JPH10206866A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、横電界により液晶を駆動する構成
における高視野角特性を有したままで薄膜トランジスタ
の安定駆動を実現しつつ開口率を大きくできる液晶表示
装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 本発明は、一対の基板４０、４１間に液
晶層４２が配設され、前記一方の基板上に複数の画素電
極５４と該複数の画素電極５４のそれぞれと協働して前
記液晶に前記基板面に沿った方向に電界を印加するコモ
ン電極５３とが複数の画素領域５９を形成するよう設け
られるとともに、該コモン電極５３に前記各画素電極５
４と協働して容量を形成するよう前記各画素電極５４と
間隙をあけて重ね合わされた容量形成電極部５５を形成
したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像等を表示する
液晶表示装置に関するもので、適切な容量を確保して薄
膜トランジスタの正確な動作を確保できるとともに開口
率が高いものに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、軽量化、小型化、薄型
化が可能な表示装置として広く用いられており、中で
も、ツイステッドネマチックモード（ＴＮモード）のア
クティブマトリックス型液晶表示装置は、駆動電圧が低
く、消費電力が少ない上に、コントラストが高く、高画
質化が可能な表示装置として広く知られている。

【０００３】この種の一般的なＴＮモードの液晶表示素
子は、偏光板と透明な電極と配向膜を具備した２枚のガ
ラス基板を互いの配向膜の配向方向が９０゜異なるよう
に間隔をあけて対向配置し、その間にネマチック液晶を
９０゜ねじって配列できるように設けて構成されてい
る。

【０００４】ところが、近年、この種のＴＮモードの液
晶表示素子にあっては、その視野角依存性が問題となっ
ている。図７は、ＴＮモードの液晶表示素子の一般的な
視野角依存性を示すもので、図７の斜線部分がコントラ
スト（ＣＲ）１０以上の範囲を示している。図７によれ
ば、ＴＮモードの液晶表示素子は、左右方向からの視認
性は良好であるものの、上下方向、特に上方向からの視
認性が極端に悪いことが明らかである。

【０００５】そこで本出願人は先に、このような問題点
を解決できる構造の液晶表示素子を特願平７―３０６２
７６号明細書において特許出願している。これらの特許
出願に係る技術によれば、液晶を挟む上下両側の基板に
それぞれ液晶駆動用の電極を設けるのではなく、図８に
示す下方の基板１１のみに異なる極の２種の線状電極１
２…、１３…を互いに離間させて設け、図９に示すよう
に上方の基板１０に電極を設けない構成とし、電圧の印
加により両線状電極１２、１３間に発生した横電界の方
向に沿って液晶分子３６…を配向させることができるよ
うになっている。

【０００６】更に詳しくは、線状電極１２…どうしを基
線部１４で接続して櫛刃状の電極１６を構成し、線状電
極１３…どうしを基線部１５で接続して櫛刃状の電極１
７を構成し、両櫛刃状電極１６、１７の線状電極１２、
１３を交互に隣接させて接触しないように噛み合わせ状
態に配置し、基線部１４、１５に電源１８とスイッチン
グ素子１９を接続して構成される。また、図１０（ａ）
に示すように上の基板１０の液晶側の面に配向膜を形成
してそれにはβ方向に液晶分子３６を並ばせるように配
向処理が施され、下の基板１１の液晶側の面に配向膜を
形成してそれには前記β方向と平行なγ方向に液晶分子
３６を並ばせるように配向処理が施され、基板１０には
図１０（ａ）のβ方向に偏光方向を有する偏光板が、基
板１１にはα方向に偏光方向を有する偏光板がそれぞれ
積層されている。

