JP3570974B2 - アクティブマトリクス型液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置に関し、特に残像現象を防止したアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ビデオカメラのビューファインダー、ポケットＴＶ、高精細投射型ＴＶ、パソコンなど広い分野で応用されている。特にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置は大容量の表示を行なっても高いコントラストが保たれるという大きな特徴を持ち、開発、商品化が盛んである。
【０００３】
上記のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置において、広く用いられている液晶の表示モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ−Ｎｅｍａｔｉｃ）方式のＮＷ（Ｎｏｒｍａｌｌｙ−Ｗｈｉｔｅ）モードである。ＴＮ方式は、液晶層を挟持する電極基板間において液晶分子が約９０°捻れた構造となっているパネルを２枚の偏光板によりはさんだものである。ＮＷモードでは２枚の偏光板は互いの偏光軸方向が直交し、一方の基板に接している液晶分子の長軸方向と平行か垂直になるよう配置されている。
【０００４】
この場合、電圧無印加または、閾値電圧以下の電圧において白表示、それより高い電圧を印加していくと、徐々に光透過率が低下して黒表示となる。このような表示特性が得られるのは、液晶パネルに電圧を印加すると液晶分子は捻れ構造をほどきながら電界の向きに変調されるからである。
【０００５】
しかし、同じ分子配列でも液晶パネルに入射してくる光の入射方向によって透過光の偏光状態は変化するので、入射方向に対応して光の透過率は異なってくる。すなわち、液晶パネルは視角依存性を持つ。ＴＮ方式の持つ視角依存特性は、近年開発が盛んになっている大画面液晶ディスプレイでは、特に画像特性上の深刻な課題となっている。
【０００６】
この問題を解決する一つの手段として、ＴＮ型液晶表示方式のように基板垂直方向に電界を印加するのではなく、液晶に印加する電界を基板に対してほぼ水平とし、基板面内で液晶分子の方向を制御して光を変調する方式、いわゆる横電界方式ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）が特公昭６３−２１９０７号公報や特開平７−３６０５８号公報などで提案されている。
【０００７】
ＩＰＳモードの液晶表示装置は、視点を動かしても基本的に液晶分子の短軸方向のみを見ていることになり、このため、液晶の“立ち方”の視野角依存性がなく、ＴＮモード等の液晶表示装置と比較して、広視野角を達成することができる。
【０００８】
ＴＦＴ特性を利用したノーマリーブラックのＩＰＳ液晶表示装置（図１４に示す）を例に挙げて説明する。ノーマリーブラックとは液晶を駆動する画素電極２４と共通電極１４の間に電圧差が無く、液晶が初期配向角度に配列した場合に黒を表示し、画素電極２４と共通電極１４の間に電圧差が印加され、液晶が初期配向から回転（理想的には４５°回転）した場合に白を表示するよう偏光層の偏光軸を配置した液晶表示装置の表示方式である。
【０００９】
液晶は、互いに噛み合った櫛歯状になっている画素電極２４と共通電極１４に対して一点鎖線で示すように１５°程度傾けて初期配向してあり、画素電極２４と共通電極１４間に印加される電圧により特定方向にのみ回転するようになっている。また液晶が初期配向した方向に偏光板の吸収軸を合わせ、適度なリタデーション△ｎｄ（液晶の屈折率異方性△ｎと実効的な液晶層の厚みｄ０の積）を設定することで、色付きのない白表示や黒表示をさせることができる。
【００１０】
ところが、アクティブマトリクス型液晶表示装置には、文字や図形などを表示していると、その文字や図形を消去しても画面内には画像が焼き付き、その画像がしばらく残る残像と呼ばれる表示むらがしばしば発生する。特にＩＰＳモードにおいては、液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ垂直な方向とした表示方式に比べ、残像が非常に発生しやすいという問題がある。
【００１１】
この残像問題を解決する方法として、例えば特開平７−１５９７８６では、液晶、配向膜及び絶縁膜の物性についてある条件を満たせば、図形を３０分間表示し、表示部を消去してから、表示部と非表示部が識別するまでの時間を５分以内とできる旨が記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平７−１５９７８６に記載の発明は、液晶の比抵抗を十分下げると残像現象の発生は軽減されるが、それでも長時間固定パターンを表示させると残像が発生することがある。
【００１３】
これまでＩＰＳモードの残像は、その構成上能動基板上にのみ電極配線が形成され、対向するカラーフィルタ基板には電極配線が構成されないことによって、カラーフィルタ内の色層や能動基板上の電極配線及びＴＦＴ素子を遮光する遮光層へ電界が入り込むためなどに発生するなど様々な原因が考えられていた。
【００１４】
ＴＦＴの動作を説明すると、ＴＦＴ素子はゲート電極に印加される電圧によりオンオフするスイッチの役割を果たしており、ゲート電極に十分負の電位（ＴＦＴ素子構成によっても異なるが、概ね−１０Ｖ程度）を印加すると、ａ−Ｓｉの中の電荷の移動が減少するためドレイン電極からの信号電圧はソース電極に伝わらないため、ソース電極に電気的に接続されている画素電極に対しても信号電圧は印加されない。
【００１５】
一方、ゲート電極に対して十分正の電位を印加すると（ＴＦＴ素子構成によっても異なるが、概ね＋２０Ｖ程度）ａ−Ｓｉの中の電荷の移動が増加するため、ドレイン電極からの信号電圧はソース電極を伝わり、画素電極に印加される。ここで、ＩＰＳ液晶表示装置に白黒の固定パターンを表示した場合、白を表示していた画素のＴＦＴ素子のドレイン電極とソース電極の間の電位差と、黒を表示していた画素のＴＦＴ素子のドレイン電極とソース電極の間の電位差が異なる。
【００１６】
詳しく、残像現象が発生する理由について説明する。例えば、図１２に示すようにＴＦＴ素子の特性を有する場合、白を表示していた部分がより明るくなる残像が観測される。これは、白表示を行なっていた部分のＴＦＴのオン電流は黒を表示していた部分と同程度であるが、オフ電流だけが現象するため、液晶に書きこんだ電圧が、黒表示をしていた部分より少ないオフ電流で放電する。そのため、黒表示をしていた部分よりも白表示をしていた部分は、実効的に大きな印加電圧が液晶に残存して明るくなってしまう。
【００１７】
またこの逆の現象もあり、図１３に示すように白表示をしていた部分のほうがオン電流が小さくなる場合は、白表示をしていた部分がより暗く表示される現象が発生する。
【００１８】
