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JPH10133209A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JPH10133209A
JPH10133209A JP8285655A JP28565596A JPH10133209A JP H10133209 A JPH10133209 A JP H10133209A JP 8285655 A JP8285655 A JP 8285655A JP 28565596 A JP28565596 A JP 28565596A JP H10133209 A JPH10133209 A JP H10133209A
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liquid crystal
pixel electrode
substrate
display device
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Motonari Sai
基成 蔡
Genkou Shin
鉉浩 申
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FURONTETSUKU KK
Frontec Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、電気力線のパターンを揃え、液晶
の視野角を拡げることができ、製造時に必要なマスク枚
数を少なくして製造工程を簡略化し、歩留まり向上効果
を得ることができる液晶表示装置の提供を目的とする。 【解決手段】 本発明は、一対の基板２０、２１間に液
晶２２が配設され、一方の基板の液晶側の表面上に共通
電極３８が形成され、他方の基板の液晶側の表面上に多
数の画素領域を規定し前記共通電極と同じ電位が印加さ
れるサランディング電極２８が該基板上に形成されると
ともに、前記各画素領域を２分割する中間電極２９が同
一基板上に形成され、更に絶縁層３５を介して前記画素
領域に応じた前記中間電極と同じ電位が印加される画素
電極２７が形成され、該画素電極２７には前記中間電極
２９の幅に対応して該画素電極２７を２分割するギャッ
プ３１が前記中間電極の配設方向に形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜トランジスタ
型液晶表示装置あるいは単純マトリックス型液晶表示装
置などのように画素電極が形成されている液晶表示装置
に関わり、更に詳しくは、液晶駆動に有利になるように
画素電極から電気力線を発生できるとともに、成膜時の
マスクの使用枚数を少なくすることができる技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図６は、一般的な液晶表示装置構造の一
例を示すもので、この例の液晶表示装置Ａは、対向する
一対の基板１、２間に液晶３が封入され、基板１、２の
外側に偏光板４、５が配置されて構成されている。そし
て、前記液晶表示装置Ａが薄膜トランジスタ方式のもの
においては、一方の基板１においてマトリックス状にソ
ース配線とゲート配線が設けられ、ソース配線とゲート
配線の交差する領域にスイッチ素子としての薄膜トラン
ジスタと画素電極とが設けられるとともに、他方の基板
２に共通電極が設けられ、各領域の画素電極とそれに対
向する共通電極との間に電位差を与えて両電極間の液晶
に所望の電界を印加することで液晶の配向制御ができる
ように構成されている。また、液晶表示装置Ａが単純マ
トリックス方式のものにあっては、一方の基板１と他方
の基板２にマトリックス状になるように短冊電極を設
け、上下の電極の交差した部分の間の領域の液晶に電界
を印加することにより液晶の配向制御を行うように構成
されている。
【０００３】ところで、前記の液晶表示装置Ａにあって
は、基板間に存在する液晶に効率良く電界を印加するた
めに、液晶を挟む一方の基板１の画素電極と他方の基板
２の共通電極との間に発生する電気力線のパターンを揃
えることが重要となる。そこで従来、図７に示すよう
に、一方の基板６上に画素電極７を設け、他方の基板８
に対向電極９を設けた構造において、対向電極９をスリ
ット１０を介して２分割した構造とし、スリット１０を
画素電極７の中央部に対向させて設けるとともに、画素
