JP3396130B2

JP3396130B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP3396130B2
Application number: JP14052996A
Authority: JP
Inventors: 博彦錦; 吉祐嶋田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-06-03
Filing date: 1996-06-03
Publication date: 2003-04-14
Anticipated expiration: 2016-06-03
Also published as: JPH09325346A; US5946060A

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、テレビジ
ョン、ワードプロセッサ、ノート型パーソナルコンピュ
ータなどの表示装置として用いられる液晶表示装置およ
びその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述の液晶表示装置においては、ガラス
等の絶縁性基板上に薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと
称する）をマトリクス状に形成し、これをスイッチング
素子として用いたアクティブマトリクス型のものが知ら
れている。このアクティブマトリクス型液晶表示装置
は、高画質のフラットディスプレイを実現できる表示装
置として期待されている。

【０００３】図８は従来の液晶表示装置の構成の一例を
示す断面図である。また、図９（ａ）は従来の液晶表示
装置におけるアクティブマトリクス基板の１画素分の構
成の一例を示す平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）
のＣ−Ｃ’線断面図である。

【０００４】この液晶表示装置においては、図８に示す
ように、絶縁性基板６ａ上にＴＦＴ３、ドレイン電極
４、ゲート配線（図示せず）およびデータ配線（図示せ
ず）が設けられたアクティブマトリクス基板と、絶縁性
基板６ｂ上に対向電極５、カラーフィルタ１３および遮
光膜１４が設けられた対向基板とが貼り合わせられてい
る。この両基板の間隙には、液晶層１５が挟持されて液
晶表示装置が構成されている。

【０００５】この液晶表示装置において、アクティブマ
トリクス基板は、図９に示すように、絶縁性基板６ａ上
に、スイッチング素子としてのＴＦＴ３がマトリクス状
に形成されている。ＴＦＴ３のゲート１ｃは走査配線で
あるゲート配線１の一部であり、そこに入力される信号
によってＴＦＴ３が駆動される。ＴＦＴ３のソース２ｃ
は信号配線であるデータ配線２の分岐部からなり、そこ
から表示信号であるビデオ信号が入力される。各ゲート
配線３とデータ配線５とは、互いに交差するように形成
されている。ＴＦＴ２のドレインは表示電極であるドレ
イン電極４の分岐部からなる。このドレイン電極４は、
ゲート絶縁膜７を間に介して補助容量配線８と対向して
おり、ドレイン電極４、ゲート絶縁膜７および補助容量
配線８の対向部が補助容量となっている。

【０００６】このような構成の液晶表示装置において
は、アクティブマトリクス基板上のドレイン電極４と対
向基板上の対向電極５とを駆動することにより、液晶層
１５に基板表面に対して垂直な電界が印加される。以下
の説明では、このように液晶層に基板表面に対して垂直
な電界を印加する方式の液晶表示装置を縦電界型液晶表
示装置と称する。

【０００７】ところで、液晶表示装置には、一般的に視
野角が狭いという問題があり、例えば、観察者が表示画
面を見る角度（視角）によって表示のコントラストが低
下したり、表示が反転したりする現象が生じる。このよ
うな現象は、液晶層を透過する光と液晶分子の長軸方向
とのなす角度が視角方向によって変化し、複屈折異方性
が現れることに起因するものである。

【０００８】上記縦電界型液晶表示装置においては、例
えば図８に示すように、液晶層１５に基板表面に対して
垂直な電界Ｅ１を印加し、液晶分子１６を立ち上がらせ
ることにより光の透過率を制御する。このため、液晶層
を透過する光と液晶分子の長軸方向とのなす角度は、視
角方向によって大きく変化する。従って、縦電界型液晶
表示装置では、視角方向による表示のコントラストの変
化が激しく、視野角が狭くなってしまう。

【０００９】このような表示のコントラストの低下や反
転現象を防いで視野角を広げるために、従来、様々な試
みがなされてきている。例えば、特開平７−３６０５８
号公報に開示されているような、液晶層に基板表面に対
して平行な電界を印加する方式の液晶表示装置も、それ
らの試みのうちの１つである。以下の説明では、このよ
うに液晶層に基板表面に対して平行な電界を印加する方
式の液晶表示装置を横電界型液晶表示装置と称する。

【００１０】この横電界型液晶表示装置においては、液
晶層に基板表面に対して平行な電界を印加し、液晶分子
を基板表面に対して平行な面内で回転させることにより
光の透過率を制御する。このため、液晶層を透過する光
と液晶分子の長軸方向とのなす角度は、視角方向によっ
て変わらない。従って、横電界型液晶表示装置によれ
ば、表示のコントラストが視角方向に依存せず、広い視
野角を実現することができる。しかし、横電界型液晶表
示装置では、縦電界型液晶表示装置に比べて配線が複雑
であるため、開口率が低くなってしまう。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、縦電界
型液晶表示装置は構造が単純で開口率が高いが、視野角
が狭いという特性を有している。また、横電界型液晶表
示装置は、視野角は広いが、構造が複雑で開口率が低い
という特性を有している。