また従来のＩＰＳ液晶表示装置は、カラーフィルタ基板側遮光層を設け、櫛歯状になっている画素電極と共通電極以外の領域（非開口部）に入射した光を遮光層で遮る構造になっており、その非開口部領域では、表示に影響を与えないため、液晶の配向状態を開口領域と同一の配向としていた。
【００１９】
そのため、白を表示した場合、その画素のＴＦＴ素子上の液晶が初期配向角度から回転し、一方、黒を表示していた画素のＴＦＴ素子上の液晶は、ドレイン電極とソース電極の間の電界が小さいことからそれほど回転しない。
【００２０】
そこで、白黒の固定パターンを長期間表示し続けると、ＴＦＴ素子上での液晶状態が変化した上で固定され、変化したＴＦＴ特性が回復するには一定の時間を要する。したがって、それまで黒を表示していた画素のＴＦＴ素子上の液晶配向と、白を表示していた画素のＴＦＴ素子上の液晶配向とが異なり、アモルファスシリコンへの電界の入り込み方が異なることに起因して、ＴＦＴ特性に差ができてしまい、中間調のベタ表示を行なったときなどに、前に表示していたパターンと同一のパターンが視認されるいわゆる残像現象が現われていた。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、液晶表示装置において従来解消されなかった残像は、それぞれのＴＦＴ特性が変化することが関与していることを見出した。すなわち、液晶表示装置に固定パターンを表示させた場合、白を表示している画素と黒を表示している画素のＴＦＴ素子の特性に変化が生じ、これにより残像が発生することを解明した。
【００２２】
こういったＴＦＴ特性の変化は、ＴＦＴ素子上の液晶分子がドレイン電極とソース電極の間に発生する電界により初期の配向状態から次第にずれていき、このずれにより、ＴＦＴ素子のアモルファスシリコン部への電界の入り込み方が白を表示していた場合と黒を表示していた場合で相違し、その後の表示の状態に変化が生じてしまう。
【００２３】
本発明では、上記課題を解決するため、ＴＦＴ素子が作動した場合でも、ＴＦＴ素子上での液晶の配列が初期配向角度から変化しないようにすることとした。これにより、表示中にＴＦＴ素子の特性が変化することがなく、長時間固定パターンを表示しても残像現象の発生のない液晶表示装置を提供することができる。
【００２４】
以下、ＴＦＴ素子部上の液晶配向が、ドレイン電極とソース電極の間に生じる電界で変動しないための構成を具体的に説明する。
（１） ドレイン電極とソース電極の間で発生する電界の方向がラビング方向と一致するよう、ドレイン電極とソース電極の形状を決定した。例えば、ドレイン電極とソース電極の対向するそれぞれの端縁をラビング方向と垂直に形成する。また、アモルファスシリコンの形状も、ラビング方向に対応して傾きを与えるようにしてもよい。
（２） 表示領域でのラビング方向とＴＦＴ素子上の液晶配向とを異ならせて形成し、ドレイン電極とソース電極の間の電界方向とラビング方向とを一致させるようにする。これは例えば、ＴＦＴ素子部においてマスクラビングを行なって形成する。（第１、第３の実施形態）
（３） ＴＦＴ素子上の液晶配向をドレイン電極とソース電極の間の電界方向と一致させるよう櫛歯の長手方向と平行にラビングを行なう。（第２の実施形態）
（４） 液晶のラビング方向を、光を照射することで配向機能を付与できる配向膜を用いて行なう。（第５の実施形態）
（５） 部分的なラビング方向の形成を、光を照射して配向機能を付与できる配向膜を用いて行なう。（第６の実施形態）
（６） 液晶の誘電率異方性が負である液晶を用いる。この場合ドレイン電極とソース電極の間で発生する電界の方向と垂直に液晶の初期配向を与える必要がある。（第７の実施形態）
（７） ソース電極とドレイン電極、アモルファスシリコンともに、ラビング方向と平行に傾けて形成した。（第８の実施形態）
（８） ＴＦＴ素子におけるソース電極とドレイン電極による電界をラビング方向と平行とし、かつ少なくとも表示領域内の画素電極と共通電極をラビング方向と平行に形成した。（第９の実施形態）
ＴＦＴ素子におけるソース電極とドレイン電極による電界をラビング方向と平行とし、かつ少なくとも表示領域内での画素電極と共通電極をくの字状に形成した。（第１０、１１の実施形態）
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる液晶表示装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
第１の実施形態を図１及び図２に示す。
【００２７】
但し、これらの材料及び数値はあくまで一例であり、本発明が以下の記載により制限されるものではない。
【００２８】
液晶パネル２は、図２に示すように能動素子基板４とカラーフィルタ基板６と液晶とから構成されている。
【００２９】
まず、能動素子基板４について説明する。
【００３０】
第一のガラス基板１０上の所定の領域に、Ｃｒを１０００Ａ（オングストローム）、（１００００ｎｍ）程度スパッタして、パターニングを行ない走査用信号線１２、共通電極１４を形成する。次に、走査用信号線１２、共通電極１４を覆うようにして、ガラス基板１０に、絶縁体であるＳｉＮ膜及びＳｉＯ膜を合計で５０００Ａ程度ＣＶＤにて蒸着させ、ゲート絶縁膜１６を形成する。
【００３１】
次に所定の領域に、ａ−Ｓｉ層及びｎ＋ａ−Ｓｉ層をＣＶＤにて夫々３０００Ａ及び５００Ａ程度蒸着し、パターニングを行ない、島状非晶質シリコン１８を形成する。
【００３２】
次に、ゲート絶縁膜１６及び島状非晶質シリコン１８上に、Ｃｒを１０００Ａ程度スパッタして、パターニングを行ない、ドレイン電極２０とデータ線２１及びソース電極２２と画素電極２４とを形成する。ドレイン電極２０とソース電極２２は、図１に示すように対向する端縁が、角度θだけ傾いて形成してあり、後述するラビングによる初期配向角度φと、角度θとが一致させてある。ここで、初期配向角度φと角度θは、画素電極２４と共通電極１４（櫛歯電極とも呼ぶ）の長手方向を基準として計測した角度である。
【００３３】
次に、ゲート絶縁膜１６上の領域の全てに対して、絶縁体であるＳｉＮを３０００Ａ程度ＣＶＤにて蒸着して、パッシベーション膜３２を形成する。パッシベーション膜３２及びゲート絶縁膜１６の所定の領域に対してエッチングして、走査用信号線１２に通じる孔を形成し、この孔をＣｒ等で満たしてコンタクト（図示せず）を形成した。このように形成したＴＦＴ側ガラス基板１０を能動素子基板４と呼ぶ。尚、画素電極２４の幅及び共通電極１４の幅を４．５μｍ、画素電極２４と共通電極１４の間隔を１０μｍとした。
【００３４】
一方、カラーフィルタ基板６は、第二のガラス基板４０の所定の領域に、遮光層４２、色層４４、平坦化膜４６を所定のパターンに形成して作成した。また第二のガラス基板４０には手で液晶パネルを触った際に発生するチャージアップによる表示むらを防止するため、裏面にＩＴＯなどの透明導電膜４８をスパッタにて形成した。
【００３５】
