JPH08146386A

JPH08146386A - 液晶表示装置およびその表示方法

Info

Publication number: JPH08146386A
Application number: JP30818894A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Kondo; 茂樹近藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1994-11-17
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶表示装置の高精細化、微細画素サイズ化
を目的とする。このため、コントラスト化、高輝度化
（画素の高開口率化）にたいして問題となる、横方向電
界などによるリバースチルトドメイン境界（ノーマリホ
ワイトモードでは、光り抜けを生じ輝線となる）の画素
電極上への発生を完全になくす。【構成】映像表示信号を与える画素電極の間に存在す
る液晶層に対して常に電圧を与えるように画素電極間に
も、映像表示とは関係のない別の電極を置く。そして、
その別の電極に常に電圧を与えるようにして、液晶を起
こしてリバースチルトを防止する。【効果】ノーマリホワイトモードの液晶表示装置で
は、画素電極の縁にできていた輝線を完全になくすこと
ができるので、ブラックマトリックス（遮光層）を小さ
くして、開口率の大きい液晶表示装置が作製できる。ひ
いては、バツクライトの明るさを押さえられるので、消
費電力の小さい液晶表示装置が作製できる。

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関し、と
くに、液晶表示装置内の液晶材料に電圧を印加する電極
に関する。また、液晶表示装置の画像表示の方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、それぞれの画素にスイッチン
グ素子を設けた液晶表示装置は、ＴＮ液晶を用いる場合
に広く応用され、フラットパネルディスプレイとして、
あるいは、プロジェクションテレビとして商品化されて
いる。スイッチング素子としては、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）やダイオード素子、および、ＭＩＭ（メタル
・インシュレータ・メタル）素子などがある。上記スイ
ッチング素子は、そのスイッチング特性により、比較的
応答の遅い上記ＴＮ液晶に対し実質ライン選択周期より
長い間電圧印加状態を保持することにより液晶の光学ス
イッチ応答を助ける。そのため、スイッチング素子は、
電圧印加状態を保持することができるので、上記ＴＮ液
晶などのようにメモリ性（自己保持性）がない液晶に対
しても、１フレーム間の実質的メモリ状態をもたらす。
また、スイッチング素子は、各ライン間、画素間に対し
て、原理的にはクロストークを与えず、良好な表示特性
を与える。

【０００３】図９は、このようなスイッチング素子を設
けた液晶表示装置であるアクティブマトリクス液晶表示
装置の構造を示す。右上の円で囲んだ部分は画像表示部
の拡大図であり、小さい複数の画素で画像表示部を埋め
つくしている。左下の円で囲んだ部分はその１画素を表
し、画素電極８０１、スイッチング素子８０２を示して
いる。

【０００４】図８に、基本的な液晶駆動回路を示す。図
８に示す駆動回路は、共通電極（電位；Ｖ_COM とする）
と各画素電極の間に液晶材料を封入した液晶セル７０１
と画素ＴＦＴ７０２とからなる画素部、映像信号配線部
（以下、信号配線）７０３、ラインバッファ部７０４、
シフトパルススイッチ７０８、水平シフトレジスタ７０
５、ゲート信号配線（以下、ゲート配線）及び、垂直シ
フトレジスタ７０６から構成しており、記録信号を、図
中の７０７の信号入力端から、タイミングをずらして順
次各画素あるいは、各ラインに転送していく。

【０００５】図１０に、アクティブマトリクス液晶表示
装置の駆動パルスタイミングの一例を示す。図１０で示
しているのは、線順次駆動方法である。線順次駆動方法
では、液晶に記録されるべき映像信号は、その映像信号
の周波数に同期した出力を出す図８の水平シフトレジス
タ７０５によって駆動するシフトパルススイッチ７０８
を介して、バッファ部に１ライン分の映像信号を記録す
る（図１０(A) ）。あるラインの全画素の映像信号をラ
インバッファ部７０４に記録した後、ラインバッファ部
７０４の出力スイッチと垂直シフトレジスタ７０６によ
ってオンした画素スイッチを通して各液晶セルに映像信
号を記録する。各液晶セルへの信号転送については、一
般に、水平走査期間中のブランキング期間中に、信号転
送スイッチ７１０と画素ＴＦＴ７０２を同時にオンし
て、あるラインに対して一括に信号転送を行う。上述の
タイミングにより、各ラインに順次映像信号を転送して
いく（図１０(B)）。