【００１２】ところで、液晶表示装置の視野角について
は、単に広い方がよいという考え方が一般的である。し
かし、飛行機や電車の中でノート型パーソナルコンピュ
ータを使用する時など、ディスプレイの表示を他人に見
られたくない場合もあり、その場合には視野角が狭い方
がよい。

【００１３】しかし、従来の液晶表示装置では、その構
造や使用する液晶の種類により視野角が決まってしまっ
ていた。このため、液晶表示装置を使用するユーザーが
実際の使用状況や使用目的に合わせて視野角特性を自由
に変化させることは、不可能であった。

【００１４】本発明は上記従来技術の課題を解決すべく
なされたものであり、視野角特性を制御できる液晶表示
装置およびその駆動方法を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、対向する一対の基板の間隙に液晶層が挟持された液
晶表示装置において、該一対の基板のうちの片方に層間
絶縁膜が設けられていると共に、該層間絶縁膜の一方側
に第１電極が、他方側に相互に離隔する第２電極と第３
電極とが各画素毎に設けられ、各画素に対して１本の信
号配線と２本以上の走査配線とが、各信号配線と各走査
配線とを互いに交差させて設けられ、該走査配線のうち
の一部および該信号配線に、第１薄膜トランジスタを介
して該第１電極が接続され、かつ、該走査配線のうちの
他のものおよび該信号配線に、第２薄膜トランジスタを
介して該第２電極が接続されており、該第１電極は該一
対の基板のうちのもう片方に設けられた対向電極と対向
しており、そのことにより上記目的が達成される。

【００１６】本発明の液晶表示装置は、対向する一対の
基板の間隙に液晶層が挟持された液晶表示装置におい
て、該一対の基板のうちの片方に層間絶縁膜が設けられ
ていると共に、該層間絶縁膜の一方側に第１電極が、他
方側に相互に離隔する第２電極と第３電極とが各画素毎
に設けられ、各画素に対して１本の走査配線と２本以上
の信号配線とが、各走査配線と各信号配線とを互いに交
差させて設けられ、該信号配線のうちの一部および該走
査配線に、第１薄膜トランジスタを介して該第１電極が
接続され、かつ、該信号配線のうちの他のものおよび該
走査配線に、第２薄膜トランジスタを介して該第２電極
が接続されており、該第１電極は該一対の基板のうちの
もう片方に設けられた対向電極と対向しており、そのこ
とにより上記目的が達成される。

【００１７】

【００１８】本発明の液晶表示装置において、前記走査
配線および前記信号配線のうちの少なくとも一方と前記
第１電極との隙間部分に、前記第２電極および第３電極
のうちの少なくとも一方が重畳形成され、その重畳形成
された電極が該隙間部分からの光を遮光していてもよ
い。

【００１９】本発明の液晶表示装置において、前記走査
配線および前記信号配線のうちの少なくとも一方と、前
記第２電極および第３電極のうちの少なくとも一方との
隙間部分に、前記第１電極が重畳され、その重畳形成さ
れた電極が該隙間部分からの光を遮光していてもよい。

【００２０】本発明の液晶表示装置において、前記層間
絶縁膜は合成樹脂からなっていてもよい。

【００２１】本発明の液晶表示装置において、前記層間
絶縁膜は感光性アクリル樹脂からなっていてもよい。

【００２２】本発明の液晶表示装置において、前記層間
絶縁膜は膜厚が１μｍ以上１０μｍ以下であってもよ
い。

【００２３】

【００２４】以下、本発明の作用について説明する。

【００２５】本発明においては、互いに対向して設けら
れた第１電極および対向電極により、基板表面に対して
垂直な成分を主として有する電界を液晶層に印加する。
また、互いに離隔して設けられた第２電極および第３電
極により、基板表面に対して水平な成分を主として有す
る電界を液晶層に印加する。この第１電極と、第２電極
および第３電極とは、層間絶縁膜を間に介して設けられ
ている。また、対向電極は、他の電極とは異なる基板上
に設けられている。このため、各電極を独立して制御す
ることができる。

【００２６】各画素に対して、１本の信号配線と２本以
上の走査配線とを設けて、２本以上の走査配線のうちの
一部を、第１薄膜トランジスタを介して第１電極に接続
し、他のものを、第２薄膜トランジスタを介して第２電
極に接続する。この構成によれば、信号配線の数を増や
さなくても、各電極の電位を独立して制御することがで
きる。あるいは、各画素に対して、１本の走査配線と２
本以上の信号配線とを設けて、２本の信号配線のうちの
一部を、第１薄膜トランジスタを介して第１電極に接続
し、他のものを、第２薄膜トランジスタを介して第２電
極に接続する。この構成によれば、走査配線の数を増や
さなくても、各電極の電位を独立して制御することがで
きる。

