JP3296913B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、量産性が良好で低コス
トかつ高画質のアクティブマトリクス型液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のアクティブマトリクス型液晶表示
装置では、液晶組成物層を駆動する電極として２枚の基
板界面上に形成し相対向させた透明電極を用いていた。
これは、液晶組成物層に印加する電界の方向を基板界面
にほぼ垂直な方向とすることで動作する、ツイステッド
ネマチック（ＴＮ）表示方式に代表される表示方式を採
用していることによる。以下、この液晶組成物層に印加
する主たる電界方向が基板界面にほぼ垂直な方向である
表示方式を縦電界方式と称する。

【０００３】また、一方の基板上に形成した櫛歯状電極
対を用いて液晶組成物層に電界を印加する方式が、例え
ば特公昭63−21907 号により提案されている。ここで言
う櫛歯状電極対は、図５中の１，２で示すような櫛の歯
のような形状を有する２つの電極を互いの歯の部分が重
ならずに噛み合うように配置したものである。この場
合、液晶組成物層を駆動する電極は透明である必要はな
く、導電性が高く不透明な金属電極を用いることができ
る。また、液晶組成物分子の配向は、電極間に電圧を印
加しない状態において、ホモジニアス配向，９０°ツイ
スト配向あるいはホメオトロピック配向を取ることがで
き、ＴＮモード，ゲストホスト（ＧＨ）モードあるいは
電界制御複屈折（ＥＣＢ）モードなどの電圧効果型表示
方式や、電流効果型の動的散乱（ＤＳ）モード表示方式
を用いることができる。以下、この液晶組成物層に印加
する主たる電界方向が基板界面にほぼ平行な方向である
表示方式を横電界方式と称する。

【０００４】横電界方式の動作原理を図２および図３を
用いて説明する。

【０００５】図２（ａ),（ｂ）は液晶表示装置内での液
晶の動作を示す断面図を、図２(ｃ)，（ｄ）はその平面
図を表す。図２ではアクティブ素子を省略し、また、画
素内での櫛歯状電極対の一部分を示した。

【０００６】電圧無印加時の断面図を図２（ａ）に、そ
の時の平面図を図２（ｃ）に示す。少なくとも一方が透
明な一対の基板３の向き合った表面に櫛歯状の形状をし
た対をなす画素電極１，２が形成され、その上に配向膜
４が塗布および配向処理されている。間には液晶組成物
が挟持されている。棒状の液晶分子５は、画素電極１，
２間に電圧が印加されない時には櫛歯状画素電極対１，
２の長辺方向に対して若干の角度を持つように配向され
ている。上下界面上での液晶分子５の配向方向はここで
は平行である場合を例に説明する。また、液晶組成物の
誘電率異方性は正を想定している。

【０００７】次に、櫛歯状画素電極対１，２間に電圧を
与えて液晶組成物層に電界７を印加すると図２（ｃ),
（ｄ）に示したように電界７の方向に液晶分子５がその
向きを変える。偏光板６を所定の角度に配置することで
電界印加によって光透過率を変えることが可能になる。
図３に示すように、印加電圧の実効値を増大させると相
対的な光透過率が変化する。このように、横電界方式に
よれば透明電極を使用せずにコントラストを与える表示
が可能になる。

【０００８】なお、図２では櫛歯状画素電極対１，２を
一方の基板表面に形成したが、一対の基板両方に分けて
も何ら効果は変わるものではない。ただし、配線を微細
化する場合や熱，外力等による種々の変形などを鑑みる
と、一方の基板に備えたほうがより高精度なアライメン
トが可能になり、望ましい。また、液晶組成物の誘電率
異方性は正を想定したが、負であっても構わない。その
場合には初期配向状態を画素電極の長辺方向に垂直な方
向から若干の角度を持つように配向させる。さらに、偏
光板６を配置する角度を変えれば、図３とは逆の傾きを
有する特性を得ることもできる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の縦電界方式のア
クティブマトリクス型液晶表示装置では、透明電極の電
圧変動を防止するために、透明電極に電荷蓄積用の容量
素子を接続していた。しかしながら、前記の縦電界方式
では、可能な限り光の利用効率を向上させるために容量
素子の大きさを縮小すると、前記の透明電極に蓄積され
た電荷を保持するためには約１０¹²Ωcm以上の極めて高
い比抵抗の液晶組成物を使用する必要が生じる。このた
め、低い光学しきい値電圧や適切な大きさの複屈折等を
有し、かつ不純物によって汚染されにくい液晶組成物の
選択の自由度が大幅に限定されていた。さらに、液晶組
成物層の比抵抗は基板界面上の液晶組成物分子を所定方
向に配向制御する配向膜材料にも依存するため、液晶組
成物層の比抵抗を高く保つ配向膜材料を用いる必要があ
る。このため、適切なプレチルト角（基板界面上の液晶
組成物分子の傾き角）を発現し、かつ直流電荷の残留し
にくい配向膜として実用可能な材料は限定されていた。
これらのため、表示むらや残像などの画質劣化が発生し
やすかった。

