JPH09258266A - 液晶表示装置 - Google Patents
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- JPH09258266A JPH09258266A JP6639996A JP6639996A JPH09258266A JP H09258266 A JPH09258266 A JP H09258266A JP 6639996 A JP6639996 A JP 6639996A JP 6639996 A JP6639996 A JP 6639996A JP H09258266 A JPH09258266 A JP H09258266A
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- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1337—Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
- G02F1/13373—Disclination line; Reverse tilt
Abstract
(57)【要約】
【課題】各画素ごとの領域を配向分割をした場合に生じ
る配向の不連続部分を安定化させ、遮光領域の面積を最
小化できる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】画素電極４と画素電極４ごとに設けられた
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１とを有する第１の基板
と、第１の基板に対向配置され各画素に共通な対向電極
８を有する第２の基板と、第１の基板及び第２の基板の
間に挟持された液晶層とを有し、配向分割ライン５によ
って各画素電極４がそれぞれ配向方向が異なる２以上の
領域に区分された液晶表示装置において、配向分割ライ
ン５に整合して各画素電極４ごとに切れ込み部２５を設
けるとともに、配向分割ライン５に整合して設けられ導
電性を有する遮光層２１とを設け、遮光層２１を薄膜ト
ランジスタ１のゲート電極に接続するか、ストレージ線
とする。
る配向の不連続部分を安定化させ、遮光領域の面積を最
小化できる液晶表示装置を提供する。 【解決手段】画素電極４と画素電極４ごとに設けられた
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１とを有する第１の基板
と、第１の基板に対向配置され各画素に共通な対向電極
８を有する第２の基板と、第１の基板及び第２の基板の
間に挟持された液晶層とを有し、配向分割ライン５によ
って各画素電極４がそれぞれ配向方向が異なる２以上の
領域に区分された液晶表示装置において、配向分割ライ
ン５に整合して各画素電極４ごとに切れ込み部２５を設
けるとともに、配向分割ライン５に整合して設けられ導
電性を有する遮光層２１とを設け、遮光層２１を薄膜ト
ランジスタ１のゲート電極に接続するか、ストレージ線
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アクティブマトリ
クス型の液晶表示装置に関し、特に、各画素をそれぞれ
微小な領域に分けて各領域ごとに液晶の配向状態を異な
らせた液晶表示装置に関する。
クス型の液晶表示装置に関し、特に、各画素をそれぞれ
微小な領域に分けて各領域ごとに液晶の配向状態を異な
らせた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、電極が設けられた２枚
のガラス板の間に５μｍ厚程度の液晶を挟み込み、電極
間に印加される電圧によって液晶分子の動きを制御する
ことによって画像表示を行うものであり、ＣＲＴに比べ
て非常に薄い表示装置を構成することが可能である。
のガラス板の間に５μｍ厚程度の液晶を挟み込み、電極
間に印加される電圧によって液晶分子の動きを制御する
ことによって画像表示を行うものであり、ＣＲＴに比べ
て非常に薄い表示装置を構成することが可能である。
【０００３】平面上のＸＹ両方向に多数の画素が配置し
た液晶表示装置において各画素をＸＹマトリクス駆動
（時分割駆動）する場合、例えば、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサ用の表示装置のように走査線の
本数が多くなると、ある瞬間について考えると表示させ
たい画素（選択画素）に比べて表示させない画素（非選
択画素）の数が多くなり、駆動信号のデューティ比が小
さくなる。このため、選択画素に加わる実効電圧と非選
択画素にかかる実効電圧の差が小さくなって、表示画像
のコントラストが低下する問題が生じる。このコントラ
スト低下の問題を防ぎ、走査線数をさらに増加させた高
速走査可能な（大容量）ディスプレイを実現する方法と
して、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ;Thin Film Transisto
r）を用いたアクティブマトリクス駆動法が実用化され
ている。
た液晶表示装置において各画素をＸＹマトリクス駆動
（時分割駆動）する場合、例えば、パーソナルコンピュ
ータやワードプロセッサ用の表示装置のように走査線の
本数が多くなると、ある瞬間について考えると表示させ
たい画素（選択画素）に比べて表示させない画素（非選
択画素）の数が多くなり、駆動信号のデューティ比が小
さくなる。このため、選択画素に加わる実効電圧と非選
択画素にかかる実効電圧の差が小さくなって、表示画像
のコントラストが低下する問題が生じる。このコントラ
スト低下の問題を防ぎ、走査線数をさらに増加させた高
速走査可能な（大容量）ディスプレイを実現する方法と
して、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ;Thin Film Transisto
