JP3362612B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
型液晶表示装置あるいは単純マトリックス型液晶表示装
置などのように画素電極が形成されている液晶表示装置
に関わり、更に詳しくは、液晶駆動に有利になるように
画素電極から電気力線を発生できるとともに、成膜時の
マスクの使用枚数を少なくすることができる技術に関す
る。
例を示すもので、この例の液晶表示装置Aは、対向する
一対の基板1、2間に液晶3が封入され、基板1、2の
外側に偏光板4、5が配置されて構成されている。そし
て、前記液晶表示装置Aが薄膜トランジスタ方式のもの
においては、一方の基板1においてマトリックス状にソ
ース配線とゲート配線が設けられ、ソース配線とゲート
配線の交差する領域にスイッチ素子としての薄膜トラン
ジスタと画素電極とが設けられるとともに、他方の基板
2に共通電極が設けられ、各領域の画素電極とそれに対
向する共通電極との間に電位差を与えて両電極間の液晶
に所望の電界を印加することで液晶の配向制御ができる
ように構成されている。また、液晶表示装置Aが単純マ
トリックス方式のものにあっては、一方の基板1と他方
の基板2にマトリックス状になるように短冊電極を設
け、上下の電極の交差した部分の間の領域の液晶に電界
を印加することにより液晶の配向制御を行うように構成
されている。
は、基板間に存在する液晶に効率良く電界を印加するた
めに、液晶を挟む一方の基板1の画素電極と他方の基板
2の共通電極との間に発生する電気力線のパターンを揃
えることが重要となる。そこで従来、図7に示すよう
に、一方の基板6上に画素電極7を設け、他方の基板8
に対向電極9を設けた構造において、対向電極9をスリ
ット10を介して2分割した構造とし、スリット10を
画素電極7の中央部に対向させて設けるとともに、画素
電極7の周辺部分の絶縁膜11内に周辺電極12を埋設
した構造とされ、対向電極9と周辺電極12が接地され
た構造の液晶表示装置Bが提案されている。
は、画素電極7の中央部分から出された電気力線のパタ
ーンが、対向電極9、9間のスリット10に向かって揃
った状態で生成されるとともに、画素電極周縁部の電気
力線のパターンが湾曲して図7に示すように下向きに向
かうので、画素電極中央部における電気力線のパターン
が揃い、画素電極周縁部分の電気力線のパターンが歪
み、それらの電気力線に沿って液晶の配向方向が変化
し、液晶表示装置の視野角が拡がる利点を有するもの
の、以下に説明する欠点があった。
ては、スリット10の位置を画素電極7の中央部に対向
させ、対向電極9の端部の位置を画素電極7の周縁部の
位置と合わせる必要があるが、現在の基板位置合わせ技
術において基板6と基板8の位置合わせ交差を小さくす
ることは難しく、スリット10の位置が画素電極7の中
央部から外れ、対向電極9の周縁部の位置が画素電極7
の周縁部から外れることがあると、前述の目的を達成す
ることができずに、逆に電気力線のパターンを崩してし
まうおそれがあった。次に、スリット10を有しない全
面電極を対向電極として用いる従来の一般構造の液晶表
示装置に比べると、対向電極9をパターニングしなくて
はならず、対向電極9をフォトリソグラフィ技術で作成
する場合に、マスクを1枚余計に必要とするので、製造
工程が複雑になり、歩留まりを向上させることができな
い問題があった。
で、画素電極を2分割するギャップの両側でそれぞれ電
気力線のパターンを揃えることでギャップの両側でそれ
ぞれ液晶の配向方向を揃え、液晶表示装置としての視野
角を拡げるとともに、液晶駆動のために電極が発生させ
る電気力線のパターンを揃えることができるようにして
電界による液晶駆動時の駆動力を向上させるとともに、
製造時に必要なマスク枚数を少なくして製造工程を簡略
化し、歩留まり向上効果を得ることができる液晶表示装
置の提供を目的とする。
置は、一対の基板間に液晶が配設され、一方の基板の液
晶側の表面上に共通電極が形成され、他方の基板の液晶
側の表面上に多数の画素領域を規定し前記共通電極と同
じ電位が印加されるサランディング電極が該基板上に形
成されるとともに、前記各画素領域を2分割する中間電
極が同一基板上に形成され、更に絶縁層を介して前記画
素領域に応じた前記中間電極と同じ電位が印加される画
