JPH06148596A

JPH06148596A - アクティブマトリクス型液晶表示装置

Info

Publication number: JPH06148596A
Application number: JP29315292A
Authority: JP
Inventors: Masuyuki Ota; 益幸太田; Makoto Tsumura; 津村　　誠; Nobutake Konishi; 信武小西; Katsumi Kondo; 克己近藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】光の伝搬路中に透明電極を設けなくても液晶
の配向を制御することができること。【構成】一対の偏向板２０６の間に一対の基板２０３
が配置され、基板２０３間に液晶層が形成され、この液
晶層内に液晶分子２０５が基板２０３の界面に対して平
行移動可能に配置され、信号配線を構成する電極２０１
と２０２にそれぞれ電位の異なる電圧が印加されて電極
２０１と２０２間に電位差が生じると、この電極２０１
と電極２０２間に電位差の方向に従った電界２０７が形
成され、この電界２０７に従って液晶分子２０５の配向
状態が制御され、光の伝搬路に透明電極を設けなくても
液晶分子２０５の配向を制御することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液晶表示装置に係り、特
に、マトリクス状に配列された画素を駆動するに好適な
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
装置としては、ツイステッドネマティクス表示方式を採
用したものが知られている。この液晶表示装置は、液晶
層を駆動する電極として２枚の透明電極を用い、各透明
電極を基板界面上に相対向させて配置する構成となって
いる。この装置によれば、液晶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液晶の配向を制
御することができる。なお、液晶に印加する電界の方向
を基板界面にほぼ平行な方向とする方式を採用したもの
としては、例えば、特開平１−１２０５２８号公報に記
載されているように、櫛型電極対を用いたものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ツイステッド
ネマティクス表示方式を採用した従来の液晶表示装置で
は、液晶を基板界面とほぼ垂直な方向に回転させるため
に、光の伝搬路中に電界を発生する透明電極を設けなけ
ればならない。このため、従来の装置では、ＩＴＯに代
表される透明電極を形成するのに、スパッタなどの真空
形製造設備を使用する必要があり、設備に多くのコスト
を要することが余儀なくされる。また、真空形製造設備
を使用すると、スループットの低下を招き、このことが
製造コストを著しく引き上げることになる。更に、透明
電極は、一般に、その表面に数十ｎｍ程度の凹凸があ
り、透明電極と共に薄膜トランジスタのような微細なア
クティブ素子を加工することは困難である。また透明電
極に形成された凸部は離脱しやすく、凸部が電極など他
の部分に混入すると、点状あるいは線状の表示欠陥が生
じ歩留まりが著しく低下することになる。このため、従
来の表示装置では、マーケットニーズに対応した低価格
のものを安定的に提供することが困難である。

【０００４】一方、従来技術においては、液晶が基板界
面にほぼ垂直な方向に回転するようになっているため、
液晶の回転角度によって透過率が変わり、見る角度によ
って透過率が異なる。このため視角方向を変化させた際
の輝度変化が著しく、中間調表示が困難である。更に、
従来の構成では、共通電極が必要であり、共通電極を形
成するために歩留まりが低下したり、スループットが低
下したりすることがある。

【０００５】本発明の目的は、光の伝搬路中に透明電極
を設けなくても液晶の配向を制御することができるアク
ティブマトリクス型液晶表示装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、第１の装置として、一対の偏光板の間に
一対の基板が配置され、基板のうち透明基板上に複数の
走査配線と信号配線がマトリクス状に配設されて透明基
板上の領域が各走査配線と各信号配線により複数の画素
領域に分割されており、各画素領域上に液晶組成物層が
積層され、さらに各画素領域にはアクティブ素子と容量
素子が互いに液晶組成物中の液晶に接続された状態で配
設され、各画素領域のアクティブ素子と容量素子が前記
いずれかの配線に接続されて液晶駆動回路が構成され、
各走査配線が走査配線駆動手段に接続され、各信号配線
が信号配線駆動手段に接続されているアクティブマトリ
クス型液晶表示装置において、前記液晶組成物中の各液
晶分子は相隣接する一対の信号配線の電位差に従った電
界の強度に応じて前記透明基板面に平行に移動可能に配
設され、前記信号配線駆動手段は、前記走査配線駆動手
段から各走査配線に走査信号が出力される毎に、各画素
領域に属する一対の信号配線に互いに電位の異なる信号
を映像情報に応じて印加してな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を構成したものであ
る。

【０００７】第２の装置として、一対の偏光板の間に一
対の基板が配置され、基板のうち透明基板上に複数の走
査配線と信号配線がマトリクス状に配設されて透明基板
上の領域が各走査配線と各信号配線により複数の画素領
域に分割されており、各画素領域上に液晶組成物層が積
層され、さらに各画素領域にはアクティブ素子と容量素
子が互いに液晶組成物中の液晶に接続された状態で配設
され、各画素領域のアクティブ素子と容量素子が前記い
ずれかの配線に接続されて液晶駆動回路が構成され、各
走査配線が走査配線駆動手段に接続され、各信号配線が
信号配線駆動手段に接続されているアクティブマトリク
ス型液晶表示装置において、前記各画素領域のアクティ
ブ素子と容量素子は互いに直列に接続され、各アクティ
ブ素子は一方の走査配線と一方の信号配線に接続され、
各容量素子は他方の信号配線に接続され、前記液晶はア
クティブ素子と容量素子との接続点と他方の信号配線に
接続されており、前記液晶組成物中の各液晶分子は相隣
接する一対の信号配線の電位差に従った電界の強度に応
じて前記透明基板面に平行に移動可能に配設され、前記
信号配線駆動手段は、前記走査配線駆動手段から各走査
配線に走査信号が出力される毎に、各画素領域に属する
一対の信号配線に互いに電位の異なる信号を映像情報に
応じて印加してな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を構成したものである。

【０００８】第３の装置として、一対の偏光板の間に一
対の基板が配置され、基板のうち透明基板上に複数の走
査配線と信号配線がマトリクス状に配設されて透明基板
上の領域が各走査配線と各信号配線により複数の画素領
域に分割されており、各画素領域上に液晶組成物層が積
層され、さらに各画素領域には複数のアクティブ素子と
複数の容量素子が互いに液晶組成物中の液晶に接続され
た状態で配設され、各画素領域の各アクティブ素子と各
容量素子が前記いずれかの配線に接続されて液晶駆動回
路が構成され、各走査配線が走査配線駆動手段に接続さ
れ、各信号配線が信号配線駆動手段に接続されているア
クティブマトリクス型液晶表示装置において、前記各画
素領域の一方のアクティブ素子は一方の容量素子と互い
に直列接続されて一方の信号配線と一方の走査配線に接
続され、他方のアクティブ素子は他方の容量素子と互い
に直列接続されて他方の信号配線と一方の走査配線に接
続され、各容量素子はそれぞれ他方の走査配線に接続さ
れ、各アクティブ素子と各容量素子との接続点に液晶が
接続されており、前記液晶組成物中の各液晶分子は相隣
接する一対の信号配線の電位差に従った電界の強度に応
じて前記透明基板面に平行に移動可能に配設され、前記
信号配線駆動手段は、前記走査配線駆動手段から各走査
配線に走査信号が出力される毎に、各画素領域に属する
一対の信号配線に互いに電位の異なる信号を映像情報に
応じて印加してな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を構成したものである。

