JPH10260408A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 いわゆる配向分割型の液晶表示装置の改善に
関する。 【解決手段】 複数のゲートバスライン11Ａ，11Ｂと、
複数のドレインバスライン12と、画素電極14と、ＴＦＴ
と、環状の補助容量電極15とを主面に備えた第１の透明
基板16と、主面に共通電極19を備えた第２の透明基板17
とを有し、第１の透明基板16と第２の透明基板17とが対
向配置され、その間に液晶20が封入され、かつ画素領域
が複数の領域14Ａ，14Ｂに分割されてその各々の領域で
液晶の配向状態が異なる液晶表示装置において、環状の
補助容量電極15は、少なくとも複数の領域の境界部にお
いては、画素電極14の配置領域よりはみ出さないよう内
側に配置されてなること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、より詳しくは、視野角を拡大する為に配向状態の異
なる複数の配向膜を一画素領域内に設けた、いわゆる配
向分割型の液晶表示装置の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下で従来例に係る配向分割型の液晶表
示装置について図面を参照しながら説明する。この配向
分割型の液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic ）モ
ードの液晶表示装置であって、図４に示すように、複数
のゲートバスライン１とドレインバスライン２とが直交
配置され、その交点近傍の部分にＴＦＴ（Thin Film Tr
ansistor）３を介してＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜か
らなる画素電極４が接続され、これらのＴＦＴ３と画素
電極４とがマトリクス状に配置されてなる。

【０００３】各々の画素電極４は表示領域とほぼ一致す
るが、その領域は図４に示すように第１，第２の画素領
域４Ａ，４Ｂに分割されている。画素電極４がこの領域
で分割されているのではなく、この上に形成される不図
示の配向膜の配向状態をこれら第１，第２の画素領域４
Ａ，４Ｂごとに変えている。このようにして一画素内で
液晶分子の配向状態を意図的に変えることにより、視野
角を拡大することを目的とする構造をとっている（以下
でこの構造を配向分割型構造と称する）。

【０００４】この配向分割型の液晶表示装置の構造につ
いて、図５，図６を参照しながら以下で更に詳しく説明
する。図５は配向分割型液晶表示装置の一つの画素に注
目した上面図であり、図６（ａ）は図５のＡ−Ａ線断面
図、同図（ｂ）は図５のＢ−Ｂ線断面図である。この液
晶表示装置は、図６（ａ）や同図（ｂ）に示すように、
ガラス等からなる透明な下側基板６と上側基板７とが対
向配置され、その間に液晶が封入されることで構成され
る。下側基板６の上にはゲートバスライン１Ａ，１Ｂ、
ドレインバスライン２、後述するリングＣｓ５等が形成
され、絶縁膜８を介してＩＴＯ膜からなる画素電極４が
形成されている。また、上側基板７上にはやはりＩＴＯ
膜からなる共通電極９が形成されており、これらの共通
電極９，画素電極４間に電圧を印加することによってそ
の間に封入された液晶分子１０の方向を変えて駆動する
ものである。

【０００５】また、図には示していないが、液晶分子１
０に接する部分には液晶分子１０の配向状態（特にプレ
チルト角）を規定するための配向膜が設けられている。
図６（ａ）に示すように、下側基板６の側では第１の画
素領域４Ａのプレチルト角をαとし、第２の画素領域４
Ｂのプレチルト角をβとしている（α＞β）。逆に上側
基板７の側では、第１の画素領域４Ａのプレチルト角を
βとし、第２の画素領域４Ｂのプレチルト角をαとする
ことにより、上側基板側のプレチルト角と下側基板側の
プレチルト角とが互いに大−小という組み合わせになる
ようにしているので、図６（ａ）に示すように液晶分子
１０の配向状態が第１，第２の画素領域４Ａ，４Ｂでは
互いに逆になる。このようにすることによって液晶の配
向方向が一方向に偏るのを防ぎ、視野角を拡大すること
ができるのである。

