JP2551343B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2551343B2 JP19009093A JP19009093A JP2551343B2 JP 2551343 B2 JP2551343 B2 JP 2551343B2 JP 19009093 A JP19009093 A JP 19009093A JP 19009093 A JP19009093 A JP 19009093A JP 2551343 B2 JP2551343 B2 JP 2551343B2
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節夫 金子
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、視野の角の広い液晶表
示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置はX、Y電極が付いた2枚
のガラス板の間に5um厚程度の液晶を挟み込み、上記
X−Y電極に印加する電圧によって液晶分子の動きを制
御することにより画像表示を行う方式である。
【0003】液晶を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
セッサのように走査線の本数が多くなると、表示させた
い画素(選択画素)と表示させない画素(非選択画素)
にかかる実効電圧の差が小さくなる。このため、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、高走査線(大容量)ディスプ
レイを実現する方式として薄膜トランジスタをもちいた
アクティブマトリクス駆動法が研究されている。しか
し、薄膜トランジスタを液晶表示装置に応用する場合、
歩留まり良くかつ低コストに薄膜トランジスタアレイを
形成する必要があるが難しい。そこで構造が簡単な薄膜
2端子素子を用いたアクティブマトリクス液晶表示装置
が研究開発されている。一方大画面の表示装置や車載用
表示装置等へ応用する場合には特にあらゆる視野から見
て、視角依存性の無い表示装置の出現が望まれている。
しかし、液晶表示装置の場合には図5に示されたいるよ
うな固有の視角依存性がある。特に上下方向の視角特性
が悪く、階調反転が起きずにコントラスト5:1以上が
確保できる視角が30度しかなく、液晶表示装置の応用
拡大を妨げている原因になっていた。従って、歩留まり
よく、低コストで視角依存性の少ない表示装置の出現が
望まれている。
【0004】視角依存性を改良する方法として、画素を
2から3分割し、それぞれの領域の液晶に異なる電圧を
印加する方法が提案された(例えば、T.Sunata
et al International Disp
lay ResearchConference p2
55 1991 あるいは特開平2−12号公報、特開
平3−122621号公報、特開平2−310534号
公報参照)。図6にその方法の表示装置の素子平面図を
示す。ガラス基板上に走査電極61と信号電極66をマ
トリクス状に設置し、その交点に薄膜トランジスタ62
が設置されている。第1の画素電極は薄膜トランジスタ
62を介して信号電極66に接続されている。この第1
の画素電極と容量接続された第2の画素電極を有し、そ
れぞれの画素電極に印加される電圧の大きさを変えるこ
とによりそれぞれの画素電極に対応する領域の液晶に印
加される電圧の大きさを変える。これにより第1の画素
電極上の領域の液晶では中間調表示の電圧が印加され、
第2の画素電極上の液晶ででは閾値電圧以下の低電圧が
印加されるように信号電圧と接続容量を設定することが
できる。この時、液晶素子の動作として、閾値電圧以下
の印下電圧を与えられた液晶素子の視角特性は比較的良
好なため、第1の画素電極と第2の画素電極上の領域の
液晶はそれぞれの領域の液晶に印加された電圧に対応し
た視角特性が得られ全体としてはそれぞれを重ね合わせ
た特性を示す。このため、結果として中間調表示でも視
角特性の比較的良好な表示素子が得られる。
【0005】一方、特開公平4−77721には画素を
複数に分割し、個別画素電極の少なくとも一つは薄膜ト
ランジスタとの間に非線形2端子素子を介している事が
述べられている。これは非線形2端子素子を接続する事
により非線形2端子素子が接続されていない画素に比べ
て電圧損失が大きくなり、結果として印加電圧が異なる
上記個別画素がえられ、視角特性が改善される。しか
し、TFTと薄膜2端子素子を同時に形成する必要があ
り、複数の薄膜トランジスタと薄膜2端子素子を必要と
し、配線数の増加、構造の複雑化が生じていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、薄膜2端子素
子を用いた視角特性のよい液晶表示装置はその前提とし
ての低コストで作る必要があるため、プロセスを増加さ
せないでこのような画素電極構造を形成しなければなら
ない。本発明は、かかるプロセスの増加をなくし薄膜2
端子素子を用いた液晶表示装置において簡単な構造の視
角特性の良い液晶表示装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、2枚の対向す
る基板と、この基板間に挟持された液晶層と、一方の基
板の内面に形成された電極アレイと、この基板に形成さ
れた画素電極と、この画素電極と前記電極アレイとを接
続する2端子素子と、他方の基板の内面に形成された電
極アレイとからなる液晶表示素子において、前記画素電
極が複数の画素電極からなり、各画素電極を接続する2
端子素子を備えたことを特徴とする液晶表示装置であ
る。