【０００９】第４の装置として、一対の偏光板の間に一
対の基板が配置され、基板のうち透明基板上に複数の走
査配線と信号配線がマトリクス状に配設されて透明基板
上の領域が各走査配線と各信号配線により複数の画素領
域に分割されており、各画素領域上に液晶組成物層が積
層され、さらに各画素領域には複数のアクティブ素子と
複数の容量素子が互いに液晶組成物中の液晶に接続され
た状態で配設され、各画素領域の各アクティブ素子と各
容量素子が前記いずれかの配線に接続されて液晶駆動回
路が構成され、各走査配線が走査配線駆動手段に接続さ
れ、各信号配線が信号配線駆動手段に接続されているア
クティブマトリクス型液晶表示装置において、前記各画
素領域の一方のアクティブ素子は一方の容量素子と互い
に直列接続されて一方の信号配線と一方の走査配線に接
続され、他方のアクティブ素子は他方の容量素子と互い
に直列接続されて他方の信号配線と他方の走査配線に接
続され、一方の容量素子は他方の走査配線に接続され、
他方の容量素子は一方の走査配線に接続され、各アクテ
ィブ素子と各容量素子との接続点に液晶が接続されてお
り、前記液晶組成物中の各液晶分子は相隣接する一対の
信号配線の電位差に従った電界の強度に応じて前記透明
基板面に平行に移動可能に配設され、前記信号配線駆動
手段は、前記走査配線駆動手段から各走査配線に走査信
号が出力される毎に、各画素領域に属する一対の信号配
線に互いに電位の異なる信号を映像情報に応じて印加し
てなることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表
示装置を構成したものである。

【００１０】第１，第２，第３または第４の装置を含む
第５の装置として、各画素領域の一対の信号配線に電極
がそれぞれ接続され、各電極が各信号配線と平行に配設
されて平行電極が形成され、さらに各平行電極には各平
行電極から突出した櫛型形状の電極片が接続され、各電
極片の一部が相対向して平行電極と平行に配設されてい
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
置を構成したものである。

【００１１】第１，第２，第３または第４の装置を含む
第６の装置として、各画素領域の一対の信号配線に電極
がそれぞれ接続され、各電極が各信号配線と平行に配設
されて平行電極が形成され、さらに各平行電極には各平
行電極から各平行電極と交差する方向に突出した電極片
が接続され、各電極片が相対向して配設されていること
を特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置を構
成したものである。

【００１２】第１，第２，第３，第４，第５または第６
の装置を含む第７の装置として、信号配線は（ｍ＋１）
本の信号線で構成され、走査配線はｎ本の信号線で構成
され、透明基板上の領域が各走査配線と各信号配線によ
りｍ×ｎ個の画素領域に分割されていることを特徴とす
るアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成したもの
である。

【００１３】第１，第２，第３，第４または第５の装置
を含む第８の装置として、信号配線駆動手段は、映像情
報に従って各画素の映像信号に関するデータを順次出力
する映像データ出力手段と、映像データ出力手段の出力
データを映像信号の補数のデータに変換する補数変換手
段と、映像データ出力手段の出力データと補数変換手段
の出力データのうち指定された一方のデータを選択する
データ選択手段と、データ選択手段の選択によるデータ
と初期化データを基に得られたラッチデータとを順次累
積加算する加算手段と、走査信号の発生回数が所定数に
達する所定期間毎に正極性の初期化データと負極性の初
期化データとを交互に発生する初期化手段と、加算手段
の加算値と初期化手段からの初期化データとを加算して
ラッチしこのデータをラッチデータとして加算手段へ順
次出力するラッチ手段と、加算手段の加算値に従った電
圧レベルの映像信号を各映像信号配線へ出力する映像信
号出力手段と、加算手段の加算値が設定値を超えたとき
にデータ選択手段に対してデータの選択先の変更を指令
する変更指令手段とから構成されていることを特徴とす
るアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成したもの
である。

【００１４】第８の装置を含む第９の装置として、初期
化手段の初期化データ発生タイミングは走査信号の１水
平期間または複数の水平期間に設定されていることを特
徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置を構成し
たものである。

【００１５】第４の装置を含む第１０の装置として、信
号配線駆動手段の出力側には信号配線の偶数列の差分信
号を、信号配線の奇数列の差分信号から走査信号の１水
平期間だけ遅らせる遅延手段が設けられており、走査配
線駆動手段には各画素領域の一方の走査配線に走査信号
が出力されるときに、他方の走査配線にバイアス信号を
出力するバイアス信号発生手段が設けられているいるこ
とを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置を
構成したものである。

【００１６】第１０の装置を含む第１１の装置として、
バイアス信号発生手段から発生するバイアス信号の電圧
レベルは、画像を白表示する電圧レベルと画像を黒表示
する電圧レベルとの間の電圧レベルに設定されているこ
とを特徴するアクティブマトリクス型液晶表示装置を構
成したものである。

【００１７】

【作用】前記した手段によれば、映像情報に従って各走
査配線と各信号配線にそれぞれ信号が印加されるに際し
て、各走査配線に走査信号が印加される毎に、各画素領
域に属する一対の信号配線には電位差の異なる信号が印
加される。各信号配線に電位差の異なる信号が印加され
ると、この電位差に従った電界が各画素領域の液晶に作
用し、液晶分子が透明基板面と平行に回転する。これに
より各画素領域の液晶の配向を制御することができる。
このため光の伝搬路中に透明電極を設けなくても液晶の
配向を制御できることになる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。

【００１９】図１は液晶表示装置に用いられる液晶パネ
ル内での液晶の動作を説明するための図であり、図１
（ａ）は電圧無印加時の断面図を示し、図１（ｂ）は電
圧印加時の断面図を示し、図１（ｃ）は電圧無印加時の
表面図を示し、図１（ｄ）は電圧印加時の表面図を示
す。なお、図１では、アクティブ素子を省略してあり、
また一画素分の構成のみを示している。図１において、
一対の偏光板２０６の内側には一対の透明基板２０３が
接合されており、各透明基板２０３の内側には配向制御
膜２０４が積層されている。各配向制御膜２４の間に液
晶組成物が装着されており、一方の配向制御膜２０４中
には一対の電極２０１，２０２が相対向して装着されて
いる。各電極２０１，２０２は信号配線に接続され、各
電極２０１，２０２には電位差の異なる信号が印加され
るようになっている。液晶組成物中には棒状の液晶分子
２０５が挿入されており、各液晶分子２０５は電極２０
１，２０２から発生する電界によって基板２０３の界面
に対して平行に回転可能に配されている。この液晶分子
２０５は、電極２０１，２０２に電圧が印加されないと
きには、電極２０１，２０２の長手方向に対して若干の
角度、すなわち４５°≦｜電界方向に対する界面近傍で
の液晶分子長軸（光学軸）方向の成す角｜＜９０°を保
っように配向されている。

【００２０】一方、電極２０１，２０２に電圧が印加さ
れると、電極２０１と電極２０２間に電界２０７が形成
され、この電界２０７の方向に沿って液晶分子２０５の
位置が制御される。このとき液晶分子２０５に光が入射
すると、光が液晶分子２０５を透過することになる。こ
の場合、偏向板２０６の偏向透過軸を所定の角度２０９
に設定すると、電界２０７の印加によって液晶分子２０
５の光透過率を変えることが可能となる。

