JP3231638B2 - 液晶表示装置及びその駆動方法 - Google Patents

液晶表示装置及びその駆動方法

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JP3231638B2 JP30215996A JP30215996A JP3231638B2 JP 3231638 B2 JP3231638 B2 JP 3231638B2 JP 30215996 A JP30215996 A JP 30215996A JP 30215996 A JP30215996 A JP 30215996A JP 3231638 B2 JP3231638 B2 JP 3231638B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばコンピュー
タやテレビジョン装置等のディスプレイに利用され、薄
膜トランジスタ等のスイッチング素子を備えた液晶表示
装置及びその駆動方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：
Thin Film Transistor）等を用いたアクティブマトリク
ス型やＳＴＮ（Super-Twisted Nematic)等の単純マトリ
クス型の液晶表示装置が使用されている。これらの液晶
表示装置はいずれも、その画面を見る角度によって相対
的に配列状態の異なる液晶を光が通過することによる光
透過率の視角依存性があり、特に斜め方向からは画面が
見えにくくなることが知られている。
【０００３】一般に、上記アクティブマトリクス型液晶
表示装置では比較的視野角が広く表示品位が高いが、単
純マトリクス型液晶表示装置では視野角が狭い。このた
め、オフィス等での通常使用時やプレゼンテーション等
での使用時では視野角の広いアクティブマトリクス型を
使う反面、飛行機の機内等で書類の作成を行う場合等の
機密を要するときには視野角の狭い単純マトリクス型を
主に使う等して、使用目的に応じて液晶表示装置の機種
を変えていた。しかしながら、１台の液晶表示装置をオ
フィスで使用することもあれば、機内等で使用すること
もあるため、視野角を一方の使用目的に合ったものを購
入すると、他方の使用時に不具合が生じるという問題が
あった。
【０００４】そこで、この異なる要求を１台で行うこと
のできる液晶表示装置が特開平６−５９２８７号公報に
開示されている。この液晶表示装置は、図７に示すよう
に、ＴＮ型液晶の表示パネル５１と視野角制御用のゲス
ト・ホスト型液晶パネル５２とを用いて視野角制御を行
っている。具体的には、オフィス内やプレゼンテーショ
ンでの使用時ではゲスト・ホスト型液晶パネル５２への
電圧を無印加状態にして光を散乱させ広視野角化を図り
（図７（ａ）参照）、飛行機内での使用等周囲の人に内
容を見られたくないときには、ゲスト・ホスト型液晶パ
ネル５２へ電圧を印加して光を一定方向のみに透過する
ようにしてバックライト光の平行度を高め、狭視野角化
を図っている（図７（ｂ）参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示装置では液晶パネルを２層使用しているた
め、装置全体が厚くなり、重量も重くなると共に、コス
ト高になるという問題を有している。また、液晶パネル
を２層駆動するための電力と、バックライト光が２層の
液晶パネルを透過するので透過光が減少しないようにす
るための電力とが必要となり、消費電力が増大するとい
う問題も生じる。上記のような理由から、従来の液晶表
示装置をノート型パソコン等の携帯情報端末に利用する
ことはできなかった。
【０００６】本発明は、上記従来の問題点を解決するた
めになされたもので、その目的は、低消費電力、かつ薄
型軽量の安価な構成で、視野角を変更することが可能な
液晶表示装置を提供することである。
【０００７】
【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、本発明の請求項１あるいは７に記載の液晶表示装
置及びその駆動方法は、スイッチング素子と、該スイッ
チング素子を駆動するための駆動信号を送出する走査配
線と、上記スイッチング素子へ映像信号を送出するため
の信号配線と、上記スイッチング素子に接続された画素
電極とを有する第１の基板を備えると共に、該第１の基
板に対向配置され対向電極を有する第２の基板とを備
え、上記基板間に液晶が封入されてなる液晶表示装置に
おいて、上記画素電極は層間絶縁膜を介して２層以上設
けられ、上層の画素電極には最下層にある画素電極に対
向する箇所に開口部が設けられ、上記スイッチング素子
は上記複数の画素電極に対応させて複数設けられ、上記
走査配線は上記複数のスイッチング素子に対応させて複
数設けられ、上記信号配線は上記複数のスイッチング素
子に同一の映像信号を送出し、複数の画素電極に同一の
映像信号が同時に印加されるか、最下層の画素電極のみ
に映像信号が印加されるかによって、視野角が変更され
ることを特徴としている。
【０００８】上記の構成あるいは方法によれば、走査配
線からの駆動信号によってスイッチング素子が駆動され
ると、信号配線からの映像信号が上記スイッチング素子
を介して画素電極に入力される。そして、画素電極と対
向電極との間に挟持された液晶に電圧が印加されること
となる。
【０００９】ここで、１画素内における各画素電極はそ
れと同じ個数のスイッチング素子及び走査配線によって
個別に制御されるので、信号配線からの映像信号を複数
の画素電極に選択的に送出することができる。
【００１０】すなわち、複数のスイッチング素子をオン
状態とすれば、複数の画素電極に同一の映像信号が入力
される。あるいは、最下層の画素電極に接続されたスイ
ッチング素子のみをオン状態とし、最下層の画素電極に
のみ映像信号を印加することができる。
【００１１】複数の画素電極に同一の映像信号が同時に
印加されると、上層の画素電極に開口部が形成されてい
ない部分では、上記映像信号は上層の画素電極と対向電
極との間の液晶にそのまま印加される。一方、開口部が
形成されている部分では、対向電極と下層の画素電極と
の間に液晶と層間絶縁膜があるので、液晶の静電容量と
層間絶縁膜の静電容量との直列の容量を介して印加され
る容量分割電圧がかかる。従って、１画素内で液晶への
印加電圧が異なる領域が２つ以上形成されることにな
り、その結果、１画素内で液晶の光透過率の異なる領域
が２つ以上形成されることとなる。これにより、液晶表
示装置の画面を斜め方向から見たときの視角特性を向上
させることができ、広視野角化を図ることができる。
【００１２】一方、最下層の画素電極のみに映像信号が
印加されると、上述の容量分割電圧と同じ電圧が画素内
の液晶全体に印加されることになるので、１画素内での
液晶の光透過率は同じとなる。これにより、狭視野角化
を図ることができる。
【００１３】この結果、従来のように２種類の液晶パネ
ルを設けることなく、視野角を変えることができるの
で、低コストで薄型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装
置を得ることが可能となる。従って、ノート型パソコン
等の携帯情報端末にも利用できる。
【００１４】請求項２に記載の液晶表示装置は、スイッ
チング素子と、該スイッチング素子を駆動するための駆
動信号を送出する走査配線と、上記スイッチング素子へ
映像信号を送出するための信号配線と、上記スイッチン
グ素子に接続された画素電極とを有する第１の基板を備
えると共に、該第１の基板に対向配置され対向電極を有
する第２の基板とを備え、上記基板間に液晶が封入され
てなる液晶表示装置において、上記画素電極は層間絶縁
膜を介して２層以上設けられ、上層の画素電極には最下
層にある画素電極に対向する箇所に開口部が設けられ、
上記スイッチング素子は複数設けられ、このうちの１つ
は上記最下層の画素電極のみに接続されると共に、残り
は少なくとも最下層の画素電極とそれよりも上層の画素
電極とに接続され、上記走査配線は上記複数のスイッチ
ング素子に対応させて複数設けられ、上記信号配線は上