【００１０】また、前記の従来の横電界方式では、電荷
蓄積用の容量素子を接続していなかったため櫛歯状電極
対の電圧変動を抑えることが不可能であり、表示むらが
発生しやすかった。さらに、櫛歯状電極対を用いるため
光の利用効率は著しく低下し、液晶表示装置の明るさを
向上させることが困難になっていた。

【００１１】さらに、前記の従来の横電界方式において
も画素電極近傍では基板界面に垂直な方向の電界成分が
発生し、この部分における光漏れによって斜め方向から
見たコントラスト比が低下するという問題があった。

【００１２】本発明はこれらの課題を同時に解決するも
ので、その第１の目的は、使用可能な液晶組成物および
配向膜材料の選択の自由度を広げ、画質劣化を防止する
ことにある。

【００１３】第２の目的は、液晶表示装置の明るさを向
上させることにある。

【００１４】第３の目的は、斜め方向から見たコントラ
スト比が高い横電界方式を実現する方法を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに以下の手段を用いる。

【００１６】少なくとも一方が透明な一対の基板と、前
記基板間に挟持された液晶組成物層と、前記基板のいず
れか一方の基板の向き合った表面にマトリクス状に配置
された複数の走査配線および信号配線と、対をなす画素
電極と、前記画素電極および前記走査配線および信号配
線に接続されたアクティブ素子と、前記各走査配線に接
続された走査配線駆動手段と、前記各信号配線に接続さ
れた信号配線駆動手段とを備えた液晶表示装置におい
て、 ［手段１］前記対をなす画素電極の双方は前記走査配線と同一基板
上に構成され、各画素の上下に走査配線が配置され、か
つ前記対をなす画素電極のうちの一方が該上下に配置さ
れた走査配線のいずれか一方にアクティブ素子を介して
接続され、他方が共通電極であり、 前記対をなす画素電
極が短冊状の形状であり、その一方の電極の長辺方向が
他方の電極の長辺方向とほぼ平行であって、前記対をな
す画素電極の一方の電極と他方の電極は、前記上下に配
置された走査配線のうちの他方の走査配線との間に絶縁
物を介して形成された容量素子を有する。特に、容量素
子を比抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ以上の絶縁物を介して形成す
る。

【００１７】［手段２］前記液晶組成物の比抵抗を１０
¹⁰Ωcm以上とする。望ましくは、前記容量素子を構成す
る絶縁物の比抵抗と誘電率の積が、液晶組成物の比抵抗
と誘電率の積の値以上である部材を用いる。さらに、前
記走査配線駆動手段から出力される駆動信号における１
垂直走査期間を、前記容量素子を構成する絶縁物の比抵
抗と誘電率の積で表わされる時定数よりも小さく設定す
ることが望ましい。

【００１８】［手段３］前記対をなす画素電極の短辺の
長さを、対をなす画素電極間の距離より短くする。ま
た、二つ以上の非導電性構成部材を有し、かつそれらの
うちの少なくとも一つの部材の誘電率が前記液晶組成物
の誘電率よりも小さい部材を用いる。望ましくは、前記
液晶組成物層に接する部材として、その誘電率が前記液
晶組成物の誘電率よりも小さい部材を用いる。