【００２１】次に、液晶パネルにコントラストを付与す
るに際しては、上下の基板２０３上の液晶分子２０５の
配向がほぼ平行な状態を利用したモード（複屈折位相差
による干渉色を利用した複屈折モード）、基板２０３上
の液晶分子２０５の配向方向が交差し、セル内での分子
配列が捩じれた状態を利用したモード（液晶組成物層内
で偏光面が回転する旋光性を利用した旋光性モード）の
うちいずれかのモードを用いることができる。複屈折モ
ードを用いれば、電圧の印加により分子長軸（光軸）方
向が基板界面にほぼ平行なまま液晶分子の方位を面内で
変え、所定角度２０９に設定された偏向板２０６の軸と
の成す角を変えることによって光透過率を変えることが
できる。また旋光性モードを用いれば、電圧の印加によ
り分子長軸方向の方位のみを変えることができ、螺旋が
ほどけることによる旋光性の変化を利用することができ
る。

【００２２】上記表示モードを用いれば、液晶分子の長
軸は基板２０３と常にほぼ平行な状態にあり、立ち上が
ることがないので、視角方向を変えたときの明るさの変
化が小さく、視覚依存性がなく、視覚特性を大幅に向上
させることができる。

【００２３】次に、アクティブマトリクス型液晶表示装
置の具体的構成を図２乃至図９に従って説明する。

【００２４】図２において、アクティブマトリクス型液
晶表示装置は、液晶表示パネル６０、薄膜トランジスタ
基板６１、対向基板６２、走査配線駆動回路６３、信号
配線駆動回路６４、コントロール回路６５を備えて構成
されている。液晶表示パネル６０には薄膜トランジスタ
基板６１と対向基板６２が相対向して配置されており、
これらの基板間にネマチック液晶組成物が装着されてい
る。そして薄膜トランジスタ基板６１上にはｍ＋１本の
信号配線とｎ本の走査配線がマトリクス上に配列されて
おり、薄膜トランジスタ基板６１の表示エリアが各信号
配線と各走査配線によってｍ×ｎ個の画素領域に分割さ
れている。各画素領域には薄膜トランジスタ素子５ａ，
５ｂ、容量素子６ａ，６ｂ、液晶９が設けられており、
各薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂのゲート電極が一方
の走査配線３に接続されている。薄膜トランジスタ素子
５ａのドレイン電極は一方の信号配線１に接続され、ソ
ース電極が液晶９を介して容量素子６ａに接続されてい
る。そして容量素子６ａの多端は他方の走査配線４に接
続されている。一方、薄膜トランジスタ素子５ｂはドレ
イン電極が他方の信号配線２に接続されており、ソース
電極が液晶９と容量素子６ｂに接続されている。そして
容量素子６ｂの多端が他方の走査配線４に接続されてい
る。

【００２５】薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂは薄膜ト
ランジスタ基板６１に形成されており、薄膜トランジス
タ素子５ａ，５ｂ上にはゲート酸化膜１１と保護膜１２
が積層されている。ゲート絶縁膜１１の上方には走査配
線３，４が積層されており、保護膜１２中には信号配線
１，２とソース電極７ａ，７ｂが挿入されている。更に
保護膜１２上には一対の配向制御膜１６が積層されてお
り、各配向制御膜１６中に液晶層９が形成されている。
また上側の配向制御膜１６上には表面を平坦化するため
の透明樹脂層１４が積層されており、この透明樹脂層１
４の上方にはストライプ状のＲ，Ｇ，Ｂ三色のカラーフ
ィルタ１３が装着されている。そしてカラーフィルタ１
３のうち光の伝搬路を除いた領域に有機ポリマーによる
遮光膜１５が形成されている。更にカラーフィルタ１３
上には透明基板が接合され、この透明基板と薄膜トラン
ジスタ基板６１の両側に偏向板が装着されるようになっ
ている。

【００２６】各基板は厚みが１．１ｍｍで表面が研磨さ
れたガラス基板を用いて構成されており、各基板によっ
て挾まれた液晶層９は誘電率異方性Δεが正でその値が
４．５であり、複屈折三角ｎが０．０７２（５８９ｎ
ｍ、２０℃）のネマチック液晶組成物で構成されてい
る。なお、誘電率異方性Δεが正の結晶を用いる換わり
に負の結晶を用いることも可能である。

【００２７】また各基板に塗布されたポリイミド形の配
向制御膜１６はラビング処理されてプレチルト角が３．
５°に設定されている。更に上下界面上のラビング方向
は互いに平行で、かつ印加電界方向との成す角度が８５
°に設定されている。更に上下基板のギャップは球形の
ポリマビーズを基板間に分散して挟持し、液晶封入状態
で４．５μｍになっている。このためΔｎ・ｄは０．３
２４μｍになっている。そしてこのように構成された基
板が２枚の偏光板で基板を挾んだときに、一方の偏向板
の偏向透過軸をラビング方向にほぼ８５°とし、他方の
偏向板の偏向透過軸をラビング方向とほぼ直方（−５
°）とすると、図９に示すように、ノーマリクロズ特性
の液晶表示パネルを構成することができる。

【００２８】ここで、ｍ＝１２０、ｎ＝３０とすると、
液晶表示パネル６０の画素数は４０（×３）×３０＝３
６００となる。このとき一画素当たりの画素ピッチは、
図３に示すように、横方向が８０μｍ、縦方向が２４０
μｍとなる。図３は、ｇ列目の信号配線１、（ｊ＋１）
列目の信号配線２と（ｊ−１）行目の走査配線４、ｊ行
目の走査配線３とで囲まれた一画素の領域を示してい
る。そして各画素には、図５に示すように、逆スタガー
構造の半導体活性層（アモルファスシリコン）８ａ，８
ｂを用いた薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂが形成され
ている。

【００２９】なお、薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂと
しては、ポリシリコン薄膜トランジスタ素子、シリコン
ウエハー状のＭＯＳ型トランジスタ、またはＭＩＭ（Ｍ
ｅｔａｌ−Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ−Ｍｅｔａｌ）ダイオー
ドなどの２端子素子を用いることもできる。

【００３０】また、図７に示すように、薄膜トランジス
タ素子５ａ，５ｂのソース電極７ａ，７ｂ（実際の駆動
状態では、ドレインとして働くこともあるが、本実施例
では、信号配線に接続している電極をドレイン電極と定
義し、画素電極となる電極をソース電極と定義する）
と、ゲート絶縁膜１１と、前ラインの走査配線４の一部
を用いて容量素子６ａ，６ｂを形成している。この容量
素子６ａ，６ｂはソース電極７ａ，７ｂの電位を定電位
に保持すると共に信号によるノイズを吸収するために設
けられている。そして一つの画素内に設けられた二つの
薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂはそれぞれソース電極
７ａ，７ｂに接続されており、図６に示すように、ソー
ス電極７ａとソース電極７ｂとの間の電界の方向Ｅが主
に基板面に平行または水平方向成分を持つようになって
いる。また１つの画素内に３つ以上の薄膜トランジスタ
素子を設け、各トランジスタを平行接続することによっ
て冗長構成とすることもできる。同様に容量素子６ａ，
６ｂも３つ以上用い、各容量素子を平行接続することに
よって冗長構成とすることができる。更にソース電極７
ａ，７ｂは画素電極として用いられており、ソース電極
７ａ，７ｂ間の電位差で液晶層９の液晶分子の配向が制
御されるようになっている。またソース電極７ａ，７ｂ
の間の距離は、配線ルールにより４８μｍになってい
る。そして光はソース電極７ａ，７ｂの間を透過して液
晶層９内に入射して変調されるようになっている。この
ため、液晶分子の配向を制御するために、透光性のある
画素電極、例えばＩＴＯなどの透明電極を特に設ける必
要はなく、従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置
の断面構造から二層の透明電極層を無すことができる。
更に映像信号配線と同一層で形成することにより、大幅
に工程を短縮することができる。