記複数のスイッチング素子に同一の映像信号を送出し、
複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加される
か、最下層の画素電極のみに映像信号が印加されるかに
よって、視野角が変更されることを特徴としている。
【００１５】上記の構成によれば、１画素内の各スイッ
チング素子はそれと同じ個数の走査配線によって個別に
制御されている。このとき、例えば上層の画素電極と最
下層の画素電極とに接続されたスイッチング素子をオン
状態とすれば、複数の画素電極に同一の映像信号が入力
される。したがって、請求項１の構成における液晶表示
装置の複数の画素電極に同一の映像信号を印加した場合
と同様に、１画素内での液晶への印加電圧の異なる部分
が形成されるので広視野となる。
【００１６】一方、最下層の画素電極にのみ接続された
スイッチング素子をオン状態とすれば、最下層の画素電
極のみに映像信号が送出される。したがって、請求項１
に記載の構成における液晶表示装置の最下層の画素電極
のみに映像信号を印加した場合と同様に、画素内の液晶
全体に同じ電圧が印加され、狭視野とすることが可能と
なる。
【００１７】この結果、従来のように２種類の液晶パネ
ルを設けることなく、視野角を変え ることができるの
で、低コストで薄型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装
置を得ることが可能となる。従って、ノート型パソコン
等の携帯情報端末にも利用できる。
【００１８】請求項３に記載の液晶表示装置は、スイッ
チング素子と、該スイッチング素子を駆動するための駆
動信号を送出する走査配線と、上記スイッチング素子へ
映像信号を送出するための信号配線と、上記スイッチン
グ素子に接続された画素電極とを有する第１の基板を備
えると共に、該第１の基板に対向配置され対向電極を有
する第２の基板とを備え、上記基板間に液晶が封入され
てなる液晶表示装置において、上記画素電極は層間絶縁
膜を介して２層以上設けられ、上層の画素電極には最下
層にある画素電極に対向する箇所に開口部が設けられ、
上記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させ
て複数設けられ、上記走査配線は上記複数のスイッチン
グ素子を同時に駆動し、上記信号配線は上記複数のスイ
ッチング素子に対応させて複数設けられ、複数の画素電
極に同一の映像信号が同時に印加されるか、最下層の画
素電極のみに映像信号が印加されるかによって、視野角
が変更されることを特徴としている。
【００１９】上記の構成によれば、走査配線からの駆動
信号によってスイッチング素子が駆動されると、信号配
線からの映像信号が上記スイッチング素子を介して画素
電極に入力される。そして、画素電極と対向電極との間
に挟持された液晶に電圧が印加されることとなる。
【００２０】ここで、１画素内における各スイッチング
素子は、１つの走査配線によって制御されると共に、ス
イッチング素子と同数の信号配線が接続されているの
で、各信号配線からの映像信号をそれぞれ独立して画素
電極に送出することができる。
【００２１】例えば、各々の信号配線からの映像信号を
同じにすれば、複数の画素電極に同一の映像信号が同時
に印加される。したがって、請求項１に記載の構成にお
ける液晶表示装置の複数の画素電極に同一の映像信号を
印加した場合と同様に、１画 素内で液晶への印加電圧が
異なる領域が２つ以上形成されることになり、その結
果、１画素内で液晶の光透過率の異なる領域が２つ以上
形成され、広視野角化を図ることができる。
【００２２】一方、映像信号を最下層の画素電極にのみ
送出すれば、最下層の画素電極のみに映像信号が印加さ
れる。したがって、請求項１に記載の構成における液晶
表示装置の最下層の画素電極のみに映像信号を印加した
場合と同様に、画素内の液晶全体に同じ電圧が印加され
ることになるので、狭視野角化を図ることができる。
【００２３】この結果、従来のように２種類の液晶パネ
ルを設けることなく、視野角を変えることができるの
で、低コストで薄型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装
置を得ることが可能となる。従って、ノート型パソコン
等の携帯情報端末にも利用できる。
【００２４】請求項４あるいは８に記載の液晶表示装置
は、スイッチング素子と、該スイッチング素子を駆動す
るための駆動信号を送出する走査配線と、上記スイッチ
ング素子へ映像信号を送出するための信号配線と、上記
スイッチング素子に接続された画素電極とを有する第１
の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配置され対
向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板間に液晶
が封入されてなる液晶表示装置において、上記画素電極
は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、上層の画素電
極及びそれに下接する層間絶縁膜には最下層にある画素
電極に対向する箇所に開口部が設けられ、上記スイッチ
ング素子は上記複数の画素電極に対応させて複数設けら
れ、上記走査配線は上記複数のスイッチング素子を同時
に駆動し、上記信号配線は上記複数のスイッチング素子
に対応させて複数設けられ、複数の画素電極に各々異な
る映像信号が同時に印加されるか、複数の画素電極に同
一の映像信号が同時に印加されるかによって、視野角が
変更されることを特徴としている。
【００２５】上記の構成あるいは方法によれば、１画素
内において、複数の画素電極に異なる映像信号が同時に
印加されると、上層の画素電極及び層間絶縁膜に開口部
が形成されていない部分では、上記映像信号は上層の画
素電極と対向電極との間の液晶にそのまま印加される。
一方、開口部が形成されている部分では、対向電極と下
層の画素電極との間の液晶にそのまま印加される。この
とき映像信号が異なるので、１画素内で液晶への印加電
圧が異なる領域が２つ以上形成されることになり、その
結果、１画素内で液晶の光透過率の異なる領域が２つ以
上形成されることとなる。これにより、液晶表示装置の
画面を斜め方向から見たときの視角特性を向上させるこ
とができ、広視野角化を図ることができる。
【００２６】一方、複数の画素電極に同一の映像信号が
同時に印加されると、１画素内での液晶全体への印加電
圧は等しくなるので、液晶の光透過率は同じとなる。こ
れにより、狭視野角化を図ることができる。
【００２７】この結果、従来のように２種類の液晶パネ
ルを設けることなく、視野角を変えることができるの
で、低コストで薄型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装
置を得ることが可能となる。
【００２８】請求項５に記載の液晶表示装置は、スイッ
チング素子と、該スイッチング素子を駆動するための駆
動信号を送出する走査配線と、上記スイッチング素子へ
映像信号を送出するための信号配線と、上記スイッチン
グ素子に接続された画素電極とを有する第１の基板を備
えると共に、該第１の基板に対向配置され対向電極を有
する第２の基板とを備え、上記基板間に液晶が封入され
てなる液晶表示装置において、上記画素電極は層間絶縁
膜を介して２層以上設けられ、上層の画素電極には最下
層にある画素電極に対向する箇所に開口部が設けられ、
上記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させ
て複数設けられるとともに、同一の走査配線及び信号配
線により駆動され、上記各スイッチング素子のしきい値
電圧は各々異なり、複数の画素電極に同一の映像信号が
同時に印加されるか、最下層の画素電極のみに映像信号
が印加されるかによって、視野角が変更されることを特
徴としている。
【００２９】上記の構成によれば、走査配線からの駆動
信号によってスイッチング素子が駆動されると、信号配
線からの映像信号が上記スイッチング素子を介して画素