r）を用いたアクティブマトリクス駆動法が実用化され
ている。
【０００４】図４(A),(B)を用いて、従来のアクティブ
マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法について説明す
る。図４(A)は、アクティブマトリクス型液晶表示装置
（液晶表示パネル）の等価回路を示すものである。ドレ
イン配線Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘnとゲート配線Ｙ1,Ｙ2,…Ｙnが
直交格子状に設けられており、各格子点（ドレイン配線
とゲート配線との交差点）がそれぞれ画素に対応してい
る。１画素分の表示領域をセルＣとすると、各セルＣ
は、透明な画素電極と、透明な対向電極８と、これら画
素電極と対向電極８で挟まれた液晶層とを有する。画素
電極は画素ごとに独立しているが、対向電極８は各画素
に共通のものである。各セルＣに対応してそれぞれ薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）１が設けられており、薄膜トラ
ンジスタ１のドレイン電極１Ｄは対応するドレイン配線
に接続し、ゲート電極１Ｇは対応するゲート配線に接続
し、ソース電極１ＳはセルＣの画素電極に接続してい
る。画像信号はドレイン配線Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘnに加えられ
る。また、ゲート配線Ｙ1,Ｙ2,…Ｙnは行を選択するた
めの走査ラインであって、このゲート配線Ｙ1,Ｙ2,…Ｙ
nには、図４(B)に示す駆動パルスＺ1,Ｚ2,…,Ｚnが順次
印加される。
マトリクス型液晶表示パネルの駆動方法について説明す
る。図４(A)は、アクティブマトリクス型液晶表示装置
（液晶表示パネル）の等価回路を示すものである。ドレ
イン配線Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘnとゲート配線Ｙ1,Ｙ2,…Ｙnが
直交格子状に設けられており、各格子点（ドレイン配線
とゲート配線との交差点）がそれぞれ画素に対応してい
る。１画素分の表示領域をセルＣとすると、各セルＣ
は、透明な画素電極と、透明な対向電極８と、これら画
素電極と対向電極８で挟まれた液晶層とを有する。画素
電極は画素ごとに独立しているが、対向電極８は各画素
に共通のものである。各セルＣに対応してそれぞれ薄膜
トランジスタ（ＴＦＴ）１が設けられており、薄膜トラ
ンジスタ１のドレイン電極１Ｄは対応するドレイン配線
に接続し、ゲート電極１Ｇは対応するゲート配線に接続
し、ソース電極１ＳはセルＣの画素電極に接続してい
る。画像信号はドレイン配線Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘnに加えられ
る。また、ゲート配線Ｙ1,Ｙ2,…Ｙnは行を選択するた
めの走査ラインであって、このゲート配線Ｙ1,Ｙ2,…Ｙ
nには、図４(B)に示す駆動パルスＺ1,Ｚ2,…,Ｚnが順次
印加される。
【０００５】ゲート配線Ｙ1を例に説明すると、駆動パ
ルスＺ1が例えば＋２０Ｖである期間、ゲート配線Ｙ1に
接続された各薄膜トランジスタ１が導通状態となり、各
ドレイン配線Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘnに印加されている画像信号
の電位が対応するドレイン電極１Ｄを通じてそれぞれの
ソース電極１Ｓに接続したセルＣの画素電極に印加され
る。その結果、各セルＣにおいて、画像信号による電圧
が、液晶層を間に挟んで画素電極と対向電極８とで構成
される画素電極容量に書き込まれる。駆動パルスＺ1が
＋２０Ｖである期間の長さは、１画面（フレーム）の書
き換え時間が１／６０秒であるとすると、この書き換え
時間を走査ライン数ｎで割った時間１／（６０ｎ）秒に
なる。
ルスＺ1が例えば＋２０Ｖである期間、ゲート配線Ｙ1に
接続された各薄膜トランジスタ１が導通状態となり、各
ドレイン配線Ｘ1,Ｘ2,…,Ｘnに印加されている画像信号
の電位が対応するドレイン電極１Ｄを通じてそれぞれの
ソース電極１Ｓに接続したセルＣの画素電極に印加され
る。その結果、各セルＣにおいて、画像信号による電圧
が、液晶層を間に挟んで画素電極と対向電極８とで構成
される画素電極容量に書き込まれる。駆動パルスＺ1が
＋２０Ｖである期間の長さは、１画面（フレーム）の書
き換え時間が１／６０秒であるとすると、この書き換え
時間を走査ライン数ｎで割った時間１／（６０ｎ）秒に
なる。
【０００６】続いて、駆動パルスＺ1が＋２０Ｖから−
５Ｖに変化する。駆動パルスＺ1が−５Ｖである期間、
ゲート配線Ｙ1に接続された薄膜トランジスタ１はオフ
状態になり、各セルＣにおいて画素電極容量に書き込ま
れた画像信号の電位は、次のフレームで再び駆動パルス
Ｚ1が＋２０Ｖになるまで保持される。
５Ｖに変化する。駆動パルスＺ1が−５Ｖである期間、
ゲート配線Ｙ1に接続された薄膜トランジスタ１はオフ
状態になり、各セルＣにおいて画素電極容量に書き込ま
れた画像信号の電位は、次のフレームで再び駆動パルス
Ｚ1が＋２０Ｖになるまで保持される。
【０００７】アクティブマトリクス型液晶表示装置で
は、このようにして画像の表示が行われる。各画素にお
いて画像信号に対する電圧保持特性を高めるため、画素
電極容量に加えて保持容量を構成する場合がある。保持
容量は、画素電極層の下層に絶縁膜を挟んでストレージ
線を形成して構成するのが一般的である。なお、画素電
極や薄膜トランジスタが形成される方の透明な基板のこ
とを一般にＴＦＴ基板と呼ぶ。また、カラー表示を実現
するためには液晶表示装置にカラーフィルタを設ける必
要があるが、このカラーフィルタは通常は対向電極が設
けられた透明な基板に設けられ、この基板のことを一般
にカラーフィルタ基板と呼ぶ。