【００３１】また一般にフォトマスクのアライメント精
度は対向する２枚のガラス基板間のアライメント精度に
比べて著しく高い。従って、これら構成要素は両側の基
板に分けて配置することもできるが、一方の基板上に形
成した方が望ましい。本実施例では、ソース電極７ａ、
ソース電極７ｂ間のアライメントがフォトマスクのみで
行なわれるため、液晶層９に印加される電界Ｅのバラッ
キを小さく押えることができる。更に同一層で各ソース
電極７ａ，７ｂを形成することができるので、各ソース
電極７ａ，７ｂ間の距離ｄのバラッキを５％以下に押え
ることができる。また走査信号配線３，４はゲート電極
も兼ねることができるようにタンタル薄膜で形成されて
いる。更に映像信号配線１，２はドレイン電極も兼用で
きるように、ソース電極７ａ，７ｂと同時にチタン薄膜
で形成されている。

【００３２】一方、走査配線３，４及び信号配線１，２
は、特に材料の制約はなく、クロム、アルミニウムなど
を用いることができるが、信号配線駆動回路６４、走査
配線駆動回路６３との接続端子部での腐食を考慮する
と、対腐食性の強い金属が望ましい。また走査配線３，
４には電気抵抗の低い金属が望ましいので、走査配線
３，４としては二層以上の金属層で構成しても良い。

【００３３】また透明樹脂１４の材料としてはエポキシ
樹脂が用いられている。そしてこの透明樹脂１４上と薄
膜トランジスタ素子５ａ，５ｂを有する基板６１上には
ポリイミド形の配向制御膜１６が塗布されている。この
場合、平坦化された透明樹脂１４の上に配向制御膜１６
として、別の膜を形成せずに透明樹脂１４の表面を直接
ラビングすることも可能である。この場合、エポキシ樹
脂は平坦化と液晶分子の配向制御の両方の機能を兼ね備
えることになる。これにより、配向膜を塗布する工程が
なくなり、製造がより容易でかつ短くなる。一般に、従
来方式であるＴＮ型では、配向制御膜１６に要求される
特性が多岐にわたり、それら全てを満足する必要があ
る。そのため、ポリイミドなどの一部の材料に限られて
いた。特に重要な特性は傾き角である。しかし、本実施
例の表示モードでは、大きな傾き角を必要とせず、従っ
て材料の選択幅が著しく改善される。同様に、薄膜トラ
ンジスタ５ａ，５ｂを保護する保護膜１２をエポキシ樹
脂にし、これをラビング処理することもできる。また配
向不良領域の影響によるコントラスタの低下を解消する
ために、クロムを用いて遮光膜１５をガラス板上に形成
している。この遮光膜１５は、有機ポリマーで形成する
と良い。すなわち、遮光膜１５を有機ポリマーで形成す
ると、対向基板６２上には一切導電性の物質が存在しな
くなるからである。この場合本実施例の構成において
は、仮に製造工程中に導電性の異物が混入したとして
も、有機ポリマーは絶縁物であるため、対向基板６２を
介して電極間が接触する可能性はなく、電極間の接触に
伴なう不良率を零に抑制することができる。従って、配
向膜１６の形成、ラビング、液晶封入工程などのクリー
ン度の裕度が広がり、製造工程の簡略化が図かれる。更
に、遮光膜１５を黒色色素を含んだ有機ポリマーで形成
すると、有機ポリマーの反射率が低いため、外光の反射
によるギラギラやコントラストの低下を防止することが
できる。更に遮光膜１５をストライプ状にレイアウトす
ることによって、印刷プロセスを用いることができる。
これにより、更に製造工程を簡略化できると共に低コス
ト化が図れる。

【００３４】次に、液晶表示パネル６０の駆動方式を図
８に従って説明する。

【００３５】信号配線駆動回路６４からの信号と走査配
線駆動回路６３からの走査信号によって液晶表示パネル
６０を駆動するに際しては、液晶表示パネル６０の走査
配線の各行毎に信号が順次書き込まれる線順次駆動が行
なわれるようになっている。そして走査配線に順次走査
信号が印加されて、薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂの
ゲート電極にゲート電圧７１が選択パルスとして順次印
加されると、各薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂがオン
となり、各信号配線１，２に印加された電圧がドレイン
電圧７２，７３として容量素子６ａ，６ｂにそれぞれ書
き込まれる。そしてこの行の書き込み期間（１Ｈ）が終
了すると、ゲート電圧７１がオフレベルまで立ち下が
り、薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂがオフ状態とな
る。これにより各容量素子６ａ，６ｂに書き込まれた電
圧が保持されるが、実際には、ゲート電圧７１がオフレ
ベルまで立ち下がるときに、薄膜トランジスタ素子５
ａ，５ｂの寄生容量によるカップリングノイズによって
電圧シフト７６，７７が生じ、その電圧で保持される。
ここで、液晶層９内の液晶に印加される電圧は、薄膜ト
ランジスタ素子５ａ，５ｂのそれぞれのソース電圧７
４，７５間の電圧７８が印加されることになる。そして
この電圧７８によってその画素の明かるさ（透過率）が
決定される。このように、書き込まれる信号電圧の差で
明かるさが決定されるので、以下、この駆動方式を差分
駆動方式と称する。このため、本実施例では、差分駆動
用信号を有する画像源から送られてきた差分駆動用信号
が信号配線駆動回路６４を介して信号配線１，２に供給
されることになる。

【００３６】このように、本実施例では、液晶の配向を
制御するための透明電極がないため、製造プロセスが簡
単化になると共に製造プロセスの歩留まりの向上が図
れ、製造コストの低減に寄与することができる。特に透
明電極を形成するための設備、工程が不要になり、製造
設備投資額の大幅な低減と工程数の削減から、それによ
る低コスト化が可能となる。また差分駆動方式を採用す
ることにより、共通電極を必要としないため、共通電極
を形成する工程の削減が図れ、対向基板には一切の電極
を設ける必要がなくなった。このためこれによる共通電
極との接触不良が零となり、歩留まりの向上が図れ、こ
れによる低コスト化が可能となる。

【００３７】また本実施例においては、液晶への印加電
圧と明るさとの関係を示す電気光学特性として図９に示
すような特性が得られた。図９から、コントラスト比は
７Ｖ駆動時に１５０以上となり、視覚を左右、上下に変
えた場合のカーブの差は従来方式に比らべて極めて小さ
く、視覚を変化させても表示特性はほとんど変化しなか
った。また液晶配向性も良好で、配向不良ドメインは発
生しなかった。

