共通電極１５との間で位
置ずれが生じて、図１８（ｂ）に示すように、開口部の
面積が減少して開口率が低下する。また、ａ領域が存在
しないように、共通電極１５と信号線１３とをオーバー
ラップさせる上述の（ｉｉ）のやり方では、共通電極１
５と信号線１３がオーバーラップすることにより、図１
９に示すように寄生容量３１が共通電極１５と信号線１
３との間に生じ、その容量効果のために信号遅延が生じ
る。
【０００８】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、開口率を下げず、且つ応答速度を犠牲にするこ
となくしきい値を下げることで省電力化を実現し、また
縦クロストークによる表示劣化がない、しかも、製造に
際し製品歩留まりの高い横電界駆動型のアクティブマト
リクス型液晶表示装置を提供することを目的とする。
もので、開口率を下げず、且つ応答速度を犠牲にするこ
となくしきい値を下げることで省電力化を実現し、また
縦クロストークによる表示劣化がない、しかも、製造に
際し製品歩留まりの高い横電界駆動型のアクティブマト
リクス型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項１に記載の
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクス状
に配置された複数の画素の各々に、基板上に延在する共
通電極と、該共通電極上に設けられた第１の絶縁膜と、
該第１の絶縁膜上に設けられ、前記共通電極を平行かつ
互いに離間して配置された画素電極と、該画素電極上に
設けられ第２の絶縁膜とを有する第１の基板と、該第１
の基板に対向配置された第２の基板と、これらの基板間
に封入された液晶層とを有する横電界駆動型のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置において、前記第１の絶縁
膜上、または第２の絶縁膜上に、前記共通電極と重なる
ように補助共通電極を形成し、該補助共通電極と前記共
通電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。
の本発明は、以下の構成を採用した。請求項１に記載の
アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクス状
に配置された複数の画素の各々に、基板上に延在する共
通電極と、該共通電極上に設けられた第１の絶縁膜と、
該第１の絶縁膜上に設けられ、前記共通電極を平行かつ
互いに離間して配置された画素電極と、該画素電極上に
設けられ第２の絶縁膜とを有する第１の基板と、該第１
の基板に対向配置された第２の基板と、これらの基板間
に封入された液晶層とを有する横電界駆動型のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置において、前記第１の絶縁
膜上、または第２の絶縁膜上に、前記共通電極と重なる
ように補助共通電極を形成し、該補助共通電極と前記共
通電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１０】請求項２に記載のアクティブマトリクス型
液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素
の各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上
に設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設け
られ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置され
た画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜と
を有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された
第２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを
有する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁
膜上に、前記画素電極と重なるように補助画素電極を形
成し、該補助画素電極と前記画素電極とが電気的に接続
されていることを特徴とする。
液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素
の各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上
に設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設け
られ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置され
た画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜と
を有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された
第２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを
有する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁
膜上に、前記画素電極と重なるように補助画素電極を形
成し、該補助画素電極と前記画素電極とが電気的に接続
されていることを特徴とする。
【００１１】請求項３に記載のアクティブマトリクス型
液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素
の各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上
に設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設け
