JP3439014B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

Info

Publication number
JP3439014B2
JP3439014B2 JP04367596A JP4367596A JP3439014B2 JP 3439014 B2 JP3439014 B2 JP 3439014B2 JP 04367596 A JP04367596 A JP 04367596A JP 4367596 A JP4367596 A JP 4367596A JP 3439014 B2 JP3439014 B2 JP 3439014B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
alignment
display
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP04367596A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH09236821A (ja
Inventor
徳夫 小間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP04367596A priority Critical patent/JP3439014B2/ja
Publication of JPH09236821A publication Critical patent/JPH09236821A/ja
Priority to US09/721,056 priority patent/US6747721B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3439014B2 publication Critical patent/JP3439014B2/ja
Priority to US10/773,779 priority patent/US7133101B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133753Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers with different alignment orientations or pretilt angles on a same surface, e.g. for grey scale or improved viewing angle
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133357Planarisation layers
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133707Structures for producing distorted electric fields, e.g. bumps, protrusions, recesses, slits in pixel electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/1393Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent the birefringence of the liquid crystal being electrically controlled, e.g. ECB-, DAP-, HAN-, PI-LC cells

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶の電気光学的
な異方性を利用して表示を行う液晶表示装置(LCD:
Liquid Crystal Display)に関し、特に、高開口率、広
視野角を達成した液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】LCDは小型、薄型、低消費電力などの
利点があり、OA機器、AV機器などの分野で実用化が
進んでいる。特に、スイッチング素子として、薄膜トラ
ンジスタ(以下、TFTと略す)を用いたアクティブマ
トリクス型は、原理的にデューティ比100%のスタテ
ィック駆動をマルチプレクス的に行うことができ、大画
面、高精細な動画ディスプレイに使用されている。
【0003】図13及び図14に従来の液晶表示装置の
単位画素部分の構造を示す。図13は平面図、図14は
そのC−C線に沿った断面図である。ガラスなどの基板
(100)上に、Cr等からなるゲート電極(101)
及びこれを同一行について一体的に接続するゲートライ
ン(102)が形成され、これらを覆う全面には、Si
3N4などのゲート絶縁膜(103)が形成されている。