素電極が形成され、該画素電極には前記中間電極の幅に
対応して該画素電極を2分割するギャップが前記中間電
極の配設方向に形成されてなることを特徴とする。画素
電極と等電位を示す中間電極の存在により、画素電極の
ギャップ周辺側において共通電極側に向かう電気力線の
パターンが揃えられ、電気力線が液晶を駆動する際の駆
動力が向上する。また、画素電極を2分割するギャップ
の両側でそれぞれ電気力線のパターンを揃えることでギ
ャップの両側でそれぞれ液晶の配向方向を揃えることが
でき、液晶表示装置としての視野角を左右または上下に
均等に拡げることが可能になる。画素電極周辺部の電気
力線をサランディング電極側に引き込んで歪めることに
より、それらの電気力線に沿って液晶の配向方向が変化
し、液晶表示装置の視野角が拡がる。
形状の画素電極の対角線に沿って設けられてなるもので
も良い。ギャップが画素電極の対角線に沿って形成され
ることで、画素電極は2つの三角型の領域に分割され、
視野角を左右または上下に均等に拡げることが可能とな
るとともに、配向膜の配向処理の方向と容易に整合させ
ることができる。前記の構成において、前記画素電極と
中間電極に映像信号が印加され、前記共通電極とサラン
ディング電極が接地されて零電位とされてなる構成とす
ることもできる。この構成により、画素電極と中間電極
が等電位とされる。更に、前記中間電極が短冊状に形成
され、中間電極の長手方向が基板上に形成される配向膜
の配向処理方向と同じ方向に揃えられてなる構成でも良
い。
を詳細に説明する。図1〜図3は、本発明に係る液晶表
示装置を薄膜トランジスタ型の液晶表示装置に適用した
一形態を示すもので、この例の液晶表示装置Cは、対向
する一対の透明の基板20、21間に液晶層22が配設
されるとともに、基板20、21の外部側にそれぞれ偏
光板23、24が配設されて構成されている。そして、
一方の基板20上には図2(A)に示すようにマトリッ
クス状にソース配線25とゲート配線26が形成され、
ソース配線25とゲート配線26で囲まれた矩形状の領
域にそれぞれ画素電極27が設けられている。前記画素
電極27・・・が形成される基板21の上には、まず、図
3(A)あるいは図4に示すようにサランディング電極
28が形成され、このサランディング電極28の内側に
おいて、ソース配線25とゲート配線26で囲まれた矩
形状の各領域にそれぞれ画素電極27とほぼ同じ輪郭形
状で画素電極27よりも若干小さい形状の透孔部28A
が形成され、透孔部28Aの内部側に透孔部28Aの対
角線位置に配された短冊状の中間電極29がサランディ
ング電極28と離間して設けられている。なお、ソース
配線25とゲート配線26に囲まれた領域にそれぞれ画
素電極27が設けられるので、ソース配線25とゲート
配線26に囲まれた領域にはそれぞれサランディング電
極28に囲まれた透孔部28Aと中間電極29が設けら
れていている。
と中間電極29とを覆って図1に示すように絶縁層30
が形成され、この絶縁層30上に画素電極27が設けら
れている。この画素電極27は、図3(B)に示すよう
に略長方形状に形成され、画素電極27は、絶縁層30
上において、前記サランディング電極28の上に重なる
ように、かつ、その周縁部をサランディング電極28の
透孔部28Aの周縁部よりも若干外側に位置させる(図
2(A)参照)ように配置されている。
の下方に位置する中間電極29よりも若干幅狭のスリッ
ト状のギャップ31が形成され、このギャップ31によ
り画素電極27は略三角形の2つの領域に略2分割され
ている。また、画素電極27の隅部であって、ギャップ
31の一端側には、絶縁層30を貫通するコンタクトホ
ールを介して中間電極29に接続する導通部32が形成
され、中間電極29と画素電極27が電気的に接続され
て同じ電位が印加できるようになっている。ここで、ギ
ャップ31の幅よりも中間電極29の幅の方が大きくな
っているのは、成膜によりこの例の構造を製造する場合
のマスク合わせマージンを取るためである。
(A)に示すようにゲート配線26から引き出して形成
したゲート電極32と、ソース配線25から引き出して
設けたソース電極33と画素電極27の側端部から引き
出して設けたドレイン電極34を具備するスイッチング
素子としての薄膜トランジスタTが設けられている。ま
た、前記画素電極27と薄膜トランジスタTと前記絶縁