【０００７】以上のような構成によれば、線状電極１
２、１３間に電圧が印加されていない状態で液晶分子３
６…は、図１０（ａ）、（ｂ）に示すように一律に同方
向にホモジニアス配向する。そして、この状態で下の基
板１１を通過した光線は、偏光板によりα方向に偏光さ
れており、液晶分子３６の層をそのまま透過し、上の基
板１０の異なる偏光方向βの偏光板に到達するので、そ
の偏光板で遮断され、光線は液晶表示素子を透過するこ
とがないので、液晶表示素子は暗状態となる。次に、線
状電極１２、１３間に電圧を印加すると、液晶分子のう
ち、下の基板１１に接近した液晶分子３６ほどその配向
方向が線状電極１２の長手方向に対して垂直に変換され
る。即ち、線状電極１２、１３が発生させる横電界によ
りそれらの長手方向に対し垂直な方向の電気力線が発生
し、下の基板１１に形成されていた配向膜によってγ方
向に長手方向を向けて配向していた液晶分子３６が、配
向膜の規制力よりも強い電界の規制力によってγ方向と
は垂直なα方向に図１１（ａ）に示すように配向方向が
変換される。よって、線状電極１２、１３間に電圧が印
加されると、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように９０゜
ツイスト配向がなされる。この状態であると、下の基板
１１を透過し、α方向に偏光した偏光光線は、ツイスト
した液晶３６…によってその偏光方向が変換され、α方
向とは異なるβ方向の偏光板の設けられた上の基板１０
を透過できるようになり、液晶表示素子は明状態とな
る。

【０００８】ところで、前記構造の線状電極１２、１３
を備えた液晶表示装置の構造を実際のアクティブマトリ
ックス液晶駆動回路に適用した場合に想定される構造を
図１２と図１３に示す。図１２と図１３に示す構造は１
つの画素に対応する部分のみを示すもので、この例の構
造において、ガラス基板等の透明基板２０上に導電層か
らなるゲート電極２１と第１の線状電極２２、２２が離
間して平行に形成され、これらを覆ってゲート絶縁層２
４が形成され、ゲート電極２１上のゲート絶縁層２４上
に半導体膜２６をその一側と他側の両側から挟んでソー
ス電極２７とドレイン電極２８が設けられて薄膜トラン
ジスタＴが構成され、前記第１の線状電極２２、２２の
中間の上方のゲート絶縁膜２４上に導電層からなる第２
の線状電極２９が設けられている。

【０００９】また、図１２は電極の平面構造を示すが、
マトリックス状に組まれたゲート配線３０・・・と信号配
線３１・・・が透明基板２０上に形成されていて、ゲート
配線３０・・・と信号配線３１・・・とに囲まれた矩形状の各
領域が画素とされ、画素領域の隅部にゲート配線３０の
一部からなるゲート電極２１が形成され、ゲート電極２
１上のドレイン電極２８に容量電極部３３を介して信号
配線３１と平行に第２の線状電極２９が接続され、この
第２の線状電極２９の両側を挟むように第２の線状電極
２９と平行に第１の線状電極２２、２２が平面配置され
ている。

【００１０】前記第１の線状電極２２、２２はゲート配
線３０に近い側の端部においてゲート配線３０に平行に
画素領域内に設けられた接続配線３４により接続され、
他側の端部においてゲート配線３０と平行に設けられた
共通電極３５により接続されている。前記共通電極３５
は、多数の画素領域に渡ってゲート配線３０と平行に設
けられたもので、各画素領域毎に設けられている線状電
極２２、２２に共通の電位を与えるためのものである。
また、第２の線状電極２９の一端側は共通電極３５の上
方まで延出され、第２の線状電極２９の先端部には画素
領域内の共通電極３５上に位置する容量電極部３６'が
形成され、第２の線状電極２９の他端側の容量電極部３
３は接続配線３４上に位置されている。これらの容量電
極部３３、３６は、それらの下側に位置する接続配線３
４、共通電極３５との間に絶縁層２４を挟むことで容量
を構成し、液晶駆動時の薄膜トランジスタＴの作動を安
定化するためのものである。

【００１１】前記図１２と図１３に示す例の構造におい
ては、図１３の矢印ａに示す方向に電気力線を形成する
ように横電界を作用させることができるので、この横電
界に従って液晶分子３６を図１３に示すように配向でき
る。従って図１０と図１１を基に先に説明した場合と同
様に液晶を配向制御することで表示非表示の切り替えが
できる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところが、以上のよう
な構造を有する液晶表示装置にあっては、液晶を実際に
駆動するための回路設計を行って実用的な表示装置を想
定した場合に、視野角が広いという長所を有するもの
の、開口率が小さくなり易いという問題を有していた。
即ち、図１２と図１３に示す構造において、薄膜トラン
ジスタＴの駆動を安定化するためには、容量電極部３３
と接続配線３４とで絶縁層２４を挟み込んで構成する容
量と、容量電極部３６'と共通電極３５とで絶縁層２４
を挟み込んで形成する容量をある程度確保する必要があ
るために、図１２に示す形状ではなく、図１４に示すよ
うに、共通電極３３と接続配線３４と共通電極３５と容
量電極部３６'の幅をそれぞれ図１２に示す大きさより
も大きく形成する必要がある。このような構造を採用す
ると、画素領域に占める共通電極３３と接続配線３４と
共通電極３５と容量電極部３６'の面積が大きくなるた
めに、開口率が小さくなり易いという問題を生じるもの
であった。ここで前記開口率が小さいという問題は液晶
表示装置に備えられるバックライトの明るさを調節する
ことで補うことができる。しかしながらこの改善策は、
消費電力を犠牲にすることが前提になっているので、液
晶表示装置を低消費電力化できない問題がある。

