JP2735099B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
し、特に、階調反転が生じにくく、広い視野角を得られ
る液晶表示装置に関する。
ることにより電界を印加する方式の一つとして、各電極
層にそれぞれ定常的に一定電圧信号を供給するスタティ
ック駆動方式がある。スタティック駆動方式は、装置が
大容量の表示の場合に、信号線層数が膨大な数となって
しまう。そこで、大容量の情報表示の際には、時分割し
て信号電圧を供給するマルチプレックス駆動方式が採用
される。
層に与えた電荷が次フレームにまで保持するアクティブ
マトリクス方式が表示品位が高い方式として知られてい
る。さらに、アクティブマトリクス方式について、これ
を液晶に印加する電界の方向で分類すると、液晶を挟む
ガラス基板に電界を垂直に印加する方式と平行に印加す
る方式とがある。ガラス基板に平行に電界を印加する方
式(以後、IPS方式と記す)は、例えば、特公昭63
−21907号公報にて開示されおり、広い視野角が得
られるために大型モニター用途に適している。本発明
は、IPS方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置
を対象とする。
を説明する。
一例の主に各画素の電極層構造を示す図である。図8は
平面図、図9は図8中の切断線C−C′による断面図、
図10は図9中の薄膜トランジスタ(以後、一部を除い
てTFTと記す)側基板部のみの平面図である。
置において、TFT側ガラス基板111上には、共通電
極層105が形成され、映像信号線層102および画素
電極層103は絶縁膜106を介し形成される。これ
ら、電極層上は保護絶縁膜108で被覆され、その上に
は液晶層107を配向させるのに必要であるTFT側配
向膜109が塗布されラビング処理される。このように
して、TFT側基板部201が構成される。一方、対向
側ガラス基板112上には遮光用の不透明金属膜10
1′がマトリクス状に設けられ、その上に液晶層107
を配向させるのに必要である対向側配向膜110が塗布
されラビング処理される。ラビング方向はTFT側基板
部201に施した方向と同方向である。このようにし、
対向側基板部202が作成される。TFT側基板部20
1と対向側基板部202の間には、液晶層107が封入
される。最後に、TFT側ガラス基板111の電極層パ
ターンを形成しない面には偏光板がラビング方向に透過
軸が一致するよう貼りつけられ、対向側ガラス基板11
2の不透明金属膜101′が存在しない側には対向側偏
光板114が、透過軸がTFT側偏光板113の透過軸
方向と直交するように貼りつけられる。以上により、液
晶表示装置が完成する。
FF信号により、半導体層116を含む薄膜トランジス
タ117がスイッチングし、薄膜トランジスタ117が
ONであるときは、映像信号線層102から電荷が画素
電極層103に流れ込む。薄膜トランジスタ117をO
FFした後には、電荷を保持し、ある一定の電位を保
つ。共通電極層105には、常時一定の直流電圧が印加
されており、画素電リタデーションを変化させる。この
液晶層107のリタデーション変化と偏光板の光学特性
により、画素電極層103と共通電極層105との間の
ごとく横電界が適切に印加できない部位は、所望の透過
率を得ることができないが、この部分は図9に示すよう
に対向側基板部202で不透明金属膜101′をマトリ
クス状に形成することにより光漏れがないようにしてい
る。
象について、以下に一例を用いて説明する。
の高い中間調に、白い窓表示をした場合には、中間調表
示部内で輝度むらが生じる。図11中のa、b、c点
は、輝度の高い順にa>b>cとなる。この現象は、次
のように説明される。白窓を表示するn+x番目の映像
信号線層の電位は図12(a)のようになっており、中
間調を表示するn番目の映像信号線層は図12(b)の
ようになっている。単位画素についてTFT側基板部2
01と対向側基板部202との容量結合図を図13に示
す。また、図8中の切断線D−D″による断面図(要部
のみを示す)を図15に示す。映像信号線層102とマ
トリクス状に形成された不透明金属膜101′との容量
結合CD-BMにより、不透明金属膜101′の電位は映像
信号線層102の電位変動により変調を受ける。これに
より、液晶層107に作用する横電界は乱される。ま
た、不透明金属膜101′の変動は、画素電極層103
の容量結合Cpi-BM により、不透明金属膜101′の変
動は画素電極層103を変調させる。これにより、画素
電極層電位が適切に印加できず、所望の輝度が得られな
くなる。以上の現象を簡単にまとめると、図16のよう
になる。
では、対向側基板部202の不透明電極層101′がマ
トリクス状に形成されているため、不透明金属電位の変
調は、変調点を中心に同心円状に波及する。図11中の
点a、b、cでの不透明金属電位を図14(a)〜
(c)に示す。これによる横電界の乱れが輝度むらの原