層30を覆って絶縁膜35が形成され、絶縁膜35上に
更に配向膜36が形成され、この配向膜36上に液晶2
2が配設されている。
る偏光板23、24は、薄膜トランジスタ型液晶表示装
置に一般的に用いられるTN(ツイステッドネマチッ
ク)型液晶の偏光角に合わせるためのもので、TN型液
晶の90゜ねじれのものが用いられる場合は、上下の偏
光板23、24の偏光角が互いに90゜で交わるような
交差関係とされる。また、90゜ねじれのTN型液晶を
用いる場合は、基板20、21に形成される配向膜3
6、39の配向方向も90゜で交差するような交差関係
にラビング処理等により配向処理がなされる。その場合
の配向方向は、図2(B)に示すE方向とF方向とさ
れ、その配向方向のうちの一方と、前記中間電極29の
長さ方向とが一致されるか、ほとんど同じ角度とされる
ことが好ましい。
全面電極からなる共通電極38とこの共通電極38を覆
う配向膜39が形成されている。なお、図1に示す構造
においては、カラー対応の構造の場合に基板20側に設
けられるカラーフィルタは省略してあるが、カラーフィ
ルタを設けた構造としても良いのは勿論である。
常の薄膜トランジスタ型の液晶表示装置と同様に、ソー
ス配線25・・・とゲート配線26・・・に必要な駆動信号を
入力して所望の位置の画素電極27に電位を与え、共通
電極38との間に生じる電位差による電界により液晶分
子の配向制御を行って表示非表示の切換を行なう。ここ
で、前記の形態の構造においては、例えば、図1に示す
ように共通電極38とサランディング電極28を接地し
て零電位とするとともに、画素電極28と中間電極29
には規定の駆動用の映像信号電圧V1を印加する。この
ように電圧印加することにより、図1に示すように画素
電極27の周縁部で発生する電気力線はサランディング
電極28側に引かれて下向きに湾曲するように向いて密
集し、画素電極27のギャップ31に沿う縁部側で発生
する電気力線は中間電極29が発生させる電界に反発し
て上向きに密集して発生する。この結果、ギャップ31
の上方領域を除く領域と、画素電極周縁部上方領域を除
く領域の画素電極27から共通電極38側に向かって生
じる電気力線のパターンを揃えることができ、その結果
として液晶の駆動効率を向上できる。
く電気力線のパターンを揃えることができる上に、基板
20側に共通電極38を全面形成すれば良いので、図7
に示す従来構造では必要であった、スリット10が不要
となる。このことは、基板20上に成膜処理により電極
を形成する場合に、フォトリソグラフィ工程によりパタ
ーン形成する必要が無くなるので、製造時の必要マスク
枚数を削減できる効果がある。なお、図1に示す構造に
おいては、図7に示す構造に比べ、サランディング電極
28と中間電極29を基板21上に作成しなくてはなら
ないが、これらを作成するには、基板21上の全面に導
電膜を作成し、これをパターニングする工程で一括して
形成できるので、製造工程を増やすことなくサランディ
ング電極28と中間電極29を形成することができる。
リット10の位置と画素電極7の位置を合わせるために
は、上下の基板6、8の位置合わせ精度を厳格に行わな
くてはならない問題があったが、本発明に係る図1に示
す構造を採用すると、基板20側には全面の共通電極3
8が設けられるので、上下基板20、21の位置合わせ
には図7に示す従来の構造ほど精度を要求されない。従
って、基板20、21の位置合わせ作業は従来構造より
も容易になる。更に、図1に示す構造において、サラン
ディング電極28と中間電極29に対する画素電極27
の位置合わせは、成膜時のアライメント精度をそのまま
適用できるので、上下基板の位置合わせ精度よりも遥か
に細かい精度でこれらの位置合わせができる。従って、
図7に示す構造で得られる電気力線のパターンを揃える
効果と同等以上の効果を図1に示す構造で得ることがで
きるとともに、図1に示す構造においては、製造時の基
板20、21の位置合わせが容易になり、しかも、成膜
時に必要なマスク枚数を削減でき、製造工程を複雑にす
ることもない効果がある。
した場合に液晶に印加される電気力線のシュミレーショ
ン結果を示す。図5は、配向膜による液晶のプレチルト
角2゜の場合の結果を示す。図5に示す構造において、
サランディング電極28の幅を6μm、中間電極29の
