JPH04323625A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、それぞれスイッチング
トランジスタを有する複数の画素がマトリックス配列さ
れたアクティブマトリックス型の液晶表示装置に関する
。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の液晶表示装置としては、
例えば、図６に示すようなものが知られている。かかる
従来例にあっては、ガラス基板２０上に、液晶セルを駆
動するための薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）２１と、この
薄膜トランジスタ２１に選択信号及び画像信号を供給す
るための直交するゲートバスライン２２及び信号バスラ
イン２３と、画素電極２４等が形成された基板、いわゆ
るＴＦＴ基板２５と、このＴＦＴ基板２５に対向配置さ
れ、ＴＦＴ基板２５との間に液晶層（例えばツイストネ
マテック液晶層）２６を保持する対向基板２７とにより
構成されている。尚、対向基板２７には対向電極２８が
形成されている。これらのゲートバスライン２２、信号
バスライン２３及び薄膜トランジスタ２１の各部は、そ
の頂面が表示電極２４の上面より１〜１．５μｍ程度高
い位置にあり、画素電極２４との間に斜面Ｓが形成され
ている。この構成は正スタガ型、逆スタガ型ともに同様
である。そして、これらのゲートバスライン２２、信号
バスライン２３及び薄膜トランジスタ２１の上には、図
示はしないが液晶分子の配向方向を規定するために配向
膜が塗布され、さらに対向基板側にも配向膜が塗布され
ている。上述のＴＦＴ基板２５及び対向基板２６の配向
膜には、図７に示すように、それぞれの配向方向が垂直
に交わるようにラビングがなされる。これにより、液晶
分子はラビング方向前方に向ってわずかにティルトし、
即ちラビング方向前方が上を向くような状態になり（プ
レティルト）、それぞれの基板のラビング方向に沿って
配向される。そして、液晶層２６に電界を印加すると、
プレティルト状態の液晶分子は、上を向いた部分がさら
に立ち上がり、光が通過するようになる。液晶表示装置
は、このような原理を利用し、液晶に印加する電界を制
御することにより画像の表示を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来例の場合、画素電極２４と信号バスライン２３等間
の斜面Ｓの存在によりその部分近傍のコントラストが悪
くなるという問題があった。すなわち、従来例において
液晶層２６に電界を印加した場合には、図８に示すよう
に液晶分子１がティルト状態になるが、ラビング方向後
方の斜面Ｓ近傍においては、液晶分子１が正常な方向と
逆方向にティルトし（リバースティルト）、この部分に
ディスクリネーションが発生する。かかるディスクリネ
ーション領域は、電界ＯＮ時も光を透過させてしまうた
め、特にノーマリーホワイト形の装置にあってはコント
ラストが低下し、表示品質が悪化するという問題があっ
た。

【０００４】この問題を解決するため、例えば特願昭６
３−７０２３０号公報に示されるように、画素電極下部
にゲート絶縁膜と層間絶縁膜を堆積する方法も案出され
ているが、これではゲートバスライン及び信号バスライ
ンの厚み分の高低差は軽減されず、リバースティルトド
メインの発生を防止するには不十分であった。また、例
えば特願平２−１３４６２０号公報に示されるように、
ゲートバスライン及び信号バスライン側面を階段状若し
くはテーパ状に形成する方法も案出されているが、この
方法でもゲートバスライン及び信号バスラインの厚み分
の高低差は大きく改善されず、リバースティルトドメイ
ンの発生を充分に防止することは困難であった。

【０００５】ところで、このようなリバースティルトド
メインの発生条件を調べたところ、表１に示す結果が得
られた。

【０００６】

【表１】

【０００７】表１から理解されるように、ラビング方向
後方において、バスラインによる斜面と、信号バスライ
ン及び画素電極間の電界が共にリバースティルトを誘起
するように働き且つその電界が強いときにリバースティ
ルトドメインが発生することが判明した。尚、これまで
便宜上ＴＦＴ基板２５上のラビング方向を基準に説明し
たが、９０°ツイストネマティック形の装置の場合液晶
分子は９０°ツイストしているので、例えば対向基板２
６のラビング方向前方側でも図７に示すような状態にな
り、リバースティルトドメインが発生する。