【００１９】

【作用】前記第１の手段によれば、対をなす画素電極は
液晶組成物層に対して主として基板界面に平行な電界を
印加する構造を有しており、電極間の距離は従来の縦電
界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置における
相対向させた透明電極間の距離に比べて大きくとること
ができる。また、等価的な断面積は従来のものより小さ
く抑えることができる。したがって、本発明による対を
なす画素電極間の電気抵抗は従来のアクティブマトリク
ス型液晶表示装置における相対向させた透明電極間の電
気抵抗は桁違いに大きくすることができる。さらに、本
発明による対をなす画素電極間の静電容量は容量素子と
並列接続になり、電気抵抗も十分高い容量素子を実現で
きる。これにより、画素電極に蓄積された電荷を保持す
ることが容易になり、従来より低い比抵抗の液晶組成物
を用いることが可能になる。また、画素電極は櫛歯状電
極対に比べて単純な形状であるため、光の利用効率を向
上させる。さらに、画素電極近傍において発生する基板
界面に垂直な方向の電界成分を横電界成分に比べて小さ
く抑えることが可能になる。また、対をなす画素電極の
うちの一方の電極を、隣接する画素における対をなす画
素電極のうちの一方の電極と接続した場合には、従来の
アクティブマトリクス型液晶表示装置における共通電極
とほぼ同等の作用をする。

【００２０】前記第２の手段によれば、従来より低い比
抵抗の液晶組成物を用いても画素電極に蓄積された電荷
を保持するのに十分な電気抵抗を有する液晶組成物層を
構成することが可能になり、さらに、１垂直走査期間内
に画素電極に蓄積された電荷が漏れていくのを抑制する
ことが可能になるため、画素電極の電圧変動を十分小さ
く抑えることが容易になる。

【００２１】前記第３の手段によれば、液晶組成物層に
電界が集中しやすくなるため、液晶組成物層に横電界を
効率よく印加でき、画素電極近傍において発生する基板
界面に垂直な方向の電界成分を横電界成分に比べて小さ
く抑えることが可能になる。このように、本発明によれ
ば、対を成す画素電極の双方が同一基板に形成し、かつ
それぞれ他方の走査配線との間に容量素子を構成するこ
とで、両電極間のアライメントずれを小さく抑制するこ
とができる。これにより、第１の画素電極と第２の画素
電極の間の静電容量のバラツキを抑えることができ、表
示むらの発生が抑制されるという顕著な作用効果を得る
ことができる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００２３】［実施例１］図１（ａ）は本実施例におけ
るアクティブマトリクス型液晶表示装置の平面図の一部
である。図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′における断
面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＢ−Ｂ′における断面
図である。基板として表面を研磨したガラス基板を２枚
用いた。図１（ａ）に示すように、一方の基板３１上に
走査配線１０を互いに平行に配置し、膜厚約３００ｎｍ
の窒化シリコンからなるゲート絶縁膜１３，アモルファ
スシリコンからなるチャネル層１６を形成し、短冊状の
第１の画素電極１および信号配線１１をいずれも走査配
線１０と交差するような方向に配置した。これにより、
走査配線１０と信号配線１１の各交点付近にアクティブ
素子である薄膜トランジスタが形成される。第１の画素
電極１と対をなすべき他方の画素電極は隣接する画素ど
うしで接続し、ストライプ状の第２の画素電極２として
図１（ｂ）に示すように他方の基板３２上に形成した。
この第２の画素電極は従来のアクティブマトリクス型液
晶表示装置における共通電極とほぼ同等の作用をする。
これにより、第１の画素電極１と第２の画素電極２の間
で液晶組成物層５０に対して電界７が印加され、かつそ
の方向が基板界面にほぼ平行な横電界方式が実現でき
る。対をなす画素電極１，２は従来の櫛歯状電極対に比
べて単純な形状であるため、光の利用効率は以下のよう
になる。画素ピッチは水平方向（すなわち共通電極２の
間隔）が８０μｍ、垂直方向（すなわち走査配線１０の
間隔）が２４０μｍである場合、各部の寸法を、第１の
画素電極１の幅（短辺の長さ）は４μｍ、共通電極２の
幅（短辺の長さ）は１２μｍ、第１の画素電極１と第２
の画素電極２の間の距離は２３μｍとして、第１の画素
電極１および第２の画素電極２の短辺の長さをそれらの
間の距離よりも短くすることができた。この時、光の利
用効率を画素面積に占める有効表示面積と定義すると、
５０.３％になる。したがって、本実施例によるアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置の透過率は８.４％ にな
った。容量素子１２は、図１（ｃ）に示すように、第１
の画素電極１を走査配線１０の上に２７μｍだけ伸ばし
てゲート絶縁膜１３を挟む構造として形成した。よっ
て、この容量素子１２の静電容量は約21.4ｆＦになっ
た。