は、このようにして画像の表示が行われる。各画素にお
いて画像信号に対する電圧保持特性を高めるため、画素
電極容量に加えて保持容量を構成する場合がある。保持
容量は、画素電極層の下層に絶縁膜を挟んでストレージ
線を形成して構成するのが一般的である。なお、画素電
極や薄膜トランジスタが形成される方の透明な基板のこ
とを一般にＴＦＴ基板と呼ぶ。また、カラー表示を実現
するためには液晶表示装置にカラーフィルタを設ける必
要があるが、このカラーフィルタは通常は対向電極が設
けられた透明な基板に設けられ、この基板のことを一般
にカラーフィルタ基板と呼ぶ。
【０００８】現在用いられているアクティブマトリクス
型液晶表示装置では、画素電極と対向電極との間で液晶
分子の配向方法が捻れているようにするツイステッドネ
マチック（ＴＮ）構造が広く用いられている。この場合
には、液晶層を挟む両方の基板（画素電極４が設けられ
た基板と対向電極８が設けられた基板）の表面をそれぞ
れ異なる方向にラビングすることによって、液晶分子の
配向方向を捻っている。ところがこのツイステッドネマ
チック構造には、視角依存性が大きい、すなわち、表示
装置に対する角度に応じて表示装置上の画像の視認性が
大きく変化するという問題点がある。図５は、それぞれ
の基板でのラビング方向を１画素分の領域について示し
たものであり、画素電極４が設けられた基板でのラビン
グ方向９（−４５°）から対向電極８が設けられた基板
でのラビング方向１０（＋４５°）へと、下から上へ捻
れるツイステッドネマチック構造では、液晶表示装置を
正面から見た場合に下視野角方向と上視野角方向の視角
依存性が大きい。図中、符号１１はネマチック層の捻れ
方向を示す。また、ドレイン線２とゲート線３に接続す
る薄膜トランジスタ１が設けられ、画素電極４がこの薄
膜トランジスタ１に接続していることが示されている。
型液晶表示装置では、画素電極と対向電極との間で液晶
分子の配向方法が捻れているようにするツイステッドネ
マチック（ＴＮ）構造が広く用いられている。この場合
には、液晶層を挟む両方の基板（画素電極４が設けられ
た基板と対向電極８が設けられた基板）の表面をそれぞ
れ異なる方向にラビングすることによって、液晶分子の
配向方向を捻っている。ところがこのツイステッドネマ
チック構造には、視角依存性が大きい、すなわち、表示
装置に対する角度に応じて表示装置上の画像の視認性が
大きく変化するという問題点がある。図５は、それぞれ
の基板でのラビング方向を１画素分の領域について示し
たものであり、画素電極４が設けられた基板でのラビン
グ方向９（−４５°）から対向電極８が設けられた基板
でのラビング方向１０（＋４５°）へと、下から上へ捻
れるツイステッドネマチック構造では、液晶表示装置を
正面から見た場合に下視野角方向と上視野角方向の視角
依存性が大きい。図中、符号１１はネマチック層の捻れ
方向を示す。また、ドレイン線２とゲート線３に接続す
る薄膜トランジスタ１が設けられ、画素電極４がこの薄
膜トランジスタ１に接続していることが示されている。
【０００９】このような視角依存性の影響を小さくする
ため、例えば、特開昭６３−１０６６２４号公報や、特
開昭６４−８８５２０号公報には、ラビング方向を変え
ることによって画素電極４を液晶分子の配向方向が異な
る２つの領域に分け、視角依存性を平均化する技術が開
示されている。図６(A)はこのような配向方向の分割が
行われた液晶表示装置における１画素分の領域を説明す
る平面図であり、図６(B)はその断面図である。各画素
電極４は、ラビング方向が相互に１８０°違うツイステ
ッドネマチック層Ａ（１２）とツイステッドネマチック
層Ｂ（１３）の２つの領域に分けられており、これら２
つの領域ごとの視角依存性を平均化することによって、
全体としての視角依存性を小さくしている。ここで、ツ
イステッドネマチック層Ａ（１２）のラビング方向を符
号１４、ツイステッドネマチック層Ｂ（１３）のラビン
グ方向を符号１５、対向電極を有する基板でのラビング
方向を符号１６で表わし、また、２つの領域の分割ライ
ンを配向分割ライン５とする。
ため、例えば、特開昭６３−１０６６２４号公報や、特
開昭６４−８８５２０号公報には、ラビング方向を変え
ることによって画素電極４を液晶分子の配向方向が異な
る２つの領域に分け、視角依存性を平均化する技術が開
示されている。図６(A)はこのような配向方向の分割が
行われた液晶表示装置における１画素分の領域を説明す
る平面図であり、図６(B)はその断面図である。各画素
電極４は、ラビング方向が相互に１８０°違うツイステ
ッドネマチック層Ａ（１２）とツイステッドネマチック
層Ｂ（１３）の２つの領域に分けられており、これら２
つの領域ごとの視角依存性を平均化することによって、
全体としての視角依存性を小さくしている。ここで、ツ
イステッドネマチック層Ａ（１２）のラビング方向を符
号１４、ツイステッドネマチック層Ｂ（１３）のラビン
グ方向を符号１５、対向電極を有する基板でのラビング
方向を符号１６で表わし、また、２つの領域の分割ライ
ンを配向分割ライン５とする。
【００１０】このような液晶表示装置の製造工程が図７
に示されている。図７は特開平５−１９６９４２号公報
に開示された製造工程を順に示すものである。まず、画
素電極４が設けられた透明な基板２２上に配向膜１７を
塗布し（図７(A)）、配向膜１７に対して一定方向への
ラビング処理を施す（図７(B)）。次に、レジスト１８
を塗布し（図７(C)）、露光、現像によって配向膜１７
表面の一部の領域（この例では、ツイステッドネマチッ
ク層Ｂ（１３）の領域）をレジスト１８で覆う（図７
(D)）。その後、先のラビング処理方向とは１８０°異
なる方向にラビング処理を施し（図７(E)）、最後にレ
ジスト１８を剥離する（図７(F)）。このようにして配
向分割された画素電極を形成することができる。
に示されている。図７は特開平５−１９６９４２号公報
に開示された製造工程を順に示すものである。まず、画