【００２７】第１電極と各配線との隙間部分に、第２電
極または第３電極を重畳して設けると、隙間部分から漏
れる光が第２電極または第３電極により遮光される。あ
るいは、第２電極または第３電極と各配線との隙間部分
に、第１電極を重畳して設けると、隙間部分から漏れる
光が第１電極により遮光される。

【００２８】第１電極と第２電極および第３電極との間
に設けられる層間絶縁膜は、例えば感光性アクリル樹脂
等の合成樹脂を用いて、容易に形成され得る。

【００２９】層間絶縁膜の膜厚は１μｍ以上１０μｍ以
下にすると、デバイス特性が良好であり、製造プロセス
から言っても良品が得られる。

【００３０】この液晶表示装置を駆動する場合、第１電
極と対向電極との組に異なる電位を与えると共に、第２
電極と第３電極との組に等しい電位を与えると、液晶層
に基板表面に対して垂直な成分を主として有する電界が
印加される。一方、第２電極と第３電極との組に異なる
電位を与えると共に、第１電極と対向電極との組に等し
い電位を与えると、液晶層に基板表面に対して水平な成
分を主として有する電界が印加される。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。尚、以下の図におい
て、同一の機能を有する部分については、従来の液晶表
示装置と同じ符号を用いて示している。

【００３２】（実施形態１）図１（ａ）および図１
（ｂ）は実施形態１の液晶表示装置の構成を示す断面図
である。また、図２（ａ）はアクティブマトリクス基板
の１画素分の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は図
２（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【００３３】この液晶表示装置は、図１に示すように、
アクティブマトリクス基板と対向基板との間隙に液晶層
１５が挟持されている。アクティブマトリクス基板上の
第１ドレイン電極４ａと対向基板上の対向電極５ａとは
互いに対向して設けられ、液晶層１５に基板表面に対し
て垂直な成分を主として有する電界Ｅ１を印加できる。
一方、アクティブマトリクス基板上の上層第２ドレイン
電極４ｂと第３電極５ｂとは、第１ドレイン電極４ａ上
に層間絶縁膜９を間に介して設けられ、層間絶縁膜９上
で互いに離隔しており、液晶層１５に基板表面に対して
水平な成分を主として有する電界Ｅ２を印加できる。

【００３４】上記アクティブマトリクス基板は、図２に
示すように、絶縁性基板６ａ上に、各画素に対して、第
１ドレイン電極４ａ、上層第２ドレイン電極４ｂおよび
第３電極５ｂが設けられている。第１ドレイン電極４ａ
と上層第２ドレイン電極４ｂおよび第３電極５ｂとは、
層間絶縁膜９を間に介して設けられている。また、第１
ドレイン電極４ａと各配線１ａ、１ｂ、２との境界部分
に、上層第２ドレイン電極４ｂおよび第３電極５ｂが層
間絶縁膜９を間に介して重畳されている。

【００３５】また、上記アクティブマトリクス基板に
は、各画素に対して、走査配線として第１ゲート配線１
ａおよび第２ゲート配線１ｂの２本が設けられ、信号配
線としてデータ配線２が設けられている。この第１ゲー
ト配線１ａおよび第２ゲート配線１ｂと、データ配線２
とは互いに交差している。第１ＴＦＴ３ａのゲートは第
１ゲート配線１ａの一部であり、第２ＴＦＴ３ｂのゲー
トは第２ゲート配線１ｂの一部である。一方、第１ＴＦ
Ｔ３ａのソースと第２ＴＦＴ３ｂのソースとは、データ
配線２の分岐部からなる。また、第１ＴＦＴ３ａのドレ
インは第１ドレイン電極４ａの分岐部からなり、第２Ｔ
ＦＴ３ｂのドレインは下層第２ドレイン電極４ｃを介し
て層間絶縁膜９のコンタクトホール部１０において上層
第２ドレイン電極４ｂと接続されている。

【００３６】さらに、上記第１ドレイン電極４ａは、ゲ
ート絶縁膜７を間に介して第２ゲート配線１ｂにまたが
って設けられており、第１ドレイン電極４ａ、ゲート絶
縁膜７および第２ゲート配線１ｂの重畳部が補助容量と
なっている。一方、第２ドレイン電極は、層間絶縁膜９
のコンタクトホール部１１において、ゲート絶縁膜７を
介して、第１ゲート配線との間に補助容量１２を形成し
ている。このアクティブマトリクス基板には、さらに配
向膜（図示せず）が設けられている。

【００３７】一方、対向基板には、図１に示すように、
絶縁性基板６ｂ上に対向電極５ａ、カラーフィルタ１３
および遮光膜１４が設けられ、液晶層１５に接する表面
には配向膜（図示せず）が設けられている。この対向基
板は、上記アクティブマトリクス基板と貼り合わせら
れ、両基板の間隙に液晶層１５が挟持されて液晶表示装
置となっている。