【０００８】本発明は従来例のかかる点に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、リバースティルト
ドメインの発生を防止し、表示画像のコントラストを大
幅に向上しうる液晶表示装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、例えば図１〜
図３に示すように、第１の基板５と、この第１の基板５
に対向して配された第２の基板９と、これら第１及び第
２の基板５，９間に保持された液晶１０とを有し、この
第１の基板５に、薄膜トランジスタ２と、この薄膜トラ
ンジスタ２のドレイン２０に接続された画素電極１と、
薄膜トランジスタ２のゲート２Ｇに接続されたゲートバ
スライン３と、薄膜トランジスタ２のソース２Ｓに接続
された信号バスライン４とを形成した液晶表示装置にお
いて、画素電極１及びバスライン４間の距離ＤＢ　が第
１及び第２の基板５，９間の距離ｄ以上である領域と、
画素電極１及びバスライン４間の距離がＤＡ　が第１及
び第２の基板５，９間の距離ｄより短い領域とを有する
ものである。

【００１０】

【作用】かかる構成を有する本発明にあっては、画素電
極１及びバスライン４間の距離ＤＢ　が第１及び第２の
基板５，９間の距離ｄよりも大きい領域を有することか
ら、リバースティルトが発生し易いラビング方向Ｐの後
方のＢ領域において、液晶層１０のギャップ方向の垂直
電界ＥＶ　に比べてラテラル方向の電界ＥＬＢが弱くな
り、この結果、この領域ではリバースティルトドメイン
が誘起されにくくなる。さらに、本発明においては、画
素電極１及びバスライン４間の距離ＤＡ　が第１及び第
２の基板５，９間の距離ｄよりも小さい領域を有するこ
とから、ラビング方向Ｐの前方のＡ領域において、液晶
層１０のギャップ方向の垂直電界ＥＶ　に比べてラテラ
ル方向の電界ＥＬＡが強くなり、この結果、正常ティル
トが強く誘起され、ラビング方向Ｐの後方側のＢ領域か
らのリバースティルトドメインの拡がりが抑制される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明に係る液晶表示装置の実施例に
ついて図面を参照して説明する。

【００１２】図１は本実施例の要部を示す断面図、図２
は同実施例の要部を示す平面図である。図２において、
１は画素（液晶セル）を構成する透明な画素電極、２は
画素を駆動するためのスイッチング用の薄膜トランジス
タを示す。画素電極１の各行間には、各画素の行を選択
するゲートバスライン３が配置され、画素電極の各列間
には、画像信号を供給するための信号バスライン４が配
置される。そして、薄膜トランジスタ２のドレイン２Ｄ
が画素電極１に接続される一方、ソース２Ｓが信号バス
ライン４に接続され、さらに、ゲート２Ｇがゲートバス
ライン３に接続されている。尚、ゲート２Ｇ及びゲート
バスライン３は共通に形成され、例えば不純物をドープ
した多結晶シリコン膜からなり、その厚みは３５００Å
である。また、この多結晶シリコン膜が一部信号バスラ
イン４に沿うように延長され、この延長部と、後述のゲ
ート絶縁膜７を介して対向するゲートバスライン３の一
部信号バスライン４に沿う延長部との間でストレージ容
量ＣＳ　が形成される。