素電極４が設けられた透明な基板２２上に配向膜１７を
塗布し（図７(A)）、配向膜１７に対して一定方向への
ラビング処理を施す（図７(B)）。次に、レジスト１８
を塗布し（図７(C)）、露光、現像によって配向膜１７
表面の一部の領域（この例では、ツイステッドネマチッ
ク層Ｂ（１３）の領域）をレジスト１８で覆う（図７
(D)）。その後、先のラビング処理方向とは１８０°異
なる方向にラビング処理を施し（図７(E)）、最後にレ
ジスト１８を剥離する（図７(F)）。このようにして配
向分割された画素電極を形成することができる。
【００１１】ところで、図６(A),(B)に示すツイステッ
ドネマチック構造の液晶表示装置では、画素電極４に電
圧が印加された際、配向分割ライン５に、ディスクリネ
ーションと呼ばれる配向の不連続が発生する。この配向
の不連続は、ラビング方向が異なる境界である配向分割
ライン５において、図６(B)に示すように、画素電極４
上の液晶分子１９が異なった方向を向くために発生す
る。ノーマリホワイトモードの液晶表示装置であれば、
この配向の不連続によって光の漏れが生じ、表示コント
ラストの低下がもたらされる。配向の不連続による表示
コントラストの低下を防ぐために、特開平５−２２４２
１０号公報には、図８(A),(B)に示すように、ラビング
方向の異なる２つの領域の境界（配向分割ライン５）に
整合して、対向電極側の透明な基板（カラーフィルタ基
板）２３か、画素基板４が設けられた透明な基板（ＴＦ
Ｔ基板）２２の少なくとも一方に遮光膜２４を配置する
構造が提案されている。なお、図８(A)に示す場合、基
板２２と画素電極４とは絶縁膜２６によって絶縁されて
おり、遮光膜２４は絶縁膜２６中に埋め込まれている。
ところが、液晶層での配向の不連続領域は不安定であ
り、画素電極４での配向分割位置からずれることがあっ
て、図８(A),(B)に示すように配向分割位置に整合して
遮光膜を設けても、配向の不連続による光の漏れを完全
に遮ることは難しい。配向の不連続による光の漏れを完
全に遮ろうとすれば、液晶層での配向不連続領域のずれ
を考慮して遮光領域の面積を大きくする必要があり、開
口率が低下するという問題を生じる。
ドネマチック構造の液晶表示装置では、画素電極４に電
圧が印加された際、配向分割ライン５に、ディスクリネ
ーションと呼ばれる配向の不連続が発生する。この配向
の不連続は、ラビング方向が異なる境界である配向分割
ライン５において、図６(B)に示すように、画素電極４
上の液晶分子１９が異なった方向を向くために発生す
る。ノーマリホワイトモードの液晶表示装置であれば、
この配向の不連続によって光の漏れが生じ、表示コント
ラストの低下がもたらされる。配向の不連続による表示
コントラストの低下を防ぐために、特開平５−２２４２
１０号公報には、図８(A),(B)に示すように、ラビング
方向の異なる２つの領域の境界（配向分割ライン５）に
整合して、対向電極側の透明な基板（カラーフィルタ基
板）２３か、画素基板４が設けられた透明な基板（ＴＦ
Ｔ基板）２２の少なくとも一方に遮光膜２４を配置する
構造が提案されている。なお、図８(A)に示す場合、基
板２２と画素電極４とは絶縁膜２６によって絶縁されて
おり、遮光膜２４は絶縁膜２６中に埋め込まれている。
ところが、液晶層での配向の不連続領域は不安定であ
り、画素電極４での配向分割位置からずれることがあっ
て、図８(A),(B)に示すように配向分割位置に整合して
遮光膜を設けても、配向の不連続による光の漏れを完全
に遮ることは難しい。配向の不連続による光の漏れを完
全に遮ろうとすれば、液晶層での配向不連続領域のずれ
を考慮して遮光領域の面積を大きくする必要があり、開
口率が低下するという問題を生じる。
【００１２】そこで本件特許出願人は、先に、特願平７
−４９６３７号において、配向分割位置での画素電極の
形状を変えることによって電界を発生させ、液晶層での
配向の不連続領域を安定化させる方法を提案した。すな
わち、図９あるいは図１０に示すように、配向分割ライ
ン５に沿って、画素電極４に対し、くさび状（図９）や
コの字形（図１０）などの形状の切れ込み部（図９）を
設け、これによって電界を発生させて液晶層での配向の
不連続領域が所定の範囲内に留まるようにしている。こ
の場合、配向の不連続領域の位置を安定化するためには
ある一定幅以上の切れ込み部を画素電極に設ける必要が
あり、コントラストを向上するためにはこの切れ込み部
の領域は遮光しなければならないから、切れ込み部を遮
光するための膜（遮光膜２４）部分が大きくなりがちで
あって、開口率を向上するという観点からは必ずしも優
れた方法であるとはいえない。
−４９６３７号において、配向分割位置での画素電極の
形状を変えることによって電界を発生させ、液晶層での
配向の不連続領域を安定化させる方法を提案した。すな
わち、図９あるいは図１０に示すように、配向分割ライ
ン５に沿って、画素電極４に対し、くさび状（図９）や
コの字形（図１０）などの形状の切れ込み部（図９）を
設け、これによって電界を発生させて液晶層での配向の
不連続領域が所定の範囲内に留まるようにしている。こ
の場合、配向の不連続領域の位置を安定化するためには
ある一定幅以上の切れ込み部を画素電極に設ける必要が
あり、コントラストを向上するためにはこの切れ込み部
の領域は遮光しなければならないから、切れ込み部を遮
光するための膜（遮光膜２４）部分が大きくなりがちで
あって、開口率を向上するという観点からは必ずしも優
れた方法であるとはいえない。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】１画素の領域をそれぞ
れ配向分割することによって視野角を広げた液晶表示装
置では、配向分割ラインに沿って液晶層で配向の不連続
が発生し、この配向の不連続によって光漏れが生じる。
光漏れを防ぐために遮光膜を設けることも行われるが、