電極７の周辺部分の絶縁膜１１内に周辺電極１２を埋設
した構造とされ、対向電極９と周辺電極１２が接地され
た構造の液晶表示装置Ｂが提案されている。
【０００４】図７に示す構造の液晶表示装置Ｂにあって
は、画素電極７の中央部分から出された電気力線のパタ
ーンが、対向電極９、９間のスリット１０に向かって揃
った状態で生成されるとともに、画素電極周縁部の電気
力線のパターンが湾曲して図７に示すように下向きに向
かうので、画素電極中央部における電気力線のパターン
が揃い、画素電極周縁部分の電気力線のパターンが歪
み、それらの電気力線に沿って液晶の配向方向が変化
し、液晶表示装置の視野角が拡がる利点を有するもの
の、以下に説明する欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図７に示す構造にあっ
ては、スリット１０の位置を画素電極７の中央部に対向
させ、対向電極９の端部の位置を画素電極７の周縁部の
位置と合わせる必要があるが、現在の基板位置合わせ技
術において基板６と基板８の位置合わせ交差を小さくす
ることは難しく、スリット１０の位置が画素電極７の中
央部から外れ、対向電極９の周縁部の位置が画素電極７
の周縁部から外れることがあると、前述の目的を達成す
ることができずに、逆に電気力線のパターンを崩してし
まうおそれがあった。次に、スリット１０を有しない全
面電極を対向電極として用いる従来の一般構造の液晶表
示装置に比べると、対向電極９をパターニングしなくて
はならず、対向電極９をフォトリソグラフィ技術で作成
する場合に、マスクを１枚余計に必要とするので、製造
工程が複雑になり、歩留まりを向上させることができな
い問題があった。
【０００６】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、画素電極を２分割するギャップの両側でそれぞれ電
気力線のパターンを揃えることでギャップの両側でそれ
ぞれ液晶の配向方向を揃え、液晶表示装置としての視野
角を拡げるとともに、液晶駆動のために電極が発生させ
る電気力線のパターンを揃えることができるようにして
電界による液晶駆動時の駆動力を向上させるとともに、
製造時に必要なマスク枚数を少なくして製造工程を簡略
化し、歩留まり向上効果を得ることができる液晶表示装
置の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に係る液晶表示装
置は、一対の基板間に液晶が配設され、一方の基板の液
晶側の表面上に共通電極が形成され、他方の基板の液晶
側の表面上に多数の画素領域を規定し前記共通電極と同
じ電位が印加されるサランディング電極が該基板上に形
成されるとともに、前記各画素領域を２分割する中間電
極が同一基板上に形成され、更に絶縁層を介して前記画
素領域に応じた前記中間電極と同じ電位が印加される画
素電極が形成され、該画素電極には前記中間電極の幅に
対応して該画素電極を２分割するギャップが前記中間電
極の配設方向に形成されてなることを特徴とする。画素
電極と等電位を示す中間電極の存在により、画素電極の
ギャップ周辺側において共通電極側に向かう電気力線の
パターンが揃えられ、電気力線が液晶を駆動する際の駆
動力が向上する。また、画素電極を２分割するギャップ
の両側でそれぞれ電気力線のパターンを揃えることでギ
ャップの両側でそれぞれ液晶の配向方向を揃えることが
でき、液晶表示装置としての視野角を左右または上下に
均等に拡げることが可能になる。画素電極周辺部の電気
力線をサランディング電極側に引き込んで歪めることに
より、それらの電気力線に沿って液晶の配向方向が変化
し、液晶表示装置の視野角が拡がる。
【０００８】前記の構成において、前記ギャップが、矩
形状の画素電極の対角線に沿って設けられてなるもので
も良い。ギャップが画素電極の対角線に沿って形成され
ることで、画素電極は２つの三角型の領域に分割され、
視野角を左右または上下に均等に拡げることが可能とな
るとともに、配向膜の配向処理の方向と容易に整合させ
ることができる。前記の構成において、前記画素電極と
中間電極に映像信号が印加され、前記共通電極とサラン
ディング電極が接地されて零電位とされてなる構成とす
ることもできる。この構成により、画素電極と中間電極
が等電位とされる。更に、前記中間電極が短冊状に形成
され、中間電極の長手方向が基板上に形成される配向膜