ゲート絶縁膜(103)上の前記ゲート電極(101)
に対応する領域には、TFTの動作層となるべく島状の
アモルファスシリコン(a−Si)(104)が形成さ
れ、a−Si(104)の両端にはコンタクト層となる
べく不純物がドープされたアモルファスシリコン(N+
a−Si)(106)が形成されている。また、これら
a−Si(104)及びN+a−Si(106)の間に
は製造上の要請からSi3N4からなるエッチングストッ
パー(105)が形成されている。更に、N+a−Si
(106)上には各々Al/Siなどの高融点金属から
なるソース電極(107)及びドレイン電極(108)
が形成されている。ゲート絶縁膜(103)上の他の領
域には、透明導電性のITO(tin film transitor)か
らなる表示電極(110)が形成されており、また、ド
レイン電極(108)を同一列について一体的に接続す
るドレインライン(109)が形成されている。これら
全てを覆う全面には、ポリイミド等の高分子膜からなる
配向膜(111)が形成され、所定のラビング処理によ
り液晶の初期配向を制御している。 一方、液晶層(1
30)を挟んで基板(100)に対向する位置に設置さ
れた別のガラス基板(120)上には、ITOにより全
面的に形成された共通電極(121)が設けられ、共通
電極(121)はポリイミド等の配向膜(122)が形
成され、ラビング処理が施されている。
【0004】液晶は、例えば正の誘電率異方性を有した
ネマチック相であり、配向ベクトルが上下基板(10
0,120)間で90°にねじられたツイストネマチッ
ク(TN)方式である。通常、図示は省略したが両基板
(100,120)の更に外側には、偏光板が設けられ
ており、TN方式においては、各偏光板の偏光軸は、そ
れぞれの基板(100,120)側の配向膜(111,
122)のラビング方向に一致している。従って電圧無
印加時には、一方の偏光板を通過した直線偏光は、液晶
のねじれ配向に沿う形で、液晶層(130)を旋回し、
他方の偏光板より射出され、表示は白となる。そして、
表示電極(110)及び共通電極(121)間に所望の
電圧を印加して液晶層(130)に電界を形成すること
により、液晶はその誘電率異方性のために、電界に対し
て平行になるように配向を変化していく。これにより、
液晶のねじれ配列が崩され、液晶層(130)中で入射
直線偏光が旋回されなくなり、他方の偏光板より射出さ
れる光量が絞り込まれるので、表示は漸次的に黒になっ
ていく。このように、電圧無印加時に白を示し、電圧印
加に従って黒となる方式はノーマリ・ホワイト・モード
と呼ばれ、TNセルの主流になっている。
【0005】また、液晶として負の誘電率異方性を有し
たネマチック相を用いたタイプとして、DAP(deform
ation of vertically aligned phases)と呼ばれる配向
膜(111,122)に垂直配向膜を用いたタイプがあ
る。DAP型は、電圧制御複屈折(ECB:electrical
ly controlled birefringence)方式の一つであり、液
晶分子長軸と短軸との屈折率の差即ち複屈折を利用し
て、透過率とともに表示色を制御するものである。DA
P型では、基板(100,120)の外側に偏光板をク
ロスニコル配置しており、電圧印加時には一方の偏光板
を透過した入射直線偏光を液晶層(130)において、
複屈折により楕円偏光とし、液晶層(130)の電界強
度に従ってリタデーション量即ち液晶中の常光成分と異
常光成分の位相速度の差を制御することで、他方の偏光
板より所望の透過率の着色光を射出せしめる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、液晶表示
装置では、所定の電極が形成された一対の基板間に装填
された液晶に所望の電圧を印加することで、液晶層中で
の光の旋回あるいは複屈折を制御することにより目的の
透過率あるいは色相を表示している。即ち、液晶の配向
を変化してリタデーション量を制御することで、TN方
式においては透過光強度を調整できるとともに、ECB
方式においては波長に依存した透過光強度を制御して色
相の分離も可能となる。リタデーション量は、液晶分子
の長軸と電界方向とのなす角度に依存している。このた
め、電界強度を調節することで、電界と液晶分子長軸と
の成す角度が1次的に制御されても、観察者が視認する
角度、即ち、視角に依存して、相対的にリタデーション
量が変化し、視角が変化すると透過光強度あるいは色相
も変化してしまい、いわゆる視角依存性の問題となって
いた。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題に鑑
みて成され、第1の基板上にマトリクス状に設けられた
液晶駆動用の表示電極と、ソース電極を前記表示電極に
接続した薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタの
ゲート電極に接続されたゲートラインと、前記薄膜トラ
ンジスタのドレイン電極に接続されたドレインライン
と、液晶層を挟んで前記第1の基板に対向配置された第
2の基板上に設けられた液晶駆動用の共通電極とを有す
る液晶表示装置において、 前記表示電極は、前記薄膜
トランジスタを覆って被覆された層間絶縁膜上に形成さ
れ、前記共通電極中には前記表示電極に対向する領域内
に所定の形状の電極不在部である配向制御窓が設けられ
た構成である。
【0008】これにより、液晶層が薄膜トランジスタ及
びその電極ラインから離されので、液晶の配向が配向制
御窓のエッジでの斜め方向電界、及び、表示電極のエッ
ジでの斜め方向電界が、薄膜トランジスタの各電極ライ
ンからの電界の影響を受けることが防がれ、斜め方向電
界により液晶配向の2次的制御が良好に行われる。即
ち、配向制御窓の形状によって画素内での液晶分子配向
の水平方向の方角が決定されるので、視角が変化して
も、画素の各部分でリタデーションの増減を相殺させる
設計とすることで、画素全体のリタデーション量の変化
を小さく抑えることができる。
【0009】特に、前記層間絶縁膜の膜厚は0.5μm
以上、好ましくは1μm以上である構成である。即ち、
通常の液晶表示装置の駆動において、薄膜トランジスタ
及びその電極配線と表示電極とを離間させる層間絶縁膜
の膜厚は最低0.5μm、好ましくは1μm以上あれ
ば、薄膜トランジスタ及びその電極ラインからの電界の
影響が液晶層中にまで及ぶことが十分に防がれ、前述の
配向制御窓と表示電極のエッジ部での斜め方向電界によ
る液晶配向の2次的制御が効果的に行われる。
【0010】また特に、前記表示電極は、前記ゲートラ
インよ前記ドレインラインに囲まれた領域に配置され、
且つ、前記層間絶縁膜を挟んで前記ゲートライン上また
は/および前記ドレインライン上に重畳されている構成
である。即ち、層間絶縁膜により、表示電極が、ゲート
ラインおよびドレインラインと異なる層で、且つ、十分
に離間されているので、表示電極を、ゲートラインおよ
びドレインラインに重畳する領域にまで拡大すること
で、表示領域が大きくなり開口率が上昇する。
【0011】
【発明の実施の形態】図1及び図2に、本発明の第1の
実施形態にかかる液晶表示装置の単位画素構造を示す。
図1は平面図、図2はそのA−A線に沿った断面図であ
る。ガラスなどの透明な基板(10)上に、厚さ150
0Å程度に積層されたCrなどの導電性膜をフォトリソ
グラフィーを用いたエッチングにより所定の形状に残す
ことでゲート電極(11)と、ゲート電極(11)に一
体でこれを同一行について互いに接続するゲートライン
(12)が形成されている。これら、ゲート電極(1
1)及びゲートライン(12)が形成された基板(1
0)の全面には、CVDなどにより、Si3N4あるいは
SiO2を厚さ2000〜4000Åに積層すること
で、ゲート絶縁膜(13)を形成している。
【0012】このゲート絶縁膜(13)上の、前記ゲー
ト電極(11)に対応する領域には、TFTの動作層と
なるアモルファスシリコン即ちa−Si(14)、a−
Si(14)の両端にオーミック特性を得るために介在
された不純物ドープのアモルファスシリコン即ちN+a
−Si(16)、及び、a−Si(14)とN+a−S
i(16)の間に、Si3N4からなるエッチングストッ
パー(15)が形成されている。
【0013】これら、a−Si(14)とN+a−Si
(16)およびエッチングストッパー(15)は次のよ
うに形成される。まず、ゲート絶縁膜(13)に引き続
き、CVDによりa−SiとSi3N4を連続で積層した
後、Si3N4をエッチングすることによりエッチングス
トッパー(15)を形成する。そして、N+a−Siを
CVDにより積層した後、N+a−Si(16)とa−
Si(14)を同一形状でエッチングすることによりT
FTの島状に形成する。
【0014】各N+a−Si(16)には、それぞれ、
スパッタリングなどにより厚さ7000/1000Åに
積層されたAl/Siをエッチングすることにより形成
されたソース電極(17)及びドレイン電極(18)が
接続され、TFTが完成されている。また、ゲートライ
ン(12)に交差する方向にはドレイン電極(18)を
同一列について一体的に共通接続するドレインライン
(19)が形成されている。
【0015】これらTFT及びその電極配線が形成され
たゲート絶縁膜(13)を覆う全面には、Si3N4ある
いはSiO2などを1〜5μmの厚さに積層することに
より層間絶縁膜(20)を形成している。更に、層間絶
縁膜(20)の前記ゲートライン(11)及びドレイン
ライン(19)に囲まれた領域上には、ITOをスパッ
タリングにより積層し、これをエッチングすることで表
示電極(22)を形成している。表示電極(22)は、
ITOの形成前にエッチングにより層間絶縁膜(20)
