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JPH10142635A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

Info

Publication number
JPH10142635A
JPH10142635A JP8305387A JP30538796A JPH10142635A JP H10142635 A JPH10142635 A JP H10142635A JP 8305387 A JP8305387 A JP 8305387A JP 30538796 A JP30538796 A JP 30538796A JP H10142635 A JPH10142635 A JP H10142635A
Authority
JP
Japan
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electrode
liquid crystal
linear
display device
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8305387A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Hebiguchi
広行 蛇口
Yasuhiko Kasama
泰彦 笠間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FURONTETSUKU KK
Frontec Inc
Original Assignee
FURONTETSUKU KK
Frontec Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by FURONTETSUKU KK, Frontec Inc filed Critical FURONTETSUKU KK
Priority to JP8305387A priority Critical patent/JPH10142635A/ja
Priority to KR1019970059113A priority patent/KR19980042256A/ko
Priority to US08/971,084 priority patent/US6137557A/en
Publication of JPH10142635A publication Critical patent/JPH10142635A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
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    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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    • G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、消費電力を増大させることなく応
答速度を高速化できるとともに、中間調表示の際の応答
速度が向上するととともに、広視野角特性を有する液晶
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、一対の透明基板間に液晶層４
２が配設され、前記一方の基板４１上の液晶層側に対に
なる複数の線状電極５３、５４が互いに間隔をあけて対
向配置され、前記線状電極の近傍に前記対になる複数の
線状電極間に電圧を印加して液晶に横電界を印加するた
めのスイッチング素子Ｔが設けられ、前記対になる複数
の線状電極のうち一方がコモン電極に他方が画素電極と
されるとともに、前記コモン電極と画素電極の少なくと
も一方の少なくとも一部が他方の電極に対して非平行に
形成されてコモン電極と画素電極の間に狭間隔部６６が
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、各種の画像等を表
示する液晶表示装置に関するもので、応答速度が速く、
透過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。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。
【０００３】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。
【０００４】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。
【０００５】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。
【０００６】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。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】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に示す構造において、ガラス基板等の透明基板２０
上に金属電極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
ゲート絶縁膜２４が形成され、ゲート電極２１上のゲー
ト絶縁膜２４上に半導体膜２６を左右両側から挟むよう
にソース電極２７とドレイン電極２８が設けられ、前記
第１の線状電極２２、２２の間の上方のゲート絶縁膜２
４上に金属電極からなる第２の線状電極２９が設けられ