電極に入力される。そして、画素電極と対向電極との間
に挟持された液晶に電圧が印加されることとなる。
【００３０】ここで、１画素内における各スイッチング
素子のしきい値電圧が互いに異なるので、１つの駆動信
号で複数のスイッチング素子の駆動を制御することがで
きる。
【００３１】例えば、複数のスイッチング素子をオン状
態とすれば、複数の画素電極に同一の信号配線からの同
一の映像信号が入力される。したがって、請求項１に記
載の構成における液晶表示装置の最下層の画素電極のみ
に映像信号を印加した場合と同様に、画素内の液晶全体
に同じ電圧が印加されることになるので、狭視野角化を
図ることができる。
【００３２】一方、最下層の画素電極に接続されたスイ
ッチング素子のみをオン状態とすれば、映像信号は最下
層の画素電極のみに送出される。したがって、請求項１
に記載の構成における液晶表示装置の最下層の画素電極
のみに映像信号を印加した場合と同様に、画素内の液晶
全体に同じ電圧が印加されることになるので、狭視野角
化を図ることができる。
【００３３】この結果、従来のように２種類の液晶パネ
ルを設けることなく、視野角を変えることができるの
で、低コストで薄型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装
置を得ることが可能となる。従って、ノート型パソコン
等の携帯情報端末にも利用できる。
【００３４】また、同一の走査配線及び信号配線により
複数のスイッチング素子が駆動されるので、配線が少な
くて済み、液晶表示装置の開口率が向上する。
【００３５】請求項６に記載の液晶表示装置は、請求項
１ないし５のいずれかに記載の構成に加えて、初期配向
状態は、上下方向の視野角が広くなるようにし、左右方
向の視野角が狭くなるように設定されることを特徴とし
ている。
【００３６】上記の構成によれば、初期配向状態を、左
右方向の視野角が狭くなるように設定しているので、液
晶表示装置を狭視野状態で使用する場合に、十分に視野
角を狭くすることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】〔実施の形態１〕 本発明の実施形態１について図１ないし図３に基づいて
説明すれば、以下の通りである。
【００３８】本実施形態にかかる液晶表示装置は、図１
に示すように、走査配線としてのゲート配線２ａ・２ｂ
と、信号配線としてのソース配線３と、付加容量（Ｃ
ｓ）配線４とを有している。Ｃｓ配線４は、後述の下層
画素電極１２との重畳部で付加容量を形成するためのも
のであり（Ｃｓ ｏｎ Ｃｏｍ方式）、ゲート配線２ａ
・２ｂと同時に形成される。
【００３９】ゲート配線２ａ・２ｂとソース配線３に囲
まれた矩形領域は１画素分に対応しており、ゲート配線
２ａ・２ｂとソース配線３の交差部近傍には、ゲート配
線２ａ・２ｂに対応させてスイッチング素子としてのＴ
ＦＴ５ａ・５ｂが形成される。
【００４０】上記ＴＦＴ５ａは、図２に示すように、ガ
ラス等の透明絶縁性基板１ａ上に形成されたゲート電極
６、ゲート絶縁膜７、半導体層８、ｎ+ −Ｓｉ層９、ソ
ース電極１０及びドレイン電極１１を備えている。
【００４１】ゲート電極６は、厚さ３００ｎｍのタンタ
ルやアルミニウム等で形成され、前記ゲート配線２ａに
接続される。
【００４２】ゲート配線２ａ、ゲート電極６、及びＣｓ
配線４の上に設けられたゲート絶縁膜７は、厚さ３５０
ｎｍのチッ化シリコン等からなる。尚、ゲート絶縁膜７
の代わりに、ゲート配線２ａ、ゲート電極６、及びＣｓ
配線４に陽極酸化法により陽極酸化膜を形成してもよ
い。この場合にはスパッタ法やＣＶＤ法等で作る絶縁膜
に比べて、ピンホールの少ない緻密な膜ができる。
【００４３】ゲート絶縁膜７の上に設けられた半導体層
８は、厚さ１００ｎｍのアモルファスシリコン等からな
り、ゲート電極６と重畳するように配置される。
【００４４】ｎ+ −Ｓｉ層９・９は、厚さ８０ｎｍのμ
ｃ（マイクロクリスタル）−ｎ+ −Ｓｉ等からなり、上
記半導体層８の一部を覆い、分断された状態でオーミッ
クコンタクト層として配置される。
【００４５】一方のｎ+ −Ｓｉ層９上に設けられたソー
ス電極１０は、厚さ３００ｎｍのタンタル、アルミニウ
ム、及びＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等で形成され、前記
ソース配線３と接続される。
【００４６】他方のｎ+ −Ｓｉ層９上に設けられたドレ
イン電極１１は、厚さ３００ｎｍのタンタル、アルミニ
ウム、及びＩＴＯ等で形成され、後述の下層画素電極１
２と接続される。
【００４７】また、前記ＴＦＴ５ｂは、ドレイン電極が
下層画素電極１２に接続されずに後述の上層画素電極１
４に接続される構成以外は、上記ＴＦＴ５ａと同様の構
成である（図１参照）。
【００４８】また、上記矩形領域における画素部分は、
上記ゲート絶縁膜７上に形成された下層画素電極１２、
層間絶縁膜１３、及び上層画素電極１４を備えている。
【００４９】上記下層画素電極１２は、液晶表示装置が
透過型の場合には厚さ１００ｎｍのＩＴＯ等の透明導電
膜で形成され、ＴＦＴ５ａのドレイン電極１１に接続さ
れる。尚、反射型の場合には厚さ１００ｎｍのアルミニ
ウム等の反射率の高い金属で形成すればよい。
【００５０】層間絶縁膜１３は、厚さ５００ｎｍのチッ
化シリコンからなり、下層画素電極１２と上層画素電極
１４との間に配置されて２つの画素電極間を絶縁すると
共に、前記ＴＦＴ５ａ・５ｂ上に配置されてＴＦＴ５ａ
・５ｂを保護するものである。
【００５１】上層画素電極１４は、厚さ５０ｎｍのＩＴ
Ｏ等の透明導電膜からなり、層間絶縁膜１３上に積層さ
れる。このとき、上層画素電極１４の外形が下層画素電
極１２の外形よりも大きくなるように形成されている。
また、上層画素電極１４には、複数の開口部１４ａが形
成されている。開口部１４ａは、例えば図１に示すよう
な菱形パターンとし、下層画素電極１２が設けられた箇
所に対向する上層画素電極１４全面にほぼ均一に設けら
れる。この開口部１４ａの１つの大きさは、上層画素電
極１４のサイズにもよるが数μｍ〜十数μｍ程度にす
る。
【００５２】ここで、層間絶縁膜１３を形成したとき
に、ＴＦＴ５ｂと上層画素電極１４との接続用のコンタ
クトホールと、図示しない外部接続基板との接続部とを
エッチングして取り除きコンタクト部を形成する。これ
により、層間絶縁膜１３上に上層画素電極１４を形成す
ると、上層画素電極１４とＴＦＴ５ｂのドレイン電極と
がコンタクト部を介して接続されることになる。
【００５３】また、ここでは下層画素電極１２を形成し
た後に、ＴＦＴ５ａ・５ｂのソース電極１０及びドレイ
ン電極１１とソース配線３とが形成されている。このよ
うに、下層画素電極１２とソース配線３とを別の材料を
用いて製造する場合、ソース配線３を２層にして形成し
てもよい。例えば、下層画素電極１２をＩＴＯで形成す
る場合、下層画素電極１２のＩＴＯを用いてソース配線
３の１層目を形成し、次にアルミニウムやタンタル等の
金属を用いて２層目を形成する。これにより、ＩＴＯと
金属の両方が同じ箇所で断線していない限り断線不良に
はならないため、断線冗長性を持たせることができる。
尚、下層画素電極１２とソース配線３を同じ材料を用い
て同時に形成することも可能である。この場合には、製
造工程を少なくすることができるので、コスト低減及び
生産効率の向上を図ることができる。
【００５４】上層画素電極１４、及びＴＦＴ５ａ・５ｂ
上の層間絶縁膜１３の上には、厚さ５０ｎｍの配向膜
（図示せず）が設けられている。以上のようにして、Ｔ
ＦＴ５ａ・５ｂが配置されたアクティブマトリクス基板
（第１の基板）が構成される。
【００５５】一方、上述のように構成されたアクティブ
マトリクス基板に対向配置された対向基板（第２の基
板）は、透明絶縁性基板１ｂ上に、対向電極１５及び配
向膜（図示せず）がこの順に配置されてなる。
【００５６】本実施形態における液晶表示装置は、上記
アクティブマトリクス基板と対向基板との間に液晶１６
が封入されることにより構成される。
【００５７】上記の構成による液晶表示装置の動作を以