に開口されたコンタクトホール(21)を介してソース
電極(17)に接続されている。また、表示電極(2
2)は、層間絶縁膜(20)を間に挟んで、ゲートライ
ン(11)上、ドレインライン(19)上及びTFT上
にまで延在されている。
【0016】これら層間絶縁膜(20)及び表示電極
(22)を覆う全面には、ポリイミドなどの配向膜(2
3)が被覆されており、図1の右上から左下に向かって
ラビング処理を施すことにより液晶の初期配向を一律に
制御する作用を付与している。以上の構造を有したTF
T基板(10)に対向する位置には、間に液晶層(4
0)を挟んで、対向基板(30)が配置され、対向基板
(30)の対向面上にはITOが全面的に形成されてな
る共通電極(31)が設けられている。共通電極(3
1)中の、表示電極(22)に対向する領域には、エッ
チングにより電極不在領域が画素の対角線を横切る帯状
に形成された配向制御窓(32)が設けられている。更
に、共通電極(31)が設けられた対向基板(30)上
の全面には、TFT基板(10)側と同様、ポリイミド
などの配向膜(33)が形成されており、図1の右下か
ら左上に向かうラビング処理により液晶の初期配向を一
律に揃えさせる作用を付与されている。
【0017】特に、TN方式においては、配向膜(2
3,33)のラビング方向は互いに直交する方向に成さ
れ、液晶の配向はこれらの間で90°にねじれられた分
子配列となっている。そして、図示は省いたが両基板
(10,30)の外側には、偏光軸が各々基板(10,
30)のラビング方向に一致するように偏光板が設けら
れている。
【0018】図1に示すように、配向制御窓(32)が
画素の右上から左下を横切る対角線上に形成されたセル
においては、対向基板側の配向膜(33)のラビング方
向は、左上から右下を横切る対角線方向、即ち、配向制
御窓(32)の延長線に直交する方向に取られている。
これにより、液晶分子は、電圧印加時には、配向制御窓
(32)のエッジ部での斜め方向電界に従って、分子長
軸を最短で電界方向に近づけるように立ち上がり、配向
制御窓(32)の互いに対向する辺について反対側から
傾くことになる。
【0019】一方、TFT基板(10)側においては、
表示電極(22)のエッジ部で形成される斜め方向電界
のため、液晶分子は、各辺について画素の外側に向いた
一端から立ち上げられる。このため、TFT基板(1
0)側において、ラビング方向の上流側の2辺と下流側
の2辺で、液晶分子の立ち上がり側が逆であるととも
に、対向基板(30)側では、配向制御窓(32)の互
いに対向する辺に関して、立ち上がり側が逆になる。こ
のため、配向制御窓(32)を境にして液晶分子の配向
方向の水平方向の向きが逆になり、いわゆる画素分割が
なされ、広視野角化が達成される。このとき、液晶分子
がラビングに沿って付与されたプレチルト角に逆らうよ
うにして立ち上がる領域は、リヴァースチルトドメイン
となる。
【0020】このように、図1及び図2に示した構造で
は、表示電極(22)及び配向制御窓(32)のエッジ
部で発生する斜め方向の電界を利用して、液晶分子の配
向制御を2次的に付与することにより、画素分割をを行
っている。特に、表示電極(22)を、層間絶縁膜(2
0)を挟んでTFTよりも上層に配置することにより、
ゲート電極とそのライン(11,12)およびドレイン
電極とそのライン(18,19)から離され、これらと
の電圧差の影響による表示電極(22)エッジでの電界
の乱れを防ぐことで、良好な画素分割を行うものであ
る。
【0021】従って、図1及び図2の構造では、その層
間絶縁膜(20)の膜厚によって電極及びライン(1
1,12,18,19)の表示に及ぼす影響が異なって
くる。図3から図5に、ゲートライン(12)側におい
て、層間絶縁膜(20)の膜厚を変えたときの液晶分子
の配向の様子を、電界シミュレーションにより調べた結
果を示す。各図では、ゲートライン(GATE)とそれ
を挟む表示電極(PX1,PX2)との層間離間距離
を、それぞれ、1μm、3μm、5μmに変えたとき
の、等電位線を点線により示すとともに、等電位線の形
状に依存する液晶分子の配向(DIR)を示している。
各図において、表示電極(PX1)は正常の配向状態に
ある辺が示された画素、表示電極(PX2)はリヴァー
スチルトドメインが生じた辺が示された画素である。
【0022】図3より、表示電極とゲートラインとの層
間距離が1μmと比較的近い場合は、PX2側でリヴァ
ースチルトドメイン(RT)が生じているとともに、P
X1側においても配向(DIR)が乱れている。これ
は、ゲート電圧が負に大きく、GATEからの電界の影
響を受けているためと考えられる。これに対して、図4
では、PX2側では、リヴァースチルトドメイン(R
T)が生じているが、PX1側において、配向(DI
R)の乱れが小さくなっている。これは、表示電極とゲ