【００２４】さらに、この表面に保護膜としてエポキシ
系の樹脂からなる透明な有機ポリマ１４，１５を積層
し、ポリイミド系の樹脂からなる配向膜４を積層した。
各基板上の配向膜４を、プレチルト角が約０.５度 、両
基板界面上のラビング方向８が互いにほぼ反平行で、か
つ印加電界方向７とのなす角度が８５度になるようにラ
ビング処理を施した。両基板間に誘電率異方性が正でそ
の値が４.５ であり、複屈折が０.０７２(５８９ｎｍ，
２０℃）のネマチック液晶組成物５０を挟んだ。ギャッ
プは液晶封入状態で４.５μｍ とした。これにより、第
１の画素電極１と第２の画素電極２の間の静電容量は約
２.１４ｆＦ になった。一方の基板の外側には偏光板６
をその偏光透過軸がラビング方向８にほぼ平行になるよ
うに配置し、他方の基板の外側には偏光板６をそれに直
交するように配置した。これによりノーマリクローズ特
性を得る。各走査配線１０および各信号配線１１にはそ
れぞれ走査配線駆動用ＬＳＩおよび信号配線駆動用ＬＳ
Ｉ（図示せず）を接続した。第１の画素電極１に蓄積さ
れた電荷は、第１の画素電極１と第２の画素電極２の間
の静電容量と容量素子１２を並列接続した容量である約
２３.５ｆＦ に蓄積されることになり、液晶組成物５０
の比抵抗が５×１０¹⁰Ωcmであっても第１の画素電極１
の電圧変動を抑制することができる。このため、画質劣
化を防止することができた。

【００２５】本実施例で用いた液晶組成物５０は比誘電
率６.７ ，比抵抗５×１０¹⁰Ωcmなる値を有し、また、
容量素子１２を構成する絶縁物として用いた窒化シリコ
ンは比誘電率６.７ ，比抵抗５×１０¹⁶Ωcmなる値を有
する。すなわち、液晶組成物５０，容量素子１２を構成
する絶縁物ともその比抵抗は１０¹⁰Ωcm以上であり、窒
化シリコンの誘電率と比抵抗の積は約３×１０⁴ 秒と液
晶組成物５０の誘電率と比抵抗の積約０.０３ 秒より大
きい。また、走査配線駆動用ＬＳＩから出力される駆動
信号における１垂直走査期間は通常の液晶表示装置にお
いては約16.6msであって、約３×１０⁴ 秒よりはるかに
小さいことを満たしている。このため、第１の画素電極
１に蓄積された電荷が漏れていく時定数を十分大きくと
ることが可能になり、第１の画素電極１の電圧変動を十
分小さく抑えることが容易になる。本実施例で用いた液
晶組成物５０は不純物によって汚染されにくい特性を有
し、また、本実施例で用いた配向膜４は直流電荷が全く
残留しない特性を有する。したがって、表示むらや残像
などの画質劣化を防止することができた。

【００２６】さらに、本実施例で用いた配向膜４は比誘
電率３.４ なる値を有する。すなわち、液晶組成物層５
０と接する非導電性部材である配向膜４は液晶組成物層
５０の比誘電率６.７ より小さい比誘電率を有する。電
磁気学の理論によれば電界は誘電率の高い部分に集中し
やすい性質を有するため、配向膜４よりも液晶組成物層
５０に電界が集中しやすくなる。また、電界は電極表面
に対して垂直な方向に出入りする性質を有するため、第
１の画素電極１および第２の画素電極２の表面近傍では
基板界面に垂直な方向の縦電界成分が発生する。しか
し、第１の画素電極１と第２の画素電極２の間では電界
はその連続性を保つように曲がって横電界を形成する。
本実施例では、第１の画素電極１および第２の画素電極
２の短辺の長さを第１の画素電極１と第２の画素電極２
の間の距離よりも短くしたことにより、縦電界成分の領
域よりも横電界成分の領域を大きくとることができる。
これらのため、液晶組成物層５０に電界が集中しやすく
なって、液晶組成物層５０に横電界を効率良く印加で
き、第１の画素電極１および第２の画素電極２の近傍に
おいて発生する基板界面に垂直な方向の電界成分を横電
界成分７に比べて小さく抑えることが可能になる。した
がって、第１の画素電極１および第２の画素電極２の近
傍において液晶分子が立ち上がることが抑えられるた
め、これによる光漏れを防止することができ、斜め方向
から見たコントラスト比は１００以上になった。