られ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置され
た画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜と
を有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された
第２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを
有する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁
膜上に、前記共通電極と重なるように補助共通電極を形
成し、該補助共通電極と前記共通電極とが電気的に接続
され、かつ、前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁膜
上に、前記画素電極と重なるように補助画素電極を形成
し、該補助画素電極と前記画素電極とが電気的に接続さ
れていることを特徴とする。
液晶表示装置は、マトリクス状に配置された複数の画素
の各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上
に設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設け
られ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置され
た画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜と
を有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された
第２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを
有する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示
装置において、前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁
膜上に、前記共通電極と重なるように補助共通電極を形
成し、該補助共通電極と前記共通電極とが電気的に接続
され、かつ、前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁膜
上に、前記画素電極と重なるように補助画素電極を形成
し、該補助画素電極と前記画素電極とが電気的に接続さ
れていることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の実施形態について、図面を参
照して説明する。
トリクス型液晶表示装置の実施形態について、図面を参
照して説明する。
【００１３】第１の実施形態について図１から図４を用
いて説明する。単位素子の平面図を図１に、ａ−ａ’で
の断面図を図２に，ｂ−ｂ‘での断面図を図３に示す。
図２に示しているように、本実施形態では、絶縁保護膜
（第２の絶縁膜）２０上に導電膜、たとえばＣｒやＡｌ
やＩＴＯ等を形成し最下層にパターニングされている共
通電極１５と重なるようにパターンをエッチング等のプ
ロセスにより形成する（以下補助共通電極１６と示
す）。その際、その形状は最下層の共通電極１５よりや
や内側もしくは外側にパターニングしても良い。本実施
形態では、やや内側にパターニングした例を示した。さ
らに、図３に示したように補助共通電極１６と最下層の
共通電極１５をコンタクト孔２１にて層間接続すること
で両電極を同電位とする。その他の製造工程、および構
成は従来技術と同様である。以上により、第１の基板が
完成する。
いて説明する。単位素子の平面図を図１に、ａ−ａ’で
の断面図を図２に，ｂ−ｂ‘での断面図を図３に示す。
図２に示しているように、本実施形態では、絶縁保護膜
（第２の絶縁膜）２０上に導電膜、たとえばＣｒやＡｌ
やＩＴＯ等を形成し最下層にパターニングされている共
通電極１５と重なるようにパターンをエッチング等のプ
ロセスにより形成する（以下補助共通電極１６と示
す）。その際、その形状は最下層の共通電極１５よりや
や内側もしくは外側にパターニングしても良い。本実施
形態では、やや内側にパターニングした例を示した。さ
らに、図３に示したように補助共通電極１６と最下層の
共通電極１５をコンタクト孔２１にて層間接続すること
で両電極を同電位とする。その他の製造工程、および構
成は従来技術と同様である。以上により、第１の基板が
完成する。
【００１４】上記の構成において説明したように、補助
共通電極１６は最下層の共通電極１５と同電位となる。
この構造の液晶層２３の光スイッチングへの影響につい
て以下に考察する。図４（ａ）は、共通電極１５と画素
電極１７の間（以下、コラムという。）に発生する電界
強度において、最も透過率に影響すると思われる、コラ
ムの中央部分をＴＦＴ膜面からＣＦ膜面までの間でどの
様に変化するかをシミュレーションにて計算した結果を
示したものである。図１に示すように、信号線１３に近
いコラムをコラムＡ２７、遠い側のコラムをコラムＢ２
８とする。図４（ｂ）から、図１３及び図１４に示す従
来例に比べ、本実施形態の方が、液晶層２３内に印加さ
れる電界強度が大きいことがわかる。これは、共通電極
１５と補助共通電極１６が多層で重なることで合わせた
共通電極面積が２倍程度となるため、液晶層内に形成さ
れる電界強度が増すためである。また、図４（ｂ）によ
ると、特にコラムＡ２７では、従来例ではＴＦＴ膜面に
近い領域から中央部にかけての電界強度変化が、本実施
形態に比べてかなり大きい。この理由は、信号線１３の
横に補助共通電極１６を配置することにより、信号線１
３からの漏れ電界をシールドされ、コラムＡ２７部分へ
の電界の影響が大きく低減されたためである。
共通電極１６は最下層の共通電極１５と同電位となる。
この構造の液晶層２３の光スイッチングへの影響につい
て以下に考察する。図４（ａ）は、共通電極１５と画素
電極１７の間（以下、コラムという。）に発生する電界
強度において、最も透過率に影響すると思われる、コラ