能動素子基板４及びカラーフィルタ基板６のそれぞれの表面には、オフセット印刷等を用いて配向膜６０を形成し、初期配向角度φとなるようにラビング法によりラビングを行なった。以下、図中に一点鎖線により初期配向方向を示す。
【００３６】
そして、能動素子基板４とカラーフィルタ基板６を所定の間隔を持つようセル内スペーサ等（図示せず）で間隙を形成して、その中にネマティック液晶５０をシール剤（図示せず）及び封向材（図示せず）により封止して液晶パネル２を構成した。これにより、ネマティック液晶５０の液晶分子が、画素電極２４と共通電極１４に対して角度φ（１５°。尚、角度は１５°でなく、他の数値でもよい。）傾けて平行に初期配向される。
【００３７】
液晶材料は、誘電率異方性△εが正でその値が８．０（５８９ｎｍ、２０℃）、屈折率異方性△ｎが０．０７５、液晶の比抵抗を１．０×１０１２Ω・ｃｍのネマティック液晶を使用した。また、液晶層の厚み（セルギャップ）は４．０μｍとした。
【００３８】
液晶パネル２の表裏面両側には偏光板６２を配し、外部からの信号電圧により液晶５０の配向状態を変化させ、液晶パネル２を透過する光の強さを制御して、液晶表示装置（図示せず）として階調表示を行なわせる。
【００３９】
液晶表示装置は、画素電極２４と共通電極１４との間に電位差を与えない場合を黒表示とし、画素電極２４と共通電極１４との間に電位差を与えガラス基板１０に対して概平行な電界を形成し、初期配向角度から略４５°液晶を回転させて透過光強度が最大になるようにしたとき白表示となるようにした。（ノーマリーブラック方式である。）
【００４０】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置（図示せず）に組み込み、残像試験を行なった。液晶パネル２のドレイン電極２０とソース電極２２は、図１に示すように対向する端縁が、角度θだけ傾いて形成してあり、初期配向角度φと角度θとが一致させてあるため、ドレイン電極２０とソース電極２２間に電界が発生しても、液晶分子は回転しないことから、白表示であっても、黒表示であってもドレイン電極２０とソース電極２２間の誘電率等には変動がなく、残像は全く発生しなかった。尚、φ＝θでなくともよく、その場合にはφの値とθの値とを近づけるほど残像の発生を防止できる。
【００４１】
次に、第２の実施形態を図３を用いて説明する。
【００４２】
この実施形態では、能動素子基板４を次のように構成した。尚、第１の実施形態と同一の工程、部材等については説明を省略する。
【００４３】
能動素子基板４は、図３に示すようにドレイン電極２０とソース電極２２の対向する端縁が、櫛歯電極の長手方向に対して直角に形成してあり、また配向膜６０のラビングは、初期配向角度φとなるように行なってある。そして、ドレイン電極２０とソース電極２２上のラビングは、櫛歯電極の長手方向に対して平行に形成してある。
【００４４】
これは、配向膜６０に、ラビング法により櫛歯電極の長手方向に対してφ（１５°）傾くように液晶分子を平行配向させた後、ネガタイプの感光性レジストをスピンコータにより印刷し、フォトリソグラフィーによりドレイン電極２０とソース電極２２上を除いた。この状態でラビングを行ない、ドレイン電極２０とソース電極２２上の液晶分子が櫛歯電極の長手方向に対して平行（θ＝０）に配向するように液晶パネル２を作成した。
【００４５】
このようにして形成した液晶パネル２からなる表示装置に、残像試験を行なったところ第１実施形態と同様ドレイン電極２０とソース電極２２上での電界の方向と液晶の配向とが位置しているため、液晶分子が電界によって回転しないことから、顕著な残像抑制効果が確認された。
【００４６】
第３の実施形態を、図４を用いて説明する。
【００４７】
この例では、ドレイン電極２０とソース電極２２の対向端縁は、図４に示すように第１の実施形態と同様にラビングによる初期配向角度φと、ドレイン電極およびソース電極の傾き角度θとを一致させた上で、さらに島状非晶質シリコン１８の形状も傾きθに合わせて傾斜させた。その他の点は第１の実施形態と同様である。このようにしても、残像の発生をより有効に防止できる。
【００４８】
第４の実施形態を、図５を用いて説明する。
【００４９】
この例は、図５に示すようにドレイン電極２０とソース電極２２の対向端縁を櫛歯電極の長手方向に対して垂直とし、かつ全体のラビング配向方向を櫛歯電極の長手方向に平行に形成した。すると、ドレイン電極２０とソース電極２２上での液晶分子はドレイン電極２０とソース電極２２間に生じる電界によって回転力が付与されず、残像が発生しない。一方開口部、つまり櫛歯電極によっては、液晶は所定の回転力が付与され、任意の表示がなされる。
【００５０】
第５の実施形態について説明する。
【００５１】
この例は、配向膜６０を、光（紫外線、レーザー光等）の照射にて配向能を付与できる配向膜を用いた例である。これにより、上述したように全体の配向を設定しても、あるいは部分的に異なる配向方向としてもよい。
【００５２】
例えば、ドレイン電極２０とソース電極２２上（島状非晶質シリコン１８上）の配向膜に、ドレイン電極２０とソース電極２２の対向端縁と垂直、つまり櫛歯電極の長手方向に対して平行となるように光でフォトマスクを用いて配向させ、それ以外の部分においては別のフォトマスクを使用して櫛歯電極の長手方向に対してφ（１５°）傾けて配向させて液晶パネルを作成する。
【００５３】
このようにして得られた液晶パネル２からなる表示装置に残像試験を行なっても、顕著な残像抑制効果が確認された。
【００５４】
更に第６の実施形態としては、第５の実施形態と同様に配向膜６０を、光の照射にて配向能を付与できる配向膜とし、全体を櫛歯電極の長手方向に対して平行となるように光で配向を形成する。つまり、能動素子基板４及びカラーフィルタ基板６のそれぞれの表面にオフセット印刷等の手法にて形成した配向膜６０に、所定の方向から光を照射し、櫛歯電極の長手方向に対して平行配向するよう液晶分子を配向させて液晶パネルを作成した。更に、光等によりこれ以外の他の方向に配向させてもよい。
【００５５】
このようにして得られた液晶パネルからなる表示装置に残像試験を行なっても、顕著な残像抑制効果が確認された。
【００５６】
第７の実施形態を図６を用いて説明する。
【００５７】
この例は、ドレイン電極２０、ソース電極２２、および島状非晶質シリコン１８を、第３の実施形態と同様に傾きθに合わせて図６に示すように傾斜させて形成した。一方、ラビング法により、能動素子基板４とカラーフィルタ基板６の配向膜６０に、櫛歯電極の短手方向に対して図６に示すように角度φ（１５°）傾くようにラビングを行ない、液晶分子を平行配向させた。
【００５８】
能動素子基板４とカラーフィルタ基板６とを、セル内スペーサ等（図示せず）で所定の間隙に形成し、その中にネマティック液晶５０を、シール剤（図示せず）及び封向材（図示せず）により封止して液晶パネルを構成した。液晶材料は、誘電率異方性△εが負でその値が−５．０（５８９ｎｍ、２０℃）、屈折率異方性△ｎが０．０７５、液晶の比抵抗が１．５ｘ１０１２Ω・ｃｍのネマティック液晶を使用した。