の配向処理方向と同じ方向に揃えられてなる構成でも良
い。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下に本発明に係る各実施の形態
を詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係る液晶表
示装置を薄膜トランジスタ型の液晶表示装置に適用した
一形態を示すもので、この例の液晶表示装置Ｃは、対向
する一対の透明の基板２０、２１間に液晶層２２が配設
されるとともに、基板２０、２１の外部側にそれぞれ偏
光板２３、２４が配設されて構成されている。そして、
一方の基板２０上には図２（Ａ）に示すようにマトリッ
クス状にソース配線２５とゲート配線２６が形成され、
ソース配線２５とゲート配線２６で囲まれた矩形状の領
域にそれぞれ画素電極２７が設けられている。前記画素
電極２７・・・が形成される基板２１の上には、まず、図
３（Ａ）あるいは図４に示すようにサランディング電極
２８が形成され、このサランディング電極２８の内側に
おいて、ソース配線２５とゲート配線２６で囲まれた矩
形状の各領域にそれぞれ画素電極２７とほぼ同じ輪郭形
状で画素電極２７よりも若干小さい形状の透孔部２８Ａ
が形成され、透孔部２８Ａの内部側に透孔部２８Ａの対
角線位置に配された短冊状の中間電極２９がサランディ
ング電極２８と離間して設けられている。なお、ソース
配線２５とゲート配線２６に囲まれた領域にそれぞれ画
素電極２７が設けられるので、ソース配線２５とゲート
配線２６に囲まれた領域にはそれぞれサランディング電
極２８に囲まれた透孔部２８Ａと中間電極２９が設けら
れていている。
【００１０】そして、これらのサランディング電極２８
と中間電極２９とを覆って図１に示すように絶縁層３０
が形成され、この絶縁層３０上に画素電極２７が設けら
れている。この画素電極２７は、図３（Ｂ）に示すよう
に略長方形状に形成され、画素電極２７は、絶縁層３０
上において、前記サランディング電極２８の上に重なる
ように、かつ、その周縁部をサランディング電極２８の
透孔部２８Ａの周縁部よりも若干外側に位置させる（図
２（Ａ）参照）ように配置されている。
【００１１】また、画素電極２７の対角線位置には、そ
の下方に位置する中間電極２９よりも若干幅狭のスリッ
ト状のギャップ３１が形成され、このギャップ３１によ
り画素電極２７は略三角形の２つの領域に略２分割され
ている。また、画素電極２７の隅部であって、ギャップ
３１の一端側には、絶縁層３０を貫通するコンタクトホ
ールを介して中間電極２９に接続する導通部３２が形成
され、中間電極２９と画素電極２７が電気的に接続され
て同じ電位が印加できるようになっている。ここで、ギ
ャップ３１の幅よりも中間電極２９の幅の方が大きくな
っているのは、成膜によりこの例の構造を製造する場合
のマスク合わせマージンを取るためである。
【００１２】次に、画素電極２７の側端部側には、図２
（Ａ）に示すようにゲート配線２６から引き出して形成
したゲート電極３２と、ソース配線２５から引き出して
設けたソース電極３３と画素電極２７の側端部から引き
出して設けたドレイン電極３４を具備するスイッチング
素子としての薄膜トランジスタＴが設けられている。ま
た、前記画素電極２７と薄膜トランジスタＴと前記絶縁
層３０を覆って絶縁膜３５が形成され、絶縁膜３５上に
更に配向膜３６が形成され、この配向膜３６上に液晶２
２が配設されている。
【００１３】次に、基板２０、２１の外部側に設けられ
る偏光板２３、２４は、薄膜トランジスタ型液晶表示装
置に一般的に用いられるＴＮ（ツイステッドネマチッ
ク）型液晶の偏光角に合わせるためのもので、ＴＮ型液
晶の９０゜ねじれのものが用いられる場合は、上下の偏
光板２３、２４の偏光角が互いに９０゜で交わるような
交差関係とされる。また、９０゜ねじれのＴＮ型液晶を
用いる場合は、基板２０、２１に形成される配向膜３
６、３９の配向方向も９０゜で交差するような交差関係
にラビング処理等により配向処理がなされる。その場合
の配向方向は、図２（Ｂ）に示すＥ方向とＦ方向とさ
れ、その配向方向のうちの一方と、前記中間電極２９の
長さ方向とが一致されるか、ほとんど同じ角度とされる
ことが好ましい。
【００１４】一方、他方の基板２０の液晶２２側には、
全面電極からなる共通電極３８とこの共通電極３８を覆
う配向膜３９が形成されている。なお、図１に示す構造
においては、カラー対応の構造の場合に基板２０側に設