る。また、図１２に示す構造の平面構造を図１３に示す
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とに囲まれた各領域の隅部
にゲート配線３０から引き出してゲート電極２１が形成
され、前記のドレイン電極２８に基線部３３を介して第
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前記第１の線状電極２２、２２が平
面配置され、第１の線状電極２２、２２がそれぞれ基線
部３４で接続されるとともに、基線部３３と基線部３４
は図１２に示すゲート絶縁膜２４を介して上下に重ねら
れ、この部分で容量を確保できるように構成されてい
る。
【０００８】前記例の構造においては、図１２と図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
が作用するので、この横電界に従って液晶分子３６…は
図１２に示すように配向される。ところが、この例の液
晶表示装置の構造にあっては、視野角が極めて広いとい
う長所を有するものの、開口率が小さいとともに応答速
度が小さいという問題を有していた。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い、応答速度が小さ
いという問題は液晶の応答速度が電界強度に依存し、電
界が強いほど早いという性質を利用し、印加電圧を大き
くすることで対応することができる。しかしながら、こ
れらの改善策は、いずれも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。
【０００９】また、この他の対策として電界強度を大き
くして応答速度を改善するために、線状電極２２、２
９、２２の電極間距離を小さくする方法があるが、これ
では電極の数が増え、電極の幅が配線加工技術のレベル
に制約されて一定値以下にはできないために、開口率が
減少してしまう。従ってこの方法によっても開口率の低
下を補うためにバックライトをより明るくする必要が生
じて低消費電力化できない問題がある。さらに、人間工
学的に考察すると、人の目は、液晶表示において中間調
および明表示の場合に応答速度が遅いことを認識し易い
傾向があるので、中間調および明表示の場合の液晶の高
速応答が望まれている。
【００１０】本発明は前記事情に鑑みてなされたもので
あり、消費電力を増大させることなく応答速度を高速化
できるとともに、中間調および明表示の際の応答速度が
向上するととともに、広視野角特性を有する液晶表示装
置を提供することを目的とする。
【００１１】
【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層が配設され、前記一
方の基板上の液晶層側に対になる複数の線状電極が互い
に間隔をあけて対向配置され、前記線状電極の近傍に前
記対になる複数の線状電極間に電圧を印加して液晶に横
電界を印加するためのスイッチング素子が設けられ、前
記対になる複数の線状電極のうち一方がコモン電極に他
方が画素電極とされるとともに、前記コモン電極と画素
電極の少なくとも一方の少なくとも一部が他方の電極に
対して非平行に形成されてコモン電極と画素電極の間に
狭間隔部が形成されてなることを特徴とする。コモン電
極と画素電極の少なくとも一方の少なくとも一部が他の
電極と非平行に形成されることでコモン電極と画素電極
間に狭間隔部が形成され、この狭間隔部においては対に
なる電極が接近しているので液晶を駆動するための電界
が強くなり、この狭間隔部において他の領域よりも早く
液晶が配向を始め応答速度が向上するとともに、特に応
答速度上問題となりやすい中間調および明表示、即ち、
印加電圧が中程度から大きい時の応答速度が向上する。
更に、横電界により液晶の表示非表示を切り替える方式
であるので、視野角が広い特徴を有する。
【００１２】また、前記の構成において、前記一方の基
板上の液晶層側にマトリックス状にゲート配線と信号配
線が形成され、ゲート配線と信号配線に囲まれた領域の
それぞれにコモン電極と画素電極が配置され、ゲート配
線と信号配線に囲まれた領域のそれぞれにスイッチング
素子が設けられ、ゲート配線と信号配線に囲まれた各領
域が画素とされてなる構成でも良い。ゲート配線と信号
配線がマトリックス状に形成されて、これらに囲まれた
領域が画素とされて各画素毎にコモン電極と画素電極が
設けられていると、液晶表示装置として文字や絵等の図
形表示が可能になり、視野角が広く、応答速度の高いも
のが得られる。
【００１３】狭間隔部を形成するための線状電極の配置
形態は種々の形態が考えられ、コモン電極と画素電極が
それぞれ直線状に形成され、それらの一方が他方に対し
て傾斜されてなる構造でも良い。また、コモン電極と画
素電極の一方が直線状に形成され、他方が非直線状に形
成されるとともに、非直線状に形成された電極が、直線
状の電極に平行に対向する部分と、前記直線状の電極に
対して傾斜する部分とを具備して構成されてなることを
特徴とする構造でも良い。更に、コモン電極と画素電極
の一方が直線状に形成され、他方が非直線状に形成され
るとともに、非直線状に形成された電極が、２カ所以上
で折曲されてなることを特徴とする構造でも良い。これ
らのいずれの構造によっても狭間隔部が形成されるの
で、狭間隔部での液晶の応答速度を高めることができ、
これにより液晶全体の応答速度を高めることができる。
【００１４】本発明は、一対の基板の外部側にそれぞれ
偏光板が配置され、一対の偏光板の偏光方向の組み合わ
せが、コモン電極と画素電極間に対する電圧印加時に液
晶の配向制御を行った状態で明表示となり、コモン電極
と画素電極間に対する電圧の無印加時に液晶の配向制御
がなされない状態で暗表示とされる表示形態とされてな