下に説明する。
【００５８】上記液晶表示装置では、ゲート配線２ａ・
２ｂから送出される各駆動信号を選択的にＴＦＴ５ａ・
５ｂに入力させることによって、オフィスやプレゼンテ
ーション等の使用時には広視野角状態とし、飛行機や電
車内での使用時には他人からは見えないように狭視野角
状態とする。
【００５９】まず、広視野角状態とする場合には、ゲー
ト配線２ａ・２ｂにオン信号を入力してＴＦＴ５ａ・５
ｂを同時に駆動する。すると、ソース配線３からの映像
信号がＴＦＴ５ａを介して下層画素電極１２に入力され
ると共に、上記と同じ映像信号がＴＦＴ５ｂを介して上
層画素電極１４に入力される。その後、ＴＦＴ５ａ・５
ｂにオフ信号を入力することにより、下層画素電極１２
あるいは上層画素電極１４と対向電極１５との間の液晶
１６に電荷が保持される。
【００６０】ここで、上層画素電極１４には所々開口部
１４ａが設けられている。そのため、下層画素電極１２
上に上層画素電極１４が配設されている部分ａ（開口部
１４ａの非形成部）には直接上層画素電極１４の電位が
かかる。従って、部分ａでの等価回路は図３の（ａ）に
示すようになり、部分ａにおける液晶１６の実効電圧Ｖ
LCは、以下のように表される。
【００６１】
【数１】 但し、Ｃ1 は対向基板側の配向膜の静電容量、Ｃ2 はア
クティブマトリクス基板側の配向膜の静電容量、ＣLCは
液晶１６の静電容量、Ｖapは印加電圧である。
【００６２】尚、図３中のＣs は、Ｃｓ配線４による付
加容量である。
【００６３】一般に、静電容量は、次の容量式で定義さ
れる。但し、ε0 は真空誘電率、εs は誘電膜材比誘電
率、Ｓは誘電膜の面積、ｄは誘電膜の膜厚である。
【００６４】
【数２】 ここで、配向膜の面積（Ｓ）を一定とし、対向基板側と
アクティブマトリクス基板側との配向膜を同じ材料とし
たとき、上記（１）式に容量式を代入することによっ
て、部分ａの実効電圧ＶLCは、以下のように示される。
【００６５】
【数３】 但し、εorは配向膜材比誘電率、εLCは液晶材比誘電
率、ｄ1 は対向基板側の配向膜膜厚、ｄ2 はアクティブ
マトリクス基板側の配向膜膜厚、及びｄLCは液晶１６の
実効セル厚である。
【００６６】一方、下層画素電極１２上に上層画素電極
１４が配設されていない部分ｂ（開口部１４ａの形成
部）での等価回路は図３の（ｂ）に示すようになり、部
分ｂには下層画素電極１２の電位が層間絶縁膜１３の静
電容量Ｃp と液晶１６の静電容量ＣLCとで分圧された電
位がかかる。従って、上記部分ｂにおける液晶１６の実
効電圧ＶLCは、次のように表される。
【００６７】
【数４】 部分ａの場合と同様にして（３）式に容量式を代入する
と、部分ｂの実効電圧ＶLCは、以下のようになる。但
し、εp は層間絶縁膜材比誘電率であり、ｄp は層間絶
縁膜１３の膜厚である。
【００６８】
【数５】 上記（１）ないし（４）式からわかるように、部分ａと
部分ｂとでは、同一の映像信号を入力しても液晶１６へ
の印加電圧（実効電圧ＶLC）が異なるものとなることが
わかる。このように、１画素内で液晶１６の実効電圧Ｖ
LCが異なる部分を形成すると、１画素内で液晶分子の立
ち上がり特性が違う、即ち液晶１６の光透過率の異なる
２つの領域が形成されることとなる。従って、液晶表示
装置の画面を斜め方向から見たときの視角特性を向上さ
せることができる。つまり、オフィス内での通常使用や
プレゼンテーション時に求められる視野角の広い表示が
得られる。
【００６９】このとき、映像信号が直接かかる箇所は層
間絶縁膜１３上に上層画素電極１４が形成されている箇
所（部分ａ）であり、容量分割電圧がかかる箇所は上層
画素電極１４の開口部１４ａ（部分ｂ）であるので、層
間絶縁膜１３の膜厚ｄp 、比誘電率εp 、及び面積（開
口部１４ａの面積）を調節すれば、上層画素電極１４の
有無だけで実効電圧ＶLCの調節が可能である。従って、
上層画素電極１４上に形成された配向膜の表面の凹凸部
の段差は、上層画素電極１４の膜厚（５０ｎｍ程度）の
みで決まり、ほぼ平坦であるので、配向乱れを最小限に
抑えることができる。この結果、良好な表示品位の液晶
表示装置を得ることが可能となる。
【００７０】次に、狭視野角状態とする場合には、ゲー
ト配線２ａにのみにオン信号を入力しＴＦＴ５ａを駆動
する。即ち、ゲート配線２ｂにはオン信号を与えずＴＦ
Ｔ５ｂを駆動しないようにする。すると、ソース配線３
からの映像信号がＴＦＴ５ａを介して下層画素電極１２
に入力される。その後、ＴＦＴ５ａにオフ信号を入力す
ることにより、下層画素電極１２と対向電極１５との間
の液晶１６に電荷が保持されることになる。従って、１
画素内全ての液晶１６に前記部分ｂと同じ実効電圧ＶLC
が印加されるので、狭視野角化が達成される。つまり、
飛行機や電車内での使用時に求められる視野角の狭い表
示が得られる。
【００７１】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は、１画素内において、下層画素電極１２に接続され、
ゲート配線２ａにより駆動されるＴＦＴ５ａと、上層画
素電極１４に接続され、ゲート配線２ｂにより駆動され
るＴＦＴ５ｂとを用いて、２つの画素電極に同時に同一
の映像信号を印加するか、下層画素電極１２のみに映像
信号を印加するかを切り替えることによって、視野角特
性を変える構成である。これにより、コストアップをほ
とんど生じることなく、軽量薄型の低消費電力の液晶表
示装置が得られる。
【００７２】また、本実施形態のアクティブマトリクス
基板は、ソース配線３、ＴＦＴ５ａ・５ｂ、及び下層画
素電極１２上に、層間絶縁膜１３を設けてから上層画素
電極１４を配置しているので、ソース配線３及びＴＦＴ
５ａ・５ｂに対して上層画素電極１４を近づけて、もく
しは多少重ね合うように形成してもリークすることがな
い。また、下層画素電極１２とソース配線３とは同層に
形成されているが、下層画素電極１２とソース配線３と
の間にも層間絶縁膜１３が設けられているので、これら
の間でもリークすることはない。
【００７３】つまり、従来では画素電極とソース配線が
同層に形成されていたため、これらをあまり近づけると
リークしてしまい良品率を著しく悪くしていたが、本構
成では上層画素電極１４及びソース配線３を互いに近づ
けて形成してもリーク不良が起こりにくいので、良品率
を向上させることが可能となる。尚、画素電極とゲート
電極とを同層とした場合にも同じ効果が得られる。
【００７４】さらに、上層画素電極１４の外形が下層画
素電極１２の外形よりも大きく形成され、上層画素電極
１４の下層画素電極１２よりも大きく形成された領域に
は開口部１４ａはないので、上層画素電極１４の大きさ
で液晶表示装置の開口率が決定されることになる。従っ
て、下層画素電極１２を小さく形成しても開口率は減少
しないため、下層画素電極１２とソース配線３との間隔
を大きく取ることができる。この結果、下層画素電極１
２とソース配線３との間のリーク不良をさらに防止する
ことが可能となり、高開口率の液晶表示装置が歩留り良
く得られる。
【００７５】尚、本実施形態では画素電極を２層とした
が、３層以上にして視野角を多段階に変更する構成とし
てもよい。例えば、画素電極が３層のときには、最下層
以外の画素電極にそれぞれ開口部を設けると共に、３つ
のＴＦＴを各画素電極に接続し、さらに各々のＴＦＴに
対応させてゲート配線を接続する。この場合には、２つ
のゲート配線からの駆動信号に基づいて、最下層と最上
層の画素電極に同一の映像信号を入力するか、最下層と
中間層の画素電極に同一の映像信号を入力するか、１つ
のゲート配線からの駆動信号に基づいて最下層のみに映
像信号を入力するかを切り替えることによって、視野角
を３段階に変更することができる。
【００７６】〔実施の形態２〕 本発明の実施形態２について説明すれば、以下の通りで
ある。尚、説明の便宜上、前記の実施形態の図面に示し
た部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明
を省略する。
【００７７】実施形態１では、各ＴＦＴに画素電極を１