けられるカラーフィルタは省略してあるが、カラーフィ
ルタを設けた構造としても良いのは勿論である。
【００１５】前記構造の液晶表示装置Ｃにあっては、通
常の薄膜トランジスタ型の液晶表示装置と同様に、ソー
ス配線２５・・・とゲート配線２６・・・に必要な駆動信号を
入力して所望の位置の画素電極２７に電位を与え、共通
電極３８との間に生じる電位差による電界により液晶分
子の配向制御を行って表示非表示の切換を行なう。ここ
で、前記の形態の構造においては、例えば、図１に示す
ように共通電極３８とサランディング電極２８を接地し
て零電位とするとともに、画素電極２８と中間電極２９
には規定の駆動用の映像信号電圧Ｖ1を印加する。この
ように電圧印加することにより、図１に示すように画素
電極２７の周縁部で発生する電気力線はサランディング
電極２８側に引かれて下向きに湾曲するように向いて密
集し、画素電極２７のギャップ３１に沿う縁部側で発生
する電気力線は中間電極２９が発生させる電界に反発し
て上向きに密集して発生する。この結果、ギャップ３１
の上方領域を除く領域と、画素電極周縁部上方領域を除
く領域の画素電極２７から共通電極３８側に向かって生
じる電気力線のパターンを揃えることができ、その結果
として液晶の駆動効率を向上できる。
【００１６】次に、図１に示す構造であると、前述の如
く電気力線のパターンを揃えることができる上に、基板
２０側に共通電極３８を全面形成すれば良いので、図７
に示す従来構造では必要であった、スリット１０が不要
となる。このことは、基板２０上に成膜処理により電極
を形成する場合に、フォトリソグラフィ工程によりパタ
ーン形成する必要が無くなるので、製造時の必要マスク
枚数を削減できる効果がある。なお、図１に示す構造に
おいては、図７に示す構造に比べ、サランディング電極
２８と中間電極２９を基板２１上に作成しなくてはなら
ないが、これらを作成するには、基板２１上の全面に導
電膜を作成し、これをパターニングする工程で一括して
形成できるので、製造工程を増やすことなくサランディ
ング電極２８と中間電極２９を形成することができる。
【００１７】また、図７に示す従来構造においては、ス
リット１０の位置と画素電極７の位置を合わせるために
は、上下の基板６、８の位置合わせ精度を厳格に行わな
くてはならない問題があったが、本発明に係る図１に示
す構造を採用すると、基板２０側には全面の共通電極３
８が設けられるので、上下基板２０、２１の位置合わせ
には図７に示す従来の構造ほど精度を要求されない。従
って、基板２０、２１の位置合わせ作業は従来構造より
も容易になる。更に、図１に示す構造において、サラン
ディング電極２８と中間電極２９に対する画素電極２７
の位置合わせは、成膜時のアライメント精度をそのまま
適用できるので、上下基板の位置合わせ精度よりも遥か
に細かい精度でこれらの位置合わせができる。従って、
図７に示す構造で得られる電気力線のパターンを揃える
効果と同等以上の効果を図１に示す構造で得ることがで
きるとともに、図１に示す構造においては、製造時の基
板２０、２１の位置合わせが容易になり、しかも、成膜
時に必要なマスク枚数を削減でき、製造工程を複雑にす
ることもない効果がある。
【００１８】次に、図５は、図１に示す電極構造を採用
した場合に液晶に印加される電気力線のシュミレーショ
ン結果を示す。図５は、配向膜による液晶のプレチルト
角２゜の場合の結果を示す。図５に示す構造において、
サランディング電極２８の幅を６μｍ、中間電極２９の
幅を７μｍ、画素電極のギャップ３１の幅を５μｍ、絶
縁層３０の厚さを０.３μｍ、上下基板間の間隔、セル
ギャップを４.４μｍ、画素電極２７と中間電極２９に
印加する電圧を５Ｖ、サランディング電極２８と共通電
極３８の電位を０Ｖとした。図５の曲線は等電位線を示
すが、これらの等電位線に直角な方向に電気力線が向か
うことになる。図５に示す結果からわかるように、本発
明に係る構造を採用することで、画素電極周縁部の電気
力線のパターンを歪ませることができ、その電気力線に
沿って液晶の配向方向を変化させ、液晶表示装置として
の視野角を拡げることができることがわかる。また、ギ
ャップが画素電極の対角線に沿って形成されることで、
画素電極は２つの三角型の領域に分割され、視野角を左
右または上下に均等に拡げることが可能となることもわ
かる。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、基