その場合には、液晶層での配向の不連続部分の位置の不
安定さのために遮光領域の面積が大きくなって開口率が
低下するという問題を生じている。
れ配向分割することによって視野角を広げた液晶表示装
置では、配向分割ラインに沿って液晶層で配向の不連続
が発生し、この配向の不連続によって光漏れが生じる。
光漏れを防ぐために遮光膜を設けることも行われるが、
その場合には、液晶層での配向の不連続部分の位置の不
安定さのために遮光領域の面積が大きくなって開口率が
低下するという問題を生じている。
【００１４】本発明の目的は、配向分割をした場合に生
じる配向の不連続部分を安定化させ、遮光領域の面積を
最小化できる液晶表示装置を提供することにある。
じる配向の不連続部分を安定化させ、遮光領域の面積を
最小化できる液晶表示装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、透明基板と透明基板上に設けられ各画素にそれぞれ
対応する複数の画素電極と画素電極ごとに設けられ対応
する画素電極に接続した薄膜トランジスタとを有する第
１の基板と、第１の基板に対向して配置され各画素に共
通な対向電極を有する第２の基板と、第１の基板及び第
２の基板の間に挟持された液晶層とを有し、各画素電極
がそれぞれ配向方向が異なる２以上の領域に区分された
液晶表示装置において、各画素電極ごとに設けられ領域
間の境界に整合した切れ込み部と、境界に整合して設け
られ導電性を有する遮光層とを有する。
は、透明基板と透明基板上に設けられ各画素にそれぞれ
対応する複数の画素電極と画素電極ごとに設けられ対応
する画素電極に接続した薄膜トランジスタとを有する第
１の基板と、第１の基板に対向して配置され各画素に共
通な対向電極を有する第２の基板と、第１の基板及び第
２の基板の間に挟持された液晶層とを有し、各画素電極
がそれぞれ配向方向が異なる２以上の領域に区分された
液晶表示装置において、各画素電極ごとに設けられ領域
間の境界に整合した切れ込み部と、境界に整合して設け
られ導電性を有する遮光層とを有する。
【００１６】本発明では、配向分割ラインに整合して画
素電極に切れ込み部を設けるとともに、導電性を有する
遮光層を配向分割ラインに整合して配置し、この遮光層
に能動的に電圧を印加することによって電界を制御し、
液晶層における配向の不連続領域の位置が切れ込み部で
安定化するようにしている。遮光層は画素電極に対して
透明基板側に配置されるのが一般的である。遮光層に対
して能動的に電圧を印加できるので、配向の不連続領域
の位置が従来のものに比べてより安定化し、このため、
切れ込み部の幅を狭くできて遮光層の面積の小さくで
き、開口率を向上させることができる。具体的には、遮
光層をストレージ線とする構成としたり、画素電極ごと
に独立して遮光層を設け、各遮光層をそれぞれ対応する
薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続する構成
とすることができる。
素電極に切れ込み部を設けるとともに、導電性を有する
遮光層を配向分割ラインに整合して配置し、この遮光層
に能動的に電圧を印加することによって電界を制御し、
液晶層における配向の不連続領域の位置が切れ込み部で
安定化するようにしている。遮光層は画素電極に対して
透明基板側に配置されるのが一般的である。遮光層に対
して能動的に電圧を印加できるので、配向の不連続領域
の位置が従来のものに比べてより安定化し、このため、
切れ込み部の幅を狭くできて遮光層の面積の小さくで
き、開口率を向上させることができる。具体的には、遮
光層をストレージ線とする構成としたり、画素電極ごと
に独立して遮光層を設け、各遮光層をそれぞれ対応する
薄膜トランジスタのゲート電極に電気的に接続する構成
とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照して説明する。
て、図面を参照して説明する。
【００１８】《第１の実施の形態》図１は、本発明の第
１の実施の形態の液晶表示装置を示す図であって、画素
電極４が設けられる側の基板すなわちＴＦＴ基板を示す
要部平面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線におけるこの
液晶表示装置の要部断面図である。
１の実施の形態の液晶表示装置を示す図であって、画素
電極４が設けられる側の基板すなわちＴＦＴ基板を示す
要部平面図であり、図２は図１のＡ−Ｂ線におけるこの
液晶表示装置の要部断面図である。
【００１９】透明なガラスからなる基板２２上に絶縁膜
２６を介して各画素ごとに透明な画素電極４が形成され
ている。また、この基板２２にはドレイン線２とゲート
線３が相互に直交するようにマトリクス状に設けられて
おり、ドレイン線２とゲート線３との各格子点には、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）１が設けられている。薄膜ト
ランジスタ１のドレインはドレイン線２に、ゲートはゲ
ート線３に接続し、また、ソースは対応する画素電極４
に接続している。各画素電極４は、液晶分子１９を含む
液晶層を挟んで、透明なガラスからなる別の基板２３上
に設けられた透明な対向電極８に対向している。対向電
極８は各画素電極４に共通のものである。各画素電極４
の表面及び対向電極８には、液晶層に接するように配向
膜１７が設けられている。対向電極８側の配向膜は一方
向に一様にラビングされている。一方、各画素電極４上
の配向膜１７は、配向分割ライン５を境界として２つの
領域に分割され、領域ごとに相互に１８０°異なり、か
つ、配向電極８側のラビング方向とは９０°異なるよう
に、ラビングされている。そして、配向分割ライン８に
整合して画素電極４には幅が狭くかつゲート線３の延長
方向に長い切れ込み部２５が形成されており、この切れ
込み部２５の下側には絶縁膜２６を介して、ゲート線に