【０００６】また、この液晶表示装置は、開口率を向上
させるために通常画素電極を横切るように形成されてい
る補助容量用の電極を環状にして、各画素の画素電極の
周縁に沿うように配置している（これを以下でリングＣ
ｓと称する）。このリングＣｓは、図５に示すように選
択された画素に接続されたゲートバスライン（図５では
これをｎ番目のゲートバスライン１Ａとしている）の次
段の画素に接続されたゲートバスライン（図５ではこれ
をｎ＋１番目のゲートバスライン１Ｂとしている）と接
続している。ｎ番目のゲートバスライン１Ａに接続され
た画素が選択された場合には、このｎ番目のゲートバス
ライン１Ａの電位はＴＦＴ３のＯＮ／ＯＦＦ動作をさせ
るため変動するが、ｎ＋１番目のゲートバスライン１Ｂ
の電位はこの間一定になっているので、この瞬間はｎ＋
１番目のゲートバスライン１Ｂに接続されたリングＣｓ
５も一定電位になっており、補助容量として機能しうる
のである。このように次段のゲートバスラインとリング
Ｃｓとが接続するように構成することにより、画素の開
口率を向上させることが可能になるというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような配向分割型の液晶表示装置を製造する際に、上側
基板側のプレチルト角と下側基板側のプレチルト角とが
互いに大−小という組み合わせになるようにする場合
は、上側基板と下側基板の貼り合せの際のずれを避ける
ことが非常に困難である。

【０００８】このような場合には、図７（ａ）に示すよ
うに、同一の画素領域において上側基板のプレチルト角
と下側基板のプレチルト角とが一致してしまい、プレチ
ルト角が大−大，小−小という組み合わせが生じる。例
えば図７（ａ）の第２の画素領域４Ｂにおいては、上側
基板と下側基板とで大きなプレチルト角αが互いに対向
している状態になる。

【０００９】このような場合では、ＴＮモードの液晶分
子が本来あるべきツイスト状態にあるのみならず、上下
から大きなプレチルト角αで液晶分子が圧力を受けるこ
とによってスプレイ状態も加わった状態になるので、通
常のツイスト状態の液晶分子に比してエネルギー状態が
高くなり、液晶分子の配向状態が不安定になる。ひどい
場合には液晶の旋回方向が通常と逆になってしまうとい
う不良（以下でこれを逆ツイストドメイン不良と称す
る）が生じる。

【００１０】この現象は印加電圧が高いほど発生しやす
い。従来構造では、図５や図６，図７等に示すように、
リングＣｓ５は画素電極４の形成領域から若干はみ出す
ように配置されている。補助容量として用いられる面積
を確保しつつ、なるべく画素電極５とオーバーラップす
る領域を減らして開口率向上を図る為である。

【００１１】リングＣｓはゲートバスラインに接続され
ているが、このゲートバスラインにはＴＦＴのＯＮ／Ｏ
ＦＦを制御するため液晶の印加電圧よりも高い電圧が印
加されている（液晶への印加電圧は２〜３Ｖ程度だが、
ゲートバスラインには±１２Ｖ程度の電圧が印加され
る）。

【００１２】このような場合、図７（ｂ）に示すよう
に、画素電極の形成領域からはみだしたリングＣｓと、
それに対向する共通電極との間に、高電界Ｅが生じるの
で、この付近の領域にある液晶分子はこの高電界Ｅの影
響を受け、本来の配向状態と異なるような状態になって
しまう場合がままある。この異常は画素の中央部の液晶
分子にも伝搬して行くので、画素全体の液晶分子の配向
がこれにより異状をきたしてしまう。

【００１３】特にこの異常は、液晶分子の配向状態が画
素内でも不安定な第１，第２の画素領域４Ａ，４Ｂの境
界領域（以下でこれを配向分割領域と称する）のリング
ＣＳ近傍の液晶分子において顕著であった。この不安定
が画素領域の中央まで波及し、ひいては逆ツイストドメ
イン不良が生じ、ディスクリネーションが生じることに
より、当該液晶表示装置の表示画面がざらついてしまう
という問題が生じていた。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
てなされたものであって、複数のゲートバスラインと、
前記ゲートバスラインと直交するように配置された複数
のドレインバスラインと、前記ゲートバスライン及び前
記ドレインバスラインで囲まれる領域である画素領域内
に配置された画素電極と、前記ゲートバスライン及び前
記ドレインバスラインとの交差する領域近傍に配置さ
れ、前記ゲートバスライン，前記ドレインバスライン及
び前記画素電極と接続する液晶駆動用の素子であるＴＦ
Ｔと、前記画素電極の配置領域の周縁に沿うように配置
され、前記画素電極よりも下層に形成され、前記ゲート
バスラインと接続する環状の補助容量電極とを主面に備
えた第１の透明基板と、主面に共通電極を備えた第２の
透明基板とを有し、前記第１の透明基板と前記第２の透
明基板とが対向配置され、その間に液晶が封入され、か
つ前記画素領域が複数の領域に分割されてその各々の領
域で前記液晶の配向状態が異なる液晶表示装置におい
て、前記環状の補助容量電極は、少なくとも前記複数の
領域の境界部においては、前記画素電極の配置領域より
はみ出さないよう内側に配置されてなることを特徴とす
る液晶表示装置により、上記課題を解決するものであ
る。