【００３８】更に、従来の駆動方式では、薄膜トランジ
スタ素子をオン状態からオフ状態に切り換える際に、薄
膜トランジスタ素子の寄生容量を介して電圧シフトが発
生し、この電圧シフトによって液晶印加電圧として直流
成分が生じる。しかし、本実施例では、薄膜トランジス
タ素子５ａ，５ｂをオン状態からオフ状態に切り換える
際に、薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂの寄生容量を通
して受ける電圧シフト７６，７７によって発生する液晶
電圧の直流成分は、各薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂ
で互いにキャンセルするので、発生しないことが確認さ
れた。従って、本実施例では直流成分の補正をする必要
はなく、液晶を直流成分のない交流で駆動することがで
き、フリッカの発生を抑制することができる。また同様
に、直流成分による残像も確認されず、輝度傾斜も目立
たなかった。更に、ＭＩＭダイオードなどの二端子素子
を用いる場合は、素子の色位置のバラッキによる輝度ム
ラなどの画質不良も同様に２つの二端子素子でキャンセ
ルするので、輝度ムラが解消される。

【００３９】ここで、従来方式であるツイステッドネマ
チック（ＴＮ）型を用いた液晶表示装置の電気光学特性
を図１０に示す。この装置に用いられているネマチック
液晶組成物としては、前記実施例と同一の誘電異方性Δ
εが正でその値が４．５で、屈折率異方性Δｎが０．０
７２（５８９ｎｍ、２０℃）のものを用い、ギャップは
７．３μｍ、ツイスト角は９０°のものを用いている。
よって、Δｎ・ｄは０．５２６μｍである。

【００４０】図１０から、視覚方向で激しくカブーが変
化していることが理解される。また薄膜トランジスタの
隣接部の段差構造のある付近で、周辺部とは液晶分子の
配向方向が異なる配向不良ドメインが生じている。更に
共通電極では、直流成分をキャンセルすることができ
ず、フリッカ、残像、輝度傾斜が発生していることが確
認された。

【００４１】（第２実施例）次に、本発明の第２実施例
を図１１乃至図１３に従って説明する。

【００４２】本実施例は、各画素に単一の薄膜トランジ
スタ素子５ｃと単一の容量素子６ｃを設け、薄膜トラン
ジスタ素子５ｃのゲート電極を一方の走査配線４に接続
し、ドレイン電極を一方の信号配線１に接続し、ソース
電極を液晶９と容量素子６ｃに接続し、容量素子６ｃの
多端を他方の信号配線２に接続し、液晶９の多端を他方
の信号配線２に接続した構成を採用したものであり、各
画素の電極が図１１のように構成されている。そして本
実施例においても、ソース電極７ｃと信号配線２との間
の電位差で液晶の配向を制御するようになっている。す
なわち、第１実施例と同様に、各走査配線３，４に順次
走査信号が印加されたときに、信号配線１，２間に映像
情報に従った電位差が生じるようになっている。なお、
容量素子６ｃは信号配線２とソース電極７ｃとの間に形
成されている。また走査配線を形成するときに同時に形
成した電極２０と信号配線との間にゲート絶縁膜１１を
挾んで容量素子６ｃを形成した。更に、図１３に示すよ
うに、ソース電極７ｃと電極２０は層が異なるので、ソ
ース電極７ｃと電極２０とのコンタクトを取るために、
ゲート絶縁膜１１に穴が形成されている。

【００４３】上記構成において、各画素内の薄膜トラン
ジスタ素子５ｃを駆動するに際しては、走査信号によっ
て走査配線４が走査されると、薄膜トランジスタ素子５
ｃがオンとなり、信号配線１と２との間に生じた電位差
が容量素子６ｃに充電され、この充電された電圧が容量
素子６ｃによって保持される。そして次に走査配線３が
走査されて薄膜トランジスタ素子５ｃがオフとなったあ
とは、信号配線２の電位は変動するが、ソース電極７ｃ
の電位も容量素子６ｃによって同様に変動するので、信
号配線２の電位がどのように変動しても、ソース電極７
ｃと信号配線２との電位差は一定に保持される。従っ
て、本実施例も前記実施例と同様な駆動方式によって液
晶を駆動することができる。

【００４４】このように、本実施例では、各画素に薄膜
トランジスタ素子及び容量素子をそれぞれ１つ設けるこ
とで液晶９を駆動することができ、各画素の平面構造が
簡単となり、これによる歩留まりの向上が図れる。また
各画素に設けるトランジスタ素子の数が少なくなるた
め、光を透過する有効部分（開口部）の面積を増すこと
ができ、透過率の向上に寄与することができると共に表
示パネルを明かるくすることができる。

【００４５】（第３実施例）次に本発明の第３実施例を
図１４に従って説明する。本実施例は、ソース電極７
ａ，７ｂを櫛型にし、各電極を互いに噛み合うように配
置したものであり、他の構成は第１実施例と同様である
ので、電極の構成についてのみ説明する。すなわち、各
画素領域のソース電極７ａ，７ｂには、信号配線１，２
に平行な平行電極７ｃ，７ｄが形成されており、各平行
電極７ｃ，７ｄからは各画素領域の中央部に櫛型に突出
した電極片７ｅ，７ｆが接続されている。平行電極７
ｃ，７ｄ、電極片７ｅ，７ｆは互いに平行となって相対
向して配置されている。

【００４６】ソース電極７ａ，７ｂ間で電界Ｅを発生さ
せた場合、この電界ＥはＥ＝Ｖ／ｄとして表わされ、電
界Ｅを印加する両電極間の距離ｄが長いと電界が液晶に
有効に印加されず、液晶のしきいち電圧が上がる。しか
し、各ソース電極７ａ，７ｂを櫛型形状として各ソース
電極７ａ，７ｂに平行電極７ｃ，７ｄ、電極片７ｅ，７
ｆを設けると、平行電極７ｃ，７ｄと電極片７ｅ，７ｆ
の距離を４８μｍから１６μｍと約１／３に短かくする
ことができる。これにより、液晶に印加される電界が約
３倍となり、その結果、第１実施例に比べて、しきい値
電圧及び応答時間（液晶の動く時間）のいずれもを短か
くすることができる。

【００４７】なお、明かるさが総変化量の１０％変化す
る電圧（Ｖ１０と定義する）をしきい値電圧と定義する
と、第１実施例においては、このしきい値電圧が９．５
Ｖであったが、本実施例によればこのしきい値電圧が
５．８Ｖになった。また応答時間は、０Ｖの電圧と明か
るさが総変化量の９０％変化する電圧（Ｖ９０と定義す
る）の間でオンオフのスイッチングをし、そのときの応
答時間（ｔＯＮ＋ｔＯＦＦ）を測定したところ、第１実
施例では６５０ｍｓであったものが本実施例では１４０
ｍｓに短縮された。なお、ここでｔＯＮ、ｔＯＦＦはい
ずれも動的な輝度変化の総量に対して９０％変化するま
での時間を表わす。

【００４８】このように、本実施例では、前記各実施例
の効果に加えて、第１実施例に比べてシキイチ電圧を低
くすることができると共に応答時間を短縮することがで
きる。また本実施例においては、差分駆動法を用いるも
のに限らず、他の表示モードを用いることも可能であ
る。

【００４９】（第４実施例）次に本発明の第４実施例を
図１５に従って説明する。本実施例は、前記実施例と同
様に、ソース電極７ａ，７ｂを櫛型にし、各電極が互い
に噛み合うように配置したものであり、他の構成は第１
実施例と同様であるので、電極の構成についてのみ説明
する。

【００５０】本実施例においては、ソース電極７ａ，７
ｂにはそれぞれ信号配線１，２に平行な平行電極７ｃ，
７ｄが接続されていると共に、各平行電極７ｃ，７ｄか
ら各平行電極７ｃ，７ｄと直行する方向に伸びた電極片
７ｅ，７ｆ，７ｇが接続されている。各電極片７ｅ，７
ｆ，７ｇは相対向して配置されており、電極片７ｅと電
極片７ｆ間に電界Ｅが印加され、電極片７ｆと電極片７
ｇ間に電界Ｅが印加されるようになっている。