接続され導電性を有する細長い形状の遮光層２１が配置
している。遮光層２１は、切れ込み部２５すなわち配向
分割ライン５に整合して配置していることになる。
２６を介して各画素ごとに透明な画素電極４が形成され
ている。また、この基板２２にはドレイン線２とゲート
線３が相互に直交するようにマトリクス状に設けられて
おり、ドレイン線２とゲート線３との各格子点には、薄
膜トランジスタ（ＴＦＴ）１が設けられている。薄膜ト
ランジスタ１のドレインはドレイン線２に、ゲートはゲ
ート線３に接続し、また、ソースは対応する画素電極４
に接続している。各画素電極４は、液晶分子１９を含む
液晶層を挟んで、透明なガラスからなる別の基板２３上
に設けられた透明な対向電極８に対向している。対向電
極８は各画素電極４に共通のものである。各画素電極４
の表面及び対向電極８には、液晶層に接するように配向
膜１７が設けられている。対向電極８側の配向膜は一方
向に一様にラビングされている。一方、各画素電極４上
の配向膜１７は、配向分割ライン５を境界として２つの
領域に分割され、領域ごとに相互に１８０°異なり、か
つ、配向電極８側のラビング方向とは９０°異なるよう
に、ラビングされている。そして、配向分割ライン８に
整合して画素電極４には幅が狭くかつゲート線３の延長
方向に長い切れ込み部２５が形成されており、この切れ
込み部２５の下側には絶縁膜２６を介して、ゲート線に
接続され導電性を有する細長い形状の遮光層２１が配置
している。遮光層２１は、切れ込み部２５すなわち配向
分割ライン５に整合して配置していることになる。
【００２０】この遮光層２１は、配向分割ライン５に沿
って発生する液晶層の配向の不連続による光漏れを遮光
する役目を果たすとともに、薄膜トランジスタ１がオフ
となっているときのゲート電圧（例えば−５Ｖ）と対向
電極（例えば＋５Ｖ）との間の電界を発生させる働きを
有し、この電界のために切れ込み部２５に沿った領域の
液晶分子１９は電界配向し、配向の不連続領域がこの電
界配向によって安定化する。ノーマリホワイトの液晶表
示装置の場合であれば、この電界配向した部分は黒表示
となって、光漏れを起こさなくなる。また、遮光層２１
に能動的に電圧を印加するようにしているので切れ込み
部２５の幅を小さくすることが可能になる。このように
構成することにより、液晶層での配向の不連続部分の遮
光のために、従来は、配向分割ライン５の下に１２μｍ
幅の遮光膜を形成していたものが、本実施の形態によれ
ば６μｍ幅の遮光膜で十分な遮光が可能になり、開口率
が１.６％増加する。
って発生する液晶層の配向の不連続による光漏れを遮光
する役目を果たすとともに、薄膜トランジスタ１がオフ
となっているときのゲート電圧（例えば−５Ｖ）と対向
電極（例えば＋５Ｖ）との間の電界を発生させる働きを
有し、この電界のために切れ込み部２５に沿った領域の
液晶分子１９は電界配向し、配向の不連続領域がこの電
界配向によって安定化する。ノーマリホワイトの液晶表
示装置の場合であれば、この電界配向した部分は黒表示
となって、光漏れを起こさなくなる。また、遮光層２１
に能動的に電圧を印加するようにしているので切れ込み
部２５の幅を小さくすることが可能になる。このように
構成することにより、液晶層での配向の不連続部分の遮
光のために、従来は、配向分割ライン５の下に１２μｍ
幅の遮光膜を形成していたものが、本実施の形態によれ
ば６μｍ幅の遮光膜で十分な遮光が可能になり、開口率
が１.６％増加する。
【００２１】《第２の実施の形態》図３は、本発明の第
２の実施の形態を示す平面図である。第１の実施の形態
と異なることは、画素電極４の切れ込み部２５に整合し
てゲート線に接続した遮光層２１を設ける代りに、遮光
性を有するストレージ線２０を切れ込み部２５に整合し
て配置している点である。ストレージ線２０は、画素電
極４の下層側に絶縁膜２６を介して配置されており、ス
トレージ線２０−画素電極層４間の静電容量により画素
電極４の電荷保持の役割を果たすものである。本実施の
形態では、このストレージ線２０（例えば−５Ｖ）と対
向電極８（例えば＋５Ｖ）との間に電界が発生するの
で、第１の実施の形態の場合と同様に液晶が電界配向
し、液晶層での配向の不連続部分が安定化する。このよ
うに構成することにより、液晶層での配向の不連続部分
の遮光のために、従来は、配向分割ライン５の下に１２
μｍ幅の遮光膜を形成していたものが、本実施の形態に
よれば６μｍ幅のストレージ線２０で十分な遮光が可能
になり、開口率が１.６％増加する。
２の実施の形態を示す平面図である。第１の実施の形態
と異なることは、画素電極４の切れ込み部２５に整合し
てゲート線に接続した遮光層２１を設ける代りに、遮光
性を有するストレージ線２０を切れ込み部２５に整合し
て配置している点である。ストレージ線２０は、画素電
極４の下層側に絶縁膜２６を介して配置されており、ス
トレージ線２０−画素電極層４間の静電容量により画素
電極４の電荷保持の役割を果たすものである。本実施の
形態では、このストレージ線２０（例えば−５Ｖ）と対
向電極８（例えば＋５Ｖ）との間に電界が発生するの
で、第１の実施の形態の場合と同様に液晶が電界配向
し、液晶層での配向の不連続部分が安定化する。このよ
うに構成することにより、液晶層での配向の不連続部分
の遮光のために、従来は、配向分割ライン５の下に１２
μｍ幅の遮光膜を形成していたものが、本実施の形態に
よれば６μｍ幅のストレージ線２０で十分な遮光が可能
になり、開口率が１.６％増加する。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、画素電極
４の切れ込み部に整合して導電性を有する遮光層を設
け、この遮光層にバイアス電圧が印加されるようにする
ことにより、視角特性が良好であって、なおかつ液晶配
向の不連続に基づく光漏れのない高コントラストの液晶
表示装置を得ることができるという効果がある。