【００２７】なお、本実施例ではガラス基板を用いた
が、透明なプラスチック基板のようなものでもよく、ま
た、どちらか一方の基板はシリコン基板のような不透明
なものでも構わない。また、各配線の形状は図２に示す
形状に限られる訳ではない。また、ゲート絶縁膜として
は窒化シリコンだけでなく、酸化シリコンや酸化アル
ミ，酸化タンタル，酸化チタンなどの絶縁物を用いても
よく、それらの積層物でも構わない。さらにその場合、
使用した部材の誘電率や比抵抗は本実施例記載の数値で
なくても本発明の要件を満たしていればよい。また、チ
ャネル層としてはアモルファスシリコンだけでなく、多
結晶シリコンやセレン化カドミウムなどの半導体を用い
てもよく、アクティブ素子である薄膜トランジスタの個
数は複数であっても構わない。また、各電極の寸法や距
離は必ずしも本実施例の値を採用する必要はなく、アク
ティブマトリクス型液晶表示装置の画素ピッチや画面サ
イズに応じて寸法や距離を変えても構わない。また、保
護膜は必ずしもエポキシ系の樹脂からなる透明な有機ポ
リマである必要はなく、配向膜も必ずしもポリイミド系
の樹脂である必要はなく、これらの部材の誘電率や特性
が本発明の要件を満たしていればよい。また、配向膜の
プレチルト角やラビング角度も本実施例記載の数値でな
くてもよく、部材によっては保護膜が配向膜を兼ねるこ
とも可能である。また、液晶組成物は本実施例記載の誘
電率異方性や複屈折，比抵抗，比誘電率を有していなく
ても、比抵抗や誘電率が本発明の要件を満たしていれば
よい。さらに、液晶組成物分子の配向は、ホモジニアス
配向，９０°ツイスト配向あるいはホメオトロピック配
向であってもよく、ＴＮモード，ＧＨモード，ＥＣＢモ
ードなどの方式であっても構わない。また、ギャップも
所望の特性が得られるように変えてよい。また、偏光板
を配置する角度もラビング角度や液晶組成物分子の配向
に応じて変えることができる。また、１垂直走査期間は
約１６.６ｍｓ に限らず、本発明の要件を満たす範囲で
変えても構わない。このように、本実施例は本発明を完
全に制限するものではない。

【００２８】［比較例１］従来の縦電界方式であるツイ
ステッドネマチック（ＴＮ）方式を用いたアクティブマ
トリクス型液晶表示装置を第１の比較例とする。図４に
示すように、この方式では、アクティブ素子を形成した
基板３１側に透明な画素電極１をマトリクス状に配置
し、これに対向する基板３２の表面に表示領域全面にわ
たる共通電極２′を形成している。ネマチック液晶組成
物５０および配向膜４の材料としては実施例１と同一の
部材を用い、ギャップは７.３μｍ 、液晶分子のツイス
ト角は９０度とした。

【００２９】本比較例で用いた液晶組成物５０の比抵抗
は５×１０¹⁰Ωcmであるため、縦電界方式のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置に用いるには比抵抗が低い。
このため、画素電極１に蓄積された電荷が漏れやすくな
り、画素電極１の電圧変動を小さく抑えることが不可能
になって、画質劣化が発生した。また、本比較例で用い
た配向膜４のプレチルト角は約０.５ 度であるため、基
板３１および３２の表面の断差構造のある部分で液晶分
子の逆チルトや逆ツイストなどの配向不良ドメインが発
生した。これによる光漏れによって斜め方向だけでなく
正面から見たコントラスト比も１０以下に低下した。