【００５９】
したがって、櫛歯電極部分では液晶は電界によって、回転力が付与され、表示を変更するが、ドレイン電極２０とソース電極２２上での液晶は、ドレイン電極２０とソース電極２２間に電圧が印加されたときでも、誘電率異方性△εが負であるので、かかる方向の電界では回転力が付与されず、そのため残像が発生しない。
【００６０】
第８の実施形態を図７を用いて説明する。
【００６１】
この例は、ドレイン電極２０、ソース電極２２、および島状非晶質シリコン１８を、傾きθに合わせて図７に示すように傾斜させ、ドレイン電極２０とソース電極２２に関しては、対向する端縁のみでなく、データ線２１との接続部分も角度θに適合させた。
【００６２】
ラビング方向は、全体に一律に角度φ（φ＝θ）で形成した。
【００６３】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置に組み込み、然るべき残像試験を長時間を行なっても、全く残像は発生しなかった。
【００６４】
第９の実施形態を図８を用いて説明する。
【００６５】
この例は、櫛歯電極の配列に傾斜をもたせた。すなわち、データ線２１等に対してラビング方向を平行とし、ドレイン電極２０とソース電極２２に関しては、対向する端縁をラビング方向と垂直にした。
【００６６】
このようにしても、櫛歯電極の電界方向と液晶分子の初期配向方向との間には、角度φ設定し、表示変更に関して支障はなく、かつ、ドレイン電極２０とソース電極２２上の液晶は、ドレイン電極２０とソース電極２２間の電界と一致していることから回転力が付与されず、残像の発生を防止できる。
【００６７】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置に組み込み、然るべき残像試験を長時間を行なっても、全く残像は発生しなかった。
【００６８】
第１０の実施形態を図９を用いて説明する。
【００６９】
この例は、櫛歯電極をくの字状に形成した。ラビング方向は上記第９の実施形態と同様とし、データ線２１等に対して平行とした。
【００７０】
このようにしても、櫛歯電極部では、電界により液晶がそれぞれの方向に回転し、表示の変更がなされ、しかも、ドレイン電極２０とソース電極２２上の液晶は、ドレイン電極２０とソース電極２２間の電界と一致していることから回転力が付与されず、残像の発生を防止できる。
【００７１】
更に、このような形状に櫛歯電極を形成すると、櫛歯電極の電界によって液晶分子が右回転する部分と左回転する部分を作り出し、２方向に液晶分子が回転することから、開口部での液晶の配列を分散でき、画面の見易さ向上できる。尚、櫛歯電極のくの字はラビング方向に対して対称としたが、液晶の配列を適宜分散し、画面を見易くするなどのためいずれかの方向に偏っていてもよい。
【００７２】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置に組み込むと液晶回転方向がくの字電極の左右において互いに補償するため、上記実施形態のいずれの場合より視野角が広がった。また残像試験を長時間を行なっても、全く残像は発生しなかった。
【００７３】
更に図１０に、上記第９の実施形態の櫛歯電極、およびドレイン電極２０とソース電極２２を９０°回転させた第１１の実施形態を示す。櫛歯電極等このように形成しても、残像の発生を抑制し、かつ良好な視野角の表示装置を提供できる。
【００７４】
以上説明したように、上記第１の実施形態から第１１の実施形態により、ＴＦＴ素子上の液晶配向が常に一定となるため、ＴＦＴ特性変化に伴う残像を抑制できる。特に第３実施形態及び第８実施形態においては、残像抑制効果が著しい。また、第１、第３、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１の実施形態は従来構造と同一プロセスにより液晶パネルを製造することができる。また第４の実施形態においては、液晶に印加する駆動電圧を下げる効果も有する。
【００７５】
また第５、第６実施形態においては、ラビング工程により発生する粉塵を無くすことができるため、パネル製造歩留まりを向上させる効果を有する。
【００７６】
また第１０、または１１の実施形態においては、くの字状の電極としたため、電極の左右、もしくは上下において液晶の回転する方向が異なるため、液晶パネルを斜めから見た場合の色づきを防止することができ、かつ視野角が広がる効果も有する。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、ＴＦＴ素子上の液晶配向が常に一定となり、液晶表示の状態によって変化しないことから、ＴＦＴ特性が変化したことに伴う残像現象の発生を抑制することができ、高品質の液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる能動素子基板の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明にかかる液晶表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図４】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図５】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図９】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図１２】オフ電流が増加する形にてＴＦＴ特性が変動する場合のＴＦＴ特性図
【図１３】オン電流が増加する形にてＴＦＴ特性が変動する場合のＴＦＴ特性図
【図１４】従来例を示す図である。
【符号の説明】
２ 液晶装置
４ 能動素子基板
６ カラーフィルタ基板
１０ ガラス基板
１２ 走査用信号線
１４ 共通電極
１６ ゲート電極
１８ 島状非晶質シリコン
２０ ドレイン電極
２１ データ線
２２ ソース電極
２４ 画素電極
３１ 第一層間膜
３２ パッシベーション膜
４０ ガラス基板（第２）
４２ 遮光層
４４ 色層
４６ 平坦化膜
４８ 透明導電膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、アクティブマトリクス型液晶表示装置に関し、特に残像現象を防止したアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、ビデオカメラのビューファインダー、ポケットＴＶ、高精細投射型ＴＶ、パソコンなど広い分野で応用されている。特にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ−Ｆｉｌｍ−Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置は大容量の表示を行なっても高いコントラストが保たれるという大きな特徴を持ち、開発、商品化が盛んである。
【０００３】