【０００６】このように転送した信号電圧に対して、セ
ルを構成する液晶分子が動くことと、対向する偏光板の
偏光方向により、液晶セルの透過率が変化する。この様
子を図１１に示す。図１１では、横軸に示した信号電圧
値を大きくするほど、透過率が大きくなる。このとき、
対向する偏光板の偏光方向は平行な方向にそろってい
る。このような信号電圧値−透過率特性を持つ液晶セル
はノーマリブラックモードセルと呼ばれている。これに
対し、対向する偏光板の偏光方向に９０°の角度を持た
せている液晶セルがある。このセルは、横軸に示した信
号電圧値を大きくするほど、透過率が小さくなる特性を
示す。このような信号電圧値−透過率特性を持つ液晶セ
ルはノーマリホワイトモードセルと呼ばれている。

【０００７】ノーマリブラックモードセルあるいはノー
マリホワイトモードセルのいずれにおいても用いる液晶
材料によって、その信号電圧値−透過率特性が異なるこ
とが知られている。この信号電圧値−透過率特性で、信
号電圧値に対し急峻に透過率が変わるところがある。例
えば、上記の液晶材料としてＴＮ液晶を用いた場合は、
その値は、実効電圧値（Ｖ_rms ）として定義される。こ
の値の定性的な説明を図１２で示す。ＴＮ液晶には、１
フレーム（あるいは、１フィールド）毎にその信号電圧
の極性を変えて信号を印加する。信号電圧の極性を変え
るのは、液晶材料の焼き付きを防止するためである。液
晶自身は、図１２中の斜線部分で示した電圧に対応して
動作する。よって、実効電圧Ｖ_rms は、２フレーム（２
フィールド）分の時間をｔ_F 、液晶に転送される信号電
圧をＶ_LC（ｔ）とすると、

【０００８】

【外１】で表わされる。

【０００９】上述のような液晶表示装置おいて、表示品
位を向上させるために、画素電極への配線やＴＦＴなど
のスイッチング素子を遮光する構成が一般的である。図
１４は、この遮光部を表す平面図である。図１４のなか
で、１４１はスイッチング素子、１４２は水平走査線、
１４３は垂直走査線、１４４は画素電極である。この構
成の液晶表示装置を、ノーマリホワイトモードで使用す
ると、画素電極１４４と水平走査線１４２、垂直走査線
１４３とのすき間（斜線部分）から光漏れが発生しコン
トラストが低下する。

【００１０】一方、図１４の液晶表示装置をノーマリブ
ラックモードで使用すると、上述した斜線部分からの光
の漏れは小さくなる。しかし、この場合でも、水平走査
線１４２、垂直走査線１４３に電圧が印加されると、水
平走査線１４２、垂直走査線１４３と対向電極のあいだ
で電位差を持つことになる。こうなると、やはり、ノー
マリブラックモードでも、各走査線の周りで電界が生じ
ることになり、各走査線周囲の液晶が動き、水平走査線
１４２、垂直走査線１４３の周囲で光漏れが生じること
になる。

【００１１】このため、ノーマリホワイトモードあるい
はノーマリブラックモードの双方において、光漏れを確
実に抑えるために、幅広の遮光膜を使って確実にスイッ
チング素子、水平走査線、垂直走査線と画素電極とのす
き間の上に重ねていた。しかし、この幅広の遮光膜を使
用すると、各画素の光に対する開口率が小さくなり、暗
い液晶表示装置しかできない。

【００１２】これに対して、特開平５−２１０１１２号
公報に開示された構成がある。この公報では、垂直信号
線、水平信号線あるいはスイッチング素子上に絶縁膜を
介して透明な金属膜を設け、その金属膜に対向電極に対
してほぼ同電位を与える。このため、ノーマリブラック
モードにおいて、その金属膜上は常にノーマリ状態であ
るため、黒表示になる。よって遮光膜を設けなくてもよ
いので、開口率が稼げ、明るい表示のできる液晶表示装
置が得られる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】従来の液晶表示装置で
は、以下のような問題点がある。映像表示に関与する画
素電極上の液晶層は、画素電極と対向基板上の電極との
間の垂直方向電界によって上述したように駆動する。し
かし、画素電極周辺では、この垂直方向の電界の他に、
隣接する他の電極（隣接画素電極、垂直信号線等）との
間の横方向電界も液晶の動きに影響を与えることが知ら
れている。すなわち、横方向電界によって画素電極上の
液晶分子のチルト方向が逆転してしまう、いわゆるリバ
ースチルト境界の発生によって、垂直方向に電界がかか
っているにもかかわらず液晶分子が見掛け上動いていな
いように見える領域が生じる。