【００３０】以上のように、従来のＴＮ方式のアクティ
ブマトリクス型液晶表示装置では使用不可能な液晶組成
物や配向膜材料も、本発明による実施例１では十分使用
可能であり、液晶組成物や配向膜材料の選択の自由度が
拡大する。

【００３１】［比較例２］図５に示すような、従来の櫛
歯状電極対を用いた横電界方式のアクティブマトリクス
型液晶表示装置を第２の比較例とする。本比較例は、画
素電極が櫛歯状電極対であることおよび容量素子を形成
していないことを除いて実施例１と同一である。本方式
では、電極の加工精度の点から最小寸法を４μｍ以下に
することが不可能であった。このため櫛歯状画素電極
１，２の櫛歯に相当する部分の幅（短辺の長さ）を櫛歯
どうしが噛み合う間隔（対をなす電極間の距離）と等し
くとると、光の利用効率は１５.２％ と低下してしま
い、本比較例のアクティブマトリクス型液晶表示装置の
透過率は２.５％ になった。また、櫛歯状画素電極１，
２の近傍において発生する基板界面に垂直な方向の電界
成分を横電界成分に比べて小さく抑えることが不可能に
なった。このため、斜め方向から見たコントラスト比が
１０以下に低下した。また、櫛歯状画素電極１，２に並
列に容量素子を有しないため、櫛歯状画素電極１，２の
電圧変動を抑えることが不可能であり、表示むらが発生
した。

【００３２】以上のように、従来の櫛歯状電極対を用い
た場合には、本発明による実施例１に比べて、光の利用
効率が低下して明るさが低下し、画素電極の電圧変動に
よって表示むらが発生し、斜め方向から見たコントラス
ト比が低下した。

【００３３】［比較例３］本比較例は容量素子を構成す
る絶縁物の比抵抗が５×１０⁹Ωcm と低いこと以外は実
施例１と同一である。この場合、容量素子１２を構成す
る絶縁物の比抵抗と誘電率の積は約０.００３秒(＝３ｍ
ｓ）であり、液晶組成物層５０の比抵抗と誘電率の積
０.０３ 秒より小さい。通常の液晶表示装置においては
走査配線駆動用ＬＳＩから出力される駆動信号における
１垂直走査期間は約１６.６ｍｓ であって、この１垂直
走査期間を約３ｍｓより小さく設定すると走査配線駆動
用LSIおよび信号配線駆動用ＬＳＩを通常の５倍以上の
高速で動作するようにする必要があり、非常に高価なＬ
ＳＩを用いなければならないという問題が生じる。逆
に、走査配線駆動用ＬＳＩから出力される駆動信号にお
ける１垂直走査期間を約１６.６ｍｓ のままに設定する
と、本比較例では、第１の画素電極１に並列に容量素子
１２を有していても、第１の画素電極１に蓄積された電
荷が漏れていく時定数を十分大きくとることが不可能に
なる。このため、第１の画素電極１の電圧変動を十分小
さく抑えることが不可能であり、表示むらが発生した。

【００３４】［比較例４］本比較例は液晶組成物層の比
抵抗が５×１０⁹Ωcm と低いこと以外は実施例１と同一
である。この場合、第１の画素電極１に並列に容量素子
１２を有していても、液晶層の抵抗が小さいため、第１
の画素電極１に蓄積された電荷が漏れていく時定数を十
分大きくとることが不可能になる。このため、第１の画
素電極１の電圧変動を十分小さく抑えることが不可能で
あり、表示むらが発生した。

【００３５】［実施例２］本実施例の構成は下記の要件
を除けば実施例１と同一である。

【００３６】図６（ａ）は本実施例におけるアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の平面図の一部である。図６
（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ′における断面図、図６
（ｃ）は図６（ａ）のＢ−Ｂ′における断面図である。
実施例１において画素電極１と走査配線１０で窒化シリ
コンからなるゲート絶縁膜１３を挟む構造であった容量
素子１２を、図６（ｃ）に示すように、第１の画素電極
１と第２の画素電極２で液晶組成物層５０を挟む構造に
変えた。本実施例では、容量素子１２の静電容量を第１
の画素電極１と第２の画素電極２の間の静電容量と完全
に並列接続することが可能になるため、信号配線１０の
電圧変動の影響は第１の画素電極１に及ばなくなる。こ
のため、第１の画素電極１の電圧変動をさらに抑えるこ
とができ、表示むらは発生しなかった。