４の切れ込み部に整合して導電性を有する遮光層を設
け、この遮光層にバイアス電圧が印加されるようにする
ことにより、視角特性が良好であって、なおかつ液晶配
向の不連続に基づく光漏れのない高コントラストの液晶
表示装置を得ることができるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態の液晶表示装置を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ｂ線での断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態の液晶表示装置を示
す平面図である。
す平面図である。
【図４】(A)はアクティブマトリクス型液晶表示装置の
等価回路図であり、(B)はアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動パルスを説明するタイミングチャートで
ある。
等価回路図であり、(B)はアクティブマトリクス型液晶
表示装置の駆動パルスを説明するタイミングチャートで
ある。
【図５】従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置で
のラビング方向を説明する図である。
のラビング方向を説明する図である。
【図６】異なるラビング方向の２つの領域に配向領域分
割を行った画素電極を有する液晶表示装置を説明する図
であって、(A)は画素電極を有する基板の平面図、(B)は
断面図である。
割を行った画素電極を有する液晶表示装置を説明する図
であって、(A)は画素電極を有する基板の平面図、(B)は
断面図である。
【図７】(A)〜(F)は配向分割領域された画素電極の形成
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
【図８】(A),(B)は、配向の異なる領域の境界に整合し
て遮光膜が設けられた液晶表示装置を示す断面図であ
る。
て遮光膜が設けられた液晶表示装置を示す断面図であ
る。
【図９】画素電極に切れ込み部が設けられた従来の液晶
表示装置を説明する図である。
表示装置を説明する図である。
【図１０】画素電極に切れ込み部が設けられた従来の液
晶表示装置を説明する図である。
晶表示装置を説明する図である。
１ 薄膜トランジスタ（ＴＦＴ） １Ｄ ドレイン電極 １Ｇ ゲート電極 １Ｓ ソース電極 ２ ドレイン線 ３ ゲート線 ４ 画素電極 ５ 配向分割ライン ８ 対向電極 ９,１０,１４〜１６ ラビング方向 １１ ネマチック層の捻れ方向 １２ ツイステッドネマチック層（Ａ領域） １３ ツイステッドネマチック層（Ｂ領域） １７ 配向膜 １８ レジスト １９ 液晶分子 ２０ ストレージ線 ２１ 遮光層 ２２,２３ 基板 ２４ 遮光膜 ２５ 切れ込み部 ２６ 絶縁膜 Ｘ1〜Ｘn ドレイン配線 Ｙ1〜Ｙn ゲート配線 Ｚ1〜Ｚn 駆動パルス
Claims (5)
- 【請求項１】 透明基板と前記透明基板上に設けられ各
画素にそれぞれ対応する複数の画素電極と前記画素電極
ごとに設けられ対応する画素電極に接続した薄膜トラン
ジスタとを有する第１の基板と、前記第１の基板に対向
して配置され前記各画素に共通な対向電極を有する第２
の基板と、前記第１の基板及び前記第２の基板の間に挟
持された液晶層とを有し、前記各画素電極がそれぞれ配
向方向が異なる２以上の領域に区分された液晶表示装置
において、 前記各画素電極ごとに設けられ前記領域間の境界に整合
した切れ込み部と、 前記境界に整合して設けられ導電性を有する遮光層とを
有することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 前記遮光層が前記画素電極に対して前記
透明基板側に配置される請求項１に記載の液晶表示装
置。 - 【請求項３】 前記遮光層にバイアス電圧が印加される
請求項２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項４】 前記遮光層が画素電極ごとに個別に設け
られて対応する薄膜トランジスタのゲート電極に電気的
に接続している請求項２に記載の液晶表示装置。 - 【請求項５】 前記各画素電極及び前記対向電極の前記
液晶層に接する表面に配向膜が形成され、前記配向膜に
ラビング処理がなされている請求項１乃至４に記載の液
晶表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6639996A JP2734444B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 液晶表示装置 |
| TW086103515A TW412658B (en) | 1996-03-22 | 1997-03-20 | Liquid crystal display apparatus having pixels of different orientation |
| KR1019970009869A KR100255069B1 (ko) | 1996-03-22 | 1997-03-21 | 액정의배향이상이한화소를갖는액정디스플레이장치 |
| US08/821,930 US5995176A (en) | 1996-03-22 | 1997-03-21 | Liquid crystal display apparatus having pixels of different orientation of liquid crystal capable of shielding leakage of light through the discontinuity of orientation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6639996A JP2734444B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09258266A true JPH09258266A (ja) | 1997-10-03 |