【００３８】次に、この液晶表示装置の製造工程につい
て、図２、図３および図４を用いて説明する。なお、図
３および図４において、各々（ａ）は図２（ａ）に相当
する平面図であり、（ｂ）は図２（ｂ）に相当する断面
図である。

【００３９】アクティブマトリクス基板は、図３に示す
ように、ガラス等からなる絶縁性基板６ａ上に、第１ゲ
ート配線１ａおよび第２ゲート配線１ｂを形成し、その
上を覆うようにゲート絶縁膜７を形成する。次に、第１
ゲート配線１ａの一部に対向するように第１ＴＦＴ３ａ
の半導体層を形成し、第２ゲート配線１ｂの一部に対向
するように第２ＴＦＴ３ｂの半導体層を形成する。その
後、データ配線２、その分岐部である第１ＴＦＴ３ａの
ソース、第２ＴＦＴ３ｂのソース、下層第２ドレイン電
極４ｃおよび第１ドレイン電極４ａを形成する。この
時、第１ドレイン電極４ａは、第２ゲート配線１ｂにま
たがって形成する。以上の工程は、従来の液晶表示装置
の製造方法と同じ材料やプロセスにより行うことができ
る。

【００４０】次に、図４に示すように、層間絶縁膜９を
形成し、下層第２ドレイン電極４ｃとと上層第２ドレイ
ン電極４ｂとの電気的接続を取るためのコンタクトホー
ル１０、および上層第２ドレイン電極４ｂに補助容量１
２を設けるためのコンタクトホール１１をパターン形成
する。本実施形態では、感光性アクリル樹脂を用いて膜
厚３μｍの層間絶縁膜９を形成した。この層間絶縁膜９
は、液状の感光性アクリル樹脂材料をスピン塗布法によ
り基板に塗布した後、フォトリソ工程により露光し、ア
ルカリ性溶液により現像してパターニングを行って、コ
ンタクトホール１０、１１を形成した。

【００４１】続いて、図２に示すように、層間絶縁膜９
の上に、互いに離隔した上層第２ドレイン電極４ｂおよ
び第３電極５ｂを形成する。この時、上層第２ドレイン
電極４ｂおよび第３電極５ｂは、第１ドレイン電極４ａ
と各配線１ａ、１ｂ、２との境界部分で、層間絶縁膜９
を間に介して第１ドレイン電極４ａと重畳するように形
成する。

【００４２】一方、対向基板は、図１に示すように、絶
縁性基板６ｂ上に、遮光膜１４、カラーフィルタ１３お
よび対向電極５ａを形成する。

【００４３】その後、アクティブマトリクス基板および
対向基板の表面に配向膜を形成し、その表面にラビング
処理を施す。この時、液晶分子１６の長軸方向と、上層
第２ドレイン電極４ｂ、第３電極５ｂおよび対向電極５
ａの長辺とが４５゜の角度を為すように、ラビング方向
を設定する。

【００４４】最後に、アクティブマトリクス基板と対向
基板とを、第１ドレイン電極４ａおよび対向電極５ａと
が対向するように貼り合わせ、基板間の空隙に液晶１５
を注入して注入口を封止することにより、液晶表示装置
が完成する。

【００４５】次に、この液晶表示装置の駆動方法につい
て説明する。

【００４６】上記アクティブマトリクス基板には、第１
ゲート配線１ａと第２ゲート配線１ｂとの２本のゲート
配線が、第１ＴＦＴ３ａと第２ＴＦＴ３ｂとに各々接続
されている。このため、信号の書き込み時間は、従来の
液晶表示装置の半分に設定する。そして、２本のゲート
配線１ａ、１ｂに接続された２つのＴＦＴ３ａ、３ｂを
異なるタイミングでＯＮすることにより、第１ドレイン
電極４ａと上層第２ドレイン電極４ｂとに独立した信号
を入力する。

【００４７】例えば、第１ドレイン電極４ａには対向電
極５ａと異なる電位を与えることにより、液晶層１５に
基板表面に対して垂直な成分を主として有する電界Ｅ１
を印加する。それと同時に、上層第２ドレイン電極４ｂ
には第３電極５ｂと等しい電位を与えることにより、液
晶層１５に基板表面に対して水平な成分を主として有す
る電界Ｅ２を印加しない。これにより、液晶分子１６を
基板表面に対して垂直に立ち上がらせる。この場合、液
晶層１５を透過する光と液晶分子１６の長軸方向とのな
す角度が視角方向によって左右されるため、液晶表示装
置の視野角が狭くなる。

【００４８】また、上記と異なり、第１ドレイン電極４
ａには対向電極と等しい電位を与えることにより、液晶
層１５に基板表面に対して垂直な成分を主として有する
電界Ｅ１を印加しない。それと同時に、上層第２ドレイ
ン電極４ｂには第３電極５ｂと異なる電位を与えること
により、液晶層１５に基板表面に対して水平な成分を主
として有する電界Ｅ２を印加する。これにより、液晶分
子１６を基板表面に対して平行な面内で回転させる。こ
の場合、液晶層１５を透過する光と液晶分子１６の長軸
方向とのなす角度が視角方向によって左右されないた
め、液晶表示装置の視野角が広くなる。