る構造でも良い。本発明の構造では、明るいほど応答速
度は速くなるので、前記のような表示形態であるなら
ば、電圧印加による明表示の際に、人間の目に視覚され
易い明るい表示状態において高速応答化できているの
で、従来構造よりも応答性の不足による弊害が生じ難
い。また、本発明の構造で暗い表示においては液晶の応
答速度が遅くなる場合も生じ得るが、液晶の配向制御を
行わない状態において暗表示であるならば、人間の目に
感じ難く、表示品質が低下するおそれは少ない。
【００１５】
【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。
【００１６】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
て囲まれた領域に線状電極（コモン電極）５３、５３
と、線状電極（画素電極）５４とが配置されている。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５
０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５３、５３が延設さ
れ、これら２本の線状電極５３、５３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部５７によ
り連結され、コモン配線５６と線状電極５３、５３と接
続部５７により囲まれた領域が画素５８とされている。
また、この例において前記接続部５７は前記コモン配線
５６とほぼ同じ幅に形成されるが、線状電極５３は接続
部５７よりも細く形成され、線状電極５４は線状電極５
３よりも若干細く形成されている。
【００１７】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信号配
線５１が形成され、ゲート配線５０において信号配線５
１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
左右両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。
【００１８】前記ソース電極６２はソース配線５１に接
続されるとともに、ドレイン電極６３は前記接続部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
部６３に接続され、この容量電極部６３から前記線状電
極５３に対して斜め方向に向かう線状電極５４が延設さ
れ、この線状電極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部６５に接続され
ていて、線状電極５４によって画素５８は略３角型の領
域に２分割されている。また、線状電極５３、５３に対
して線状電極５４が傾斜されていることにより、線状電
極５３、５３と線状電極５４とが接近する部分において
狭間隔部６６が形成されている。前記容量電極部６３
は、その下側に設けられている接続部５７とほぼ同じ大
きさに形成されるとともに、容量電極部６５は容量電極
部６３とほぼ同じ大きさに形成されている。なお、この
例で用いる線状電極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。
【００１９】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、線状電極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
を線状電極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。
【００２０】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、線状電極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４４
の偏光軸方向は線状電極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スクであり、このブラ
ックマスク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
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５８毎に赤（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。
【００２１】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
線状電極５３、５４、５３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を作動させて線状
電極５３、５４、５３間に電圧を印加することで、図２
の横方向に電界を印加することができ、これにより図１
１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、線状電極５３、５４、５３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１０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。
【００２２】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。そ
してこの例の構造においては、線状電極（コモン電極）
５３、５３と線状電極（画素電極）５４との間に狭間隔
部６６が設けられているので、この狭間隔部６６におい
ては線状電極５３と線状電極５４、５４とが発生させる