【００１３】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、基板面に沿ったの横電界により液晶を駆動する構
成における高視野角特性を有したままで薄膜トランジス
タの安定駆動を実現しつつ開口率を大きくできる液晶表
示装置を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は前記課題を解決
するために、一対の基板間に液晶が配設され、前記一方
の基板上に複数の画素電極と該複数の画素電極のそれぞ
れと協働して前記液晶に前記基板面に沿った方向に電界
を印加するコモン電極とが複数の画素領域を形成するよ
う設け、前記画素電極と協働して容量を形成するよう前
記画素電極と間隙をあけて重ね合わされたコモン電極を
有するようにしたものである。また本発明は、前記複数
の画素領域のそれぞれの内方に前記画素電極を設け、該
画素電極と対峙させて前記画素領域のそれぞれを画成す
る前記コモン電極を設け、前記容量形成電極部を前記コ
モン電極の内方に設けたことを特徴とする。基板上に設
けたコモン電極と画素電極により基板面に沿った方向に
電界を印加できるので、電界の印加、無印加により液晶
の配向制御を行うことができ、これにより表示非表示を
切り替えることができる。そして、コモン電極に容量形
成電極部を設けたので、画素電極と協働して容量を形成
することができる。

【００１５】更に本発明は、前記画素電極および前記容
量形成電極部の重ね合わせ部分におけるそれぞれの電極
が帯状に形成されており、前記重ね合わせ部分における
画素電極の幅が前記容量形成電極部の幅よりも大きいこ
とを特徴とする。重ね合わせ部分における画素電極の幅
が容量形成電極部の幅よりも大きいことにより容量形成
電極部が画素電極に隠されるために、容量形成電極部を
設けたことによる開口率の低下は生じることが無く、容
量形成電極部を設けたことによる影響が液晶に及ばなく
なる。

【００１６】更に本発明は、前記一方の基板上に前記コ
モン電極を設け、該コモン電極の上方に前記画素電極を
設けたことを特徴とする。この構成により、画素電極を
液晶に接近させて設けることができ、液晶駆動に有効に
働く実効電圧を高くすることができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
例について説明する。図１と図２は本発明に係る液晶表
示装置の要部を示すもので、図２の図面上で上の基板４
０と下の基板４１が互いの間に所定の間隔（セルギャッ
プ）をあけて平行に対向配置され、基板４０、４１の間
に液晶層４２が設けられるとともに、基板４０、４１の
外面側に偏光板４３、４４が配置されている。これらの
基板４０、４１はガラス等の透明基板からなるが、実際
の構成においては基板４０、４１の周縁部を図示略の封
止材で取り囲み、基板４０、４１と封止材により囲まれ
た空間に液晶を収納して液晶層４２が形成されていて、
基板４０、４１と液晶層４２と偏光板４３、４４とを組
み合わせることによって液晶セル４５が構成されてい
る。

【００１８】この例の構造にあっては、透明基板４１上
にマトリックス状に複数のゲート配線５０と信号配線５
１が形成され、ゲート配線５０・・・と信号配線５１・・・と
によって囲まれた領域にコモン電極５３、５３と、画素
電極５４とが互いに平行に配置されている。より詳細に
は、基板４１上に複数のゲート配線５０が所定間隔をあ
けて相互に平行に配列形成されるとともに、基板４１上
においてゲート配線５０に沿ってゲート配線５０と同一
平面上にコモン配線５６が並設され、ゲート配線５０・・
・と信号配線５１・・・によって囲まれた各領域にコモン配
線５６から直角に２本の線状電極からなるコモン電極５
３、５３が延設され、これら２本のコモン電極５３、５
３の先端部が、隣接する他のゲート配線５０の近傍にお
いて接続配線５７により接続され、２本のコモン電極５
３、５３の中間部にコモン配線５６と接続配線５７に接
続された帯状の容量形成電極部５５が設けられている。
なお、液晶セル４５の全体においては液晶表示装置とし
て必要な数の多数のゲート配線５０と信号配線５１が配
置され、これらによって区画された領域の両側を区画す
るようにコモン電極５３、５３が設けられているが、図
１においては２つの隣接するゲート配線５０と信号配線
５１に対応する部分の平面構造のみを示している。従っ
て換言すると、基板４１上に複数の画素電極５４と複数
のコモン電極５３が複数の画素領域５９を画成するよう
に設けられていることになる。