【００４９】このように、本実施形態の液晶表示装置に
よれば、液晶層に印加される電界の方向を制御すること
が可能である。従って、液晶表示装置を使用するユーザ
ーの使用目的および使用状況に応じて、視野角特性を変
化させることができる。

【００５０】また、本実施形態の液晶表示装置において
は、１本のデータ配線に対して２本のゲート配線が設け
られているので、各ドレイン電極に独立して電位を与え
るためにデータ配線の本数を増やす必要がない。

【００５１】さらに、本実施形態の液晶表示装置におい
ては、第１ドレイン電極４ａと各配線１ａ、１ｂ、２と
の境界部分に、上層第２ドレイン電極４ｂおよび第３電
極５ｂが層間絶縁膜９を間に介して重畳されている。こ
のため、例えば、上層第２ドレイン電極４ｂをＴａ等の
金属で形成すると、これを遮光層として、第１ドレイン
電極４ａと各配線１ａ、１ｂ、２との隙間から漏れる光
を防ぐことができる。これにより、対向基板側に形成さ
れる遮光層１４のパターンを小さくすることができるの
で、液晶表示装置の開口率をさらに高くすることができ
る。

【００５２】（実施形態２）図５（ａ）は本実施形態の
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
素分の構成を示す平面図であり、図５（ｂ）は図５
（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。

【００５３】このアクティブマトリクス基板は、アクテ
ィブマトリクス基板上の２つの第１ドレイン電極４ａ、
４ａと対向基板上の対向電極とが互いに対向して設けら
れ、液晶層に基板表面に対して垂直な成分を主として有
する電界を印加できる。また、アクティブマトリクス基
板上の上層第２ドレイン電極４ｂと第３電極５ｂとは、
第１ドレイン電極４ａ上に層間絶縁膜９を間に介して設
けられ、層間絶縁膜９上で互いに離隔しており、液晶層
１５に基板表面に対して水平な成分を主として有する電
界を印加できる。

【００５４】上記アクティブマトリクス基板は、図５に
示すように、絶縁性基板６ａ上に、各画素に対して２つ
の第１ドレイン電極４ａ、４ａ、上層第２ドレイン電極
４ｂおよび第３電極５ｂが設けられている。２つの第１
ドレイン電極４ａ、４ａと上層第２ドレイン電極４ｂお
よび第３電極５ｂとは、層間絶縁膜９を間に介して設け
られている。また、２つの第１ドレイン電極４ａ、４ａ
と各配線１ａ、１ｂ、２との境界部分に、上層第２ドレ
イン電極４ｂおよび第３電極５ｂが層間絶縁膜９を間に
介して重畳されている。

【００５５】また、上記アクティブマトリクス基板に
は、各画素に対して走査配線として第１ゲート配線１が
設けられ、信号配線として第１データ配線２ａおよび第
２データ配線２ｂの２本が設けられている。このゲート
配線１と、第１データ配線２ａおよび第２データ配線２
ｂとは互いに交差している。第１データ配線２ａが画素
の中央に形成されているために、第１ドレイン電極４
ａ、４ａが分断されて２つになっており、各々に接続さ
れたＴＦＴ３ａ、３ａも２つになっている。第１ドレイ
ン電極４ａ、４ａに接続された第１ＴＦＴ３ａ、３ａの
ゲートと上層第２ドレイン電極４ｂに接続された第２Ｔ
ＦＴ３ｂのゲートとは、ゲート配線１の一部である。一
方、第１ＴＦＴ３ａ、３ａのソースは第１のデータ配線
２ａの分岐部からなり、第２ＴＦＴ３ｂのソースは第２
のデータ配線２ｂの分岐部からなる。また、第１ＴＦＴ
３ａ、３ａのドレインは第１ドレイン電極４ａ、４ａの
分岐部からなり、第２ＴＦＴ３ｂのドレインは下層第２
ドレイン電極４ｃを介して層間絶縁膜９のコンタクトホ
ール部１０において上層第２ドレイン電極４ｂと接続さ
れている。

【００５６】さらに、第２ドレイン電極は、層間絶縁膜
９のコンタクトホール部１１において、ゲート絶縁膜７
を介して、第１ゲート配線との間に補助容量１２を形成
している。このアクティブマトリクス基板には、さらに
配向膜（図示せず）が設けられている。

【００５７】一方、対向基板には、実施形態１と同様
に、絶縁性基板上に対向電極、カラーフィルタおよび遮
光膜が設けられ、液晶層に接する表面には配向膜（図示
せず）が設けられている。この対向基板は、上記アクテ
ィブマトリクス基板と貼り合わせられ、両基板の間隙に
液晶層が挟持されて液晶表示装置となっている。