ートラインとの層間距離が3μmと大きくなったため、
GATEからの電界の影響が小さくなったためと考えら
れる。
【0023】また、図5でも、表示電極とゲートライン
(GATE)との層間距離が5μmと更に大きくなって
いるため、PX2側にはリヴァースチルトドレイン(R
T)が生じているが、PX1側においては、配向(DI
R)の乱れはいっそう小さくなっている。図6には、こ
れら図3から図5に対応して、表示電極(PX1,PX
2)とゲートライン(GATE)との層間離間距離が1
μm、3μm、5μmの各場合について、透過率と画素
端部の位置との関係を示した。縦軸では、クロスニコル
配置の偏光板を有したセルにおいて、透過率の最大が
0.5になっている。また、横軸には、ゲートライン
(GATE)の線幅が10μmで、その両端で、表示電
極(PX1,PX2)が3μm幅で重畳された構造にお
いて、ゲートライン(GATE)に直角な方向について
の位置を取っている。図より、1μmの場合、PX1及
びPX2の領域内において、透過率のピークが存在して
おり、この部分にノーマルチルト領域とリヴァースチル
ト領域の境界があり、光が抜けていることが分かる。3
μmの場合では、透過率のピークは、PX1の領域内に
は無く、PX2の領域で、1μmの時のピークよりもや
や画素の外側に位置している。5μmの場合では、PX
1のエッジ部にピークがあるが、この部分は、GATE
に重畳されているので表示に影響が及ぶことはない。P
X2の領域では、1μm及び3μmの場合よりも更に画
素の外側にピークがある。
【0024】図7から図9には、ドレインライン(1
9)について、図3から図5と同様、ドレインライン
(DRAIN)とそれを挟む表示電極(PX1,PX
2)との層間離間距離を、それぞれ、1μm、3μm、
5μmに変えたときの、等電位線を点線により示すとと
もに、等電位線の形状に依存する液晶分子の配向(DI
R)を示している。各図において、表示電極(PX1)
は正常の配向状態にある辺が示された画素、表示電極
(PX2)はリヴァースチルトドメインが生じた辺が示
された画素である。図7より、DRAINからの電界の
影響により、PX2においてリヴァースチルトドメイン
(RT)が生じているのが分かる。ドレイン電圧はゲー
ト電圧ほど実効値が大きくなく、液晶層への影響が小さ
いので、PX1では、ゲート側程の大きな配向(DI
R)の乱れは見られない。
【0025】更に、図8では、PX2領域におけるリヴ
ァースチルトドメイン(RT)が小さくなっているとと
もに、PX1領域では、配向(DIR)の乱れは完全に
消失している。また、図9では、PX1、PX2のいず
れの領域でもリヴァースチルトドメインや配向乱れは全
く見られない。図10に、ドレイン側について、図6と
同様、表示電極(PX1,PX2)とドレインライン
(DRAIN)との層間離間距離が1μm、3μm、5
μmの各場合について、縦軸に透過率、横軸にドレイン
ライン(DRAIN)に直角な方向についての位置を取
り、これらの関係曲線を示した。1μmの場合、PX2
の領域において透過率のピークがあるが、その大部分は
DRAINに重畳されている。3μm及び5μmの場合
では、ピークはDRAINにより完全に重畳され、表示
には全く影響はでない。またPX1側では、1μm、3
μm、5μmのいずれの場合も、ピークは完全にDRA
INにより重畳され、表示への悪影響は無い。
【0026】以上の考察より、特に、ゲート側におい
て、層間絶縁膜(20)を厚く、1μm以上にして、ゲ
ート電極及びライン(11,12)と表示電極(22)
との層間離間距離を大きくすることで、ゲート電圧の影
響による液晶の配向を乱れを抑え、ノーマルチルト領域
を確保するとともに、表示電極(22)エッジでの斜め
方向電界による配向制御が有効になり、リヴァースチル
ト領域を残すことができる。このため、図1及び図2に
示すように、共通電極(31)中に配向制御窓(32)
を設けてここでも斜め方向電界を形成することにより、
ゲートライン(12)側の表示電極(22)エッジにお
ける配向制御と、配向制御窓(32)による画素領域内
部における配向制御の合同作用により、リヴァースチル
トドメインが配向制御窓(32)にまで拡大されるの
で、液晶の配向は、配向制御窓(32)を挟んだ上下に
分割される。即ち、表示電極をTFT及びその電極ライ
ンから膜の厚さ方向に離すことにより、表示電極エッジ
における配向制御が有効となるので、配向のねじれ中心
角方向に直角な画素の辺において、配向が制御されやす
くなるとともに、画素の両端から制御された配向は、配
向制御窓の配向制御作用に連続されるとともに、配向制
御窓において境界が固定され、良好な画素分割が成され
る。
【0027】また、これと同時にこの構造では、表示電
極(22)をゲート電極とそのライン(11,12)上
及びドレイン電極とそのライン(18,19)上にまで