ムの中央部分をＴＦＴ膜面からＣＦ膜面までの間でどの
様に変化するかをシミュレーションにて計算した結果を
示したものである。図１に示すように、信号線１３に近
いコラムをコラムＡ２７、遠い側のコラムをコラムＢ２
８とする。図４（ｂ）から、図１３及び図１４に示す従
来例に比べ、本実施形態の方が、液晶層２３内に印加さ
れる電界強度が大きいことがわかる。これは、共通電極
１５と補助共通電極１６が多層で重なることで合わせた
共通電極面積が２倍程度となるため、液晶層内に形成さ
れる電界強度が増すためである。また、図４（ｂ）によ
ると、特にコラムＡ２７では、従来例ではＴＦＴ膜面に
近い領域から中央部にかけての電界強度変化が、本実施
形態に比べてかなり大きい。この理由は、信号線１３の
横に補助共通電極１６を配置することにより、信号線１
３からの漏れ電界をシールドされ、コラムＡ２７部分へ
の電界の影響が大きく低減されたためである。
【００１５】共通電極１５と画素電極１７間の電圧と液
晶表示装置の透過率の関係を示した前述の図１５から、
本実施形態におけるしきい値は、従来例に比べて、低電
圧側に存在することがわかる。これは、櫛形電極間の液
晶に形成された電界強度が増したことで説明できる。ま
た、本発明では補助共通電極１６を共通電極１５と同一
もしくはやや内側に形成することで開口率が損なわれる
ことはない。さらに、多層構造を持つことで断線に対す
る冗長性もある。このことから本発明技術を使うことに
よって、開口率を損なわず且つ断線に強いことが期待で
き、さらに低電圧で光スイッチングすることができるこ
とで、省電力化が実現できる。また、信号線１３からの
漏れ電界をシールドすることでコラム内の液晶の乱れが
無くなり、縦クロストークが防止できる。以上をまとめ
ると、第１の実施形態を採用することで高歩留まりが期
待でき、省電力であり、またクロストークのない表示均
一性に優れるアクティブマトリクス型液晶表示装置が提
供できる。
晶表示装置の透過率の関係を示した前述の図１５から、
本実施形態におけるしきい値は、従来例に比べて、低電
圧側に存在することがわかる。これは、櫛形電極間の液
晶に形成された電界強度が増したことで説明できる。ま
た、本発明では補助共通電極１６を共通電極１５と同一
もしくはやや内側に形成することで開口率が損なわれる
ことはない。さらに、多層構造を持つことで断線に対す
る冗長性もある。このことから本発明技術を使うことに
よって、開口率を損なわず且つ断線に強いことが期待で
き、さらに低電圧で光スイッチングすることができるこ
とで、省電力化が実現できる。また、信号線１３からの
漏れ電界をシールドすることでコラム内の液晶の乱れが
無くなり、縦クロストークが防止できる。以上をまとめ
ると、第１の実施形態を採用することで高歩留まりが期
待でき、省電力であり、またクロストークのない表示均
一性に優れるアクティブマトリクス型液晶表示装置が提
供できる。
【００１６】図５に第２の実施形態の平面図を、図６に
図５のｃ−ｃ’の断面図を、図７にｄ−ｄ‘での断面図
を示す。尚、上記第１の実施形態において既に説明した
構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、絶縁保護膜２０上に導電膜、たとえば
ＣｒやＡｌやＩＴＯ等を形成しゲート絶縁膜１９上にパ
ターニングされている画素電極１７と重なるようにパタ
ーンをエッチング等のプロセスにより形成する（以下補
助画素電極１８と示す）。その際、その形状は画素電極
１７よりやや内側もしくは外側にパターニングしても良
い。本実施例ではやや内側にパターニングした例を示し
た。さらに、図７に示したように、補助画素電極１８と
画素電極１７をコンタクト孔２１にて層間接続すること
で両電極を同電位とする。以上よりＴＦＴ基板が完成す
る。その他の製造工程、および構成は従来技術と同様で
ある。
図５のｃ−ｃ’の断面図を、図７にｄ−ｄ‘での断面図
を示す。尚、上記第１の実施形態において既に説明した
構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態では、絶縁保護膜２０上に導電膜、たとえば
ＣｒやＡｌやＩＴＯ等を形成しゲート絶縁膜１９上にパ
ターニングされている画素電極１７と重なるようにパタ
ーンをエッチング等のプロセスにより形成する（以下補
助画素電極１８と示す）。その際、その形状は画素電極
１７よりやや内側もしくは外側にパターニングしても良
い。本実施例ではやや内側にパターニングした例を示し
た。さらに、図７に示したように、補助画素電極１８と
画素電極１７をコンタクト孔２１にて層間接続すること
で両電極を同電位とする。以上よりＴＦＴ基板が完成す
る。その他の製造工程、および構成は従来技術と同様で
ある。
【００１７】前項の構成により説明したように、補助画
素電極１８は画素電極１７と同電位となる。このことか
ら、実施例１と同様に画素電極１７と補助画素電極１８
が多層で重なることで、画素電極面積が２倍となるた
め、液晶内に印加される電界強度が大きくなる。また画
素電極１７の断線の冗長性も期待できる。
素電極１８は画素電極１７と同電位となる。このことか
ら、実施例１と同様に画素電極１７と補助画素電極１８
が多層で重なることで、画素電極面積が２倍となるた
め、液晶内に印加される電界強度が大きくなる。また画
素電極１７の断線の冗長性も期待できる。
【００１８】本発明形態を使うことによって、高歩留ま
りで、開口率を損なうことなく低電圧で光スイッチング
することができ、省電力化が実現できる。
りで、開口率を損なうことなく低電圧で光スイッチング
することができ、省電力化が実現できる。
【００１９】第３の実施形態では、第１の実施形態と第
２の実施形態の組み合わせた形態を示す。図８に本発明
実施例３の平面図を、図９に図７のｅ−ｅ’での断面図
を示す。本発明形態では、共通電極１５上に補助共通電
極１６を形成し、同時に画素電極１７上に補助画素電極
１８を形成する。さらに、補助共通電極１６と共通電極
１５をコンタクト孔２１にて層間接続し、同時に補助画
素電極１８と画素電極１７をコンタクト孔２１にて層間