【００１９】そして、これらを覆って基板４１上に絶縁
層５８が形成され、絶縁層５８上に前記各ゲート配線５
０と平面視直交してマトリックス状になるように各信号
配線５１が形成され、ゲート配線５０において信号配線
５１との交差部分の近傍部分がゲート電極６０とされ、
このゲート電極６０上の絶縁層５８上に、半導体膜６１
を一側と他側から挟んだ状態のソース電極６２とドレイ
ン電極６３が設けられて薄膜トランジスタ（スイッチン
グ素子）Ｔが構成されている。また、容量形成電極部５
５上の絶縁層５８上に画素電極５４が配置されていて、
画素電極５４と容量形成電極部５５とによって絶縁層５
８を挟むことで容量が構成されている。

【００２０】次に、前記ソース電極６２はソース配線５
１に接続されるとともに、ドレイン電極６３は前記接続
配線５７上の絶縁層５８上に位置するように設けられた
容量電極６４に接続され、この容量電極６４の中央部か
ら前記コモン電極５３に平行に画素電極５４が延設さ
れ、この画素電極５４の先端部側は、コモン配線５６上
の絶縁層５８上に形成された容量電極６５に接続され、
それらが図２に示すように被覆層６６により被覆されて
いる。また、この例においては、前記接続配線５７より
もコモン配線５６が細く形成され、画素電極５４はコモ
ン配線５６よりも細く形成され、コモン電極５３は画素
電極５４よりも若干細く形成され、容量形成電極部５５
は画素電極５４よりも若干細く形成されている。なお、
この例で用いるコモン電極５３、５４は、遮光性の金属
電極あるいは透明電極のいずれから形成されていても良
いが、後述するノーマリーブラックタイプの表示形態を
採用する場合は、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）など
からなる透明電極であることが好ましい。

【００２１】更にこの例の液晶表示装置においては、下
の基板４１の液晶層４２側と上の基板４０の液晶層４２
側にそれぞれ図示略の配向膜が設けられ、各配向膜に対
しては、コモン電極５３の長さ方向とほぼ平行な方向に
配向処理が施されている。即ち、前記の配向処理によっ
て、基板４０、４１間に存在する液晶層４２の液晶分子
は、電界が作用していない状態において、それらの長軸
をコモン電極５３の長さ方向に平行にした状態でホモジ
ニアス配列されるようになっている。

【００２２】また、この例の構造において上の偏光板４
３の偏光軸の方向は、コモン電極５３の長さ方向と平行
な方向（図１の矢印Ｅ方向）に向けられ、下の偏光板４
４の偏光軸方向はコモン電極５３の長さ方向に直角な方
向（図１の矢印Ｆ方向）に向けられている。なお、図２
に符号６７で示すものはブラックマトリクスであり、こ
のブラックマトリクス６７は、表示に寄与しない薄膜ト
ランジスタＴの部分とゲート配線５０の部分と信号配線
５１の部分等を覆い隠すものである。なおまた、図１、
図２に示す液晶表示装置の構造においては、カラー表示
の場合に必要なカラーフィルタを省略して記載したが、
カラー表示を行う構造とする場合に基板４０側にカラー
フィルタを配置し、対向する基板４１側の各画素領域５
９毎にカラーフィルタの赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）
の各色を配置する構成とするのは勿論である。