因となる。この問題を解決する方法として、対向側基板
部202に設置する遮光膜として不透明金属膜ではな
く、非導電性の樹脂膜で形成する方式が特開平7−23
0074号公報にて開示されている。しかし、樹脂の場
合に、十分な遮光をなすためには、金属膜の10倍程度
の膜厚が必要であり、この程度の膜厚になると、形成箇
所と他の箇所との段差による液晶のディスクリネーショ
ン(転傾)が発生しやすくなり、残像が生じるという問
題点がある。
電圧の変位により不透明金属膜が変調を受け、その変調
が同心円状に波及することよって表示画面のある一部の
パターンが他部に影響することを抑制した液晶表示装置
を提供することである。
ガラス基板と、該第1のガラス基板上に配された画素電
極層、薄膜トランジスタ、および信号線層とを含む薄膜
トランジスタ側基板部と、前記第1のガラス基板に対向
して配された第2のガラス基板と、該第2のガラス基板
上にマトリクス状に配された遮光用の不透明金属膜とを
含む対向側基板部と、前記薄膜トランジスタ側基板部の
前記対向側基板部を臨む板面に配された薄膜トランジス
タ側配向膜と、前記対向側基板部の前記薄膜トランジス
タ側基板部を臨む板面に配された対向側配向膜と、両配
向膜間にて保持された液晶層と、両基板部の外側板面に
配された偏光手段とを有するアクティブマトリクス型の
液晶表示装置において、マトリクス状の前記不透明金属
膜は、その各一枠が電気的に独立した複数の短冊部が集
合してなるものであることを特徴とする液晶表示装置が
得られる。
間下に、その間隔以上の寸法の前記信号線層を配したこ
とを特徴とする前記液晶表示装置が得られる。
部間に、非導電性の不透明樹脂膜を配したことを特徴と
する前記液晶表示装置が得られる。
間は、前記画素電極と前記信号線層との間の上に位置す
ることを特徴とする前記液晶表示装置が得られる。
れている不透明金属膜(遮光パターン)を、少くとも画
素毎に電気的に切り離し、ある画素の映像信号線層の電
位の変動がその映像信号線層に対向する不透明金属膜と
の容量結合により他画素に影響を与えることを抑制す
る。
実施の形態による液晶表示装置を説明する。
形態1による液晶表示装置の要部を示す図である。尚、
本実施の形態において、従来例と同一部または同様部に
ついては、図示および詳細な説明を省略する。ただし、
以下の説明において、必要に応じて、従来例の図面のい
ずれかを参照する。
と同様に、第1のガラス基板としてのTFT側ガラス基
板(図示せず)と、TFT側ガラス基板上に配された共
通電極層105、画素電極層103、薄膜トランジスタ
(図示せず)、ならびに映像信号線層102および走査
信号線層(図示せず)とを含むTFT側基板部と、TF
T側ガラス基板に対向して配された第2のガラス基板と
しての対向側ガラス基板(図示せず)と、対向側ガラス
基板上にマトリクス状に配された遮光用の不透明金属膜
とを含む対向側基板部と、TFT側基板部の対向側基板
部を臨む板面に配されたTFT側配向膜(図示せず)
と、対向側基板部のTFT側基板部を臨む板面に配され
た対向側配向膜(図示せず)と、両配向膜間にて保持さ
れた液晶層(図示せず)と、両基板部の外側板面に配さ
れた偏光手段(図示せず)とを有するアクティブマトリ
クス型の液晶表示装置である。
透明金属膜は、その各一枠が電気的に独立した2つの短
冊部101aおよび2つの短冊部101bが集合してな
るものである。隣り合う短冊部、即ち、2つの短冊部1
01a間ならびに短冊部101aと短冊部101bとの
間の各隙間は、TFT側基板上に設けられた映像信号線
層102により遮光されている。このため、この箇所か
らの光漏れはない。他の構造は、従来技術と同様であ
る。
TFT側基板部と対向側基板部との容量結合図を図2に
示す。図2において、図11に示した画面を表示したと
きの映像信号線層102の電位は、従来例と同様に、白
窓を表示するn+x番目の映像信号線層の電位は図12
(a)のようになっており、中間調を表示するn番目の
映像信号線層は図12(b)のようになっている。
層102の変動に因る不透明金属膜(短冊部101a、
101b)のa、b、c点(図11)での電位変調は、
図4のようになる。各点では、すぐ下の映像信号線層1
02の影響のみを受けており、離れた映像信号線層10
2の影響を受けていないことがわかる。しかも、図1の
切断線A−A′による断面図である図3からわかるよう
に、容量結合CD-BMの大きさは、映像信号線層102と
不透明金属膜とのオーバーラップが減ったために小さく
なっており、従来技術と比較して、不透明金属膜の映像
信号線層102による変調は小さくなっている。即ち、
横電界の乱れによる不均一性は、結局白窓を出した上下
が他の部分よりもやや明るくなる程度であり、表示画面
は、従来と比較して、表示パターンの影響を受けなくな
る。このため、均一性が増して画質が向上する。
装置によれば、容量結合CD-BMが小さくなることによっ
て遮光用の不透明金属膜の電位の変調が小さくなる点
と、不透明金属膜の配置を短冊状にすることによって電