| JP2734444B2 JP2734444B2 (ja) | 1998-03-30 |
Family
ID=13314706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6639996A Expired - Fee Related JP2734444B2 (ja) | 1996-03-22 | 1996-03-22 | 液晶表示装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5995176A (ja) |
| JP (1) | JP2734444B2 (ja) |
| KR (1) | KR100255069B1 (ja) |
| TW (1) | TW412658B (ja) |
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| US6822715B2 (en) | 1998-07-24 | 2004-11-23 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display with sub pixel regions defined by sub electrode regions |
| KR100521286B1 (ko) * | 1998-11-27 | 2005-10-17 | 산요덴키가부시키가이샤 | 액정 표시 장치 |
| JP2006201355A (ja) * | 2005-01-19 | 2006-08-03 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JP2006208530A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶表示装置 |
| US7145624B2 (en) | 2000-08-11 | 2006-12-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device having multiple domains with radially inclined LC molecules |
| KR100659794B1 (ko) * | 2001-08-22 | 2006-12-19 | 가부시끼가이샤 어드번스트 디스플레이 | 액정 표시장치 및 그의 제조방법 |
| KR100691620B1 (ko) * | 1998-04-07 | 2007-03-09 | 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 | 액정표시장치 |
| JP2007264673A (ja) * | 2007-07-19 | 2007-10-11 | Seiko Epson Corp | 液晶表示装置 |
| JP2007279770A (ja) * | 1999-06-18 | 2007-10-25 | Nec Corp | 液晶表示装置及びその製造方法並びにその駆動方法 |
| US7292300B2 (en) | 2000-10-31 | 2007-11-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display with radially-inclined liquid crystal in unit solid portions arranged in a single direction |
| US7379137B2 (en) | 2004-02-02 | 2008-05-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
| US7595781B2 (en) | 2002-06-17 | 2009-09-29 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
| JP2010186201A (ja) * | 2001-06-29 | 2010-08-26 | Sharp Corp | 液晶表示装置用基板及びそれを備えた液晶表示装置及びその製造方法 |
| US7787086B2 (en) | 1998-05-19 | 2010-08-31 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Liquid crystal display having wide viewing angle |
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| JP2013101347A (ja) * | 2004-12-29 | 2013-05-23 | Honeywell Internatl Inc | 分散アパーチャディスプレイ |
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| US8743331B2 (en) | 2002-06-28 | 2014-06-03 | Samsung Display Co., Ltd. | Liquid crystal display and thin film transistor array panel therefor |
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| KR100945372B1 (ko) * | 2002-12-31 | 2010-03-08 | 엘지디스플레이 주식회사 | 멀티도메인 액정표시소자 |
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