【００２３】本発明に係る前記の構造においては、スイ
ッチング素子である薄膜トランジスタＴの作動によって
所望の画素領域５９のコモン電極５３、５３と画素電極
５４間に電圧を印加するか否かを切り換えることで表示
非表示を切り替えて使用することができる。即ち、薄膜
トランジスタＴを作動させて所望の位置の画素領域５９
に設けられているコモン電極５３、５３と画素電極５４
との間に電圧を印加することで、図２の基板面方向（横
方向）に電界を印加することができ、これにより図１２
に示した場合と同様に液晶分子を上下の基板間で９０゜
ツイストした状態（明状態）とすることができる。ま
た、コモン電極５３、５３と画素電極５４との間に電圧
を印加しない状態とすることによって、液晶分子を図１
１に示した場合と同様に配向膜の配向処理方向（β方向
とγ方向）と同じ方向にホモジニアス配向させた状態
（暗状態）とすることができる。

【００２４】従って以上のように液晶分子の配向制御を
行うことができ、基板４１の下側に設けたバックライト
からの光線を導入することにより、このバックライトの
光線を液晶分子の配向制御状態により暗状態と明状態に
切り換えることができる。この例の表示形態は液晶分子
の配向制御を行わない状態において黒表示となり、液晶
分子の配向制御を行った状態において明状態となるため
に、ノーマリーブラックと称される表示形態となる。

【００２５】次に、容量電極６４、６５を設け、これら
に対して絶縁層５８を介して対峙するようにコモン配線
５６、接続配線５７を設けることでこれらの間に容量を
形成することができ、この容量で液晶表示装置に生じる
寄生容量の一部を打ち消すことができ、薄膜トランジス
タＴの安定動作を図ることができる。さらに、この例の
構造においては、画素電極５４の下方に絶縁層５８を介
して対峙するように容量形成電極部５５が設けられ、こ
れらの部分においても容量が構成されている。従って図
１に示す構造であれば、図１４に示す構造に比べて同じ
容量を確保する場合において、容量電極６５の幅を小さ
くできる。従って容量電極６５の幅を小さくした分だけ
画素領域５９の面積を増加させることができ、開口率を
図１４に示す構造よりも大きくすることができる。

【００２６】また、前記構造を採用して寄生容量を少な
くしておけば、前記オーバーラップ部分においてある程
度の容量を確保できるので、コモン電極５３と画素電極
５４の幅を狭くしても良くなり、コモン電極５３と画素
電極５４の幅を小さくした分だけ開口率を向上させるこ
とができる。従って、液晶の配向状態で暗状態と明状態
を切り換えることができ、視野角依存性が少ないととも
に、開口率の高い液晶表示装置を提供することができ
る。

【００２７】更に、コモン電極５３、５３と画素電極５
４と容量形成電極部５５と容量電極６４、６５を透明電
極膜から構成し、ノーマリーブラックタイプの表示形態
とすると、画素電極５４に電圧を印加した場合にコモン
電極５３、５４上の液晶分子が図９に示す場合と同様に
立ち上がる状態となるが、この部分もある程度バックラ
イトからの光線を通過させる明状態となるので、コモン
電極５３と画素電極５４の上方の部分も表示に寄与する
ことになり、これにより液晶表示素子としての開口率を
高くすることができる。更にまた、画素電極５４に電圧
を印加しない状態において表示は暗状態となるので、コ
モン電極５３と画素電極５４上の液晶の状態は特に暗状
態表示に悪影響を与えない。次に、本実施形態において
は、画素電極５４を画素領域５９の内部側に設けた方が
ゲート配線５０および信号配線５１の電界的な影響を受
けにくいので、画素電極５４を画素領域５９の中央部に
配置している。更に本実施形態は、基板４１上にコモン
電極５３、５３を設け、該コモン電極５３、５３の上方
に前記画素電極５４を設けたことを特徴とする。この構
成により、画素電極を液晶に接近させて設けることがで
き、液晶駆動時に有効に働く実効電圧を高くすることが
できる。

【００２８】図３は、本発明に係る液晶表示装置の他の
形態を示すもので、この形態においては、各コモン電極
５３上の絶縁層５８上に画素電極７０を設け、これらの
画素電極７０をドレイン電極６３に接続するとともに、
先の形態の容量形成電極部５５の代わりにコモン電極７
１を設け、コモン電極７１上の絶縁層５８上には電極を
設けない構造とした。その他の構造は先の形態の構造と
同じであり、同一部分には同一の符号を付して説明を省
略する。この例においては、画素電極７０、７０とコモ
ン電極７１間において電界を発生させて先の形態の構造
と同様に液晶の配向制御を行うことができる。また、こ
の例の構造においては、コモン電極５３が容量形成電極
部を兼用するので、画素電極７０との間に容量を構成す
ることができる。