延在することで有効表示領域を、各々の電極及びライン
(11,12,18,19)のエッジ部により区画され
る最大の領域で確保することができ、開口率を大幅に向
上することができる。即ち、表示電極(22)とゲート
ライン(11)及びドレインライン(19)との層間離
間距離を大きくすることで、液晶層中の電界がゲートラ
イン(11)及びドレインライン(19)の電界からの
影響を受けること無しに、表示電極(22)をゲートラ
イン(11)上及びドレインライン(19)上にまで延
在することができる。出願人の実測によると、従来と比
べて10%以上の開口率向上が確認されている。
【0028】図11及び図12に、本発明の第2の実施
形態に係る液晶表示装置の単位画素構造を示す。図11
は平面図、図12はそのB−B線に沿った断面図であ
る。電極構造は、図1及び図2に示した第1の実施形態
と同じである。即ち、基板(50)上に、ゲート電極
(51)、ゲート絶縁膜(53)、a−Si(54)、
エッチングストッパー(55)、N+a−Si(5
6)、ソース及びドレイン電極(57,58)が順次積
層されてなるTFTと、ゲート電極(51)及びドレイ
ン電極(58)にそれぞれ一体のゲートライン(52)
及びドレインライン(59)、更には、TFTとその電
極ラインを覆う層間絶縁膜(60)上に形成され、コン
タクトホール(61)を介してソース電極(57)に接
続された表示電極(62)が設けられてなるTFT基板
と、液晶層(80)を挟んで、これに対向する位置に設
置された基板(70)上に、共通電極(71)及び共通
電極(71)中に形成された配向制御窓(72)が設け
られてなる対向基板により構成されている。但し、本実
施形態においては、液晶は負の誘電率異方性を有するネ
マチック相であり、各々の基板の表面には、垂直配向膜
(63,73)が設けられたECBモードである。ま
た、配向制御窓(72)は、画素の対角線に概ね沿った
X字形状に形成されている。
【0029】本実施形態においても、第1の実施形態と
同様の考察から、層間絶縁膜(60)を厚く、少なくと
も1μm以上にするところに特徴がある。これにより表
示電極(62)が、TFTとその電極ラインから十分に
離され、液晶の配向がこれらの電界の影響を受けて乱れ
ることが無くなり、表示電極(62)エッジ及び配向制
御窓(72)により、配向制御が効果的に行われる。即
ち、表示電極(62)のエッジにおける斜め方向電界に
より、画素の各辺で配向の水平方向の方角が指定される
とともに、配向制御窓(72)のエッジ部における同様
の指定作用に連続され、かつ、配向の方角が互いに異な
る領域の境界が配向制御窓(72)上に固定されるの
で、全画素にわたって均一かつ良好な画素分割が行わ
れ、視野角が広がる。
【0030】
【発明の効果】以上の説明から明らかな如く、液晶駆動
用の表示電極を、これを駆動する薄膜トランジスタ及び
その電極配線から離すことにより、液晶の配向がこれら
の電極配線の電界の影響から免れ、配向の乱れが抑えら
れる。このため、表示電極のエッジ及び共通電極側の配
向制御窓による斜め方向電界を用いた液晶配向の2次的
制御により画素分割を行った構造において、斜め方向電
界の乱れが防がれるので、表示電極エッジ及び配向制御
窓の制御作用が有効になり、良好な画素分割が行われ、
視野角が広がる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態にかかる液晶表示装置
の単位画素部の平面図である。
【図2】図1のA−A線に沿った断面図である。
【図3】液晶セル内の等電位線及び液晶の配向を示す断
面図である。
【図4】液晶セル内の等電位線及び液晶の配向を示す断
面図である。
【図5】液晶セル内の等電位線及び液晶の配向を示す断
面図である。
【図6】透過率と画素端部の位置との関係図である。
【図7】液晶セル内の等電位線及び液晶の配向を示す断
面図である。
【図8】液晶セル内の等電位線及び液晶の配向を示す断
面図である。
【図9】液晶セル内の等電位線及び液晶の配向を示す断
面図である。
【図10】透過率と画素端部の位置との関係図である。
【図11】本発明の第2の実施形態にかかる液晶表示装
置の単位画素部の平面図である。
【図12】図11のB−B線に沿う断面図である。
【図13】従来の液晶表示装置の単位画素部の平面図で
ある。
【図14】図13のC−C線に沿う断面図である。
【符号の説明】
10,30,50,70 基板 11,51 ゲート電極 12,52 ゲートライン 13,53 ゲート絶縁膜 14,54 a−Si 15,55 エッチングストッパー 16,56 N+a−Si 17,57 ソース電極 18,58 ドレイン電極 19,59 ドレインライン 20,60 層間絶縁膜 21,61 コンタクトホール 22,62 表示電極 23,33,63,73 配向膜 31,71 共通電極 32,72 配向制御窓 40,80 液晶層