【００１４】この領域は、液晶表示装置をノーマリホワ
イトで使用した場合、画素領域内に光抜けの領域（輝
線）として発生する。この輝線は、画面のコントラスト
を下げ、表示品質を著しく劣化させる（例えば、高橋、
他、第１７回液晶討論会 19914F101）。図１３は、この
リバースチルトを説明する図である。図のように、一方
の基板のラビング方向を上から下、対向基板となる他方
の基板のラビング方向を右から左にすると、黒表示した
ときに左上の部分に輝線が表れる。これは左上の部分の
液晶分子が電界方向に向いていないからである。この部
分の液晶分子は横を向いている（リバースチルト）。こ
のように液晶分子が横を向くと光を通すので、輝線が表
れてしまうのである。この輝線を写真で表すのが図５
（ａ）の液晶セルの光学顕微鏡写真である。図５（ｃ）
は、図５（ａ）の光学顕微鏡写真を模式的に説明する図
であるが、この図５（ｃ）の○で示した部分に、輝線が
表れているのがわかる。

【００１５】従来、この輝線に対しては、液晶分子のプ
レチルト角を上げる、液晶セルのセルギャップを狭くす
る等の対策がとられてきた（例えば、住吉、他、テレビ
ジョン学会技術報告 p.35 (1992)）。しかしながら、こ
れらの対策は輝線の発生位置を画素電極エッジ付近まで
追いやることはできても、輝線の発生そのものをなくす
ことはできず、従って、従来は、この輝線の発生場所を
覆うように遮光領域の幅（いわゆるブラックマトリクス
層）を広げるしか対策がなかった。そのため、各画素の
開口率は低下し、光の透過率が低下し、表示が暗くなっ
てしまっていた。

【００１６】輝線は、画素電極間の距離が、液晶層のセ
ルギャップと同程度かそれ以上狭くなると顕著になる。
すなわち、垂直方向の電界に対して、横方向の電界の影
響が無視できなる場合である。このことは、今後、液晶
表示装置の画素数が多くなり画素間ピッチが狭くなるに
つれて問題は非常に顕著になることを意味する。

【００１７】また、ノーマリブラックモードでも、上述
したノーマリブラックモードとラビング方向が同じなら
ば、画素を白表示したとき、リバースチルトによって画
素の左上に黒い縁ができると思われる。ノーマリブラッ
クモードでは、液晶分子が横に寝ると黒表示される。前
述した特開平５−２１０１１２号公報では、ノーマリブ
ラックモードで、ＴＦＴの遮光するためＴＦＴを覆う金
属膜と対向電極の間を常に同電位にして、ＴＦＴの上方
の液晶を常に寝かせて光を通さないようにする。やは
り、この方法でも、画素電極を白表示しても、周囲にや
はりリバースチルトの影響により、黒い縁ができる可能
性が大きい。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の問題点
を解決することを目的とする。つまり、本発明の目的
は、画素電極を黒表示したとき、画素電極の縁にリバー
スチルトによる輝線の表れない液晶表示装置とその表示
方法を提供することである。

【００１９】この目的を達成するために、本発明者は鋭
意努力を重ねた結果、以下の発明を得た。すなわち、本
発明の液晶表示装置は複数の画素を構成する第１の電極
を持つ第１の基板と、複数の画素を構成する第２の電極
を持つ第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板
の間に挟持した液晶材料とで構成し、前記第１の電極あ
るいは前記第２の電極に映像信号電圧を印加して映像表
示する液晶表示装置において、前記第１の電極および前
記第２の電極とは異なる第３の電極を設け、前記第３の
電極に前記映像信号電圧とは異なる駆動信号電圧を印加
する手段を有することを特徴とする。