【００５８】次に、この液晶表示装置の製造工程につい
て、図５、図６および図７を用いて説明する。なお、図
６および図７において、各々（ａ）は図２（ａ）に相当
する平面図であり、（ｂ）は図２（ｂ）に相当する断面
図である。

【００５９】アクティブマトリクス基板は、図６に示す
ように、ガラス等からなる絶縁性基板６ａ上に、ゲート
配線１を形成し、その上を覆うようにゲート絶縁膜７を
形成する。次に、ゲート配線１の一部に対向するよう
に、２つの第１ＴＦＴ３ａ、３ａの半導体層および第２
ＴＦＴ３ｂの半導体層を形成する。その後、第１のデー
タ配線２ａ、その分岐部である第１ＴＦＴ３ａ、３ａの
ソース、第２のデータ配線２ｂ、その分岐部である第２
ＴＦＴ３ｂのソース、第２ＴＦＴ３ｂのソース、下層第
２ドレイン電極４ｃおよび第１ドレイン電極４ａ、４ａ
を形成する。この時、第１ドレイン電極４ａ、４ａは、
第１データ配線２ａに分断されて２つ形成される。以上
の工程は、従来の液晶表示装置の製造方法と同じ材料や
プロセスにより行うことができる。

【００６０】次に、図７に示すように、層間絶縁膜９を
形成し、下層第２ドレイン電極４ｃとと上層第２ドレイ
ン電極４ｂとの電気的接続を取るためのコンタクトホー
ル１０、および上層第２ドレイン電極４ｂに補助容量１
２を設けるためのコンタクトホール１１をパターン形成
する。本実施形態では、実施形態１と同様に、感光性ア
クリル樹脂を用いて膜厚３μｍの層間絶縁膜９を形成し
て、コンタクトホール１０、１１をパターン形成した。

【００６１】続いて、図５に示すように、層間絶縁膜９
の上に、互いに離隔した上層第２ドレイン電極４ｂおよ
び第３電極５ｂを形成する。この時、上層第２ドレイン
電極４ｂおよび第３電極５ｂは、第１ドレイン電極４
ａ、４ａと各配線１、２ａ、２ｂとの境界部分で、層間
絶縁膜９を間に介して第１ドレイン電極４ａ、４ａと重
畳するように形成する。

【００６２】その後、実施形態１と同様にして、液晶表
示装置を完成させる。

【００６３】次に、この液晶表示装置の駆動方法につい
て説明する。

【００６４】上記アクティブマトリクス基板には、マト
リクス状の各画素に対して、第１のデータ配線２ａと第
２のデータ配線２ｂとの２本のデータ配線が、第１ＴＦ
Ｔ３ａ、３ａと第２ＴＦＴ３ｂとの各々に接続されてい
る。このため、信号の書き込み時間は従来の液晶表示装
置と同様に設定する。そして、１本のゲート配線１に接
続された３つのＴＦＴ３ａ、３ａ、３ｂを同じタイミン
グでＯＮすることにより、第１ドレイン電極４ａ、４ａ
と上層第２ドレイン電極４ｂとに独立した信号を入力す
る。

【００６５】例えば、第１ドレイン電極４ａ、４ａには
対向電極５ａと異なる電位を与えることにより、液晶層
１５に基板表面に対して垂直な成分を主として有する電
界Ｅ１を印加する。それと同時に、上層第２ドレイン電
極４ｂには第３電極５ｂと等しい電位を与えることによ
り、液晶層１５に基板表面に対して水平な成分を主とし
て有する電界Ｅ２を印加しない。これにより、液晶分子
１６を基板表面に対して垂直に立ち上がらせる。この場
合、液晶層１５を透過する光と液晶分子１６の長軸方向
とのなす角度が視角方向によって左右されるため、液晶
表示装置の視野角が狭くなる。

【００６６】または、第１ドレイン電極４ａ、４ａには
対向電極と等しい電位を与えることにより、液晶層１５
に基板表面に対して垂直な成分を主として有する電界を
印加しない。それと同時に、上層第２ドレイン電極４ｂ
には第３電極５ｂと異なる電位を与えることにより、液
晶層１５に基板表面に対して水平な成分を主として有す
る電界を印加する。これにより、液晶分子１６を基板表
面に対して平行な面内で回転させる。この場合、液晶層
１５を透過する光と液晶分子１６の長軸方向とのなす角
度が視角方向によって左右されないため、液晶表示装置
の視野角が広くなる。

【００６７】このように、本実施形態の液晶表示装置に
よれば、実施形態１の液晶表示装置と同様に、液晶層に
印加される電界の方向を制御することが可能である。従
って、液晶表示装置を使用するユーザーの使用目的およ
び使用状況に応じて、視野角特性を変化させることがで
きる。