【００３７】本実施例におけるアクティブマトリクス型
液晶表示装置でも画質劣化は発生せず、実施例１と同様
の効果が得られた。

【００３８】［実施例３］本実施例の構成は下記の要件
を除けば実施例１と同一である。

【００３９】一対の基板両方にそれぞれ配置していた電
極群をすべて一方の基板上に形成した。図７（ａ）は本
実施例におけるアクティブマトリクス型液晶表示装置の
平面図の一部である。図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−
Ａ′における断面図、図７(ｃ)は図７（ａ）のＢ−Ｂ′
における断面図である。アクティブ素子を形成した基板
３１上に第２の画素電極２を形成した。一般にホトマス
クのアライメント精度は相対向する２枚の基板間のアラ
イメント精度に比べて著しく高い。本実施例では４種の
電極群のいずれをも一方の基板３１上に形成することか
ら、第１の画素電極１と第２の画素電極２の間のアライ
メントがホトマスクのみで行われるため、実施例１，２
の場合に比べて両電極間のアライメントずれが小さく抑
制される。これにより本実施例では、１枚のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置内における第１の画素電極１
と第２の画素電極２の間の静電容量のバラツキを抑える
ことができ、表示むらは全く発生しなかったまた、対向
する基板３２上には一切導電性部材は設けていない。し
たがって、本実施例の構成においては仮にアクティブマ
トリクス型液晶表示装置の製造工程中に導電性の異物が
混入したとしても一方の基板上の電極と他方の基板上の
電極の間の短絡の可能性がなく、これによる不良が発生
しなかった。

【００４０】本実施例においても画質劣化は発生せず、
実施例１と同様の効果が得られた。 ［実施例４］本実施例の構成は下記の要件を除けば実施
例３と同一である。

【００４１】図８（ａ）は本実施例におけるアクティブ
マトリクス型液晶表示装置の平面図の一部である。図８
（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ′における断面図、図８
（ｃ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ′における断面図である。
実施例３における第２の画素電極に、アモルファスシリ
コンからなるチャネル層１６および共通配線２２を設け
てアクティブ素子を形成して接続し、第１の画素電極１
と第２の画素電極２との間で電界７が印加される構成と
した。すなわち、本実施例においては従来のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置における共通電極に相当する
電極は設けていない。対をなす画素電極１，２はそれぞ
れアクティブ素子に接続しているが、共通の走査配線１
０によって駆動されるため、第１の画素電極１と信号配
線１１間および第２の画素電極２と共通配線２２間はそ
れぞれ同じにオン−オフのスイチング動作をする。した
がって、実質的に第１の画素電極１と第２の画素電極
２，信号配線１１と共通配線２２はそれぞれ等価であ
り、画像信号は信号配線１１を通しても、共通配線２２
を通しても、あるいは信号配線１１と共通配線２２に振
り分けても供給することができる。

【００４２】本実施例では、液晶組成物層から見て第１
の画素電極１と第２の画素電極２は全く等価であるた
め、図８（ｃ）に示すように、第２の画素電極２につい
ても走査配線１０でゲート絶縁膜１３を挟む構造として
容量素子１２を並列接続になるように形成した。このた
め容量素子１２のサイズは実施例１，３に比べて１／２
にすることができた。したがって、光の利用効率は５
５.１％ と実施例３に比べてさらに向上することがで
き、本実施例によるアクティブマトリクス型液晶表示装
置の透過率は９.２％ になった。

【００４３】本実施例においても画質劣化は発生せず、
実施例３と同様の効果が得られた。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来よりも液晶組成物の比抵抗が低くてもよいため、液
晶組成物や配向膜材料の選択の自由度が広がる。よっ
て、画素電極に蓄積された電荷を保持するのに十分な比
抵抗を有していれば、低い光学しきい値電圧や適切な大
きさの複屈折等を有し、かつ不純物によって汚染されに
くい液晶組成物が使用可能になる。また、液晶組成物層
の比抵抗を低下させやすい配向膜材料でも、適切なプレ
チルト角を発現し、かつ直流電荷の残留しにくい配向膜
が使用可能になる。このため、表示むらや残像などの画
質劣化を防止することができる。