【００２０】また本発明は、液晶表示装置の表示方法の
発明をも包含する。すなわち、本発明の液晶表示装置の
表示方法は、複数の画素を構成する第１の電極を持つ第
１の基板と、複数の画素を構成する第２の電極を持つ第
２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に挟
持した液晶材料とで構成し、前記第１の電極あるいは前
記第２の電極に映像信号電圧を印加して映像表示する液
晶表示装置の表示方法において、前記第１の電極と前記
第２の電極の間に発生するリバースチルトを防ぐため
に、前記第１の電極あるいは前記第２の電極とは異なる
第３の電極を設け、前記第３の電極に前記映像信号電圧
とは異なる駆動信号電圧を印加することを特徴とする。

【００２１】本発明者は、以下に述べるような現象を発
見することによって、上述したような発明を得た。

【００２２】図５（ａ）の構造を持つ液晶セルを作製し
てそのときの輝線の発生状況を調べた。図６は、図５
（ａ）で示した液晶セルを、実線Ａ’Ａで切った断面図
である。この液晶セルでは、一対のガラス基板４０１の
一方に第１の共通透明電極４０２を形成する。他方の基
板上には、まず第２の共通透明電極４０３を図示のよう
に形成した後、層間絶縁膜を挟んで、３つの透明電極群
４０４、４０５を図示のように形成する。３つの透明電
極群のうち、真ん中の電極を電極１（４０４）、両端の
電極を電極２（４０５）とする。電極２（４０５）は外
側の２本の配線で短絡する。

【００２３】このようにして形成した液晶セルの電極１
（４０４）と電極２（４０５）に、図７（ａ）（ｂ）に
示すような交流信号を印加した（交流信号の周期は、
（ａ）（ｂ）ともに３０Ｈｚである）。そのときの上か
ら見た電極の光学顕微鏡写真をそれぞれ図６（ａ）
（ｂ）に示す。図６（ｃ）で、図６（ａ）（ｂ）の各部
分を説明する。写真の黒い部分は、電極１（４０４）、
電極２（４０５）のある場所に相当し、オン状態の電圧
が印加されている状態にあるため黒くなっている。この
なかで、真ん中の部分が電極１（４０４）であり、外側
の２本が電極２（４０５）であり、真ん中のだんご状の
黒いところが、電極１（４０４）と電極２（４０５）の
ないところである。第１の共通透明電極４０２は、液晶
セル全体にわたって図示した部分を覆っている。第２の
共通透明電極４０３は、液晶セル全体にわたって電極１
（４０４）のないところを覆っている。

【００２４】図７（ａ）の駆動波形は、いわゆる従来の
駆動波形をイメージしている。電極１（４０４）と電極
２（４０５）には同極性の±５〔Ｖ〕のパルス電圧を印
加している。このとき、第１、２の共通透明電極４０
２、４０３を共に接地している。図５（ａ）から明らか
なように、電極１（４０４）、電極２（４０５）共にそ
の電極上に、リバースチルト現象による輝線が発生して
いるのがわかる。つまり、図５（ｃ）の○で示した部分
にリバースチルト境界が表れている。

【００２５】一方、駆動波形図６（ｂ）で、今回の発明
をするに至った実験の一例を示す。ここでは、電極１
（４０４）、電極２（４０５）、それぞれに±2.5
〔Ｖ〕の同極性の信号を印加しながら、第２の共通透明
電極４０３には第１、２電極と逆極性の±2.5 〔Ｖ〕の
信号を印加した。このとき、第１の共通透明電極４０２
を接地している。図５（ｂ）は、図６（ｂ）のような、
駆動波形を各電極に与えたときの、液晶セルの光学顕微
鏡写真である。この写真から明らかなように、電極１
（４０４）、電極２（４０５）には、結果的に、図６
（ａ）と同様の信号を印加しているにもかかわらず、そ
れぞれの電極上に輝線の発生は全く認められない。図５
（ａ）と図５（ｂ）の相違点は、電極１と電極２の間に
存在する液晶層にも電圧を印加しているかどうかの違い
だけである。すなわち、図５（ｂ）では、第１の共通電
極４０２と第２の共通電極４０３の間に±2.5 〔Ｖ〕の
信号を印加しており、その部分の液晶分子が常に立った
状態にある。そのため、リバースチルトが解消して、輝
線が表れないのである。