【００１５】引き続いて本発明の作用効果について以下
で説明する。本発明に係る液晶表示装置によれば、環状
の補助容量電極は、少なくとも複数の領域の境界部にお
いては、画素電極の配置領域よりはみ出さないよう内側
に配置されてなるため、ゲートバスラインに接続するた
め高電圧が印加される補助容量電極が画素電極によって
電気的にシールドされることになる。

【００１６】従って、図７（ｂ）に示すように従来生じ
ていた補助容量電極と対向する共通電極との間の高電界
Ｅが生じなくなるので、特に液晶分子の配向状態が不安
定な複数領域の境界部の付近にある液晶分子がこの高電
界Ｅの影響を受け、本来あるべき配向方向からずれると
いう異常の発生を抑止することができる。これにより、
従来装置で生じていたディスクリネーションや、これが
原因となっていた表示画像のざらつきを極力抑止するこ
とが可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下で、本発明の実施形態に係る
液晶表示装置について図面を参照しながら説明する。こ
の液晶表示装置は、ＴＮ（Twisted Nematic ）モードの
液晶表示装置であって、配向分割型構造をとっているも
のである。また、図１に示すようにリングＣｓを有する
ことで、開口率の改善を図っている点では従来と同様で
ある。

【００１８】本実施形態に係る液晶表示装置について図
１，図２を参照しながら以下で更に詳しく説明する。図
１は配向分割型液晶表示装置の一画素について説明する
上面図であり、図２（ａ）は図１のＸ−Ｘ線断面図、同
図（ｂ）は図１のＹ−Ｙ線断面図である。この液晶表示
装置は、図２（ａ）や同図（ｂ）に示すように、ガラス
等からなる第１の透明基板１６と第２の透明基板１７と
が対向配置され、その間に液晶が封入されることで構成
される。第１の透明基板１６の上にはゲートバスライン
１１Ａ，１１Ｂ、ドレインバスライン１２、リングＣｓ
１５等が形成され、絶縁膜１８を介してＩＴＯ膜からな
る画素電極１４が形成されている。また、第２の透明基
板１７上にはやはりＩＴＯ膜からなる共通電極１９が形
成されており、これらの共通電極１９，画素電極１４間
に電圧を印加することによってその間に封入された液晶
分子２０の方向を変えて駆動するものである。

【００１９】また、図には示していないが、液晶分子２
０に接する部分には液晶分子２０の配向状態（特にプレ
チルト角）を規定するための配向膜が設けられている。
図２（ａ）に示すように、第１の透明基板１６の側では
第１の画素領域１４Ａのプレチルト角をαとし、第２の
画素領域１４Ｂのプレチルト角をβとしている（α＞
β）。逆に第２の透明基板１７の側では、第１の画素領
域１４Ａのプレチルト角をβとし、第２の画素領域４Ｂ
のプレチルト角をαとすることにより、第１の透明基板
側のプレチルト角と第２の透明基板側のプレチルト角と
が互いに大−小という組み合わせになるようにすること
で視野角の拡大を図っている。

【００２０】また、この液晶表示装置は、開口率を向上
させるために通常画素電極を横切るように形成されてい
る補助容量用の電極を環状にして、各画素の画素電極の
周縁に沿うように配置している（これを以下でリングＣ
ｓと称する）。このリングＣｓ１５は、図１に示すよう
に選択された画素に接続されたｎ番目のゲートバスライ
ン１１Ａの次段の画素に接続されたｎ＋１番目のゲート
バスライン１１Ｂと接続している。なお、このリングＣ
ｓは補助容量電極の一例である。