【００４５】また、電極間の距離が大きい短冊状の画素
電極は櫛歯状電極対に比べて単純な形状であるため、光
の利用効率を向上することが可能になる。このため、液
晶表示装置の明るさを向上することができる。

【００４６】さらに、液晶組成物層に横電界を効率良く
印加できるため、画素電極近傍において発生する基板界
面に垂直な方向の電界成分を横電界成分に比べて小さく
抑えることが可能になる。このため、この部分での液晶
分子の立上りによる光漏れが減少し、斜め方向から見た
コントラスト比を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の説明図。

【図２】横電界方式の液晶表示装置における液晶分子の
動作を示す図。

【図３】横電界方式の液晶表示装置における電気光学特
性を示す図。

【図４】比較例１のアクティブマトリクス型液晶表示装
置の説明図。

【図５】比較例２のアクティブマトリクス型液晶表示装
置の説明図。

【図６】本発明の実施例２のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の説明図。

【図７】本発明の実施例３のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の説明図。

【図８】本発明の実施例４のアクティブマトリクス型液
晶表示装置の説明図。

【符号の説明】

１…第１の画素電極、２…第２の画素電極、２′…共通
電極、３…基板、４…配向膜、５…液晶分子、６…偏光
板、７…印加電界の方向、８…界面上の液晶分子長軸配
向方向（ラビング方向）、１０…走査配線、１１…信号
配線、１２…容量素子、１３…ゲート絶縁膜、１４，１
５…保護膜となる有機ポリマ、１６…チャネル層、１７
…カラーフィルタ、１８…遮光層、２２…共通配線、３
１，３２…基板、５０…液晶組成物層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−360583（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−245126（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11281（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−194516（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−63928（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−57882（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−218624（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−133022（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−74925（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−21907（ＪＰ，Ｂ１) 特表 平５−505247（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/136

Claims (8)

(57)【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、前
   記基板間に挟持された液晶組成物層と、前記基板のいず
   れか一方の基板の向き合った表面にマトリクス状に配置
   された複数の走査配線および信号配線と、対をなす画素
   電極と、前記画素電極および前記走査配線および信号配
   線に接続されたアクティブ素子と、前記各走査配線に接
   続された走査配線駆動手段と、前記各信号配線に接続さ
   れた信号配線駆動手段とを備えた液晶表示装置におい
   て、前記対をなす画素電極の双方は前記走査配線と同一基板
   上に構成され、各画素の上下に走査配線が配置され、か
   つ前記対をなす画素電極のうちの一方が該上下に配置さ
   れた走査配線のいずれか一方にアクティブ素子を介して
   接続され、他方が共通電極であり、 前記対をなす画素電極が短冊状の形状であり、その一方
   の電極の長辺方向が他方の電極の長辺方向とほぼ平行で
   あって、前記対をなす画素電極の一方の電極と他方の電
   極は、前記上下に配置された走査配線のうちの他方の走
   査配線との間に絶縁物を介して形成された容量素子を有
   す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。
2. 【請求項２】 前記容量素子の比抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ以上
   の絶縁物を介して形成したことを特徴とする請求項１に
   記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記液晶組成物の比抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ以
   上であることを特徴とする請求項１に記載のアクティブ
   マトリクス型液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記容量素子を構成する絶縁物の比抵抗と
   誘電率の積が、前記液晶組成物の比抵抗と誘電率の積の
   値以上であることを特徴とする請求項１に記載のアクテ
   ィブマトリクス型液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記走査配線駆動手段から出力される駆動
   信号における１垂直走査期間を、前記容量素子を構成す
   る絶縁物の比抵抗と誘電率の積で表わされる時定数より
   も小さく設定したことを特徴とする請求項１に記載のア
   クティブマトリクス型液晶表示装置。
6. 【請求項６】 前記対をなす画素電極の短辺の長さが、前
   記対をなす画素電極間の距離より短いことを特徴とする
   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。
7. 【請求項７】 非導電性構成部材を二つ以上有し、かつそ
   れらのうちの少なくとも一つの部材の誘電率が前記液晶
   組成物の誘電率よりも小さいことを特徴とする請求項１
   に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
8. 【請求項８】 前記液晶組成物層に接する部材の誘電率が
   前記液晶組成物の誘電率よりも小さいことを特徴とする
   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。