【００１３】すなわち、図１に示すように、ガラス又は
石英ガラスからなる絶縁基板５上に、薄膜トランジスタ
２を構成する多結晶シリコン６膜が形成され、この多結
晶シリコン膜６上に、ゲート絶縁膜７を介して上述のゲ
ートバスライン３の延長部が形成される。さらに、ゲー
トバスライン３を覆うように全面に例えばＰＳＧ（シリ
コンゲートガラス）膜からなる層間絶縁膜８が形成され
、この層間絶縁膜８上に例えばアルミニウムからなる信
号バスライン４が形成されている。ここで、層間絶縁膜
８と信号バスライン４は、それぞれ６０００Åの厚みを
有している。そして、各信号バスライン４及びゲートバ
スライン３間には、層間絶縁膜８上に例えばＩＴＯ（酸
化インジウム錫）膜による透明導電膜即ち画素電極１が
形成されている。

【００１４】また、ガラス等からなるもう一方の絶縁基
板９が上述の絶縁基板５に対向して配置され、これら両
基板５，９間に液晶層（例えばツイストネマティック液
晶層）１０が封入されて液晶表示装置が構成される。そ
して、絶縁基板９の全面には対向電極１１が形成され、
その内面の配線部分（ゲートバスライン３、信号バスラ
イン４等が存在する部分）及び薄膜トランジスタ２に対
応する部分に光遮蔽層１２が形成されている。尚、図示
はしないが両基板５，９上に形成されたこれらの各部分
には配向膜が形成され、直交する方向にラビングがなさ
れている。すなわち、図２に示すように、画素電極１側
には矢印Ｐ方向のラビングがなされ、対向電極１１側に
は矢印Ｑ方向のラビングがなされている。

【００１５】ところで、本実施例においては、リバース
ティルトドメインによるディスクリネーションを防止す
るため、画素電極１及び対向電極１１間のギャップｄと
、画素電極１及び信号バスライン４間の距離ＤＡ　、Ｄ
Ｂ　との関係を次のように設定している。すなわち、図
１に示すように、画素電極１側のラビング方向Ｐの後方
側においてはＤＢ　≧ｄとし、同前方側ではＤＡ　＜ｄ
としている。この場合、具体的な値は、ｄ＝５μｍ、Ｄ
Ａ　＝２μｍ、ＤＢ　＝６μｍである。

【００１６】かかる構成により、図３に示すように、リ
バースティルトが発生し易いラビング方向Ｐの後方側で
あるＢ領域においては、液晶層１０のギャップ方向の垂
直電界ＥＶ　に比べてラテラル方向の電界ＥＬＢが弱く
なり、この結果、上述の表１から理解されるように、リ
バースティルトドメインは誘起されにくくなる。一方、
ラビング方向Ｐの前方側であるＡ領域においては、電極
１及び信号バスライン４間の距離をＤＡ　＜ｄとしたこ
とから、上述の垂直電界ＥＶ　に比べてラテラル方向の
電界ＥＬＡが強くなり、この結果、正常ティルトが強く
誘起され、Ｂ領域からのリバースティルトドメインの拡
がりが抑制される。

【００１７】尚、本実施例においては、９０°ツイスト
ネマティック形の液晶セルを用いているため、例えば図
４（ａ）に示す如く、画素電極１側のラビング方向を図
中上から下へ向かう方向とし、対向基板１１側のラビン
グ方向を図中左から右へ向かう方向とした場合には、図
中上側及び右側の領域が上述のＢ領域となり、同左側及
び下側の領域がＡ領域となる。従って、かかるラビング
方向の液晶セルを用いた本実施例においては、図２に示
すように、図４（ａ）のＢ領域に対応する領域のリバー
スティルトの発生を防止するため、その領域について画
素電極１と信号バスライン４との間の距離ＤＢ　を、上
述の電極１，１１間のギャップｄ（＝５μｍ）よりも大
きく（＝６μｍ）なるように構成してある。さらに、図
４（ａ）のＡ領域に対応する領域については、画素電極
１と信号バスライン４との間の距離ＤＡ　を、上述の電
極１，１１間のギャップｄ（＝５μｍ）よりも小さく（
＝２μｍ）なるように構成してある。