【００２９】次に図４は、本発明に係る液晶表示装置の
別の形態を示すもので、この形態においては画素電極５
４'をコモン電極５３に対して斜めに配置し、画素電極
５４'の下に容量形成電極部５５'を画素電極５４'と平
行に配置した点に特徴がある。即ち、画素領域５９は画
素電極５４'によって略３角型の領域に２分割されてい
る。また、コモン電極５３、５３に対して画素電極５
４'が傾斜されていることにより、コモン電極５３、５
３と画素電極５４'とが接近する部分において狭間隔部
７２が形成されている。

【００３０】この形態の構造においては、コモン電極５
３、５３と画素電極５４'との間に狭間隔部７２が設け
られているので、この狭間隔部７２においてはコモン電
極５３と画素電極５４'とが発生させる電界が他の部分
よりも強くなり、液晶を高い電圧で強力に駆動できる結
果として液晶を高速で応答させることができる。従っ
て、線状電極数を増やすことなく、開口率を低下させる
ことなくコモン電極５３、５４'、５３が設けられた領
域の液晶を高速応答させることができる。また、前記の
構造を採用することで、中間調表示領域、換言すると、
印加電圧が小さい時において明るいほど応答速度を速く
することができる。このことは、中間調表示領域におけ
る表示において人間は暗いよりも明るいほど応答速度に
敏感であるので、前記構造を採用することで人間が認識
し易い中間調表示領域の明るい表示領域において応答速
度を早めることができることを意味する。また、フリッ
カ（ちらつき）を感じる人間の割合も中間調表示の場合
と同様な傾向になるので、前記構造を採用することで中
間調表示の際のフリッカーを目立たなくすることができ
る。

【００３１】

【実施例】

（実施例１）図１に示す構造の回路を有する薄膜トラン
ジスタ型液晶表示装置を製造した。透明なガラス基板を
２枚用い、これらの基板のうち一方の基板上に図１に示
すコモン電極を有する薄膜トランジスタ回路を形成し、
その上に配向膜を形成し、他方の基板上にも配向膜を形
成し、それぞれの配向膜にラビング処理により液晶配向
のための配向処理を施し、２枚の透明基板をギャップ形
成用のビーズを介して所定間隔で対向配置した状態で基
板間の間隙に液晶を注入し、封止材により接合し、基板
の外側に偏光板を配して液晶セルを組み立てた。前記の
構造においてそれぞれの配向膜には、コモン電極の長さ
方向と直交する方向にラビングロールを擦り付ける配向
処理を行った。

【００３２】この装置を製造するには、幅１０μｍ、Ｃ
ｒからなるゲート配線を１２９μｍ間隔で透明基板上に
多数本形成するとともに、ゲート配線のそれぞれに隣接
させて幅１６μｍ、Ｃｒからなるコモン配線を形成し
た。このコモン配線には、各画素領域の両隅部分に延出
するように幅６μｍのコモン電極をコモン配線と直角方
向に形成し、各画素領域の中央部のコモン配線に幅３μ
ｍのＣｒの容量形成電極部を形成した。

【００３３】次にこれらを覆うようにＳｉＮ_xからなる
絶縁層を被覆し、その上に幅４μｍのＣｒからなる画素
電極を各画素領域の両側のコモン電極の中央部にコモン
電極と平行に形成した。また、ゲート配線と信号配線の
交差する部分の近傍にａ-Ｓｉからなる半導体膜をゲー
ト電極とソース電極で挟んだ構造の薄膜トランジスタを
形成し、更にこれらを被覆層で覆い、更にポリイミド系
の配向膜を形成し、ラビングロールによる配向処理を行
ってトランジスタアレイ基板を形成した。

【００３４】一方、比較のために、図１４に示す構造の
回路を有する容量形成電極部を持たない薄膜トランジス
タ型液晶表示装置を製造した。以上のように形成した各
液晶表示装置に対して開口率を測定した結果、図１４に
示す構造では開口率３８％であったものが、図１に示す
構造では４０.１％となり、開口率が向上することが明
らかになった。