幅を7μm、画素電極のギャップ31の幅を5μm、絶
縁層30の厚さを0.3μm、上下基板間の間隔、セル
ギャップを4.4μm、画素電極27と中間電極29に
印加する電圧を5V、サランディング電極28と共通電
極38の電位を0Vとした。図5の曲線は等電位線を示
すが、これらの等電位線に直角な方向に電気力線が向か
うことになる。図5に示す結果からわかるように、本発
明に係る構造を採用することで、画素電極周縁部の電気
力線のパターンを歪ませることができ、その電気力線に
沿って液晶の配向方向を変化させ、液晶表示装置として
の視野角を拡げることができることがわかる。また、ギ
ャップが画素電極の対角線に沿って形成されることで、
画素電極は2つの三角型の領域に分割され、視野角を左
右または上下に均等に拡げることが可能となることもわ
かる。
板上の各画素電極をギャップにより2分割し、基板上に
各画素電極のギャップに対向する中間電極を絶縁層を介
して設け、中間電極周囲を画素電極で覆い、画素電極と
中間電極を等電位とするとともにサランディング電極を
接地したので、ギャップ下方において画素電極と等電位
を示す中間電極の存在により、ギャップで2分割された
画素電極の両側のそれぞれの領域において共通電極側に
向かう電気力線のパターンを揃えることができ、液晶を
駆動する際の電気力線による駆動力を向上できるととも
に、ギャップの両側の領域でそれぞれ液晶の配向方向を
揃えることができ、液晶表示装置としての視野角を拡げ
ることが可能になる。
の基板側に画素電極周縁部に対向するサランディング電
極を前記中間電極と離間して形成し、サランディング電
極を接地したので、画素電極周辺部の電気力線をサラン
ディング電極側に引き込んで歪めることにより、それら
の電気力線に沿って液晶の配向方向を変化させることが
でき、液晶表示装置の視野角を拡げることができる効果
を奏する。
状の画素電極の対角線に沿って設けたので、画素電極を
2つの三角型の領域に分割でき、視野角を左右または上
下に均等に拡げることが可能となるとともに、配向膜の
配向処理方向と容易に整合させることができる効果があ
る。
電極に映像信号電位が印加され、前記共通電極とサラン
ディング電極が接地されて零電位とされてなる構成とす
ることで前記電気力線を揃える効果を確実に得ることが
できる。
図。
を示す平面略図、図2(B)は配向膜の配向方向を示す
図。
ランディング電極の一部および中間電極を示す平面図、
図3(B)は同構造に設けられる画素電極の平面図。
ある。
レーション結果の一例を示す図。
図。
断面図。
Claims (4)
- 【請求項1】 一対の基板間に液晶が配設され、一方の
基板の液晶側の表面上に共通電極が形成され、他方の基
板の液晶側の表面上に多数の画素領域を規定し前記共通
電極と同じ電位が印加されるサランディング電極が該基
板上に形成されるとともに、前記各画素領域を2分割す
る中間電極が同一基板上に形成され、更に絶縁層を介し
て前記画素領域に応じた前記中間電極と同じ電位が印加
される画素電極が形成され、該画素電極には前記中間電
極の幅に対応して該画素電極を2分割するギャップが前
記中間電極の配設方向に形成されてなることを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項2】 前記ギャップが、矩形状の画素電極の対
角線に沿って設けられてなることを特徴とする請求項1
記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 前記画素電極と中間電極に映像信号が印
加され、前記共通電極とサランディング電極が接地され
て零電位とされてなることを特徴とする請求項1記載の
液晶表示装置。 - 【請求項4】 前記中間電極が短冊状に形成され、前記
中間電極の長手方向が基板上に形成される配向膜の配向
処理方向と同じ方向に揃えられてなることを特徴とする
請求項1記載の液晶表示装置。
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JP28565596A JP3362612B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 液晶表示装置 |
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