【００２６】図５（ｂ）では、第１の共通電極に±2.5
〔Ｖ〕の交流信号を印加した場合を示したが、信号振幅
は５〔Ｖ〕でも同様の結果得られた。また、交流信号を
印加する手段としては、第１の透明共通電極を接地した
まま、第２の共通透明電極に交流信号を印加しても、あ
るいは、この２つの透明共通電極に逆極性の交流信号を
印加しても同様の結果が得られる。

【００２７】上述のような結果からさらに、鋭意検討を
すすめるにつれて、本発明者は、上述のリバースチルト
の出現を、基本的に画素電極の直上以外の液晶分子の動
きを制御することで抑制できることを見いだした。すな
わち、隣接画素電極間の液晶層（画素電極と対向基板電
極との間の垂直方向電界によって直接その動きをコント
ロールしていない領域）に対しても垂直方向に電界を加
えることで、画素電極上の輝線の発生を全くなくすこと
ができた。詳しいメカニズムの解明は現在検討中である
が、隣接画素電極間の液晶分子の動的な動きが、画素電
極直上の液晶分子の動的な動きに影響を与えていると考
えられる。

【００２８】以上のような考察の結果、本発明者は以下
のような液晶表示装置を作製し、以下のように表示すれ
ばよいのではないかと考えた。映像信号電圧を与える画
素電極の間にもその画素電極とは電気的に絶縁した別の
電極を設ける。その別の電極に常に電圧を与えて、常に
液晶分子がリバースチルト状態にならないように、電界
の方向に液晶分子を向かせる。すると、画素電極の間で
横方向電界がなくなるので、常にどこをとっても、電界
は液晶表示装置に垂直な方向にかかる。よって、リバー
スチルト境界は解消し、ノーマリホワイトモードで黒表
示したときも、画素電極の縁にリバースチルト境界が表
れて輝線が生じるという問題が解消すると考えた。

【００２９】この考えに基づいた液晶表示装置および表
示方法が本発明である。つまり、本発明では上述した実
験で用いた別の電極を第３の電極として、つねにこの第
３の電極上の液晶材料が立つ状態になるように、第３の
電極に映像輝度信号とは違う電位と与える。この第３の
電極には、液晶表示装置の映像輝度信号の最大電圧と同
じ固定電圧を印加するのが望ましい。ただし、液晶材料
の焼き付きを防ぐために極性は入れ替える。例えば、最
大の映像輝度信号の大きさが±５（Ｖ）なら、第３の電
極の電位を５（Ｖ）に設定するとよい。

【００３０】第３の電極の位置は、画素が映像を表示す
るのを妨げない場所に置くのがよいが、これに限られる
ものではない。第３の電極の位置の例としては、画素電
極の間、画素電極の裏側などがある。第３の電極を画素
電極の間に配置するときは、ブラックマトリックス層と
重なるので透明電極を使う必要はない。このため透明電
極より抵抗値の小さい金属電極などを使うことができ
る。

【００３１】また、本発明の液晶表示装置がアクティブ
マトリックス型なら、アクティブ素子をもつＴＦＴ基板
の画素電極群の間を埋めるように第３の電極をおいて、
第３の電極と対向基板の共通電極とをつねに異なる電位
にしておくとよいと思われる。

【００３２】

【作用】液晶分子は、液晶表示装置内でどこをとって
も、液晶表示装置に垂直な方向の電界を受ける。そのた
め、液晶分子が寝るということは無くなる。このため液
晶表示装置内でどこをとってもリバースチルトが起こら
ない。

【００３３】

【実施例】以下、実施例を用いて、本発明の液晶表示装
置とその表示方法の具体的な構成を説明する。ただし、
以下の実施例は本発明の技術思想の一部を反映するもの
であって、本発明の液晶表示装置とその表示方法は、以
下の実施例には限られない。なお、本実施例の説明にお
いて液晶表示装置の表示モードはすべてノーマリホワイ
トモードであるが、ノーマリブラックモードでも同様の
効果があるのは言うまでもない。また、以下に示す実施
例は、すべてアクティブマトリックス型液晶表示装置で
あるが、本発明は、単純マトリクス型液晶表示装置でも
適用できる。