【0008】
【作用】本発明によれば、図1に実施例が示すように、
薄膜2端子素子と画素電極接続素子は基本的には同構成
でよい。これは非線形導電材料を薄膜2端子素子と画素
電極接続素子が共有する事を意味し、これによりプロセ
スの簡略化が行われる。この時、図2に示されるように
第1の画素電極と第2の画素電極は画素電極接続素子に
より接続されているが、それぞれの画素電極の電位差が
数V程度と少なくなくこの時の画素電極接続素子の動作
としては導電的な動作と容量的な動作があるが、比較的
容量的な動作が支配的になり第1の画素電極にくらべ第
2の画素電極は容量分割のため低電圧が印加される。こ
のため、中間調表示時でも視角特性の良い2値表示が含
まれ視角特性が改善できる。したがって、構造が簡単な
薄膜2端子素子を用いた視角特性のよい液晶表示装置が
実現できる。
【0009】
【実施例】次に本発明の実施例については図面を参照し
て説明する。図1は第1の発明の第1の実施例を示す液
晶表示装置の薄膜2端子素子アレイ基板の(a)平面図
と(b)A−A′断面図である。まず透明ガラス基板1
0上に例えばTaを1500Aの厚さでスパッタ成膜し
Y電極および画素電極接続素子用電極11を島状に形成
する。続いて非線形導電膜12を500A陽極酸化法に
より形成し、さらに対向電極13であるTa膜を100
0A形成し島状にパターン化して薄膜2端子素子18と
画素電極接続素子19を完成する。画素電極接続素子1
9の容量は第2の画素電極上の液晶容量とここではほぼ
同等に設計したが、この大きさはそれぞれの画素電極の
大きさ等に依存している。続いて透明電極である酸化イ
ンジウム錫を500Aスパッタ成膜して第1の画素電極
14と第2の画素電極15を同時に島上に形成する。こ
の時、第1の画素電極14と第2の画素電極15の面積
は液晶の表示モードにより異なる。ノーマリブラックモ
ードでは第1の画素電極14を第2の画素電極15に対
し同等から2倍程度大きく設定し、ノーマリホワイトモ
ードではほぼ同等から半分程度小さく設定した。この後
配向処理を行い、カラーフィルタ基板を張り合わせ、液
晶を注入、封止した後、硝子基板を切断、駆動回路、バ
ックライトを接続し液晶表示装置を完成させた。得られ
た液晶表示装置の視角特性を図3に示す。図5に示され
た従来の薄膜2端子素子で形成された構造の液晶表示装
置の視角特性に比べて中間調表示領域の視角特性が大幅
に改善されていることがわかる。この時の、金属電極は
Taの他にTaN,A1等の金属や合金、積層膜が知ら
れいるがいずれの場合でも本発明は有効である。薄膜2
端子素子にはここでは陽極酸化で形成した素子を用いい
たが、CVD法で形成した素子やブリッジ構造素子等を
用いても本発明は有効である。また、第3の画素電極を
形成し、これを更に第2の画素電極と新たな第2の画素
電極接続素子と接続した構造でも本発明は有効である。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように,本発明において
は、図6で示される従来の視角特性を改善した液晶表示
装置で使用されている薄膜トランジスタアレイ構造に比
べ、構造が簡単な薄膜2端子素子を用いている。また画
素を接続する素子も薄膜2端子素子と同時に形成する事
も可能なため、図4で示された薄膜2端子素子を用いた
液晶表示素子と同等のプロセスで形成でき、構造が簡単
になる。また、図3で示した視角特性も図5の従来の薄
膜2端子素子による液晶表示装置では上下方向で階調反
転が起こらずにコントラスト5:1を維持できている範
囲が30度であるのに比べ、本発明生は上下方向の視角
で55度まで改善された視角特性も得られている。この
ため低コストで視角特性の良い液晶表示装置が提供され
る構造が提供され、本発明の効果は顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の1実施例を示す液晶表示装置の薄
膜2端子素子アレイの平面図と断面図を示す。
【図2】本発明の液晶表示素子の等価回路図を示す。
【図3】本発明の液晶表示装置の8階調表示時における
上下方向の視角特性を示す。
【図4】従来薄膜2端子素子の液晶表示装置の薄膜2端
子素子アレイの平面図と断面図を示す。
【図5】従来の液晶表示装置の8階調表示時における上
下方向の視角特性を示す図である。
【図6】視角特性を改善した液晶表示装置の薄膜トラン
ジスタアレイの平面図を示す。
【符号の説明】
10、40、60 ガラス基板 11、41 Y電極 12、42 非線形導電材料 13、43 対向電極 14、44、64 第1の画素電極 15、65 第2の画素電極 16、46 X電極 17、47 液晶 18、48 薄膜2端子素子 19 画素電極接続素子 61 走査電極 66 信号電極

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2枚の対向する基板と、この基板間に挟
    持された液晶層と、一方の基板の内面に形成された電極
    アレイと、この基板に形成された画素電極とこの画素電
    極と前記電極アレイと接続する2端子素子と、他方の基
    板の内面に形成された電極アレイとからなる液晶表示素
    子において、前記画素電極が複数の画素電極からなり,
    各画素電極を接続する2端子素子を備えたことを特徴と
    する液晶表示装置。
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JPH0743747A JPH0743747A (ja) 1995-02-14
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