接続する。以上よりＴＦＴ基板が完成する。その他の製
造工程、および構成は従来技術と同様である。
２の実施形態の組み合わせた形態を示す。図８に本発明
実施例３の平面図を、図９に図７のｅ−ｅ’での断面図
を示す。本発明形態では、共通電極１５上に補助共通電
極１６を形成し、同時に画素電極１７上に補助画素電極
１８を形成する。さらに、補助共通電極１６と共通電極
１５をコンタクト孔２１にて層間接続し、同時に補助画
素電極１８と画素電極１７をコンタクト孔２１にて層間
接続する。以上よりＴＦＴ基板が完成する。その他の製
造工程、および構成は従来技術と同様である。
【００２０】第１の実施形態及び第２の実施形態におい
て説明したように、共通電極１５と画素電極１７の電極
面積が２倍となることで液晶内に印加される横電界強度
が大きくなり、且つ共通電極１５及び画素電極１７の断
線の冗長性も期待できる。さらにこの構造は実施例１と
同じように、信号線１３からの漏れ電界をシールドする
ことで縦クロストークの抑制が期待できる。
て説明したように、共通電極１５と画素電極１７の電極
面積が２倍となることで液晶内に印加される横電界強度
が大きくなり、且つ共通電極１５及び画素電極１７の断
線の冗長性も期待できる。さらにこの構造は実施例１と
同じように、信号線１３からの漏れ電界をシールドする
ことで縦クロストークの抑制が期待できる。
【００２１】本実施形態を使うことによって、高歩留ま
りで、省電力であり、さらにクロストークのない表示均
一性に優れるアクティブマトリクス型液晶表示装置が提
供できる。
りで、省電力であり、さらにクロストークのない表示均
一性に優れるアクティブマトリクス型液晶表示装置が提
供できる。
【００２２】第４の実施形態では、第１の実施形態と第
２の実施形態の組み合わせの異なる形態を示す。図１０
に本実施形態の平面図を、図１１に図１０のｆ−ｆ’で
の断面図を、図１２にｇ−ｇ‘での断面図を示す。本実
施形態では、共通電極１５上に補助共通電極１６を形成
し、同時に画素電極１７の下にゲート絶縁膜１９を介し
て補助画素電極１８を形成しておく。さらに、補助共通
電極１６と共通電極１５をコンタクト孔２１にて層間接
続し、同時に補助画素電極１８と画素電極１７をコンタ
クト孔２１にて層間接続する。以上よりＴＦＴ基板が完
成する。その他の製造工程、および構成は従来技術と同
一である。
２の実施形態の組み合わせの異なる形態を示す。図１０
に本実施形態の平面図を、図１１に図１０のｆ−ｆ’で
の断面図を、図１２にｇ−ｇ‘での断面図を示す。本実
施形態では、共通電極１５上に補助共通電極１６を形成
し、同時に画素電極１７の下にゲート絶縁膜１９を介し
て補助画素電極１８を形成しておく。さらに、補助共通
電極１６と共通電極１５をコンタクト孔２１にて層間接
続し、同時に補助画素電極１８と画素電極１７をコンタ
クト孔２１にて層間接続する。以上よりＴＦＴ基板が完
成する。その他の製造工程、および構成は従来技術と同
一である。
【００２３】本実施形態では、共通電極１５と画素電極
１７の電極面積が２倍となることで液晶内に印加される
横電界強度が大きくなり、且つ共通電極１５及び画素電
極１７の断線の冗長性も期待できる。さらにこの構造は
第１の実施形態及び第３の実施形態と同じように、信号
線１３からの漏れ電界をシールドすることで縦クロスト
ークの抑制が期待できる。
１７の電極面積が２倍となることで液晶内に印加される
横電界強度が大きくなり、且つ共通電極１５及び画素電
極１７の断線の冗長性も期待できる。さらにこの構造は
第１の実施形態及び第３の実施形態と同じように、信号
線１３からの漏れ電界をシールドすることで縦クロスト
ークの抑制が期待できる。
【００２４】本実施形態を使うことによって、高歩留ま
りで、省電力であり、さらにクロストークのない表示均
一性に優れるアクティブマトリクス型液晶表示装置が提
供できる。
りで、省電力であり、さらにクロストークのない表示均
一性に優れるアクティブマトリクス型液晶表示装置が提
供できる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るアクティブマトリクス型液晶表示装置によれば、開口
率を下げず、且つ応答速度を犠牲にすることなくしきい
値を下げることで省電力化を実現し、また縦クロストー
クによる表示劣化がない、しかも、製造に際し製品歩留
まりの高い横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶
表示装置を提供することができるという効果が得られ
る。
るアクティブマトリクス型液晶表示装置によれば、開口
率を下げず、且つ応答速度を犠牲にすることなくしきい
値を下げることで省電力化を実現し、また縦クロストー
クによる表示劣化がない、しかも、製造に際し製品歩留
まりの高い横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶
表示装置を提供することができるという効果が得られ
る。
【図１】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表
示装置の第１の実施形態における単位画素の平面図であ
る。
示装置の第１の実施形態における単位画素の平面図であ
る。
【図２】 図１におけるａ−ａ‘線の断面図である。
【図３】 図１におけるｂ−ｂ‘線の断面図である。
【図４】 （ａ）図１に示すコラム内に印加される電界
強度のシミュレーションを行った位置を示した図であ
る。（ｂ）シミュレーションの結果を示す図である。
強度のシミュレーションを行った位置を示した図であ
る。（ｂ）シミュレーションの結果を示す図である。
【図５】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表
示装置の第２の実施形態における単位画素の平面図であ
る。
示装置の第２の実施形態における単位画素の平面図であ
る。
【図６】 図５におけるｃ−ｃ‘線の断面図である。
【図７】 図５におけるｄ−ｄ‘線の断面図である。
【図８】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶表