【００１８】尚、図４（ｂ）に示すように、画素電極１
側のラビング方向が斜め右下へ向かう方向で、対向電極
１１側のラビング方向が斜め右上へ向かう方向であると
きは、図中上側及び左側がＢ領域となり、同右側及び下
側がＡ領域となる。従って、その場合には、これらＡ，
Ｂ領域に対応する領域について、画素電極１と信号バス
ライン４との間の距離ＤＡ　，ＤＢ　を、それぞれ、Ｄ
Ａ　＜ｄ，ＤＢ　≧ｄとすればよい。

【００１９】かかる構成を有する本実施例によれば、画
素領域におけるリバースティルトドメインの発生を抑制
してディスクリネーションを防止しうる。従って、電界
印加時における液晶層１０の光の漏れを防止することが
できるので、特にノーマリーホワイト形の装置において
表示品質を大幅に（コントラスト１００以上）向上させ
ることができる。

【００２０】一方、図５は、比較例の要部を示すもので
ある。この比較例の装置においては、画素電極１と信号
バスライン４との間の距離Ｄを全て画素電極１及び対向
電極１１間のギャップｄ（＝５μｍ）よりも小さく（＝
４μｍ）設定してあるが、その他の部分は本実施例と同
一の構成を有している。そして、かかる比較例について
コントラストを測定したところ、ディスクリネーション
が発生し光が漏れるためその値は２０程度にとどまるこ
とが確認された。

【００２１】尚、上述の実施例においては９０°ツイス
トネマティック液晶セルを用いた装置を例にとって説明
したが、本発明はこれに限られることなく、種々の液晶
セルを用いた装置にも適用することができる。

【００２２】さらに、本発明は薄膜トランジスタとして
プレーナ形、正スタガ形又は逆スタガ形のいずれを用い
た液晶表示装置に適用可能であることはもちろんである
。また、本発明はノーマリーホワイト形、ノーマリーブ
ラック形のいずれにも適用しうるが、特にノーマリーホ
ワイト形の装置に対して高い効果を奏するものである。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように本発明にあっては、画
素電極及びバスライン間の距離が第１及び第２の基板間
の距離以上である領域と、画素電極及びバスライン間の
距離が第１及び第２の基板間の距離より短い領域とを有
することから、リバースティルトドメインによるディス
クリネーションの発生を防止して光の漏れをなくすこと
ができ、これにより表示画像のコントラストを上昇して
表示品質を大幅に向上させることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の要部断面図である。

【図２】同実施例の要部平面図である。

【図３】同実施例におけるティルト状態を示す説明図で
ある。

【図４】リバースティルトドメインの発生領域を示す説
明図である。

【図５】比較例の要部平面図である。

【図６】従来例の要部断面図である。

【図７】ラビング方向を示すための斜視図である。

【図８】従来例におけるリバースティルトドメインの発
生状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１　　画素電極 ２　　薄膜トランジスタ ２Ｄ　　ドレイン ２Ｇ　　ゲート ２Ｓ　　ソース ３　　ゲートバスライン ４　　信号バスライン ５　　絶縁基板 ８　　層間絶縁膜 ９　　絶縁基板 １０　　液晶層 １１　　対向電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　第１の基板と、この第１の基板に対向
   して配された第２の基板と、これら第１及び第２の基板
   間に保持された液晶とを有し、この第１の基板に、薄膜
   トランジスタと、この薄膜トランジスタのドレインに接
   続された画素電極と、上記薄膜トランジスタのゲートに
   接続されたゲートバスラインと、上記薄膜トランジスタ
   のソースに接続された信号バスラインとを形成した液晶
   表示装置において、上記画素電極及び上記バスライン間
   の距離が上記第１及び第２の基板間の距離以上である領
   域と、上記画素電極及び上記バスライン間の距離が上記
   第１及び第２の基板間の距離より短い領域とを有するこ
   とを特徴とする液晶表示装置。