【００５１】このように、本実施例においては、液晶に
印加される電界の方向が前記実施例とは９０°ずれてい
るため、信号配線１，２の電圧変動によって信号配線
１，２間の電界が変動しても、この電界の変動に影響さ
れずに、液晶の制御を安定に行なうことができると共
に、信号配線１，２とのクロストークを解消することが
できる。

【００５２】（第５実施例）次に、本発明の第５実施例
を図１６乃至図１８に従って説明する。本実施例は、各
画素に複数の薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂ、容量素
子６ａ，６ｂを設け、薄膜トランジスタ素子５ａのゲー
ト電極を一方の走査配線４に接続し、ドレイン電極を一
方の信号配線１に接続し、ソース電極を容量素子６ａと
液晶９に接続し、容量素子６ａの多端を他方の走査配線
３に接続し、更に、薄膜トランジスタ素子５ｂのゲート
電極を他方の走査配線３に接続し、ドレイン電極を他方
の信号配線２に接続し、ソース電極を液晶９と容量素子
６ｂに接続し、容量素子６ｂの多端を一方の走査配線４
に接続したものである。

【００５３】本実施例においては、各薄膜トランジスタ
素子５ａ，５ｂのゲート電極が異なる走査配線３，４に
接続されているため、信号配線の偶数列の差分信号を、
奇数列の差分信号から１水平期間だけ遅らせる遅延回路
が信号配線駆動回路６４の出力側に設けられている。す
なわち、本実施例の画素構成では、差分駆動用の信号を
供給する行が一行ずれているためである。なお、逆に奇
数列の差分駆動用信号を偶数列の差分信号から遅らせる
ことも可能である。

【００５４】次に、上記構成による駆動方式について説
明する。

【００５５】各薄膜トランジスタ素子５ａ，５ｂを駆動
するに際しては、一方の走査配線に走査信号を印加する
ときに、他方の走査配線にはバイアス電圧を印加する方
式を採用している。すなわち、薄膜トランジスタ素子５
ａを駆動するために、薄膜トランジスタ素子５ａのゲー
ト電極に選択パルス１５１が印加されたときには、薄膜
トランジスタ素子５ａのソース電極７ａが接続されてい
る容量素子６ａのグランドレベルにはバイアス電圧Ｖｂ
（＋）１６０が印加されている。このため薄膜トランジ
スタ素子５ａがオンとなると、容量素子６ａに書き込ま
れる電圧Ｖｃ１は、そのときの信号配線１の電位をＶｄ
１とすると、Ｖｃ１＝Ｖｄ１−Ｖｂ（＋）となる。

【００５６】一方、容量素子６ｂに書き込まれる電圧Ｖ
ｃ２は、走査配線３に選択パルス１５２が印加されたと
きに書き込まれ、薄膜トランジスタ素子５ｂのソース電
極７ｂが接続されている容量素子６ｂのグランドレベル
にバイアス電圧Ｖｂ（−）１６１が印加される。このた
めこのときの信号配線２の電位をＶｄ２とすると、Ｖｃ２＝Ｖｄ２＋Ｖｂ（−）となる。

【００５７】従って、液晶に印加される電圧Ｖｌｃ１５
９は、Ｖｌｃ＝｜Ｖｃ１−Ｖｃ２｜＝｜Ｖｄ１−Ｖｂ（＋）−（Ｖｄ２＋Ｖｂ（−））｜であり、Ｖｂ（＋）＝−Ｖｂ（−）＝Ｖｂとすると、Ｖｌｃ＝｜Ｖｄ１−Ｖｄ２−２Ｖｂ｜＝｜Ｖｄ２−Ｖｄ１＋２Ｖｂ｜ここで、Ｖｄ２−Ｖｄ１は正である。従って、Ｖｂを１
Ｖと設定し、白を表示する電圧Ｖｌｃ＝Ｖｗ＝７Ｖとす
ると、Ｖｄ２−Ｖｄ１は最大５Ｖであるので、第１実施
例で説明したように、信号配線駆動回路６４の最大振幅
は２×５Ｖの１０Ｖとなり、１４Ｖ振幅から１０Ｖ振幅
に低減できる。これにより信号配線駆動回路６４の消費
電力を約半分にすることができる。

【００５８】このように、本実施例では、第１実施例の
効果に加えて、信号配線駆動回路６４の低電圧化が可能
となり、消費電力を低減することができる。

【００５９】また前記実施例においては、バイアス電圧
Ｖｂを、Ｖｂ＝（Ｖｗ＋Ｖｂｌ）／２に設定することができる。ここで、Ｖｗは白表示をする
電圧を示し、Ｖｂｌｋは黒表示をする電圧を示す。

【００６０】ここで、Ｖｗ＝７Ｖ、Ｖｂｌｋ＝３Ｖと
し、Ｖｂ＝５Ｖとすると、信号配線駆動回路６４の最大
振幅は２×２Ｖの４Ｖとなり、信号配線駆動回路６４を
構成する通常のプロセスによるＬＳＩ（５Ｖ耐圧のＬＳ
Ｉ）を使用することができる。従って、信号配線駆動回
路６４をＬＳＩで構成する際に大幅なコスト低減が可能
となる。

【００６１】次に、映像信号を差分駆動用信号に変換す
る変換回路の具体的構成を図１９と図２０に従って説明
する。

【００６２】本実施例における映像信号変換回路１００
はラッチ１０１、補数変換器１０２、セレクタ１０３、
加算器１０４、コンパレータ１０５、ラッチ１０６、バ
ッファ１０７、初期化回路１１０を備えて構成されてお
り、ラッチ１０１とラッチ１０６及び加算器１０４にド
ットクロック１０８が入力され、ラッチ１０１に映像信
号に関するデータが入力されている。ラッチ１０１は映
像信号データをドットクロック１０８に従って順次入力
して、入力したデータをラッチし、ラッチしたデータを
順次セレクタ１０３と補数変換器１０２に転送するよう
になっている。補数変換器１０２はラッチ１０１から転
送されたデータを補数のデータに変換し、変換したデー
タをセレクタ１０３へ転送するようになっている。セレ
クタ１０３はコンパレータ１０５からの指令に従ってラ
ッチ１０１または補数変換器１０２からのデータのうち
一方のデータを選択し、選択したデータを加算器１０４
へ転送するようになっている。加算器１０４はドットク
ロック１０８に従ってセレクタ１０３からのデータとラ
ッチ１０６からのデータを順次累積加算し、加算したデ
ータをコンパレータ１０５、ラッチ１０６、バッファ１
０７へ転送するようになっている。この加算器１０４で
は、ラッチ１０６にラッチされている前の表示データと
ラッチ１０１からのデータとの加算あるいは補数変換器
１０２が選択されているときにはラッチ１０６からの表
示データとセレクタ１０３からのデータとの減算を行な
い、算出値をバッファ１０７を介して出力するようにな
っている。そしてバッファ１０７から出力された信号が
信号配線に印加されることになる。このバッファ１０７
から出力される差分信号は、相隣接する信号配線の電圧
の差が絶対値であれば良いので、減算によって、差分駆
動信号を作り出すことも可能である。