電界が強くなり、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
ことなく線状電極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、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、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から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。
【００２３】更に、線状電極５３、５４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、線状電極５３、５４に電圧を印加した場合に線状電
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、線状電極
５３、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、線状電極５３、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、線状電極
５３、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。
【００２４】また、容量電極部６３、６５を設け、線状
電極５４の一部と、これに絶縁層５８を介して対峙する
他の極側の線状電極５３の一部のコモン配線５６と接続
部５７をオーバーラップさせて設けることで、両者間に
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、フリッ
カ、焼き付きの原因となる印加電圧の非対称性が小さく
なり、表示品位が向上する。
【００２５】図３（Ａ）は本発明に係る線状電極の第２
の態様を示すもので、図３（Ａ）に示す構造は、直線状
の２本の線状電極７０、７０の間に、三角波型の線状電
極７４を設けた例であり、この例の線状電極７４は、線
状電極７０よりも短い３本の直線状の電極線７１、７
２、７３を三角波形に接続して構成されている。また、
電極線７１は容量電極部６５の中央部に接続され、電極
線７３は容量電極部６３の中央部に接続されていて、電
極線７１、７２の境界部とそれに隣接する一方の線状電
極７０との間の部分に狭間隔部７５が形成され、電極線
７２、７３の境界部とそれに隣接する他方の線状電極７
０との間の部分に狭間隔部７５が形成されている。
【００２６】図３（Ｂ）に示す構造は、直線状の２本の
線状電極７０、７０の間に、線状電極７９を設けた例で
あり、この例の線状電極７９は、線状電極７０よりも短
い３本の直線状の電極線７６、７７、７８を接続して構
成されている。この例においては、電極線７６を一方の
線状電極７０に近い部分に平行に配置し、電極線７８を
他方の線状電極７０に近い部分に平行に配置し、電極線
７６の端部と電極線７８の端部をそれらに対して傾斜す
る電極線７７で接続して線状電極７９が形成され、電極
線７６と一方の線状電極７０との間に狭間隔部８０が、
電極線７８と他方の線状電極７０との間に狭間隔部８０
がそれぞれ設けられている。
【００２７】図３（Ｃ）に示す構造は、直線状の２本の
線状電極７０、７０の間に、波形あるいはサインカーブ
型の線状電極８１を設けた例である。この例において
は、線状電極８１の一部を一方の線状電極７０に接近さ
せた部分に狭間隔部８２が、電極線８１の一部を他方の
線状電極７０に接近させた部分に狭間隔部８２がそれぞ
れ設けられている。図３（Ｄ）に示す構造は、直線状の
２本の線状電極７０、７０の間に、線状電極８５を設け
た例であり、この例の線状電極８５は、線状電極７０よ
りも短い２本の直線状の電極線８６、８７と、これらを
接続した電極線８８を接続して構成されている。この例
においては、電極線８６を一方の線状電極７０に近い部
分に平行に配置し、電極線８７を他方の線状電極７０に
近い部分に平行に配置し、電極線８６の端部と電極線８
８の端部をそれらに対して湾曲して傾斜する電極線８８
で接続して線状電極８５が形成され、電極線８６と一方
の線状電極７０との間に狭間隔部８９が、電極線８７と
他方の線状電極７０との間に狭間隔部８９がそれぞれ設
けられた例である。
【００２８】図４（Ａ）に示す構造は、直線状の２本の
線状電極７０、７０間の中央部に、線状電極７０よりも
若干短く線状電極７０と平行な直線状の電極線９０を設
け、この電極線９０の両端側に短い直線状の電極線９
１、９２を設け、電極線９１を一方の線状電極７０側に
傾斜させて容量電極部６５に接続し、電極線９２を他方
の線状電極７０側に傾斜させて容量電極部６３に接続し
てなる。この例においては、傾斜した電極線９１と一方
の線状電極７０との間に狭間隔部９３が、傾斜した電極
線９２と他方の線状電極７０との間に狭間隔部９３がそ
れぞれ設けられている。図４（Ｂ）に示す装置は、直線
状の２本の線状電極７０、７０間の中央部に、線状電極
７０よりも若干短く線状電極７０と平行な直線状の電極
線９５を設け、この電極線９５の両端側に短い円弧状の
電極線９６、９７を設け、電極線９６を一方の線状電極
７０側に傾斜させて容量電極部６５に接続し、電極線９
７を他方の線状電極７０側に傾斜させて容量電極部６３
に接続してなる。この例においては、電極線９６と一方
の線状電極７０との間に狭間隔部９８が、電極線９７と
他方の線状電極７０との間に狭間隔部９８がそれぞれ設
けられている。
【００２９】図３（Ａ）〜（Ｄ）あるいは図４（Ａ）〜
（Ｂ）に示すいずれの構造においても狭間隔部７５、８
０、８２、８９、９３、９８が設けられているので、図
１に示す構造と同じように高速応答性が得られる。
【００３０】以上説明した例においては、一方の線状電