示装置の第３の実施形態における単位画素の平面図であ
る。
示装置の第３の実施形態における単位画素の平面図であ
る。
【図９】 図８におけるｅ−ｅ‘線の断面図である。
【図１０】 本発明に係るアクティブマトリクス型液晶
表示装置の第４の実施形態における単位画素の平面図で
ある。
表示装置の第４の実施形態における単位画素の平面図で
ある。
【図１１】 図１０におけるｆ−ｆ‘線の断面図であ
る。
る。
【図１２】 図１０におけるｇ−ｇ‘線の断面図であ
る。
る。
【図１３】 従来のアクティブマトリクス型液晶表示装
置における単位画素の平面図である。
置における単位画素の平面図である。
【図１４】 図１３におけるｈ−ｈ‘線の断面図であ
る。
る。
【図１５】 従来例と第１の実施形態の共通電極と画素
電極間の電圧とパネル透過率の関係を示す図である。
電極間の電圧とパネル透過率の関係を示す図である。
【図１６】 縦クロストークを説明するための図であ
る。
る。
【図１７】 縦クロストークの発生のメカニズムを説明
するため図である。
するため図である。
【図１８】 横電界駆動方式のアクティブマトリクス型
液晶表示装置の開口部（光透過部分）を示す図である。
液晶表示装置の開口部（光透過部分）を示す図である。
【図１９】 信号線と共通電極をオーバーラップさせた
例を示す図である。
例を示す図である。
１ 第１の基板 ２ 第２の基板 １５ 共通電極 １６ 補助共通電極 １７ 画素電極 １８ 補助画素電極 １９ ゲート絶縁膜（第１の絶縁膜） ２０ 絶縁保護膜（第２の絶縁膜） ２３ 液晶層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1343 G02F 1/1368
Claims (3)
- 【請求項１】 マトリクス状に配置された複数の画素の
各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上に
設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設けら
れ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置された
画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜とを
有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された第
２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを有
する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示装
置において、 前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁膜上に、前記共
通電極と重なるように補助共通電極を形成し、該補助共
通電極と前記共通電極とが電気的に接続されていること
を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項２】 マトリクス状に配置された複数の画素の
各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上に
設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設けら
れ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置された
画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜とを
有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された第
２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを有
する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示装
置において、 前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁膜上に、前記画
素電極と重なるように補助画素電極を形成し、該補助画
素電極と前記画素電極とが電気的に接続されていること
を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 【請求項３】 マトリクス状に配置された複数の画素の
各々に、基板上に延在する共通電極と、該共通電極上に
設けられた第１の絶縁膜と、該第１の絶縁膜上に設けら
れ、前記共通電極を平行かつ互いに離間して配置された
画素電極と、該画素電極上に設けられ第２の絶縁膜とを
有する第１の基板と、該第１の基板に対向配置された第
２の基板と、これらの基板間に封入された液晶層とを有
する横電界駆動型のアクティブマトリクス型液晶表示装
置において、 前記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁膜上に、前記共
通電極と重なるように補助共通電極を形成し、該補助共
通電極と前記共通電極とが電気的に接続され、かつ、前
記第１の絶縁膜上、または第２の絶縁膜上に、前記画素
電極と重なるように補助画素電極を形成し、該補助画素
電極と前記画素電極とが電気的に接続されていることを
特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22834898A JP3099816B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22834898A JP3099816B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000056324A JP2000056324A (ja) | 2000-02-25 |
| JP3099816B2 true JP3099816B2 (ja) | 2000-10-16 |