【００６３】ここで、加算器１０４で加算または減算の
みを繰り返されると、加算または減算によって生成され
る信号の絶対値は非常に大きな値となるため、加算器１
０４の出力が参照値１０９を超えた場合あるいは参照値
を下回まわった場合にはコンパレータ１０５の出力信号
を反転させて、セレクタ１０３に加算または減算の選択
を指令するようになっている。このときの出力データと
コンパレータ１０５との出力の関係を図２０に示す。

【００６４】このように、本実施例においては、ラッチ
１０１からのデータがセレクタ１０３で選択され、選択
されたデータによる加算値が参照値１０９を超えるとコ
ンパレータ１０５からの指令によって補数変換器１０２
による補数値がセレクタ１０３によって選択される。補
数変換器１０２から出力されるデータがセレクタ１０３
によって選択されると、このデータが加算器１０４で減
算され、加算器１０４の加算値が反転することになる。
一方加算器１０４の加算値が負の参照値１０９を下回ま
ったときにはコンパレータ１０５の指令によってラッチ
１０１からのデータがセレクタ１０３によって選択され
ることになる。このため、信号配線駆動回路６４から出
力される電圧の振幅は、最大でも、白を表示するために
必要な電圧Ｖｗ（×２）で良ことになる。

【００６５】また液晶は、原則として交流駆動すること
が必要であり、本実施例では、垂直同期信号Ｖｓｙｎｃ
を用いて１垂直期間（１フレーム）毎に差分駆動信号の
極性を反転させることとしている。このため、本実施例
では、初期化回路１１０に垂直同期信号Ｖｓｙｎｃが入
力される毎に、初期化回路１１０から正極性の初期化デ
ータと負極性の初期化データを交互に出力させてラッチ
１０６のデータをクリアすることとしている。ラッチ１
０６に正極性の初期化データと負極性の初期化データを
１フレーム毎に設定すると、１フレーム毎に差分駆動用
信号の極性を反転させることができる。このことは、映
像信号データの先頭に１垂直期間毎に交互に正極性の初
期化データまたは負極性の初期化データを付け加えたこ
とに等しい。なお、初期化データとして正極性のデータ
と負極性のデータの２つを用いたが、初期化データとし
て３つ以上のデータを用いることも可能である。

【００６６】このように、本実施例によれば、液晶には
１垂直期間毎に反転した極性の電圧が印加されるため、
液晶を交流で駆動することができる。

【００６７】なお、本実施例では、液晶に印加される電
圧が無印加時に黒を表示し、電圧の印加時に白を表示す
るモードすなわち、ノーマリクローズモードを用いてい
る。

【００６８】また前記実施例では、異積加算する演算器
として、加算器１０４とラッチ１０６を用いたが、異積
加算する演算器であれば、他のものを用いることも可能
である。

【００６９】また本実施例における変換回路１００を液
晶表示装置内部に持つことによって、画像源として、例
えばパソコン、ワークステイションなどにも対応するこ
とができる。

【００７０】前記実施例において、垂直同期信号を用い
て、１水平期間（１Ｈ）毎に差分駆動信号の極性を反転
させることもできる。すなわち、正極性の初期化データ
と負極性の初期化データを用いて、１水平期間毎にラッ
チ１０６をクリアし、正極性の初期化データまたは負極
性の初期化データを交互にラッチ１０６にラッチさせる
ことによって行なうことができる。そしてこのようなラ
ッチされたデータを基にデータが異積加算されると、映
像信号データが差分駆動用信号１１１に変換される。ま
た垂直同期信号を用いて複数の水平期間毎に差分駆動信
号の反転を極性することも可能である。

【００７１】このように、垂直同期信号を用いて一水平
期間あるいは複数の水平期間毎に差分駆動信号の極性を
反転させると、ライン毎に発生するフリッカの極性が互
いにキャンセルされ、フリッカの強度を低減することが
できると共に、ウインドパターンなどを表示したときに
縦に筋を引く現象、いわゆる縦スミアを低減することが
できる。

【００７２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画素領域のうち光の伝搬路に透明電極を設けることなく
液晶の配向を制御することができるため、生産工程にお
ける歩留まりの向上が図れると共に製造工程の削減を図
ることができる。更に視覚特性の向上が図れ、多階調表
示が容易となる。また輝度傾斜、残像、フリッカなどの
画像不良の発生を抑制することができると共に、低電圧
化及び低消費電力化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る液晶表示装置の液晶表示パネル内
での液晶の動作を説明するための図である。

【図２】液晶表示装置の全体構成図である。

【図３】液晶表示パネルの一画素領域の構成を示す図で
ある。

【図４】本発明の第１実施例の画素の透過回路を示す図
である。

【図５】図３のＡ線に沿う断面図である。

【図６】図３のＢ線に沿う断面図である。

【図７】図３のＣ線に沿う断面図である。

【図８】第１実施例の各電極に印加される電圧波形を示
す図である。

【図９】第１実施例の電気光学特性を示す図である。

【図１０】従来の液晶表示装置の電気光学特性を示す図
である。

【図１１】本発明の第２実施例の画素領域の構成を示す
表面図である。

【図１２】本発明の第２実施例の画素の等価回路を示す
図である。

【図１３】図１０のＤ線に沿う断面図である。

【図１４】本発明の第３実施例の画素構成を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第４実施例の画素構成を示す図であ
る。