【００３４】（実施例１）図１は本発明の特徴を最も表
す図面である。図１を使って本発明の第１の実施例を示
す。図中、１０１、１０２は隣接する画素電極、１０３
は対向基板電極、１０４は液晶層、１０５はブラックマ
トリクス層、１０６は制御電極である。図では、薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）などのアクティブ素子、垂直信号
線、水平走査線および液晶の配向状態を制御する配向膜
等は省略してある。本実施例では制御電極１０６を本発
明の第３の電極として使う。

【００３５】本実施例では、制御電極１０６が常に対向
基板電極１０３に対し±５〔Ｖ〕の電位を持つように、
制御電極１０６へパルス信号電圧を印加する。このパル
ス信号電圧は、画像表示の１画面を形成するフィールド
周期に同期する形の周期で極性が反転する。本実施例で
は、対向基板電極は、常に接地され一定電位である。こ
の結果、制御電極１０６の上の領域１０７に存在する液
晶層は、表示状態としては常に黒状態になる。領域１０
７は、もともと映像表示領域ではなく、ブラックマトリ
クス層１０５が領域１０７を覆うように存在するため、
ここを黒表示状態にしても表示画像には何ら影響を与え
ない。

【００３６】図２で、制御電極１０６、画素電極１０
１、１０２などの与える信号電圧のタイミングを表す。
ここで、画素電極１０１は第Ｎ−１行目に含まれる画素
電極で、画素電極１０２は第Ｎ行目の画素電極に含まれ
るとする。画素電極に送られるビデオ信号は、１水平走
査（１Ｈ）ごとに反転している。図示している第１行目
画素、第２行目画素、第Ｎ−１行目画素、第Ｎ行目画素
は、それぞれの画素にスイツチング素子を備える。その
スイツチング素子に、図示した第１水平走査線、第２水
平走査線、第Ｎ−１水平走査線、第Ｎ水平走査線のタイ
ミングパルスが与えられることによって、それぞれ、第
１行目画素、第２行目画素、第Ｎ−１行目画素、第Ｎ行
目画素に画像を書き込む。

【００３７】なお、この実施例では、行ごとに、かつ、
フィールドごとに画像の信号極性を反転している。この
ため、縦方向に隣り合う画素は、信号極性が反転してい
る。例えば、第１行目画素と第２行目画素、あるいは第
Ｎ−１行目画素と第Ｎ行目画素の画素は図示のように信
号極性が反転している。また、これらの画素に与えられ
る映像信号電圧は、次の水平走査線のタイミングパルス
が来るまで、画素電極で保持される。本実施例ではフィ
ールド反転も行っているので、水平走査線のタイミング
パルス信号ごとに画素電極の信号極性が入れ替わる。制
御電極１０６に与える信号は、１フィールドの画像が完
成するたびに、極性反転する。

【００３８】本実施例によれば、隣接画素電極間の液晶
層（画素電極と対向基板電極との間の映像信号電圧によ
って直接その動きをコントロールしていない領域）に対
しても垂直方向に電界を加える。このため、画素電極上
の輝線の発生を全くなくすことができた。

【００３９】この結果、本実施例においては、従来から
用いられてきたブラックマトリクス層１０５の面積の大
幅な削減が可能となった。すなわち、本実施例において
は、従来からのブラックマトリクス層は、もはや、画素
ＴＦＴ部の誤動作防止のため、ＴＦＴ部への光入射さえ
防止できればよく、その面積は大幅に縮小でき、その結
果、開口率は大幅に向上した。

【００４０】（実施例２）図２に本発明の第２の実施例
を示す。

【００４１】図中、２０１、２０２は隣接する画素電
極、２０３は対向基板電極、２０４は液晶層、２０５は
画素電極との間に蓄積容量を形成するための共通電極、
２０６は制御電極である。図では、ＴＦＴなどのアクテ
ィブ素子、垂直信号線、水平走査線および液晶の配向状
態を制御する配向膜等は省略してある。

【００４２】本実施例では、画素電極２０１、２０２間
で制御電極２０６下の領域２０７に存在する液晶層が表
示状態としては常に黒状態になるように、制御電極２０
６に、蓄積容量共通電極２０５電位に対して±５〔Ｖ〕
の制御信号をフィールド周期で印加し続けた。領域２０
７上には、制御電極２０６が領域２０７を覆うように存
在するため、ここを黒表示状態にしても表示画像には何
ら影響を与えない。