【００３５】（実施例２）先の実施例１の構造と基本構
造は同じであり、基板上に先に形成したコモン電極に対
して８.２゜の角度で傾斜するクロムからなる幅３μｍ
の画素電極をドレイン電極に接続させて絶縁層上に形成
した液晶表示装置を作製した。次に、比較のために、図
４に示す線状電極構造に変えて図１４に示すように線状
電極に対して平行に線状電極を配置した構造を有する液
晶セルを比較液晶セルとして作製したが、図１４に示す
構造よりも、図４に示す構造の方が開口率が向上した。

【００３６】次に、得られた各液晶表示装置に対し、光
透過率が最大となる時の印加電圧を１００％と仮定する
とともにこの時の透過率を１００％と設定し、９０％、
５０％、１０％、０％のそれぞれの透過率となる電圧を
それぞれＶ(90)、Ｖ(50)、Ｖ(10)、Ｖ(0)とした場合
に、Ｖ(0)←→Ｖ(10)（透過率０％と１０％の間の応答
速度を測定した結果、即ち、透過率０％と１０％になる
ような電圧を切り替えながら印加し、応答速度を測定し
たことを意味する。）と、Ｖ(0)←→Ｖ(50)（透過率０
％と５０％になるような電圧を切り替えながら印加し、
応答速度を測定した結果。）と、Ｖ(0)←→Ｖ(90)と、
Ｖ(0)←→Ｖ(100)のそれぞれの値を測定した結果を図５
に示す。なお、図５において縦軸は、立ち上がり時間
（τ_r）と立ち下がり時間（τ_d）の和を示している。

【００３７】図５に示す結果から明らかなように、表示
として暗い領域（Ｖ(0)←→Ｖ(10)）における応答速度
は比較例構造よりも遅くなるが、中間調領域（Ｖ(0)←
→Ｖ(50)）と明るい領域（Ｖ(0)←→Ｖ(90)、Ｖ(0)←→
Ｖ(100)）においては図４（Ｃ）に示す比較例構造より
も速くなっていることが明らかである。特に、中間調領
域（Ｖ(0)←→Ｖ(50)）においては比較例構造が９１ｍs
ecであるのに対し、７２ｍsecまで応答時間を短縮する
ことができた。また、全体的に明るいほど応答時間が短
くなる傾向にある。

【００３８】次に図６は、液晶表示装置の明るさとＣＦ
Ｆ（Critical Flicker Freqeqency：点滅している光を
人間が見てフリッカ（ちらつき）を感じる最大の周波
数、即ち、ＣＦＦ以上の周波数ではフリッカを感じなく
なる。）の関係を示す。図６を見ると、明るいほどＣＦ
Ｆが高くなっている。即ち、人間の目は明るい程より速
い輝度の時間的変化に追従できることがわかる。このこ
とから人間の目は、明るいほどより速い輝度の時間的変
化に敏感で暗いほど鈍感になると考えられる。

【００３９】以上の考察に基づいて再度図６に示す結果
を考察するに、この実施例の構造を有し、ノーマリーブ
ラックタイプの表示形態であるならば、応答速度は明る
いほど速くなる傾向を有し、人間光学的に見ても比較例
に比べ改善されていることが明らかである。即ち、平均
的な速度として速度としての効果は小さくとも、人間の
目にはより効果的な改善になっている。

【００４０】次に図１５は、本発明に係る液晶表示装置
の第４の実施形態を示すもので、図１に示す構造に対し
て接続配線５７を省略してコモン電極５３、３を個別に
設け容量電極６４を省略した構造を採用した例であり、
この構造においても先の第１の形態と同様な効果を得る
ことができる。また、図１６は１つの画素領域の両隅に
にコモン電極５３を２本設け、一方のコモン電極５３上
に画素電極５４を１本設けた構造であり、図１７は１つ
の画素領域の両隅にコモン電極５３、５３を設け、１つ
の画素領域の両隅と中央に合わせて３本の画素電極５４
を設けた例であり、これらの構造においても先の第１の
形態と同様な効果を得ることができる。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上に設けたコモン電極と画素電極により基板面に沿っ
た方向に電界を印加できるので、電界の印加、無印加に
より液晶の配向制御を行って明状態と暗状態を切り替え
ることができ、これにより表示非表示を切り替えること
ができる。そして、コモン電極に容量形成電極部を設け
たので、画素電極と協働して容量を形成することがで
き、スイッチング素子により横電界の印加、無印加を切
り替える際のスイッチング素子の作動を安定化できる。
また、本発明によれば、液晶は基板と平行なままホモジ
ニアス配向するか液晶を一対の基板間でねじれるように
配向させるので、液晶分子の長軸を常に基板と平行な方
向に向けたままで液晶分子の旋回により明状態と暗状態
を切り替えるので、液晶の長軸を立たせることはなくな
り、よって、高視野角特性を有する液晶表示装置を提供
できる。従って高視野角特性を有する上にスイッチング
素子の作動を安定化させた液晶表示装置を提供できる。