個づつ接続して、広視野角用としてゲート配線２ａ・２
ｂとＴＦＴ５ａ・５ｂを用い、狭視野角用としてゲート
配線２ａとＴＦＴ５ａを用いる構成としたが、本実施形
態では、広視野角用としてゲート配線２ｂ及びＴＦＴ５
ｂを使用し、狭視野角用としてゲート配線２ａ及びＴＦ
Ｔ５ａを使用する構成とする。即ち、ＴＦＴ５ａには下
層画素電極１２のみを接続し、ＴＦＴ５ｂには下層画素
電極１２及び上層画素電極１４を接続する。
【００７８】この構成によれば、ゲート配線２ｂのみに
オン信号を入力すれば、下層画素電極１２及び上層画素
電極１４に同一の映像信号が印加されるので広視野角状
態となり、ゲート配線２ａにのみオン信号を入力すれば
下層画素電極１２のみに映像信号が印加されるので狭視
野角状態となる。これにより、実施形態１と同様の効果
が得られると共に、さらにＴＦＴ５ｂ近傍において、上
層画素電極１４を下層画素電極１２よりも大きく形成す
ることができるので、開口率をさらに向上させることが
可能となる。
【００７９】尚、本実施形態では画素電極を２層とした
が、３層以上にして視野角を多段階に変更する構成とし
てもよい。例えば、画素電極が３層のときには、最下層
以外の画素電極にそれぞれ開口部を設けると共に、第１
のＴＦＴを最下層と最上層の画素電極に、第２のＴＦＴ
を最下層と中間層の画素電極に、第３のＴＦＴを最下層
の画素電極にそれぞれ接続する。また、各々のＴＦＴに
対応させてゲート配線を接続する。この場合には、３つ
のゲート配線のいずれかにオン信号を入力し、第１ない
し第３のＴＦＴのいずれか１つを駆動させて、最下層と
最上層の画素電極に同一の映像信号を入力するか、最下
層と中間層の画素電極に同一の映像信号を入力するか、
最下層のみに映像信号を入力するかを切り替えることに
よって、視野角を３段階に変更することができる。
【００８０】〔実施の形態３〕 本発明の実施形態３について図４に基づいて説明すれば
以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記の実施形態
の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を付記
し、その説明を省略する。
【００８１】本実施形態にかかる液晶表示装置は、図４
に示すように、実施形態１のゲート配線２ａ・２ｂ及び
ソース配線３の代わりに、ゲート配線２２及びソース配
線２３ａ・２３ｂを備えており、その他の構成について
は実施形態１と同じである。
【００８２】ゲート配線２２とソース配線２３ａ・２３
ｂに囲まれた矩形領域が１画素分に対応しており、ゲー
ト配線２２とソース配線２３ａ・２３ｂの交差部近傍に
は、ソース配線２３ａ・２３ｂに対応させてＴＦＴ５ａ
・５ｂが接続される。尚、ここでは、ＴＦＴ５ａ・５ｂ
をゲート配線２２の上に形成しているが、実施形態１の
ようにゲート配線２２を分岐させてその上に形成しても
よい。
【００８３】上記構成の液晶表示装置では、ソース配線
２３ａ・２３ｂから送出される各映像信号を選択的に下
層画素電極１２及び上層画素電極１４に入力させること
によって、オフィスやプレゼンテーション等の使用時に
は広視野角状態とし、飛行機や電車内での使用時には他
人からは見えないように狭視野角状態とする。
【００８４】まず、広視野角状態とする場合には、ゲー
ト配線２２にオン信号を入力しＴＦＴ５ａ・５ｂを駆動
する。すると、ＴＦＴ５ａを介してソース配線２３ａか
らの映像信号が下層画素電極１２に入力されると共に、
ＴＦＴ５ｂを介してソース配線２３ｂからの映像信号が
上層画素電極１４に入力される。このとき、ソース配線
２３ａからの映像信号とソース配線２３ｂからの映像信
号とは同じ信号とする。その後、ＴＦＴ５ａ・５ｂにオ
フ信号を入力することにより、下層画素電極１２あるい
は上層画素電極１４と対向電極１５との間の液晶１６に
電荷が保持される。
【００８５】ここで、上層画素電極１４には所々開口部
１４ａが設けられているので、実施形態１と同様に、２
つの画素電極に同一の映像信号を入力しても液晶１６の
実効電圧が異なるものとなる。このように、１画素内で
液晶１６の実効電圧が異なる部分を形成すると、１画素
内で液晶分子の立ち上がり特性が違う、即ち液晶１６の
光透過率の異なる２つの領域が形成されることとなる。
従って、液晶表示装置の画面を斜め方向から見たときの
視角特性を向上させることができる。つまり、オフィス
内での通常使用やプレゼンテーション時に求められる視
野角の広い表示が得られる。
【００８６】次に、狭視野角状態とする場合には、前述
同様にゲート配線２２にオン信号を入力しＴＦＴ５ａ・
５ｂを駆動する。すると、ＴＦＴ５ａを介してソース配
線２３ａからの映像信号が下層画素電極１２に入力され
る。このとき、ソース配線２３ｂには信号を何も入力し
ないオープンな状態にしておき、上層画素電極１４に映
像信号が入力されないようにしておく。その後、ＴＦＴ
５ａ・５ｂにオフ信号を入力することにより、下層画素
電極１２と対向電極１５との間の液晶１６に電荷が保持
される。従って、１画素内全ての液晶１６に等しい電圧
が印加されることになり、狭視野角化が達成される。つ
まり、飛行機や電車内での使用時に求められる視野角の
狭い表示が得られる。
【００８７】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は、１画素内において、ソース配線２３ａに接続された
ＴＦＴ５ａと、ソース配線２３ｂに接続されたＴＦＴ５
ｂとを用いて、２つの画素電極に同時に同一の映像信号
を印加するか、下層画素電極１２のみに映像信号を印加
するかを切り替えることによって、実施形態１と同様に
視野角特性を変える構成である。これにより、コストア
ップをほとんど生じることなく、軽量薄型の低消費電力
の液晶表示装置が得られる。
【００８８】尚、本実施形態では画素電極を２層とした
が、３層以上にして視野角を多段階に変更する構成とし
てもよい。例えば、画素電極が３層のときには、最下層
以外の画素電極にそれぞれ開口部を設けると共に、３つ
のＴＦＴを各画素電極に接続し、さらに各々のＴＦＴに
対応させてソース配線を接続する。この場合には、２つ
のソース配線からの映像信号を同じにして、最下層と最
上層の画素電極に入力するか、最下層と中間層の画素電
極に入力するか、１つのソース配線からの映像信号を最
下層のみに入力するかを切り替えることによって、視野
角を３段階に変更することができる。
【００８９】〔実施の形態４〕 本発明の実施形態４について説明すれば、以下の通りで
ある。尚、説明の便宜上、前記の実施形態の図面に示し
た部材と同一の部材には同一の符号を付記し、その説明
を省略する。
【００９０】実施形態３では、上層画素電極１４のみに
開口部１４ａを設け、広視野角の場合には上層画素電極
１４及び下層画素電極１２に同じ映像信号を入力し、狭
視野角の場合には下層画素電極１２のみに映像信号を入
力する構成としたが、本実施形態では、上層画素電極１
４だけでなく層間絶縁膜１３にも開口部を同様に設ける
構成とする。
【００９１】ここで、層間絶縁膜１３の開口部は、上層
画素電極１４の開口部１４ａと同じ位置に形成する。こ
の開口部を設ける工程は、実施形態１で説明したコンタ
クト部を作成する工程で行えばコストアップすることな
く、容易に開口部を作成できる。尚、上層画素電極１４
に開口部１４ａを形成した後に、上層画素電極１４をマ
スクにしてエッチングすることによって、層間絶縁膜１
３の開口部を形成してもよい。
【００９２】この構成で広視野角状態にする場合には、
まずゲート配線２２にオン信号を入力しＴＦＴ５ａ・５
ｂを駆動する。すると、ＴＦＴ５ａを介してソース配線
２３ａからの映像信号が下層画素電極１２に入力される
と共に、ＴＦＴ５ｂを介してソース配線２３ｂからの映
像信号が上層画素電極１４に入力される。このとき、ソ
ース配線２３ａからの映像信号は外部回路により加工し
たものとし、ソース配線２３ｂからの映像信号とは異な
るものとする。その後、ＴＦＴ５ａ・５ｂにオフ信号を
入力することにより、下層画素電極１２あるいは上層画
素電極１４と対向電極１５との間の液晶１６に電荷が保