板上の各画素電極をギャップにより２分割し、基板上に
各画素電極のギャップに対向する中間電極を絶縁層を介
して設け、中間電極周囲を画素電極で覆い、画素電極と
中間電極を等電位とするとともにサランディング電極を
接地したので、ギャップ下方において画素電極と等電位
を示す中間電極の存在により、ギャップで２分割された
画素電極の両側のそれぞれの領域において共通電極側に
向かう電気力線のパターンを揃えることができ、液晶を
駆動する際の電気力線による駆動力を向上できるととも
に、ギャップの両側の領域でそれぞれ液晶の配向方向を
揃えることができ、液晶表示装置としての視野角を拡げ
ることが可能になる。
【００２０】また、前記構成において、画素電極周縁部
の基板側に画素電極周縁部に対向するサランディング電
極を前記中間電極と離間して形成し、サランディング電
極を接地したので、画素電極周辺部の電気力線をサラン
ディング電極側に引き込んで歪めることにより、それら
の電気力線に沿って液晶の配向方向を変化させることが
でき、液晶表示装置の視野角を拡げることができる効果
を奏する。
【００２１】前記の構成において、前記ギャップを矩形
状の画素電極の対角線に沿って設けたので、画素電極を
２つの三角型の領域に分割でき、視野角を左右または上
下に均等に拡げることが可能となるとともに、配向膜の
配向処理方向と容易に整合させることができる効果があ
る。
【００２２】更に前記の構成において、画素電極と中間
電極に映像信号電位が印加され、前記共通電極とサラン
ディング電極が接地されて零電位とされてなる構成とす
ることで前記電気力線を揃える効果を確実に得ることが
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一例を示す断面
図。
【図２】 図２（Ａ）は図１に示す液晶表示装置の要部
を示す平面略図、図２（Ｂ）は配向膜の配向方向を示す
図。
【図３】 図３（Ａ）は図１に示す構造に設けられるサ
ランディング電極の一部および中間電極を示す平面図、
図３（Ｂ）は同構造に設けられる画素電極の平面図。
【図４】 サランディング電極と中間電極の平面略図で
ある。
【図５】 図１に示す構造で得られる電気力線のシュミ
レーション結果の一例を示す図。
【図６】 従来の液晶表示装置の一例を示す分解斜視
図。
【図７】 従来の液晶表示装置の電極構造の一例を示す
断面図。
【符号の説明】
Ｃ 液晶表示装置 ２０、２１ 基板 ２２ 液晶 ２３、２４ 偏光板 ２５ ソース配線 ２６ ゲート配線 ２７ 画素電極 ２８ サランディング電極 ２９ 中間電極 ３０、３５ 絶縁層 ３１ ギャップ ３２ 導通部 ３６、３９ 配向膜 ３８ 共通電極

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、一方の
    基板の液晶側の表面上に共通電極が形成され、他方の基
    板の液晶側の表面上に多数の画素領域を規定し前記共通
    電極と同じ電位が印加されるサランディング電極が該基
    板上に形成されるとともに、前記各画素領域を２分割す
    る中間電極が同一基板上に形成され、更に絶縁層を介し
    て前記画素領域に応じた前記中間電極と同じ電位が印加
    される画素電極が形成され、該画素電極には前記中間電
    極の幅に対応して該画素電極を２分割するギャップが前
    記中間電極の配設方向に形成されてなることを特徴とす
    る液晶表示装置。
  2. 【請求項２】 前記ギャップが、矩形状の画素電極の対
    角線に沿って設けら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】 前記画素電極と中間電極に映像信号が印
    加され、前記共通電極とサランディング電極が接地され
    て零電位と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。
  4. 【請求項４】 前記中間電極が短冊状に形成され、前記
    中間電極の長手方向が基板上に形成される配向膜の配向
    処理方向と同じ方向に揃えら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。
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