上記のアクティブマトリクス方式の液晶表示装置において、広く用いられている液晶の表示モードは、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ−Ｎｅｍａｔｉｃ）方式のＮＷ（Ｎｏｒｍａｌｌｙ−Ｗｈｉｔｅ）モードである。ＴＮ方式は、液晶層を挟持する電極基板間において液晶分子が約９０°捻れた構造となっているパネルを２枚の偏光板によりはさんだものである。ＮＷモードでは２枚の偏光板は互いの偏光軸方向が直交し、一方の基板に接している液晶分子の長軸方向と平行か垂直になるよう配置されている。
【０００４】
この場合、電圧無印加または、閾値電圧以下の電圧において白表示、それより高い電圧を印加していくと、徐々に光透過率が低下して黒表示となる。このような表示特性が得られるのは、液晶パネルに電圧を印加すると液晶分子は捻れ構造をほどきながら電界の向きに変調されるからである。
【０００５】
しかし、同じ分子配列でも液晶パネルに入射してくる光の入射方向によって透過光の偏光状態は変化するので、入射方向に対応して光の透過率は異なってくる。すなわち、液晶パネルは視角依存性を持つ。ＴＮ方式の持つ視角依存特性は、近年開発が盛んになっている大画面液晶ディスプレイでは、特に画像特性上の深刻な課題となっている。
【０００６】
この問題を解決する一つの手段として、ＴＮ型液晶表示方式のように基板垂直方向に電界を印加するのではなく、液晶に印加する電界を基板に対してほぼ水平とし、基板面内で液晶分子の方向を制御して光を変調する方式、いわゆる横電界方式ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ−Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）が特公昭６３−２１９０７号公報や特開平７−３６０５８号公報などで提案されている。
【０００７】
ＩＰＳモードの液晶表示装置は、視点を動かしても基本的に液晶分子の短軸方向のみを見ていることになり、このため、液晶の“立ち方”の視野角依存性がなく、ＴＮモード等の液晶表示装置と比較して、広視野角を達成することができる。
【０００８】
ＴＦＴ特性を利用したノーマリーブラックのＩＰＳ液晶表示装置（図１４に示す）を例に挙げて説明する。ノーマリーブラックとは液晶を駆動する画素電極２４と共通電極１４の間に電圧差が無く、液晶が初期配向角度に配列した場合に黒を表示し、画素電極２４と共通電極１４の間に電圧差が印加され、液晶が初期配向から回転（理想的には４５°回転）した場合に白を表示するよう偏光層の偏光軸を配置した液晶表示装置の表示方式である。
【０００９】
液晶は、互いに噛み合った櫛歯状になっている画素電極２４と共通電極１４に対して一点鎖線で示すように１５°程度傾けて初期配向してあり、画素電極２４と共通電極１４間に印加される電圧により特定方向にのみ回転するようになっている。また液晶が初期配向した方向に偏光板の吸収軸を合わせ、適度なリタデーション△ｎｄ（液晶の屈折率異方性△ｎと実効的な液晶層の厚みｄ０の積）を設定することで、色付きのない白表示や黒表示をさせることができる。
【００１０】
ところが、アクティブマトリクス型液晶表示装置には、文字や図形などを表示していると、その文字や図形を消去しても画面内には画像が焼き付き、その画像がしばらく残る残像と呼ばれる表示むらがしばしば発生する。特にＩＰＳモードにおいては、液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ垂直な方向とした表示方式に比べ、残像が非常に発生しやすいという問題がある。
【００１１】
この残像問題を解決する方法として、例えば特開平７−１５９７８６では、液晶、配向膜及び絶縁膜の物性についてある条件を満たせば、図形を３０分間表示し、表示部を消去してから、表示部と非表示部が識別するまでの時間を５分以内とできる旨が記載されている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平７−１５９７８６に記載の発明は、液晶の比抵抗を十分下げると残像現象の発生は軽減されるが、それでも長時間固定パターンを表示させると残像が発生することがある。
【００１３】
これまでＩＰＳモードの残像は、その構成上能動基板上にのみ電極配線が形成され、対向するカラーフィルタ基板には電極配線が構成されないことによって、カラーフィルタ内の色層や能動基板上の電極配線及びＴＦＴ素子を遮光する遮光層へ電界が入り込むためなどに発生するなど様々な原因が考えられていた。
【００１４】
ＴＦＴの動作を説明すると、ＴＦＴ素子はゲート電極に印加される電圧によりオンオフするスイッチの役割を果たしており、ゲート電極に十分負の電位（ＴＦＴ素子構成によっても異なるが、概ね−１０Ｖ程度）を印加すると、ａ−Ｓｉの中の電荷の移動が減少するためドレイン電極からの信号電圧はソース電極に伝わらないため、ソース電極に電気的に接続されている画素電極に対しても信号電圧は印加されない。
【００１５】
一方、ゲート電極に対して十分正の電位を印加すると（ＴＦＴ素子構成によっても異なるが、概ね＋２０Ｖ程度）ａ−Ｓｉの中の電荷の移動が増加するため、ドレイン電極からの信号電圧はソース電極を伝わり、画素電極に印加される。ここで、ＩＰＳ液晶表示装置に白黒の固定パターンを表示した場合、白を表示していた画素のＴＦＴ素子のドレイン電極とソース電極の間の電位差と、黒を表示していた画素のＴＦＴ素子のドレイン電極とソース電極の間の電位差が異なる。
【００１６】
詳しく、残像現象が発生する理由について説明する。例えば、図１２に示すようにＴＦＴ素子の特性を有する場合、白を表示していた部分がより明るくなる残像が観測される。これは、白表示を行なっていた部分のＴＦＴのオン電流は黒を表示していた部分と同程度であるが、オフ電流だけが現象するため、液晶に書きこんだ電圧が、黒表示をしていた部分より少ないオフ電流で放電する。そのため、黒表示をしていた部分よりも白表示をしていた部分は、実効的に大きな印加電圧が液晶に残存して明るくなってしまう。
【００１７】
またこの逆の現象もあり、図１３に示すように白表示をしていた部分のほうがオン電流が小さくなる場合は、白表示をしていた部分がより暗く表示される現象が発生する。
【００１８】
また従来のＩＰＳ液晶表示装置は、カラーフィルタ基板側遮光層を設け、櫛歯状になっている画素電極と共通電極以外の領域（非開口部）に入射した光を遮光層で遮る構造になっており、その非開口部領域では、表示に影響を与えないため、液晶の配向状態を開口領域と同一の配向としていた。
【００１９】
そのため、白を表示した場合、その画素のＴＦＴ素子上の液晶が初期配向角度から回転し、一方、黒を表示していた画素のＴＦＴ素子上の液晶は、ドレイン電極とソース電極の間の電界が小さいことからそれほど回転しない。
【００２０】