持される。
【００９３】ここで、上層画素電極１４には所々開口部
１４ａが設けられ、層間絶縁膜１３にも同様に開口部が
設けられているので、開口部１４ａが形成された部分と
非形成部分とも層間絶縁膜１３による影響を受けること
がない。そして、ソース配線２３ａからの映像信号とし
て、実施形態１の（４）式により計算で求められる電圧
を下層画素電極１２に印加し、ソース配線２３ｂからの
映像信号として実施形態３と同じ映像信号を印加するこ
とによって、１画素内で液晶１６の実効電圧が異なる部
分を形成することができる。これにより、１画素内で液
晶分子の立ち上がり特性が違う、即ち液晶１６の光透過
率の異なる２つの領域が形成されることとなる。従っ
て、液晶表示装置の画面を斜め方向から見たときの視角
特性を向上させることができる。つまり、オフィス内で
の通常使用やプレゼンテーション時に求められる視野角
の広い表示が得られる。
【００９４】次に、狭視野角状態とする場合には、ソー
ス配線２３ａと２３ｂからの映像信号を同一のものとす
ることで、１画素内全ての液晶１６に同電圧が印加され
ることになり、狭視野角化が達成される。つまり、飛行
機や電車内での使用時に求められる視野角の狭い表示が
得られる。
【００９５】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は、１画素内において、ソース配線２３ａに接続された
ＴＦＴ５ａと、ソース配線２３ｂに接続されたＴＦＴ５
ｂとを用いて、２つの画素電極に外部回路にて加工した
異なる映像信号を印加するか、同一の映像信号を印加す
るかを切り替えることによって、実施形態１と同様に視
野角特性を変える構成である。これにより、コストアッ
プをほとんど生じることなく、軽量薄型の低消費電力の
液晶表示装置が得られる。このとき、上記外部回路はそ
れほど複雑でないので回路部分のコストアップはほとん
ど生じない。
【００９６】尚、本実施形態では画素電極を２層とした
が、３層以上にして視野角を多段階に変更する構成とし
てもよい。例えば、画素電極が３層のときには、最上層
の画素電極とそれに下接する層間絶縁膜との同じ位置に
開口部を設け、また中間層の画素電極とそれに下接する
層間絶縁膜との同じ位置にも開口部を設ける。そして、
３つのＴＦＴを各画素電極に接続し、さらに各々のＴＦ
Ｔに対応させてソース配線を接続する。この場合には、
各画素電極に印加する映像信号をすべて異なるものとす
るか、最上層の画素電極に印加される映像信号のみを異
なるものとするか、各画素電極に印加する映像信号をす
べて同一のものとするかを切り替えることによって、視
野角を３段階に変更することができる。但し、画像電極
を３層以上形成する場合には、上層の画素電極及びそれ
に下接する層間絶縁膜の開口部が下層のそれよりも大き
くなるようにする。
【００９７】〔実施の形態５〕 本発明の実施形態５について、図８に基づいて説明すれ
ば、以下の通りである。尚、説明の便宜上、前記の実施
形態の図面に示した部材と同一の部材には同一の符号を
付記し、その説明を省略する。
【００９８】上記実施形態１ないし４では、例えば２個
のＴＦＴに対応させて、ソース配線あるいはゲート配線
を設ける構成としたが、本実施形態では、図８に示すよ
うに、２個のＴＦＴ４５ａ・４５ｂを同一のゲート配線
４２及びソース配線４３で駆動する構成である。
【００９９】上記ＴＦＴ４５ａのオーミックコンタクト
層としてはμｃ−ｐ+ −Ｓｉ等のｐ型半導体とし、ＴＦ
Ｔ４５ａのドレイン電極は下層画素電極１２に接続され
ている。ＴＦＴ４５ｂのオーミックコンタクト層として
はμｃ−ｎ+ −Ｓｉ等のｎ型半導体とし、ＴＦＴ４５ｂ
のドレイン電極は下層画素電極１２及び上層画素電極１
４に接続されている。
【０１００】ｐ型半導体は駆動信号が負のとき“オン”
し、ｎ型半導体は駆動信号が正のとき“オン”するの
で、広視野状態とする場合には、例えば＋１５Ｖの正の
電圧をゲート配線４２に印加し、下層画素電極１２及び
上層画素電極１４に同じ映像信号を入力する。逆に狭視
野状態とする場合には、例えば−１５Ｖの負の電圧ゲー
ト配線４２に印加し、下層画素電極１２のみに映像信号
を入力する。
【０１０１】以上のように、本実施形態の液晶表示装置
は、１画素内において、しきい値電圧が互いに異なるＴ
ＦＴ４５ａとＴＦＴ４５ｂとを用いて、２つの画素電極
に同時に同一の映像信号を印加するか、下層画素電極１
２のみに映像信号を印加するかを切り替えることによっ
て、実施形態１と同様に視野角特性を変える構成であ
る。これにより、コストアップをほとんど生じることな
く、軽量薄型の低消費電力の液晶表示装置が得られる。
尚、本実施形態では、オーミックコンタクト層を形成す
る工程が増加するが、実施形態１ないし４に比べて配線
が少なくて済むため、開口率が向上するという効果があ
る。
【０１０２】尚、画素電極への書き込み時間に余裕があ
る場合（あまり高精細でないパネルの場合）には、一方
のＴＦＴに下層画素電極（または上層画素電極）のみ
を、他方のＴＦＴに上層画素電極（または下層画素電
極）のみを接続しておき、広視野時には１水平走査時間
を２分割して各々の画素電極に電圧を印加し、狭視野時
には１水平走査時間をそのまま用いて下層画素電極に信
号を印加する構成としてもよい。
【０１０３】また、ＴＦＴをｎ型半導体とｐ型半導体と
に分けるのではなく、ゲート絶縁膜の膜厚を異ならせて
ＴＦＴのしきい値電圧を変えることによって、広視野状
態と狭視野状態とを実現してもよい。例えば、第１のＴ
ＦＴの立ち上がり電圧が低くなるように設定しておき
（例えば、＋５Ｖ）、第２のＴＦＴの立ち上がり電圧を
第１のＴＦＴを駆動する電圧よりも高く設定しておく
（例えば、＋１５Ｖ）。そして、狭視野状態とする場合
には第２のＴＦＴが立ち上がらない電圧（例えば、＋５
Ｖ〜＋１５Ｖの間の電圧）で駆動し、下層画素電極のみ
を駆動し、逆に広視野状態とする場合には第２のＴＦＴ
の立ち上がり電圧以上の電圧で駆動すればよい。
【０１０４】尚、上記しきい値電圧の変更は、ゲート絶
縁膜の膜厚を変えるだけでなく、ゲート絶縁膜の材料や
オーミックコンタクト層の材料や不純物の量によっても
変えることができる。例えば、ゲート配線としてタンタ
ルを使用し、少なくとも一方の部分を選択的に陽極酸化
し、その後全面にちっ化シリコンを形成することによ
り、しきい値電圧の異なるＴＦＴを形成することができ
る。この場合、陽極酸化を選択的に行えばしきい値電圧
を容易に変更することができるので、コストアップを抑
えることが可能となる。
【０１０５】次に、上記実施形態１ないし５の液晶表示
装置における液晶の視角方向の初期設定方法を説明す
る。
【０１０６】狭視野角状態では、全方向から見て狭いこ
とが望ましいが、実際には困難なため、左右方向の視野
角を狭くすることが一番強く要求されている。また、広
視野角状態では、全方向から見て広いことが望ましい
が、やはり困難なため、左右方向の視野角を広くするこ
とが一番強く要求されている。
【０１０７】一般に、ＴＮ型液晶の表示パネルには、配
向膜のラビング方向と液晶分子の旋回方向（右回り、左
回り）で決定される最適視角方向がある。また、視野角
は、左右方向か上下方向のどちらかを広く設定すると、
他方が狭く設定される。そこで、通常は広視野角状態を
優先するため、左右方向に視野角を広く設定し、上下ど
ちらか一方向（一般に上方向を１２時視角、下方向を６
時視角と呼ぶ）に最適視野角方向を設定する。例えば、
１２時方向に最適視角を設けると、６時方向の表示は見
えにくくなる。この構成で、実施形態１ないし５で説明
した広視野角状態と狭視野角状態との切り替えを行う
と、広視野角状態では左右方向に視野角が広くなるが、
狭視野角状態では最初に設定した視野角と変わらない。
つまり、広視野角状態では絶対的に視野が広くなってい
るが、狭視野角状態では絶対的に視野が狭くなっている
わけではないので、不十分な場合があった。
【０１０８】そこで、本願では、上下方向に視野角を広
く設定する、言い換えれば左右方向に視野角を狭く設定
し、最適視角を左右方向（３時、９時方向）に設ける構