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄膜トランジスタと、該薄膜トランジス
    タのゲート電極に接続されたゲートラインと、前記薄膜
    トランジスタのドレイン電極に接続されたドレインライ
    ンと、前記薄膜トランジスタのソース電極に接続された
    液晶駆動用の表示電極と、前記表示電極上に形成された
    垂直配向膜とを有する第1の基板と、共通電極及び垂直
    配向膜が形成された第2の基板とを、負の誘電率異方性
    を有する液晶を挟んで対向配置した液晶表示装置におい
    て、 前記共通電極の前記表示電極に対向する領域に、所定の
    形状に開口された配向制御窓を有し、前記表示電極及び
    該配向制御窓のエッジ部で前記共通電極と前記表示電極
    との間に斜め方向電界を発生させることで液晶分子の配
    向方向を分割し、前記薄膜トランジスタ、前記ドレイン
    ライン、前記ゲートラインを覆って層間絶縁膜が形成さ
    れ、前記表示電極は該層間絶縁膜上に形成され、 前記層間絶縁膜は、前記薄膜トランジスタ、前記ドレイ
    ンライン、前記ゲートラインが発する電界の影響を緩和
    し、前記表示電極エッジでの液晶の配向の乱れを防ぎう
    る膜厚であることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記層間絶縁膜の膜厚は3μm以上であ
    ることを特徴とする請求項1記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記表示電極は、前記層間絶縁膜を挟ん
    で前記ゲートライン上および前記ドレインライン上の少
    なくとも一方に重畳されていることを特徴とする請求項
    1から請求項のいずれかに記載の液晶表示装置。
JP04367596A 1996-02-29 1996-02-29 液晶表示装置 Expired - Lifetime JP3439014B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04367596A JP3439014B2 (ja) 1996-02-29 1996-02-29 液晶表示装置
US09/721,056 US6747721B1 (en) 1996-02-29 2000-11-22 Liquid crystal display
US10/773,779 US7133101B2 (en) 1996-02-29 2004-02-06 Liquid crystal display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP04367596A JP3439014B2 (ja) 1996-02-29 1996-02-29 液晶表示装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11192098A Division JP2000029029A (ja) 1999-07-06 1999-07-06 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH09236821A JPH09236821A (ja) 1997-09-09
JP3439014B2 true JP3439014B2 (ja) 2003-08-25