そこで、白黒の固定パターンを長期間表示し続けると、ＴＦＴ素子上での液晶状態が変化した上で固定され、変化したＴＦＴ特性が回復するには一定の時間を要する。したがって、それまで黒を表示していた画素のＴＦＴ素子上の液晶配向と、白を表示していた画素のＴＦＴ素子上の液晶配向とが異なり、アモルファスシリコンへの電界の入り込み方が異なることに起因して、ＴＦＴ特性に差ができてしまい、中間調のベタ表示を行なったときなどに、前に表示していたパターンと同一のパターンが視認されるいわゆる残像現象が現われていた。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、液晶表示装置において従来解消されなかった残像は、それぞれのＴＦＴ特性が変化することが関与していることを見出した。すなわち、液晶表示装置に固定パターンを表示させた場合、白を表示している画素と黒を表示している画素のＴＦＴ素子の特性に変化が生じ、これにより残像が発生することを解明した。
【００２２】
こういったＴＦＴ特性の変化は、ＴＦＴ素子上の液晶分子がドレイン電極とソース電極の間に発生する電界により初期の配向状態から次第にずれていき、このずれにより、ＴＦＴ素子のアモルファスシリコン部への電界の入り込み方が白を表示していた場合と黒を表示していた場合で相違し、その後の表示の状態に変化が生じてしまう。
【００２３】
本発明では、上記課題を解決するため、ＴＦＴ素子が作動した場合でも、ＴＦＴ素子上での液晶の配列が初期配向角度から変化しないようにすることとした。これにより、表示中にＴＦＴ素子の特性が変化することがなく、長時間固定パターンを表示しても残像現象の発生のない液晶表示装置を提供することができる。
【００２４】
以下、ＴＦＴ素子部上の液晶配向が、ドレイン電極とソース電極の間に生じる電界で変動しないための構成を具体的に説明する。
（１） ドレイン電極とソース電極の間で発生する電界の方向がラビング方向と一致するよう、ドレイン電極とソース電極の形状を決定した。例えば、ドレイン電極とソース電極の対向するそれぞれの端縁をラビング方向と垂直に形成する。また、アモルファスシリコンの形状も、ラビング方向に対応して傾きを与えるようにしてもよい。
（２） 表示領域でのラビング方向とＴＦＴ素子上の液晶配向とを異ならせて形成し、ドレイン電極とソース電極の間の電界方向とラビング方向とを一致させるようにする。これは例えば、ＴＦＴ素子部においてマスクラビングを行なって形成する。（第１、第３の実施形態）
（３） ＴＦＴ素子上の液晶配向をドレイン電極とソース電極の間の電界方向と一致させるよう櫛歯の長手方向と平行にラビングを行なう。（第２の実施形態）
（４） 液晶のラビング方向を、光を照射することで配向機能を付与できる配向膜を用いて行なう。（第５の実施形態）
（５） 部分的なラビング方向の形成を、光を照射して配向機能を付与できる配向膜を用いて行なう。（第６の実施形態）
（６） 液晶の誘電率異方性が負である液晶を用いる。この場合ドレイン電極とソース電極の間で発生する電界の方向と垂直に液晶の初期配向を与える必要がある。（第７の実施形態）
（７） ソース電極とドレイン電極、アモルファスシリコンともに、ラビング方向と平行に傾けて形成した。（第８の実施形態）
（８） ＴＦＴ素子におけるソース電極とドレイン電極による電界をラビング方向と平行とし、かつ少なくとも表示領域内の画素電極と共通電極をラビング方向と平行に形成した。（第９の実施形態）
ＴＦＴ素子におけるソース電極とドレイン電極による電界をラビング方向と平行とし、かつ少なくとも表示領域内での画素電極と共通電極をくの字状に形成した。（第１０、１１の実施形態）
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる液晶表示装置の実施形態について、図面を用いて説明する。
【００２６】
第１の実施形態を図１及び図２に示す。
【００２７】
但し、これらの材料及び数値はあくまで一例であり、本発明が以下の記載により制限されるものではない。
【００２８】
液晶パネル２は、図２に示すように能動素子基板４とカラーフィルタ基板６と液晶とから構成されている。
【００２９】
まず、能動素子基板４について説明する。
【００３０】
第一のガラス基板１０上の所定の領域に、Ｃｒを１０００Ａ（オングストローム）、（１００００ｎｍ）程度スパッタして、パターニングを行ない走査用信号線１２、共通電極１４を形成する。次に、走査用信号線１２、共通電極１４を覆うようにして、ガラス基板１０に、絶縁体であるＳｉＮ膜及びＳｉＯ膜を合計で５０００Ａ程度ＣＶＤにて蒸着させ、ゲート絶縁膜１６を形成する。
【００３１】
次に所定の領域に、ａ−Ｓｉ層及びｎ＋ａ−Ｓｉ層をＣＶＤにて夫々３０００Ａ及び５００Ａ程度蒸着し、パターニングを行ない、島状非晶質シリコン１８を形成する。
【００３２】
次に、ゲート絶縁膜１６及び島状非晶質シリコン１８上に、Ｃｒを１０００Ａ程度スパッタして、パターニングを行ない、ドレイン電極２０とデータ線２１及びソース電極２２と画素電極２４とを形成する。ドレイン電極２０とソース電極２２は、図１に示すように対向する端縁が、角度θだけ傾いて形成してあり、後述するラビングによる初期配向角度φと、角度θとが一致させてある。ここで、初期配向角度φと角度θは、画素電極２４と共通電極１４（櫛歯電極とも呼ぶ）の長手方向を基準として計測した角度である。
【００３３】
次に、ゲート絶縁膜１６上の領域の全てに対して、絶縁体であるＳｉＮを３０００Ａ程度ＣＶＤにて蒸着して、パッシベーション膜３２を形成する。パッシベーション膜３２及びゲート絶縁膜１６の所定の領域に対してエッチングして、走査用信号線１２に通じる孔を形成し、この孔をＣｒ等で満たしてコンタクト（図示せず）を形成した。このように形成したＴＦＴ側ガラス基板１０を能動素子基板４と呼ぶ。尚、画素電極２４の幅及び共通電極１４の幅を４．５μｍ、画素電極２４と共通電極１４の間隔を１０μｍとした。
【００３４】
一方、カラーフィルタ基板６は、第二のガラス基板４０の所定の領域に、遮光層４２、色層４４、平坦化膜４６を所定のパターンに形成して作成した。また第二のガラス基板４０には手で液晶パネルを触った際に発生するチャージアップによる表示むらを防止するため、裏面にＩＴＯなどの透明導電膜４８をスパッタにて形成した。
【００３５】
能動素子基板４及びカラーフィルタ基板６のそれぞれの表面には、オフセット印刷等を用いて配向膜６０を形成し、初期配向角度φとなるようにラビング法によりラビングを行なった。以下、図中に一点鎖線により初期配向方向を示す。
【００３６】
そして、能動素子基板４とカラーフィルタ基板６を所定の間隔を持つようセル内スペーサ等（図示せず）で間隙を形成して、その中にネマティック液晶５０をシール剤（図示せず）及び封向材（図示せず）により封止して液晶パネル２を構成した。これにより、ネマティック液晶５０の液晶分子が、画素電極２４と共通電極１４に対して角度φ（１５°。尚、角度は１５°でなく、他の数値でもよい。）傾けて平行に初期配向される。
【００３７】