【００４３】本実施例によれば、隣接画素電極間の液晶
層（画素電極と対向基板電極との間の画像信号電圧によ
って直接その動きをコントロールしていない領域）に対
しても垂直方向に電界を加えることで、画素電極上の輝
線の発生を全くなくすことができた。

【００４４】また、特に図示はしていないが、本実施例
においては、制御電極２０６を通常の液晶表示素子に見
られるようなブラックマトリクス層として用いているこ
とも可能である。この場合、第２図に示したように制御
電極２０６の幅を画素電極間距離と同じにするよりは、
幾らか広めにした方が良い。

【００４５】（実施例３）図３に本発明の第３の実施例
を示す。図中、３０１、３０２は隣接する画素電極、３
０３は対向基板電極、３０４は液晶層、３０５、３０６
は制御電極である。図では、ＴＦＴなどのアクティブ素
子、垂直信号線、水平走査線および液晶の配向状態を制
御する配向膜等は省略してある。

【００４６】本実施例では、画素電極３０１、３０２間
で制御電極３０５、３０６間の領域３０７に存在する液
晶層が表示状態としては常に黒状態になるように、制御
電極３０５、３０６間に、±５〔Ｖ〕の制御信号をフィ
ールド周期で印加し続けた。制御電極３０５が領域３０
７を覆うように画素電極間距離より広めに存在するた
め、ここを黒表示状態にしても表示画像には何ら影響を
与えない。

【００４７】本実施例によれば、隣接画素電極間の液晶
層（画素電極と対向基板電極との間の画像信号電圧によ
って直接その動きをコントロールしていない領域）に対
しても垂直方向に電界を加えることで、画素電極上の輝
線の発生を全くなくすことができた。

【００４８】（実施例４）図１を使って本発明の第４の
実施例を示す。図中、１０１、１０２は隣接する画素電
極、１０３は対向基板電極、１０４は液晶層、１０５は
ブラックマトリクス層、１０６は制御電極である。図で
は、ＴＦＴなどのアクティブ素子、垂直信号線、水平走
査線および液晶の配向状態を制御する配向膜等は省略し
てある。

【００４９】本実施例では、液晶表示素子の駆動方法と
して、いわゆるコモン電極反転駆動を採用した。すなわ
ち、対向基板電極１０３を映像信号の反転周期に合わせ
て、映像信号の極性とは逆の極性で反転させる駆動方法
である。この駆動方法では、映像信号の最大振幅を、対
向電極電位を固定した場合に比べ、1/2 にすることが可
能であり、周辺ドライバーの低電源化が可能となって、
消費電力の低減の効果がある。

【００５０】画素電極１０１、１０２間で制御電極１０
６上の領域１０７に存在する液晶層が表示状態としては
常に黒状態になるようにするために、対向基板電極１０
３に、制御電極電位に対して±５〔Ｖ〕の信号を映像信
号のフィールド周期に同期する形でフィールド周期で印
加し続けた。このとき、映像信号は、対向基板の反転周
期、及び、振幅に合わせて補正、処理された信号となっ
ている。

【００５１】領域１０７は、もともと映像表示領域では
なく、ブラックマトリクス層１０５が領域１０７を覆う
ように存在するため、ここを黒表示状態にしても表示画
像には何ら影響を与えない。

【００５２】本実施例によれば、隣接画素電極間の液晶
層（画素電極と対向基板電極との間の画像信号電圧によ
って直接その動きをコントロールしていない領域）に対
しても垂直方向に電界を加えることで、画素電極上の輝
線の発生を全くなくすことができた。

【００５３】この結果、本実施例においては、従来から
用いられてきたブラックマトリクス層１０５の面積の大
幅な削減が可能となった。すなわち、本実施例において
は、従来からのブラックマトリクス層は、もはや、画素
ＴＦＴ部の誤動作防止のため、ＴＦＴ部への光入射さえ
防止できればよく、その面積は大幅に縮小でき、その結
果開口率は大幅に向上した。