圧波及効果の抑制がなされる点との2点により、画質が
向上する。
形態2による液晶表示装置の要部を示す図である。尚、
本実施の形態においても、従来例と同一部または同様部
については、図示および詳細な説明を省略する。また、
以下の説明において、必要に応じて、従来例の図面のい
ずれかを参照する。
と同様に、共通電極層105と、画素電極層103と、
対向側ガラス基板上にマトリクス状に配された遮光用の
不透明金属膜とを有するアクティブマトリクス型の液晶
表示装置である。
透明金属膜は、その各一枠が電気的に独立した2つの短
冊部101cおよび2つの短冊部101dが集合してな
るものである。隣り合う短冊部101cと短冊部101
dとの間には、非導電性の不透明樹脂膜104が形成さ
れている。このため、この箇所からの光漏れはない。他
の構造は、従来例と同様である。
T側基板部と対向側基板部との容量結合図を図6に示
す。また、図5の切断線B−B′による断面図を図7に
示す。図11に示した画面を表示したときの映像信号線
層102の電位変動に因る不透明金属膜(短冊部101
c、短冊部101d)の変調は、実施の形態1と同様
に、図4のようになる。
短冊部101cと短冊部101dとの間は、画素電極層
103と映像信号線層102との間の上に位置している
おり、映像信号線層102上の不透明金属膜の電位の容
量結合CD-BMを介しての変調は、不透明金属膜と画素電
極層103との容量結合が無視できるほど小さいため、
画素電極層103はほとんど変調を受けない。このた
め、不透明金属膜の変調が画素電極層103の電位に影
響することは、ほぼなくなり、横電界を乱すのは不透明
金属膜が電位を持つ効果のみとなり、実施の形態1に比
べ、パターンを表示した際に他の部分にパターンの影響
が現れなくなり、さらに画質が向上する。
の不透明樹脂膜104、面積的に小さいためディスクリ
ネーションの発生による残像の問題は生じない。
装置によれば、容量結合Cpi-BM がほぼ0であることに
よって対向側の不透明金属膜の電位の変調を画素電極層
103が受けない点と、不透明金属膜の配置を短冊状に
することによって電圧波及効果の抑制がなされる点との
2点により、画質が向上する。
ス状の不透明金属膜が、その各一枠が電気的に独立した
複数の短冊部が集合してなるものであるため、対向側基
板部上の遮光用の不透明金属膜を画素毎に電気的に切り
離すことにより、表示面内において、他の部分が表示パ
ターンの影響を受けない、所望の画像を得ることがで
き、表示品位が高く、視角特性が良好である。
位画素の平面図である。
気的特性を説明するための概略的な斜視図である。
気的特性を説明するための概略的な断面図である。
ラックマトリクス電位の時間変化を示す図である。
位画素の平面図である。
気的特性を説明するための概略的な斜視図である。
気的特性を説明するための概略的な断面図である。
平面図である。
る。
な平面図である。
質が悪化する表示画面の一例を示す図である。
属膜の電位変化を示す波形図である。
性を説明するための概略的な斜視図である。
マトリクス電位の時間変化を示す図である。
性を説明するための概略的な断面図である。
現象を説明するための図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 第1のガラス基板と、該第1のガラス基
板上に配された画素電極層、薄膜トランジスタ、および
信号線層とを含む薄膜トランジスタ側基板部と、前記第
1のガラス基板に対向して配された第2のガラス基板
と、該第2のガラス基板上にマトリクス状に配された遮
光用の不透明金属膜とを含む対向側基板部と、前記薄膜
トランジスタ側基板部の前記対向側基板部を臨む板面に
配された薄膜トランジスタ側配向膜と、前記対向側基板
部の前記薄膜トランジスタ側基板部を臨む板面に配され
た対向側配向膜と、両配向膜間にて保持された液晶層
と、両基板部の外側板面に配された偏光手段とを有する
アクティブマトリクス型の液晶表示装置において、マト
リクス状の前記不透明金属膜は、その各一枠が電気的に
独立した複数の短冊部が集合してなるものであることを
特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項2】 隣り合う前記短冊部間下に、その間隔以
上の寸法の前記信号線層を配したことを特徴とする請求
項1に記載の液晶表示装置。 - 【請求項3】 隣り合う前記短冊部間に、非導電性の不
透明樹脂膜を配したことを特徴とする請求項1に記載の
液晶表示装置。 - 【請求項4】 隣り合う前記短冊部間は、前記画素電極
層と前記信号線層との間の上に位置することを特徴とす
る請求項3に記載の液晶表示装置。
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Family Applications (1)
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