【００６８】また、本実施形態の液晶表示装置において
は、１本のゲート配線に対して２本のデータ配線が設け
られているので、各ドレイン電極に独立して電位を与え
るためにゲート配線の本数を増やす必要がない。

【００６９】また、本実施形態の液晶表示装置において
は、実施形態１の液晶表示装置と同様に、第１ドレイン
電極４ａ、４ａと各配線１、２ａ、２ｂとの境界部分
に、上層第２ドレイン電極４ｂおよび第３電極５ｂが層
間絶縁膜９を間に介して重畳されている。このため、例
えば、上層第２ドレイン電極４ｂをＴａ等の金属で形成
すると、これを遮光層として、第１ドレイン電極４ａ、
４ａと各配線１、２ａ、２ｂとの隙間から漏れる光を防
ぐことができる。これにより、対向基板側に形成される
遮光層１４のパターンを小さくすることができるので、
液晶表示装置の開口率をさらに高くすることができる。

【００７０】さらに、本実施形態の液晶表示装置によれ
ば、ゲート信号の書き込み時間を従来の液晶表示装置と
同様に設定しても、各ドレイン電極に独立した電位を与
えることができる。

【００７１】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明はこれに限られない。

【００７２】例えば、層間絶縁膜としては合成樹脂であ
る感光性アクリル樹脂を用いたが、他の合成樹脂を用い
てもよく、あるいは窒化シリコン等の無機膜を用いても
良い。但し、感光性アクリル樹脂には、数μｍ程度の膜
厚に形成するのが容易であること、パターニングが容易
であること、誘電率が窒化シリコンの半分以下であるた
め、配線同士を層間絶縁膜を介して重畳させた場合に配
線間の容量を小さくできることなどの優れた利点がある
ので、これを層間絶縁膜として用いるのが望ましい。ま
た、感光性アクリル樹脂によれば、成膜とパターニング
とを同時に行うことができるので、製造工程も簡略化す
ることができる。さらに、層間絶縁膜の膜厚は上述のも
のに限られないが、デバイス特性および製造プロセスの
観点から１μｍ〜１０μｍであるのが望ましく、さらに
望ましくは３μｍ〜６μｍである。

【００７３】また、第１ドレイン電極上に、層間絶縁膜
を間に介して上層第２ドレイン電極および第３電極を設
けたが、上層第２ドレイン電極および第３電極上に、層
間絶縁膜を間に介して、第１ドレイン電極を設ける構成
も可能である。

【００７４】第１ドレイン電極および上層第２ドレイン
電極は、各画素に対して１つ以上設けられていればよ
く、複数設けられていてもよい。また、データ配線の１
本に対してゲート配線が３本以上設けられていてもよ
く、ゲート配線の１本に対してデータ配線が３本以上設
けられていてもよい。少なくとも、第１ＴＦＴおよび第
２ＴＦＴを異なったデータ配線または異なったゲート配
線に接続させることにより、各ＴＦＴに接続されたドレ
イン電極に独立した電位を与えることができる。このよ
うにすると、配線の本数を少なくして表示装置の開口率
を高くすることができる。一方、ゲート配線およびデー
タ配線を同じ本数だけ設けた場合には、第１ＴＦＴおよ
び第２ＴＦＴを、各々異なったデータ配線と異なったゲ
ート配線とに接続させて、各ＴＦＴに接続されたドレイ
ン電極に独立した電位を与えることができる。

【００７５】また、上層第２ドレイン電極および第３電
極の長辺方向は、データ配線の長辺方向と同じ方向とし
たが、ゲート配線の長辺方向と同じ方向として形成して
もよい。

【００７６】また、上記実施形態では、ＣｓｏｎＧ
ａｔｅ方式の液晶表示装置について説明したが、Ｃｓ
ｏｎＣｏｍｍｏｎ方式の液晶表示装置についても適用
可能である。

【００７７】また、スイッチング素子としてＴＦＴが設
けられた液晶表示装置について説明したが、ＭＩＭ（Ｍ
ｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）素子な
ど、他のスイッチング素子が設けられた液晶表示装置に
も適用可能である。

【００７８】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、液晶層に印加される電界の方向を制御するこ
とができ、液晶表示装置を使用するユーザーの使用目的
および使用状況に応じて、視野角特性を変化させること
ができる。

【００７９】各画素に対して１本の信号配線および２本
以上の走査配線を設けて、第１電極および第２電極を異
なる走査配線に接続することにより、各電極に独立した
電位を与えることができる。また、各画素に対して２本
以上の信号配線および１本の走査配線を設けて、第１電
極および第２電極を異なる信号配線に接続することによ
り、各電極に独立した電位を与えることができる。従っ
て、配線の本数を増やす必要がなく、構造を簡略化する
ことができる。