液晶材料は、誘電率異方性△εが正でその値が８．０（５８９ｎｍ、２０℃）、屈折率異方性△ｎが０．０７５、液晶の比抵抗を１．０×１０１２Ω・ｃｍのネマティック液晶を使用した。また、液晶層の厚み（セルギャップ）は４．０μｍとした。
【００３８】
液晶パネル２の表裏面両側には偏光板６２を配し、外部からの信号電圧により液晶５０の配向状態を変化させ、液晶パネル２を透過する光の強さを制御して、液晶表示装置（図示せず）として階調表示を行なわせる。
【００３９】
液晶表示装置は、画素電極２４と共通電極１４との間に電位差を与えない場合を黒表示とし、画素電極２４と共通電極１４との間に電位差を与えガラス基板１０に対して概平行な電界を形成し、初期配向角度から略４５°液晶を回転させて透過光強度が最大になるようにしたとき白表示となるようにした。（ノーマリーブラック方式である。）
【００４０】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置（図示せず）に組み込み、残像試験を行なった。液晶パネル２のドレイン電極２０とソース電極２２は、図１に示すように対向する端縁が、角度θだけ傾いて形成してあり、初期配向角度φと角度θとが一致させてあるため、ドレイン電極２０とソース電極２２間に電界が発生しても、液晶分子は回転しないことから、白表示であっても、黒表示であってもドレイン電極２０とソース電極２２間の誘電率等には変動がなく、残像は全く発生しなかった。尚、φ＝θでなくともよく、その場合にはφの値とθの値とを近づけるほど残像の発生を防止できる。
【００４１】
次に、第２の実施形態を図３を用いて説明する。
【００４２】
この実施形態では、能動素子基板４を次のように構成した。尚、第１の実施形態と同一の工程、部材等については説明を省略する。
【００４３】
能動素子基板４は、図３に示すようにドレイン電極２０とソース電極２２の対向する端縁が、櫛歯電極の長手方向に対して直角に形成してあり、また配向膜６０のラビングは、初期配向角度φとなるように行なってある。そして、ドレイン電極２０とソース電極２２上のラビングは、櫛歯電極の長手方向に対して平行に形成してある。
【００４４】
これは、配向膜６０に、ラビング法により櫛歯電極の長手方向に対してφ（１５°）傾くように液晶分子を平行配向させた後、ネガタイプの感光性レジストをスピンコータにより印刷し、フォトリソグラフィーによりドレイン電極２０とソース電極２２上を除いた。この状態でラビングを行ない、ドレイン電極２０とソース電極２２上の液晶分子が櫛歯電極の長手方向に対して平行（θ＝０）に配向するように液晶パネル２を作成した。
【００４５】
このようにして形成した液晶パネル２からなる表示装置に、残像試験を行なったところ第１実施形態と同様ドレイン電極２０とソース電極２２上での電界の方向と液晶の配向とが位置しているため、液晶分子が電界によって回転しないことから、顕著な残像抑制効果が確認された。
【００４６】
第３の実施形態を、図４を用いて説明する。
【００４７】
この例では、ドレイン電極２０とソース電極２２の対向端縁は、図４に示すように第１の実施形態と同様にラビングによる初期配向角度φと、ドレイン電極およびソース電極の傾き角度θとを一致させた上で、さらに島状非晶質シリコン１８の形状も傾きθに合わせて傾斜させた。その他の点は第１の実施形態と同様である。このようにしても、残像の発生をより有効に防止できる。
【００４８】
第４の実施形態を、図５を用いて説明する。
【００４９】
この例は、図５に示すようにドレイン電極２０とソース電極２２の対向端縁を櫛歯電極の長手方向に対して垂直とし、かつ全体のラビング配向方向を櫛歯電極の長手方向に平行に形成した。すると、ドレイン電極２０とソース電極２２上での液晶分子はドレイン電極２０とソース電極２２間に生じる電界によって回転力が付与されず、残像が発生しない。一方開口部、つまり櫛歯電極によっては、液晶は所定の回転力が付与され、任意の表示がなされる。
【００５０】
第５の実施形態について説明する。
【００５１】
この例は、配向膜６０を、光（紫外線、レーザー光等）の照射にて配向能を付与できる配向膜を用いた例である。これにより、上述したように全体の配向を設定しても、あるいは部分的に異なる配向方向としてもよい。
【００５２】
例えば、ドレイン電極２０とソース電極２２上（島状非晶質シリコン１８上）の配向膜に、ドレイン電極２０とソース電極２２の対向端縁と垂直、つまり櫛歯電極の長手方向に対して平行となるように光でフォトマスクを用いて配向させ、それ以外の部分においては別のフォトマスクを使用して櫛歯電極の長手方向に対してφ（１５°）傾けて配向させて液晶パネルを作成する。
【００５３】
このようにして得られた液晶パネル２からなる表示装置に残像試験を行なっても、顕著な残像抑制効果が確認された。
【００５４】
更に第６の実施形態としては、第５の実施形態と同様に配向膜６０を、光の照射にて配向能を付与できる配向膜とし、全体を櫛歯電極の長手方向に対して平行となるように光で配向を形成する。つまり、能動素子基板４及びカラーフィルタ基板６のそれぞれの表面にオフセット印刷等の手法にて形成した配向膜６０に、所定の方向から光を照射し、櫛歯電極の長手方向に対して平行配向するよう液晶分子を配向させて液晶パネルを作成した。更に、光等によりこれ以外の他の方向に配向させてもよい。
【００５５】
このようにして得られた液晶パネルからなる表示装置に残像試験を行なっても、顕著な残像抑制効果が確認された。
【００５６】
第７の実施形態を図６を用いて説明する。
【００５７】
この例は、ドレイン電極２０、ソース電極２２、および島状非晶質シリコン１８を、第３の実施形態と同様に傾きθに合わせて図６に示すように傾斜させて形成した。一方、ラビング法により、能動素子基板４とカラーフィルタ基板６の配向膜６０に、櫛歯電極の短手方向に対して図６に示すように角度φ（１５°）傾くようにラビングを行ない、液晶分子を平行配向させた。
【００５８】
能動素子基板４とカラーフィルタ基板６とを、セル内スペーサ等（図示せず）で所定の間隙に形成し、その中にネマティック液晶５０を、シール剤（図示せず）及び封向材（図示せず）により封止して液晶パネルを構成した。液晶材料は、誘電率異方性△εが負でその値が−５．０（５８９ｎｍ、２０℃）、屈折率異方性△ｎが０．０７５、液晶の比抵抗が１．５ｘ１０１２Ω・ｃｍのネマティック液晶を使用した。
【００５９】
したがって、櫛歯電極部分では液晶は電界によって、回転力が付与され、表示を変更するが、ドレイン電極２０とソース電極２２上での液晶は、ドレイン電極２０とソース電極２２間に電圧が印加されたときでも、誘電率異方性△εが負であるので、かかる方向の電界では回転力が付与されず、そのため残像が発生しない。
【００６０】
第８の実施形態を図７を用いて説明する。
【００６１】
この例は、ドレイン電極２０、ソース電極２２、および島状非晶質シリコン１８を、傾きθに合わせて図７に示すように傾斜させ、ドレイン電極２０とソース電極２２に関しては、対向する端縁のみでなく、データ線２１との接続部分も角度θに適合させた。