【図１６】本発明の第５実施例の画素構成を示す図であ
る。

【図１７】第５実施例の画素の等価回路を示す図であ
る。

【図１８】第５実施例の各電極に印加される電圧波形を
示す図である。

【図１９】映像信号を差分信号に変換する変換回路の構
成図である。

【図２０】図１９に示す変換回路の動作を説明するため
の波形図である。

【符号の説明】

１，２信号配線３，４走査配線５ａ，５ｂ薄膜トランジスタ素子６ａ，６ｂ容量素子７ａ，７ｂソース電極９液晶層１１ゲート絶縁膜１２保護膜１３カラーフィルタ１５遮光膜１６配向膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤克己茨城県日立市久慈町4026番地株式会社日立製作所日立研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の偏光板の間に一対の基板が配置さ
れ、基板のうち透明基板上に複数の走査配線と信号配線
がマトリクス状に配設されて透明基板上の領域が各走査
配線と各信号配線により複数の画素領域に分割されてお
り、各画素領域上に液晶組成物層が積層され、さらに各
画素領域にはアクティブ素子と容量素子が互いに液晶組
成物中の液晶に接続された状態で配設され、各画素領域
のアクティブ素子と容量素子が前記いずれかの配線に接
続されて液晶駆動回路が構成され、各走査配線が走査配
線駆動手段に接続され、各信号配線が信号配線駆動手段
に接続されているアクティブマトリクス型液晶表示装置
において、前記液晶組成物中の各液晶分子は相隣接する一対の信号
配線の電位差に従った電界の強度に応じて前記透明基板
面に平行に移動可能に配設され、前記信号配線駆動手段
は、前記走査配線駆動手段から各走査配線に走査信号が
出力される毎に、各画素領域に属する一対の信号配線に
互いに電位の異なる信号を映像情報に応じて印加してな
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。
【請求項２】一対の偏光板の間に一対の基板が配置さ
れ、基板のうち透明基板上に複数の走査配線と信号配線
がマトリクス状に配設されて透明基板上の領域が各走査
配線と各信号配線により複数の画素領域に分割されてお
り、各画素領域上に液晶組成物層が積層され、さらに各
画素領域にはアクティブ素子と容量素子が互いに液晶組
成物中の液晶に接続された状態で配設され、各画素領域
のアクティブ素子と容量素子が前記いずれかの配線に接
続されて液晶駆動回路が構成され、各走査配線が走査配
線駆動手段に接続され、各信号配線が信号配線駆動手段
に接続されているアクティブマトリクス型液晶表示装置
において、前記各画素領域のアクティブ素子と容量素子は互いに直
列に接続され、各アクティブ素子は一方の走査配線と一
方の信号配線に接続され、各容量素子は他方の信号配線
に接続され、前記液晶はアクティブ素子と容量素子との
接続点と他方の信号配線に接続されており、前記液晶組
成物中の各液晶分子は相隣接する一対の信号配線の電位
差に従った電界の強度に応じて前記透明基板面に平行に
移動可能に配設され、前記信号配線駆動手段は、前記走
査配線駆動手段から各走査配線に走査信号が出力される
毎に、各画素領域に属する一対の信号配線に互いに電位
の異なる信号を映像情報に応じて印加してなることを特
徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】一対の偏光板の間に一対の基板が配置さ
れ、基板のうち透明基板上に複数の走査配線と信号配線
がマトリクス状に配設されて透明基板上の領域が各走査
配線と各信号配線により複数の画素領域に分割されてお
り、各画素領域上に液晶組成物層が積層され、さらに各
画素領域には複数のアクティブ素子と複数の容量素子が
互いに液晶組成物中の液晶に接続された状態で配設さ
れ、各画素領域の各アクティブ素子と各容量素子が前記
いずれかの配線に接続されて液晶駆動回路が構成され、
各走査配線が走査配線駆動手段に接続され、各信号配線
が信号配線駆動手段に接続されているアクティブマトリ
クス型液晶表示装置において、前記各画素領域の一方のアクティブ素子は一方の容量素
子と互いに直列接続されて一方の信号配線と一方の走査
配線に接続され、他方のアクティブ素子は他方の容量素
子と互いに直列接続されて他方の信号配線と一方の走査
配線に接続され、各容量素子はそれぞれ他方の走査配線
に接続され、各アクティブ素子と各容量素子との接続点
に液晶が接続されており、前記液晶組成物中の各液晶分
子は相隣接する一対の信号配線の電位差に従った電界の
強度に応じて前記透明基板面に平行に移動可能に配設さ
れ、前記信号配線駆動手段は、前記走査配線駆動手段か
ら各走査配線に走査信号が出力される毎に、各画素領域
に属する一対の信号配線に互いに電位の異なる信号を映
像情報に応じて印加してな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。
【請求項４】一対の偏光板の間に一対の基板が配置さ
れ、基板のうち透明基板上に複数の走査配線と信号配線
がマトリクス状に配設されて透明基板上の領域が各走査
配線と各信号配線により複数の画素領域に分割されてお
り、各画素領域上に液晶組成物層が積層され、さらに各
画素領域には複数のアクティブ素子と複数の容量素子が
互いに液晶組成物中の液晶に接続された状態で配設さ
れ、各画素領域の各アクティブ素子と各容量素子が前記
いずれかの配線に接続されて液晶駆動回路が構成され、
各走査配線が走査配線駆動手段に接続され、各信号配線
が信号配線駆動手段に接続されているアクティブマトリ
クス型液晶表示装置において、前記各画素領域の一方のアクティブ素子は一方の容量素
子と互いに直列接続されて一方の信号配線と一方の走査
配線に接続され、他方のアクティブ素子は他方の容量素
子と互いに直列接続されて他方の信号配線と他方の走査
配線に接続され、一方の容量素子は他方の走査配線に接
続され、他方の容量素子は一方の走査配線に接続され、
各アクティブ素子と各容量素子との接続点に液晶が接続
されており、前記液晶組成物中の各液晶分子は相隣接す
る一対の信号配線の電位差に従った電界の強度に応じて
前記透明基板面に平行に移動可能に配設され、前記信号
配線駆動手段は、前記走査配線駆動手段から各走査配線
に走査信号が出力される毎に、各画素領域に属する一対
の信号配線に互いに電位の異なる信号を映像情報に応じ
て印加してな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。
【請求項５】各画素領域の一対の信号配線に電極がそ
れぞれ接続され、各電極が各信号配線と平行に配設され
て平行電極が形成され、さらに各平行電極には各平行電
極から突出した櫛型形状の電極片が接続され、各電極片
の一部が相対向して平行電極と平行に配設されているこ
とを特徴とする請求項１、２、３または４記載のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項６】各画素領域の一対の信号配線に電極がそ
れぞれ接続され、各電極が各信号配線と平行に配設され
て平行電極が形成され、さらに各平行電極には各平行電
極から各平行電極と交差する方向に突出した電極片が接
続され、各電極片が相対向して配設されていることを特
徴とする請求項１、２、３または４記載のアクティブマ
トリクス型液晶表示装置。
【請求項７】信号配線は（ｍ＋１）本の信号線で構成
され、走査配線はｎ本の信号線で構成され、透明基板上
の領域が各走査配線と各信号配線によりｍ×ｎ個の画素
領域に分割されていることを特徴とする請求項１、２、
３、４、５または６記載のアクティブマトリクス型液晶
表示装置。
【請求項８】信号配線駆動手段は、映像情報に従って
各画素の映像信号に関するデータを順次出力する映像デ
ータ出力手段と、映像データ出力手段の出力データを映
像信号の補数のデータに変換する補数変換手段と、映像
データ出力手段の出力データと補数変換手段の出力デー
タのうち指定された一方のデータを選択するデータ選択
手段と、データ選択手段の選択によるデータと初期化デ
ータを基に得られたラッチデータとを順次累積加算する
加算手段と、走査信号の発生回数が所定数に達する所定
期間毎に正極性の初期化データと負極性の初期化データ
とを交互に発生する初期化手段と、加算手段の加算値と
初期化手段からの初期化データとを加算してラッチしこ
のデータをラッチデータとして加算手段へ順次出力する
ラッチ手段と、加算手段の加算値に従った電圧レベルの
映像信号を各映像信号配線へ出力する映像信号出力手段
と、加算手段の加算値が設定値を超えたときにデータ選
択手段に対してデータの選択先の変更を指令する変更指
令手段とから構成されていることを特徴とする請求項
１、２、３、４または５記載のアクティブマトリクス型
液晶表示装置。
【請求項９】初期化手段の初期化データ発生タイミン
グは走査信号の１水平期間または複数の水平期間に設定
されていることを特徴とする請求項８記載のアクティブ
マトリクス型液晶表示装置。
【請求項１０】信号配線駆動手段の出力側には信号配
線の偶数列の差分信号を、信号配線の奇数列の差分信号
から走査信号の１水平期間だけ遅らせる遅延手段が設け
られており、走査配線駆動手段には各画素領域の一方の
走査配線に走査信号が出力されるときに、他方の走査配
線にバイアス信号を出力するバイアス信号発生手段が設
けられているいることを特徴とする請求項４記載のアク
ティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項１１】バイアス信号発生手段から発生するバ
イアス信号の電圧レベルは、画像を白表示する電圧レベ
ルと画像を黒表示する電圧レベルとの間の電圧レベルに
設定されていることを特徴する請求項１０記載のアクテ
ィブマトリクス型液晶表示装置。