成とする。ここで、最適視角の視角範囲は左右均等に割
振るのが望ましい。このように左右方向の視野角の設定
を初めに狭くしておいて、上述の広視野角状態と狭視野
角状態との切り替えを行うと、広視野角状態では左右方
向に視野角が広くなると共に、狭視野角状態でも十分狭
い視野角とすることができる。
【０１０９】尚、上記実施形態を１ないし５では層間絶
縁膜１３としてチッ化シリコンを用いたが、これ以外に
も酸化シリコンや、アクリル樹脂等の有機系の透明な樹
脂を用いることもできる。
【０１１０】また、実施形態１ないし５では、上層画素
電極に形成された開口部は菱形パターンとしたが、これ
に限られることはない。例えば、上層画素電極３４に斜
めストライプ（スリット）の開口部３４ａが形成された
構造（図５参照）、及び上層画素電極３５に縦ストライ
プ（スリット）の開口部３５ａが形成された構造（図６
参照）等が考えられる。
【０１１１】但し、層間絶縁膜の面積（開口部の面積）
と、上層画素電極の面積（開口部以外の面積）とが所定
の面積比を有する必要がある。この面積比は、人間の目
に開口部とそれ以外との両方の情報が混じり合って見え
ることによって広視野角化を達成することができる値に
設定する。
【０１１２】ここで、開口部は、ラビング方向に沿って
形成した方がラビング不良が起こらないため望ましい。
例えば図１の菱形パターンの場合には４５度方向（菱形
の辺に平行な方向）にラビング処理を行っている。さら
に、開口部１つの大きさがあまり大き過ぎるものよりも
図１のような小さな開口部１４ａの方が１つ１つの開口
部が目立たなくなるので好ましく、１つの開口部の大き
さは５０μｍ角以下が望ましい。
【０１１３】
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項１あるい
は７に記載の液晶表示装置及びその駆動方法は、画素電
極が層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、上層の画素
電極には最下層にある画素電極に対向する箇所に開口部
が設けられ、上記スイッチング素子は上記複数の画素電
極に対応させて複数設けられ、上記走査配線は上記複数
のスイッチング素子に対応させて複数設けられ、上記信
号配線は上記複数のスイッチング素子に同一の映像信号
を送出し、複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印
加されるか、最下層の画素電極のみに映像信号が印加さ
れるかによって、視野角が変更される構成あるいは方法
である。
【０１１４】これにより、開口部の有無によって１画素
内で液晶の光透過率の異なる領域を２つ以上形成するこ
とができ、広視野角化を図ることができる一方、最下層
の画素電極のみを用いて１画素内での液晶の光透過率を
同じとして狭視野角化を図ることができる。この結果、
低コストで薄型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装置を
得ることが可能となるという効果を奏する。
【０１１５】請求項２に記載の液晶表示装置は、画素電
極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、上層の画素
電極には最下層にある画素電極に対向する箇所に開口部
が設けられ、上記スイッチング素子は複数設けられ、こ
のうちの１つは上記最下層の画素電極のみに接続される
と共に、残りは少なくとも最下層の画素電極とそれより
も上層の画素電極とに接続され、上記走査配線は上記複
数のスイッチング素子 に対応させて複数設けられ、上記
信号配線は上記複数のスイッチング素子に同一の映像信
号を送出し、複数の画素電極に同一の映像信号が同時に
印加されるか、最下層の画素電極のみに映像信号が印加
されるかによって、視野角が変更される構成である。
【０１１６】請求項３に記載の液晶表示装置は、画素電
極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、上層の画素
電極には最下層にある画素電極に対向する箇所に開口部
が設けられ、上記スイッチング素子は上記複数の画素電
極に対応させて複数設けられ、上記走査配線は上記複数
のスイッチング素子を同時に駆動し、上記信号配線は上
記複数のスイッチング素子に対応させて複数設けられ、
複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加される
か、最下層の画素電極のみに映像信号が印加されるかに
よって、視野角が変更される構成である。
【０１１７】請求項２または３の構成により、請求項１
の液晶表示装置を容易に実現することができるという効
果を奏する。
【０１１８】請求項４あるいは８に記載の液晶表示装置
及びその駆動方法は、画素電極は層間絶縁膜を介して２
層以上設けられ、上層の画素電極及びそれに下接する層
間絶縁膜には最下層にある画素電極に対向する箇所に開
口部が設けられ、上記スイッチング素子は上記複数の画
素電極に対応させて複数設けられ、上記走査配線は上記
複数のスイッチング素子を同時に駆動し、上記信号配線
は上記複数のスイッチング素子に対応させて複数設けら
れ、複数の画素電極に各々異なる映像信号が同時に印加
されるか、複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印
加されるかによって、視野角が変更される構成あるいは
方法である。
【０１１９】これにより、映像信号を互いに異なるもの
とすることによって１画素内で液晶の光透過率の異なる
領域を２つ以上形成することができ、広視野角化を図る
ことができる一方、映像信号を互いに同じものとするこ
とによって１画素内での液晶の光透過率を同じとして狭
視野角化を図ることができる。この結果、低コストで薄
型軽量、かつ低消費電力の液晶表示装置を得ることが可
能となるという効果を奏する。
【０１２０】請求項５に記載の液晶表示装置は、画素電
極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、上層の画素
電極には最下層にある画素電極に対向する箇所に開口部
が設けられ、上記スイッチング素子は上記複数の画素電
極に対応させて複数設けられるとともに、同一の走査配
線及び信号配線により駆動され、上記各スイッチング素
子のしきい値電圧は各々異なり、複数の画素電極に同一
の映像信号が同時に印加されるか、最下層の画素電極の
みに映像信号が印加されるかによって、視野角が変更さ
れる構成である。
【０１２１】これにより、請求項１の液晶表示装置を容
易に実現することができるという効果を奏する。
【０１２２】また、同一の走査配線及び信号配線により
複数のスイッチング素子が駆動されるので、配線が少な
くて済み、液晶表示装置の開口率が向上する。
【０１２３】請求項６に記載の液晶表示装置は、請求項
１ないし５のいずれかに記載の構成に加えて、初期配向
状態が、上下方向の視野角が広くなるようにし、左右方
向の視野角が狭くなるように設定される構成である。
【０１２４】これにより、液晶表示装置を狭視野状態で
使用する場合に、十分に視野角を狭くすることができる
という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１にかかる液晶表示装置にお
けるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示
す平面図である。
【図２】図１の液晶表示装置のＡ−Ａ’矢視断面図であ
る。
【図３】上記液晶表示装置の１画素内の等価回路を示す
回路図である。
【図４】本発明の実施形態３にかかる液晶表示装置にお
けるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示
す平面図である。
【図５】液晶表示装置における他の上層画素電極の構成
を示す平面図である。
【図６】液晶表示装置におけるその他の上層画素電極の
構成を示す平面図である。
【図７】従来の液晶表示装置の構成を示す構成図であ
り、（ａ）は広視野角化を行う場合、（ｂ）は狭視野角