【００６２】
ラビング方向は、全体に一律に角度φ（φ＝θ）で形成した。
【００６３】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置に組み込み、然るべき残像試験を長時間を行なっても、全く残像は発生しなかった。
【００６４】
第９の実施形態を図８を用いて説明する。
【００６５】
この例は、櫛歯電極の配列に傾斜をもたせた。すなわち、データ線２１等に対してラビング方向を平行とし、ドレイン電極２０とソース電極２２に関しては、対向する端縁をラビング方向と垂直にした。
【００６６】
このようにしても、櫛歯電極の電界方向と液晶分子の初期配向方向との間には、角度φ設定し、表示変更に関して支障はなく、かつ、ドレイン電極２０とソース電極２２上の液晶は、ドレイン電極２０とソース電極２２間の電界と一致していることから回転力が付与されず、残像の発生を防止できる。
【００６７】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置に組み込み、然るべき残像試験を長時間を行なっても、全く残像は発生しなかった。
【００６８】
第１０の実施形態を図９を用いて説明する。
【００６９】
この例は、櫛歯電極をくの字状に形成した。ラビング方向は上記第９の実施形態と同様とし、データ線２１等に対して平行とした。
【００７０】
このようにしても、櫛歯電極部では、電界により液晶がそれぞれの方向に回転し、表示の変更がなされ、しかも、ドレイン電極２０とソース電極２２上の液晶は、ドレイン電極２０とソース電極２２間の電界と一致していることから回転力が付与されず、残像の発生を防止できる。
【００７１】
更に、このような形状に櫛歯電極を形成すると、櫛歯電極の電界によって液晶分子が右回転する部分と左回転する部分を作り出し、２方向に液晶分子が回転することから、開口部での液晶の配列を分散でき、画面の見易さ向上できる。尚、櫛歯電極のくの字はラビング方向に対して対称としたが、液晶の配列を適宜分散し、画面を見易くするなどのためいずれかの方向に偏っていてもよい。
【００７２】
このようにして得られた液晶パネル２を液晶表示装置として駆動装置に組み込むと液晶回転方向がくの字電極の左右において互いに補償するため、上記実施形態のいずれの場合より視野角が広がった。また残像試験を長時間を行なっても、全く残像は発生しなかった。
【００７３】
更に図１０に、上記第９の実施形態の櫛歯電極、およびドレイン電極２０とソース電極２２を９０°回転させた第１１の実施形態を示す。櫛歯電極等このように形成しても、残像の発生を抑制し、かつ良好な視野角の表示装置を提供できる。
【００７４】
以上説明したように、上記第１の実施形態から第１１の実施形態により、ＴＦＴ素子上の液晶配向が常に一定となるため、ＴＦＴ特性変化に伴う残像を抑制できる。特に第３実施形態及び第８実施形態においては、残像抑制効果が著しい。また、第１、第３、第５、第６、第７、第８、第９、第１０、第１１の実施形態は従来構造と同一プロセスにより液晶パネルを製造することができる。また第４の実施形態においては、液晶に印加する駆動電圧を下げる効果も有する。
【００７５】
また第５、第６実施形態においては、ラビング工程により発生する粉塵を無くすことができるため、パネル製造歩留まりを向上させる効果を有する。
【００７６】
また第１０、または１１の実施形態においては、くの字状の電極としたため、電極の左右、もしくは上下において液晶の回転する方向が異なるため、液晶パネルを斜めから見た場合の色づきを防止することができ、かつ視野角が広がる効果も有する。
【００７７】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置によれば、ＴＦＴ素子上の液晶配向が常に一定となり、液晶表示の状態によって変化しないことから、ＴＦＴ特性が変化したことに伴う残像現象の発生を抑制することができ、高品質の液晶表示装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる能動素子基板の一実施形態を示す図である。
【図２】本発明にかかる液晶表示装置の一実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図４】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図５】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図６】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図９】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図１０】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図１１】本発明にかかる能動素子基板の他の実施形態を示す図である。
【図１２】オフ電流が増加する形にてＴＦＴ特性が変動する場合のＴＦＴ特性図
【図１３】オン電流が増加する形にてＴＦＴ特性が変動する場合のＴＦＴ特性図
【図１４】従来例を示す図である。
【符号の説明】
２ 液晶装置
４ 能動素子基板
６ カラーフィルタ基板
１０ ガラス基板
１２ 走査用信号線
１４ 共通電極
１６ ゲート電極
１８ 島状非晶質シリコン
２０ ドレイン電極
２１ データ線
２２ ソース電極
２４ 画素電極
３１ 第一層間膜
３２ パッシベーション膜
４０ ガラス基板（第２）
４２ 遮光層
４４ 色層
４６ 平坦化膜
４８ 透明導電膜
Claims (2)
- 一対の基板と、該基板に挟持された液晶層を有し、画素電極と共通電極とを所定の間隔をあけて交互に配置し、前記基板に対して平行な方向の電界を前記液晶層に発生させるようにしたアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記液晶は正の誘電率異方性を有し、
前記画素電極と前記共通電極とが直線状に形成されたデータ線に平行に配置され、
ラビング方向はこれから一定の角度傾斜した方向に設定されており、
前記画素電極への通電を制御するＴＦＴ素子のドレイン電極とソース電極間に発生する電界の前記基板と平行な成分方向と、前記液晶層のラビング方向とが同一方向となるように、前記ドレイン電極と前記ソース電極の互いに対向する端縁を、前記ラビング方向と垂直となるように、走査用信号線の長手方向から傾けて、形成してあることを特徴とするアクティブマトリクス型液晶表示装置。 - 前記ドレイン電極、前記ソース電極および前記アモルファスシリコンを、前記液晶層のラビング方向と平行になるように傾けて形成したことを特徴とする請求項１記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
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