極（コモン電極）を直線状に２本形成し、他の線状電極
（画素電極）を種々の形状に構成した場合について説明
したが、本発明において、線状電極（コモン電極）を非
直線状に形成し、線状電極（画素電極）を直線状に形成
して狭間隔部を形成するか、両方を非直線状に形成する
ことにより目的を達成する構造を採用することもできる
のは勿論である。
【００３１】
【実施例】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に示す線状電極を有する薄膜
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、線状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】基板間のギャップを４５μｍ、液晶はネマ
チック液晶を用い、図１に示すゲート配線と信号配線線
状電極の回路において、基板上にクロムからなる幅１０
μｍのゲート配線を１２９μｍ間隔で形成し、更に、ク
ロムからなる幅１６μｍの共通配線を形成し、共通配線
に直角な線状電極の幅を６μｍとした。これらの上にＳ
ｉＮxからなる絶縁層を形成し、更にその上にａ-Ｓｉか
らなる半導体層をクロムからなるソース電極とクロムか
らなるドレイン電極で挟んだ構成の薄膜トランジスタを
形成した。また、基板上に先に形成した線状電極に対し
て８.２゜の角度で傾斜するクロムからなる幅３μｍの
線状電極をドレイン電極に接続させて絶縁層上に形成
し、更にソース電極に接続させてクロムからなる幅３μ
ｍのソース配線を形成した。これらの上にポリイミドの
配向膜を形成し、配向処理を行った。また、他方の基板
の一面にポリイミドの配向膜を形成し、配向処理を行っ
た。これらの基板は、液晶セルとして組み立てられた際
に各基板の配向膜の配向処理方向が平行になるように組
み付けるとともに、各基板の外側に設けられる偏光板の
偏光軸を９０゜交差するように組み付けた。次に、比較
のために、図１に示す線状電極構造に変えて図４（Ｃ）
に示すように線状電極７０に対して平行に線状電極５
４’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。なお、図４（Ｃ）に示す構造を有する比
較液晶セルにおいて線状電極５４’以外の部分の構成は
先に説明した構造の液晶セルと同等とした。
【００３３】得られた各液晶セルに対し、光透過率が最
大となる時の印加電圧をＶ(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％、１
０％、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(10
0)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（τr）と立ち下
がり時間（τd）の和を示している。
【００３４】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。
【００３５】次に図６は、液晶表示装置の明るさとＣＦ
Ｆ（Critical Flicker Frequency：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ＣＦＦ
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。
【００３６】以上の考察に基づいて再度図５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。しかしながら、
表示形態をノーマリーホワイトとすると、図５に示した
明暗の傾向が逆になるために比較例に比べて平均的な速
度が改善されても人間の目には効果が少なくなる。
【００３７】なお、先に説明した例においては、１画素
あたり２つの領域が存在するように画素電極を設けた
が、１画素あたり１〜３あるいはそれ以上の数の領域に
分割しても良いのは勿論である。また、先に記載した例
にあっては、線状電極５４を変形させて設け、線状電極
５３、５３を直線状としたが、これらのいずれか一方を
非直線状として、他のものは直線状に、両方を非直線状
として構成しても良いのは勿論であり、要は、対になる
線状電極間に狭間隔部ができるように線状電極を配置す
れば良い。
【００３８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、一
側の基板に、対になる線状電極となるコモン電極と画素
電極を設け、コモン電極と画素電極の少なくとも一方の
少なくとも一部を他の電極と非平行に形成することでコ
モン電極と画素電極間に狭間隔部を形成することがで
き、この狭間隔部においては対になる電極が他の部分よ
りも接近しているので液晶を駆動するための電位を高く
することができ、この狭間隔部において他の領域よりも
液晶の応答速度を向上させることができる。特に応答速
度上問題となりやすい中間調表示、即ち、印加電圧が小
さい時の応答速度を向上させることができる。更に、本
発明においては、線状電極の数を増加させることなく表
示を高速応答化できるので、開口率を低下させることな
く高速応答化が可能になる。また、一側の基板に、対に
なる線状電極となるコモン電極と画素電極を設け、液晶
に横電界を印加して液晶の配向制御を行ない、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。
【００３９】更に、ゲート配線と信号配線がマトリック
ス状に形成されて、これらに囲まれた領域が画素とされ
て各画素毎にコモン電極と画素電極が設けられている
と、液晶表示装置として文字や絵等の図形表示が可能に
なり、視野角が広く、応答速度の高いものが得られる。