Family
ID=16875064
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22834898A Expired - Lifetime JP3099816B2 (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3099816B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015027620A1 (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置及电子产品 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4472116B2 (ja) * | 2000-05-19 | 2010-06-02 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
| JP4446577B2 (ja) | 2000-09-06 | 2010-04-07 | エーユー オプトロニクス コーポレイション | 表示パネル、表示装置 |
| KR100759965B1 (ko) * | 2000-10-27 | 2007-09-18 | 삼성전자주식회사 | 액정 표시 장치 |
| KR100448047B1 (ko) * | 2000-12-12 | 2004-09-10 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 잔상을 개선한 액정 디스플레이 |
| JP4603560B2 (ja) * | 2001-02-23 | 2010-12-22 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | 横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及び電子機器 |
| JP4831716B2 (ja) * | 2001-03-15 | 2011-12-07 | Ｎｌｔテクノロジー株式会社 | アクティブマトリクス型液晶表示装置 |
| KR100658074B1 (ko) * | 2001-12-04 | 2006-12-15 | 비오이 하이디스 테크놀로지 주식회사 | 투과도 및 잔상을 개선한 크로스 필드 스위칭 모드액정표시장치 |
| JP3586674B2 (ja) | 2002-01-30 | 2004-11-10 | Ｎｅｃ液晶テクノロジー株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP4604145B2 (ja) * | 2003-08-20 | 2010-12-22 | 奇美電子股▲ふん▼有限公司 | Ｉｐｓ液晶ディスプレイ及び輝点の滅点化方法 |
| JP2005352067A (ja) * | 2004-06-09 | 2005-12-22 | International Display Technology Kk | 液晶ディスプレイ |
| EP1793266B1 (en) | 2005-12-05 | 2017-03-08 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Transflective Liquid Crystal Display with a Horizontal Electric Field Configuration |
| JP5226222B2 (ja) * | 2007-01-29 | 2013-07-03 | セイコーインスツル株式会社 | 液晶表示装置 |
| JP5306765B2 (ja) * | 2008-10-16 | 2013-10-02 | 株式会社ジャパンディスプレイウェスト | 液晶表示装置及び電子機器 |
| JP5941756B2 (ja) * | 2012-06-06 | 2016-06-29 | 株式会社ジャパンディスプレイ | 液晶表示装置 |
| JP5918046B2 (ja) * | 2012-06-27 | 2016-05-18 | 京セラ株式会社 | 液晶表示装置 |
| CN103454817B (zh) * | 2013-08-26 | 2017-08-25 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置 |
| US11353754B2 (en) | 2017-02-21 | 2022-06-07 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Display panel, display device, input/output device, and data processing device |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP22834898A patent/JP3099816B2/ja not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015027620A1 (zh) * | 2013-08-30 | 2015-03-05 | 合肥京东方光电科技有限公司 | 阵列基板及其制作方法、显示装置及电子产品 |
| US9588389B2 (en) | 2013-08-30 | 2017-03-07 | Boe Technology Group Co., Ltd. | Array substrate and method for manufacturing the same, and display device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000056324A (ja) | 2000-02-25 |
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