【００２１】本実施形態の液晶表示装置は、図１に示す
ように、配向分割領域を含む全部の領域において上述の
リングＣｓ１５の形成領域が画素電極１４の形成領域内
に収まっており、従来のように画素電極の形成領域から
リングＣｓがはみ出さないように配置されている。この
ため、リングＣｓ１５が上層の画素電極１４によって完
全に電気的にシールドされることになるので、たとえゲ
ートバスラインにＴＦＴ駆動のための高電圧が印加され
ても、図７（ｂ）に示す従来のようにリングＣｓと共通
電極との間に生じていた高電界Ｅが生じなくなる。

【００２２】これにより、この付近にある液晶分子がこ
の高電界Ｅの影響を受け、本来あるべき配向方向からず
れるという異常の発生を抑止することができる。従っ
て、従来装置で生じていたディスクリネーションや、こ
れが原因となっていた画像のざらつきを抑止することが
可能になる。また、本実施形態では全部の領域で画素電
極を用いて完全にリングＣｓをシールドしているが、液
晶分子の異常が生ずるのはほとんどが配向分割領域の近
傍なので、図３に示すように配向分割領域の部分のリン
グＣｓだけが画素電極の形成領域からはみ出さないよう
にしてシールドしても、この領域における液晶分子の配
向状態の異状を抑止することができ、図１の装置とほぼ
同様の効果を奏する。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
環状の補助容量電極は、少なくとも複数の領域の境界部
においては、画素電極の配置領域よりはみ出さないよう
内側に配置されてなるため、液晶分子の配向状態が不安
定な複数領域の境界部の付近にある液晶分子が本来ある
べき配向方向からずれるという異常の発生を抑止するこ
とができる。

【００２４】これにより、従来装置で生じていたディス
クリネーションや、これが原因となっていた表示画像の
ざらつきを極力抑止することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を説明す
る上面図である。

【図２】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を説明す
る断面図である。

【図３】本発明の別の実施形態に係る液晶表示装置を説
明する上面図である。

【図４】配向分割型液晶表示装置の構成を説明する図で
ある。

【図５】従来例に係る液晶表示装置を説明する上面図で
ある。

【図６】従来例に係る液晶表示装置を説明する断面図で
ある。

【図７】従来例に係る液晶表示装置の問題点を説明する
断面図である。

【符号の説明】

１１Ａ ｎ番目のゲートバスライン １１Ｂ ｎ＋１番目のゲートバスライン １２ ドレインバスライン １３ ＴＦＴ １４ 画素電極 １４Ａ 第１の画素領域 １４Ｂ 第２の画素領域 １５ リングＣｓ（補助容量電極） １６ 第１の透明基板 １７ 第２の透明基板 １８ 絶縁膜 １９ 共通電極 ２０ 液晶分子

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のゲートバスラインと、前記ゲート
   バスラインと直交するように配置された複数のドレイン
   バスラインと、前記ゲートバスライン及び前記ドレイン
   バスラインで囲まれる領域である画素領域内に配置され
   た画素電極と、前記ゲートバスライン及び前記ドレイン
   バスラインとの交差する領域近傍に配置され、前記ゲー
   トバスライン，前記ドレインバスライン及び前記画素電
   極と接続する液晶駆動用の素子であるＴＦＴと、前記画
   素電極の配置領域の周縁に沿うように配置され、前記画
   素電極よりも下層に形成され、前記ゲートバスラインと
   接続する環状の補助容量電極とを主面に備えた第１の透
   明基板と、 主面に共通電極を備えた第２の透明基板とを有し、 前記第１の透明基板と前記第２の透明基板とが対向配置
   され、その間に液晶が封入され、かつ前記画素領域が複
   数の領域に分割されてその各々の領域で前記液晶の配向
   状態が異なる液晶表示装置において、 前記環状の補助容量電極は、少なくとも前記複数の領域
   の境界部においては、前記画素電極の配置領域よりはみ
   出さないよう内側に配置されてなることを特徴とする液
   晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記環状の補助容量電極は、その全部が
   前記画素電極の配置領域よりはみ出さないよう内側に配
   置されてなる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】 前記画素領域は、複数の領域に分割さ
   れ、該複数の領域ごとに配向状態が異なる配向膜が、前
   記液晶に接するように設けられてなることを特徴とする
   請求項１又は請求項２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記複数の領域ごとに配向状態が異なる
   配向膜は、該配向膜に接する液晶分子のプレチルト角
   が、前記複数の領域ごとに異なるように設けられてなる
   ことを特徴とする請求項１，請求項２又は請求項３記載
   の液晶表示装置。