【００８０】第１電極と各配線との隙間部分に、第２電
極および第３電極の少なくとも一方を重畳した場合、あ
るいは第２電極および第３電極の少なくとも一方と各配
線との隙間部分に、第１電極を重畳した場合、一方を他
方の遮光膜とすることができる。従って、対向基板側に
形成される遮光層のパターンを小さくして、液晶表示装
置の開口率をさらに高くすることができる。

【００８１】合成樹脂である感光性アクリル樹脂を用い
て層間絶縁膜を形成すると、製造工程が簡略化でき、デ
バイス特性も良好である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）および（ｂ）は実施形態１の液晶表示装
置を示す断面図である。

【図２】（ａ）は、実施形態１の液晶表示装置を構成す
るアクティブマトリクス基板の平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ’線断面図である。

【図３】（ａ）および（ｂ）は実施形態１の液晶表示装
置におけるアクティブマトリクス基板の製造工程を示す
図である。

【図４】（ａ）および（ｂ）は実施形態１の液晶表示装
置におけるアクティブマトリクス基板の製造工程を示す
図である。

【図５】（ａ）は、実施形態２の液晶表示装置を構成す
るアクティブマトリクス基板の平面図であり、（ｂ）は
（ａ）のＢ−Ｂ’線断面図である。

【図６】（ａ）および（ｂ）は実施形態２の液晶表示装
置におけるアクティブマトリクス基板の製造工程を示す
図である。

【図７】（ａ）および（ｂ）は実施形態２の液晶表示装
置におけるアクティブマトリクス基板の製造工程を示す
図である。

【図８】従来の液晶表示装置の構成の一例を示す断面図
である。

【図９】（ａ）は従来の液晶表示装置を構成するアクテ
ィブマトリクス基板の平面図であり、（ｂ）は（ａ）の
Ｃ−Ｃ’線断面図である。

【符号の説明】

１ゲート配線１ａ第１ゲート配線１ｂ第２ゲート配線２データ配線２ａ第１データ配線２ｂ第２データ配線３ａ第１ＴＦＴ３ｂ第２ＴＦＴ４ａ第１ドレイン電極４ｂ上層第２ドレイン電極４ｃ下層第２ドレイン電極５ａ対向電極５ｂ第３電極６ａ、６ｂ絶縁性基板７ゲート絶縁膜９層間絶縁膜１０、１１コンタクトホール１３カラーフィルタ１４遮光層１５液晶層１６液晶分子

───────────────────────────────────────────────────── 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 G02F 1/133

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】対向する一対の基板の間隙に液晶層が挟
持された液晶表示装置において、該一対の基板のうちの片方に層間絶縁膜が設けられてい
ると共に、該層間絶縁膜の一方側に第１電極が、他方側
に相互に離隔する第２電極と第３電極とが各画素毎に設
けられ、各画素に対して１本の信号配線と２本以上の走
査配線とが、各信号配線と各走査配線とを互いに交差さ
せて設けられ、該走査配線のうちの一部および該信号配
線に、第１薄膜トランジスタを介して該第１電極が接続
され、かつ、該走査配線のうちの他のものおよび該信号
配線に、第２薄膜トランジスタを介して該第２電極が接
続されており、該第１電極は該一対の基板のうちのもう
片方に設けられた対向電極と対向している液晶表示装
置。
【請求項２】対向する一対の基板の間隙に液晶層が挟
持された液晶表示装置において、該一対の基板のうちの片方に層間絶縁膜が設けられてい
ると共に、該層間絶縁膜の一方側に第１電極が、他方側
に相互に離隔する第２電極と第３電極とが各画素毎に設
けられ、各画素に対して１本の走査配線と２本以上の信
号配線とが、各走査配線と各信号配線とを互いに交差さ
せて設けられ、該信号配線のうちの一部および該走査配
線に、第１薄膜トランジスタを介して該第１電極が接続
され、かつ、該信号配線のうちの他のものおよび該走査
配線に、第２薄膜トランジスタを介して該第２電極が接
続されており、該第１電極は該一対の基板のうちのもう
片方に設けられた対向電極と対向している液晶表示装
置。
【請求項３】前記走査配線および前記信号配線のうち
の少なくとも一方と前記第１電極との隙間部分に、前記
第２電極および第３電極のうちの少なくとも一方が重畳
形成され、その重畳形成された電極が該隙間部分からの
光を遮光している請求項１または２に記載の液晶表示装
置。
【請求項４】前記走査配線および前記信号配線のうち
の少なくとも一方と、前記第２電極および第３電極のう
ちの少なくとも一方との隙間部分に、前記第１電極が重
畳され、その重畳形成された電極が該隙間部分からの光
を遮光している請求項１または２に記載の液晶表示装
置。
【請求項５】前記層間絶縁膜は合成樹脂からなる請求
項１、２、３または４に記載の液晶表示装置。
【請求項６】前記層間絶縁膜は感光性アクリル樹脂か
らなる請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】前記層間絶縁膜は膜厚が１μｍ以上１０
μｍ以下である請求項１、２、３、４、５または６に記
載の液晶表示装置。