Family

ID=12670424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP04367596A Expired - Lifetime JP3439014B2 (ja) 1996-02-29 1996-02-29 液晶表示装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US7133101B2 (ja)
JP (1) JP3439014B2 (ja)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998057222A1 (en) 1997-06-10 1998-12-17 Lg. Philips Lcd Co., Ltd. Liquid crystal display with wide viewing angle and method for making it
JP3723336B2 (ja) * 1997-11-18 2005-12-07 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JPH11274509A (ja) * 1998-03-26 1999-10-08 Sanyo Electric Co Ltd 薄膜トランジスタ及び液晶表示装置
JP3008928B2 (ja) * 1998-05-07 2000-02-14 日本電気株式会社 液晶表示装置
AU9247398A (en) 1998-08-06 2000-02-28 Victor A. Konovalov Liquid-cristal display and the method of its fabrication
US6504592B1 (en) 1999-06-16 2003-01-07 Nec Corporation Liquid crystal display and method of manufacturing the same and method of driving the same
KR100595296B1 (ko) 2000-06-27 2006-07-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 멀티 도메인 액정표시소자 및 그 제조방법
KR100595295B1 (ko) 2000-06-27 2006-07-03 엘지.필립스 엘시디 주식회사 멀티 도메인 액정표시장치 및 그 제조방법
JP3570974B2 (ja) * 2000-07-17 2004-09-29 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
KR100836986B1 (ko) * 2003-03-31 2008-06-10 샤프 가부시키가이샤 화상 처리 방법 및 그것을 이용한 액정 표시 장치
JP4372648B2 (ja) * 2004-09-13 2009-11-25 シャープ株式会社 液晶表示装置およびその製造方法
US7719751B2 (en) * 2008-09-17 2010-05-18 Soladigm, Inc. Electrical contact technique for electrochromic windows
JP5507738B2 (ja) * 2013-05-17 2014-05-28 三洋電機株式会社 液晶表示装置
CN109643013B (zh) * 2016-10-28 2021-10-26 株式会社Lg化学 透射率可变膜
JP2023179314A (ja) * 2022-06-07 2023-12-19 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶パネル及び表示装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5309264A (en) * 1992-04-30 1994-05-03 International Business Machines Corporation Liquid crystal displays having multi-domain cells
JP2975844B2 (ja) * 1993-06-24 1999-11-10 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JP2859093B2 (ja) 1993-06-28 1999-02-17 三洋電機株式会社 液晶表示装置
JPH0784284A (ja) 1993-06-30 1995-03-31 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP3272212B2 (ja) * 1995-09-29 2002-04-08 シャープ株式会社 透過型液晶表示装置およびその製造方法
US6747721B1 (en) * 1996-02-29 2004-06-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Liquid crystal display

Also Published As

Publication number Publication date
US20040160561A1 (en) 2004-08-19
JPH09236821A (ja) 1997-09-09
US7133101B2 (en) 2006-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3398025B2 (ja) 液晶表示装置
JP2859093B2 (ja) 液晶表示装置
US6873386B2 (en) Multi-domain liquid crystal display device
JP4698031B2 (ja) マルチドメイン液晶表示素子
US6781657B1 (en) Method of producing two domains within a liquid crystal layer and liquid crystal display device
JP3811811B2 (ja) フリンジフィールドスイッチングモード液晶表示装置
JP3234357B2 (ja) 液晶表示装置
JP3081468B2 (ja) 液晶表示装置
JP3439014B2 (ja) 液晶表示装置
JP2000029072A (ja) 高開口率及び高透過率液晶表示装置
JP2000131717A (ja) 多重ドメインを持つ高開口率及び高透過率液晶表示装置
US6157428A (en) Liquid crystal display
JP2001324718A (ja) マルチドメイン広視角液晶ディスプレイの構造
JPH11109391A (ja) 液晶表示装置
JPH0876125A (ja) 液晶表示装置
JP2002311448A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
JP3754179B2 (ja) 液晶表示装置
JP2000194016A (ja) マルチドメイン液晶表示素子
JP3819561B2 (ja) 液晶表示装置
JP3208363B2 (ja) 液晶表示装置
US20150015817A1 (en) Liquid crystal display device
JP3006643B2 (ja) 液晶表示装置
JP2005196176A (ja) 液晶表示装置
KR100724957B1 (ko) 프린즈필드스위칭 액정표시소자
JP4457495B2 (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080613

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090613

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090613

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100613

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110613

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120613

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130613

Year of fee payment: 10

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term