【００４２】次に本発明において、画素電極と容量形成
電極部の重ね合わせ部分における画素電極の幅を容量形
成電極部の幅よりも大くすることにより容量形成電極部
を画素電極で隠す構成であるために、容量形成電極部を
設けたことによる開口率の低下は生じることが無く、容
量形成電極部を設けたことによる影響を液晶に及ばなく
することができる。よって、開口率が高く、高視野角特
性を有する上にスイッチング素子の作動を安定化させた
液晶表示装置を提供できる。

【００４３】また、本発明において、一方の基板上に前
記コモン電極を設け、該コモン電極の上方に前記画素電
極を設ける構成により、画素電極を液晶に接近させて設
けることができ、液晶駆動に有効に働く実効電圧を高く
することができ、低電圧駆動を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は本発明に係る液晶表示装置の第１の形
態の電極配置構造を示す図。

【図２】 図２は同第１の例の断面構造を示す図。

【図３】 図３は本発明に係る液晶表示装置の第２の形
態の断面構造を示す図。

【図４】 図４は本発明に係る液晶表示装置の第３の形
態の電極配置構造を示す図。

【図５】 実施例と比較例の各液晶表示装置で得られた
印加電圧と応答速度の関係を示す平面図。

【図６】 光強度とフリッカの関係を示す図。

【図７】 図７は、ＴＮモードの液晶表示素子の一般的
な視野角依存性を示す図。

【図８】 先に特許出願した明細書に記載された線状電
極を備えた基板の平面図。

【図９】 線状電極に電圧を印加した場合の液晶分子の
配向状態を示す断面図。

【図１０】 図１０（ａ）は先に特許出願した明細書に
記載された暗状態の液晶配列を示す図、図１０（ｂ）は
図１０（ａ）の側面図。

【図１１】 図１１（ａ）は先に特許出願した明細書に
記載された明状態の液晶配列を示す図、図１１（ｂ）は
図１１（ａ）の側面図。

【図１２】 液晶表示素子の断面構造の一例を示す図。

【図１３】 図１２に示す構造の平面図。

【図１４】 図１３に示す構造の線状電極の配置例を示
す平面図。

【図１５】 本発明に係る液晶表示装置の第４の形態を
示す図。

【図１６】 本発明に係る液晶表示装置の第５の形態を
示す図。

【図１７】 本発明に係る液晶表示装置の第６の形態を
示す図。

【符号の説明】

４０、４１ 基板 ４２ 液晶層 ４３、４４ 偏光板 ４５ 液晶セル ５０ ゲート配線 ５１ 信号配線 ５３ コモン電極 ５４ 画素電極 ５５ 容量形成電極部 ５６ コモン配線 ５７ 接続配線 ５８ 絶縁層 ６４、６５ 容量電極

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶が配設され、前記一
   方の基板上に複数の画素電極と該複数の画素電極のそれ
   ぞれと協働して前記液晶に前記基板面に沿った方向に電
   界を印加するコモン電極とが複数の画素領域を形成する
   ように設けられ、前記画素電極と協働して容量を形成す
   るよう前記画素電極と間隙をあけて重ね合わされたコモ
   ン電極を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記複数の画素領域のそれぞれの内方に
   前記画素電極が設けられ、該画素電極と対峙させて前記
   画素領域のそれぞれを画成する前記コモン電極が設けら
   れ、前記容量形成電極部が前記コモン電極の内方に設け
   られた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】 前記画素電極および前記容量形成電極部
   の重ね合わせ部分におけるそれぞれの電極が帯状に形成
   されており、前記重ね合わせ部分における画素電極の幅
   が前記容量形成電極部の幅よりも大きいことを特徴とす
   る請求項１記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記一方の基板上に前記コモン電極が設
   けられ、該コモン電極の上方に前記画素電極が設けられ
   たことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。