【００５４】上述の実施例において、制御信号として±
５〔Ｖ〕の信号を入力したが、本発明の効果を出すため
には、この値に限定されるものではない。先述したよう
に、詳しいメカニズムは現在解明中であるが、本発明の
効果を出すには、画素電極間に存在する液晶層に対し
て、液晶分子が電界に応じて動き始める、いわゆる、液
晶の光学的閾値電圧以上の交流電圧を印加すれば同様の
効果が得られることがわかっている。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来技術では避けられなかった液晶分子のリバースチル
トによる輝線の発生を完全に抑制することが可能とな
り、その結果、従来に比べブラックマトリクス層の面積
を大幅に縮小することが可能となり、開口率の大幅アッ
プができた。ひいては、バツクライトの明るさを押さえ
ることができるので、液晶表示装置の消費電力を小さく
することができる。

【００５６】液晶表示素子は、今後、小型化、あるい
は、高解像度化がますます進むものと考えられる。その
際、画素ピッチの縮小化は避けられず、リバースチルト
を抑制することによる画素の開口率のアップはさらに顕
著な効果を持つことになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液晶表示装置の断面図

【図２】本発明の実施例１の各電極に与える信号電圧の
タイミングチャートを表す図

【図３】本発明の液晶表示装置の断面図

【図４】本発明の液晶表示装置の断面図

【図５】本発明の得るのに行った実験で液晶セルの平面
図と表面の電子顕微鏡写真を表す図

【図６】本発明の得るのに行った実験で図５の液晶セル
の断面図

【図７】本発明の得るのに行った実験を図４の液晶セル
の各電極に与える電圧パルスを表す図

【図８】アクティブマトリックス型液晶表示装置の一例
を表す図

【図９】液晶表示装置の一例を表す図

【図１０】アクティブマトリックス型液晶表示装置の駆
動パルスを表す図

【図１１】液晶表示装置の一対の電極に加える信号電圧
と透過率の関係を表す図

【図１２】実行電圧値（Ｖ_rms ）を説明する図

【図１３】ラビングとリバースチルトドメインの関係を
表す図

【図１４】液晶表示装置の遮光層を表す図

【符号の説明】

１０１、１０２、２０１、２０２、３０１、３０２、８
０１画素電極１０３、２０３、３０３対向基板電極１０４、２０４、３０４液晶層１０５ブラックマトリクス層１０６、２０６、３０５、３０６制御電極１０７、２０７、３０７制御電極上の領域２０５共通電極４０１ガラス基板４０２第１の共通透明電極４０３第２の共通透明電極４０４第１電極４０５第２電極７０１液晶セル７０２画素ＴＦＴ７０３映像信号配線７０４ラインバッファ部７０５水平シフトレジスタ７０６垂直シフトレジスタ７０７信号入力端７０８シフトパルススイッチ７０９映像信号配線の寄生容量７１０信号転送スイッチ８０２画素スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の画素を構成する第１の電極を持つ第
１の基板と、複数の画素を構成する第２の電極を持つ第
２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に挟
持した液晶材料とで構成し、前記第１の電極あるいは前
記第２の電極に映像信号電圧を印加して映像表示する液
晶表示装置において、前記第１の電極および前記第２の電極とは異なる第３の
電極を設け、前記第３の電極に前記映像信号電圧とは異
なる駆動信号電圧を印加する手段を有することを特徴と
する液晶表示装置。
【請求項２】前記第３の電極を前記第１の電極の間ある
いは前記第２の電極の間に設置する請求項１に記載の液
晶表示装置。
【請求項３】請求項１または２に記載の液晶表示装置の
前記複数の画素にそれぞれスイッチング素子を接続し、
前記複数の画素をマトリクス状に配置させたアクティブ
マトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】複数の画素を構成する第１の電極を持つ第
１の基板と、複数の画素を構成する第２の電極を持つ第
２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板の間に挟
持した液晶材料とで構成し、前記第１の電極あるいは前
記第２の電極に映像信号電圧を印加して映像表示する液
晶表示装置の表示方法において、前記第１の電極と前記第２の電極の間に発生するリバー
スチルトを防ぐために、前記第１の電極あるいは前記第
２の電極とは異なる第３の電極を設け、前記第３の電極
に前記映像信号電圧とは異なる駆動信号電圧を印加する
ことを特徴とする液晶表示装置の表示方法。
【請求項５】前記駆動信号電圧は、前記映像信号電圧の
同期信号と同期して、交互に極性の変わるパルス信号で
ある請求項４に記載の液晶表示装置の表示方法。
【請求項６】前記第３の電極を用いて、前記複数の画素
間を黒表示する請求項１に記載の液晶表示装置の表示方
法。