化を行う場合を示している。
【図８】本発明の実施形態５にかかる液晶表示装置にお
けるアクティブマトリクス基板の１画素部分の構成を示
す平面図である。
【符号の説明】
２ａ・２ｂ ゲート配線（走査配線） ３ ソース配線（信号配線） ５ａ・５ｂ ＴＦＴ（スイッチング素子） １２ 下層画素電極 １３ 層間絶縁膜 １４ 上層画素電極 １４ａ 開口部 １５ 対向電極 １６ 液晶 ２２ ゲート配線（走査配線） ２３ａ・２３ｂ ソース配線（信号配線） ４２ ゲート配線（走査配線） ４３ ソース配線（信号配線） ４５ａ・４５ｂ ＴＦＴ（スイッチング素子）

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 上記画素電極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、
    上層の画素電極には最下層にある画素電極に対向する箇
    所に開口部が設けられ、上記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させ
    て複数設けられ、 上記走査配線は上記複数のスイッチング素子に対応させ
    て複数設けられ、 上記信号配線は上記複数のスイッチング素子に同一の映
    像信号を送出し、 複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加される
    か、最下層の画素電極のみに映像信号が印加されるかに
    よって、視野角が変更されることを特徴とする液晶表示
    装置。
  2. 【請求項２】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 上記画素電極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、
    上層の画素電極には最下層にある画素電極に対向する箇
    所に開口部が設けられ、 上記スイッチング素子は複数設けられ、このうちの１つ
    は上記最下層の画素電極のみに接続されると共に、残り
    は少なくとも最下層の画素電極とそれよりも上層の画素
    電極とに接続され、 上記走査配線は上記複数のスイッチング素子に対応させ
    て複数設けられ、 上記信号配線は上記複数のスイッチング素子に同一の映
    像信号を送出し、 複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加される
    か、最下層の画素電極のみに映像信号が印加されるかに
    よって、視野角が変更されることを特徴とする液晶表示
    装置。
  3. 【請求項３】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 上記画素電極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、
    上層の画素電極には最下層にある画素電極に対向する箇
    所に開口部が設けられ、 上記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させ
    て複数設けられ、 上記走査配線は上記複数のスイッチング素子を同時に駆
    動し、 上記信号配線は上記複数のスイッチング素子に対応させ
    て複数設けられ、 複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加される
    か、最下層の画素電極のみに映像信号が印加されるかに
    よって、視野角が変更されることを特徴とする液晶表示
    装置。
  4. 【請求項４】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 上記画素電極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、
    上層の画素電極及びそれに下接する層間絶縁膜には最下
    層にある画素電極に対向する箇所に開口部が設けられ、 上記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させ
    て複数設けられ、 上記走査配線は上記複数のスイッチング素子を同時に駆
    動し、 上記信号配線は上記複数のスイッチング素子に対応させ
    て複数設けられ、 複数の画素電極に各々異なる映像信号が同時に印加され
    るか、複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加さ
    れるかによって、視野角が変更されることを特徴とする
    液晶表示装置。
  5. 【請求項５】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなる液晶表示装置において、 上記画素電極は層間絶縁膜を介して２層以上設けられ、
    上層の画素電極には最下層にある画素電極に対向する箇
    所に開口部が設けられ、 上記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させ
    て複数設けられるとともに、同一の走査配線及び信号配
    線により駆動され、 上記各スイッチング素子のしきい値電圧は各々異なり、 複数の画素電極に同一の映像信号が同時に印加される
    か、最下層の画素電極のみに映像信号が印加されるかに
    よって、視野角が変更されることを特徴とする液晶表示
    装置。
  6. 【請求項６】初期配向状態は、上下方向の視野角が広く
    なるようにし、左右方向の視野角が狭くなるように設定
    されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに
    記載の液晶表示装置。
  7. 【請求項７】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなり、上記画素電極が層間絶縁膜
    を介して２層以上設けられ、上層の画素電極には最下層
    にある画素電極に対向する箇所に開口部が設け られ、上
    記スイッチング素子は上記複数の画素電極に対応させて
    複数設けられ、上記走査配線は上記複数のスイッチング
    素子に対応させて複数設けられ、上記信号配線は上記複
    数のスイッチング素子に同一の映像信号を送出する液晶
    表示装置の駆動方法であって、 視野角を変更するために、複数の画素電極に同一の映像
    信号を同時に印加するか、最下層の画素電極のみに映像
    信号を印加するかを切り替えることを特徴とする液晶表
    示装置の駆動方法。
  8. 【請求項８】スイッチング素子と、該スイッチング素子
    を駆動するための駆動信号を送出する走査配線と、上記
    スイッチング素子へ映像信号を送出するための信号配線
    と、上記スイッチング素子に接続された画素電極とを有
    する第１の基板を備えると共に、該第１の基板に対向配
    置され対向電極を有する第２の基板とを備え、上記基板
    間に液晶が封入されてなり、上記画素電極が層間絶縁膜
    を介して２層以上設けられ、上層の画素電極及びそれに
    下接する層間絶縁膜には最下層にある画素電極に対向す
    る箇所に開口部が設けられ、上記スイッチング素子は上
    記複数の画素電極に対応させて複数設けられ、上記走査
    配線は上記複数のスイッチング素子を同時に駆動し、上
    記信号配線は上記複数のスイッチング素子に対応させて
    複数設けられる液晶表示装置の駆動方法であって、 視野角を変更するために、複数の画素電極に各々異なる
    映像信号を同時に印加するか、複数の画素電極に同一の
    映像信号を同時に印加するかを切り替えることを特徴と
    する液晶表示装置の駆動方法。
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