前記の高速応答性を実現するためには、コモン電極と画
素電極間に狭間隔部を設ける必要があるので、一方の線
状電極であるコモン電極と他方の線状電極である画素電
極の少なくとも一方を２カ所以上で折り曲げた構造、一
方の線状電極であるコモン電極と他方の線状電極である
画素電極の少なくとも一方を直線部と曲線部から構成し
た構造のいずれでも本願発明の構造を実現可能である。
【００４０】次に、本願発明において、一対の偏光板の
偏光方向の組み合わせが、コモン電極と画素電極間に対
する電圧印加時に液晶の配向制御を行った状態で白表示
となり、コモン電極と画素電極間に対する電圧の無印加
時に液晶の配向制御がなされない状態で黒表示とされる
表示形態とすることにより、明るいほど高速応答化でき
るので、明るくなるほど応答速度に敏感な人間の視覚に
対応させて高速応答化ができ、動きの自然な液晶表示装
置を提供できる。
【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の例
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（Ａ）は本発明に係る液晶表示装置の第
２の例の電極配置構造を示す図、図３（Ｂ）は本発明に
係る液晶表示装置の第３の例の電極配置構造を示す図、
図３（Ｃ）は本発明に係る液晶表示装置の第４の例の電
極配置構造を示す図、図３（Ｄ）は本発明に係る液晶表
示装置の第５の例の電極配置構造を示す図。
【図４】 図４（Ａ）は本発明に係る液晶表示装置の第
６の例の電極配置構造を示す図、図４（Ｂ）は本発明に
係る液晶表示装置の第７の例の電極配置構造を示す図、
図４（Ｃ）は比較例の液晶表示装置の一例の電極配置構
造を示す図。
【図５】 実施例と比較例の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１１（ｂ）は
図１１（ａ）の側面図。
【図１１】 図１２（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１２（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１３に示す構造の線状電極の配置例を示
す平面図。
【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 線状電極（コモン電極） ５４ 線状電極（画素電極） ５６ コモン配線 ５７ 接続部 ６１ 半導体層 ６２ ソース電極 ６３ ドレイン電極 ６５ 容量電極部 ６６ 狭間隔部 ７０ 線状電極（コモン電極） ７４、７９、８１ 線状電極（画素電極） ８５、９０、９５ 線状電極（画素電極）

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 一対の基板間に液晶層が配設され、前記
    一方の基板上の液晶層側に対になる複数の線状電極が互
    いに間隔をあけて対向配置され、前記線状電極の近傍に
    前記対になる複数の線状電極間に電圧を印加して液晶に
    横電界を印加するためのスイッチング素子が設けられ、
    前記対になる複数の線状電極のうち一方がコモン電極に
    他方が画素電極とされるとともに、前記コモン電極と画
    素電極の少なくとも一方の少なくとも一部が他方の電極
    に対して非平行に形成されてコモン電極と画素電極の間
    に狭間隔部が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】 前記一方の基板上の液晶層側にマトリッ
    クス状にゲート配線と信号配線が形成され、前記ゲート
    配線と前記信号配線に囲まれた領域のそれぞれに前記コ
    モン電極と画素電極が配置され、前記ゲート配線と前記
    信号配線に囲まれた領域のそれぞれに前記スイッチング
    素子が設けられ、前記ゲート配線と前記信号配線に囲ま
    れた各領域が画素とされてなることを特徴とする請求項
    １に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項３】 コモン電極と画素電極がそれぞれ直線状
    に形成され、コモン電極と画素電極のうち、少なくとも
    １つが他方に対して傾斜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】 コモン電極と画素電極の一方が直線状に
    形成され、他方が非直線状に形成されるとともに、非直
    線状に形成された電極が、前記直線状の電極に平行に対
    向する部分と、前記直線状の電極に対して傾斜する部分
    とを具備して構成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。
  5. 【請求項５】 コモン電極と画素電極の一方が直線状に
    形成され、他方が非直線状に形成されるとともに、非直
    線状に形成された電極が、２カ所以上で折曲されてなる
    ことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
  6. 【請求項６】 一対の基板の外部側にそれぞれ偏光板が
    配置され、これら一対の偏光板の偏光方向の組み合わせ
    が、前記コモン電極と画素電極間に対する電圧印加時に
    明表示となり、前記コモン電極と画素電極間に対する電
    圧の無印加時に暗表示とされる表示形態とされてなるこ
    とを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
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