JP3993263B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像等を表示する液晶表示装置に関するもので、適切な容量を確保して薄膜トランジスタの正確な動作を確保できるとともに開口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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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―３０６２７６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１２…、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。
【０００６】
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１７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。
【０００７】
以上のような構成によれば、線状電極１２、１３間に電圧が印加されていない状態で液晶分子３６…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方向に図１１（ａ）に示すよう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。
【０００８】
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に示す構造は１つの画素に対応する部分のみを示すもので、この例の構造において、ガラス基板等の透明基板２０上に導電層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層２４が形成され、ゲート電極２１上のゲート絶縁層２４上に半導体膜２６をその一側と他側の両側から挟んでソース電極２７とドレイン電極２８が設けられて薄膜トランジスタＴが構成され、前記第１の線状電極２２、２２の中間の上方のゲート絶縁膜２４上に導電層からなる第２の線状電極２９が設けられている。
【０００９】
また、図１２は電極の平面構造を示すが、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・・・とに囲まれた矩形状の各領域が画素とされ、画素領域の隅部にゲート配線３０の一部からなるゲート電極２１が形成され、ゲート電極２１上のドレイン電極２８に容量電極部３３を介して信号配線３１と平行に第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第２の線状電極２９と平行に第１の線状電極２２、２２が平面配置されている。
【００１０】
前記第１の線状電極２２、２２はゲート配線３０に近い側の端部においてゲート配線３０に平行に画素領域内に設けられた接続配線３４により接続され、他側の端部においてゲート配線３０と平行に設けられた共通電極３５により接続されている。前記共通電極３５は、多数の画素領域に渡ってゲート配線３０と平行に設けられたもので、各画素領域毎に設けられている線状電極２２、２２に共通の電位を与えるためのものである。また、第２の線状電極２９の一端側は共通電極３５の上方まで延出され、第２の線状電極２９の先端部には画素領域内の共通電極３５上に位置する容量電極部３６'が形成され、第２の線状電極２９の他端側の容量電極部３３は接続配線３４上に位置されている。これらの容量電極部３３、３６は、それらの下側に位置する接続配線３４、共通電極３５との間に絶縁層２４を挟むことで容量を構成し、液晶駆動時の薄膜トランジスタＴの作動を安定化するためのものである。
【００１１】
前記図１２と図１３に示す例の構造においては、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を作用させることができるので、この横電界に従って液晶分子３６を図１３に示すように配向できる。従って図１０と図１１を基に先に説明した場合と同様に液晶を配向制御することで表示非表示の切り替えができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上のような構造を有する液晶表示装置にあっては、液晶を実際に駆動するための回路設計を行って実用的な表示装置を想定した場合に、視野角が広いという長所を有するものの、開口率が小さくなり易いという問題を有していた。
即ち、図１２と図１３に示す構造において、薄膜トランジスタＴの駆動を安定化するためには、容量電極部３３と接続配線３４とで絶縁層２４を挟み込んで構成する容量と、容量電極部３６'と共通電極３５とで絶縁層２４を挟み込んで形成する容量をある程度確保する必要があるために、図１２に示す形状ではなく、図１４に示すように、共通電極３３と接続配線３４と共通電極３５と容量電極部３６'の幅をそれぞれ図１２に示す大きさよりも大きく形成する必要がある。このような構造を採用すると、画素領域に占める共通電極３３と接続配線３４と共通電極３５と容量電極部３６'の面積が大きくなるために、開口率が小さくなり易いという問題を生じるものであった。
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うことができる。
しかしながらこの改善策は、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。
【００１３】
本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、基板面に沿ったの横電界により液晶を駆動する構成における高視野角特性を有したままで薄膜トランジスタの安定駆動を実現しつつ開口率を大きくできる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【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が配設され、前記一方の基板上に複数の画素電極と該複数の画素電極のそれぞれと協働して前記液晶に前記基板面に沿った方向に電界を印加するコモン電極とが複数の画素領域を形成するよう設け、前記画素電極と協働して容量を形成するよう前記画素電極と間隙をあけて重ね合わされたコモン電極を有するようにしたものである。
また本発明は、前記複数の画素領域のそれぞれの内方に前記画素電極を設け、該画素電極と対峙させて前記画素領域のそれぞれを画成する前記コモン電極を設け、前記容量形成電極部を前記コモン電極の内方に設けたことを特徴とする。
基板上に設けたコモン電極と画素電極により基板面に沿った方向に電界を印加できるので、電界の印加、無印加により液晶の配向制御を行うことができ、これにより表示非表示を切り替えることができる。そして、コモン電極に容量形成電極部を設けたので、画素電極と協働して容量を形成することができる。
【００１５】
更に本発明は、前記画素電極および前記容量形成電極部の重ね合わせ部分におけるそれぞれの電極が帯状に形成されており、前記重ね合わせ部分における画素電極の幅が前記容量形成電極部の幅よりも大きいことを特徴とする。
重ね合わせ部分における画素電極の幅が容量形成電極部の幅よりも大きいことにより容量形成電極部が画素電極に隠されるために、容量形成電極部を設けたことによる開口率の低下は生じることが無く、容量形成電極部を設けたことによる影響が液晶に及ばなくなる。
【００１６】
更に本発明は、前記一方の基板上に前記コモン電極を設け、該コモン電極の上方に前記画素電極を設けたことを特徴とする。
この構成により、画素電極を液晶に接近させて設けることができ、液晶駆動に有効に働く実効電圧を高くすることができる。
【００１７】
【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４０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はガラス等の透明基板からなるが、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。
【００１８】
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５１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コモン電極５３、５３と、画素電極５４とが互いに平行に配置されている。
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５０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本の線状電極からなるコモン電極５３、５３が延設され、これら２本のコモン電極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配線５７により接続され、２本のコモン電極５３、５３の中間部にコモン配線５６と接続配線５７に接続された帯状の容量形成電極部５５が設けられている。
なお、液晶セル４５の全体においては液晶表示装置として必要な数の多数のゲート配線５０と信号配線５１が配置され、これらによって区画された領域の両側を区画するようにコモン電極５３、５３が設けられているが、図１においては２つの隣接するゲート配線５０と信号配線５１に対応する部分の平面構造のみを示している。従って換言すると、基板４１上に複数の画素電極５４と複数のコモン電極５３が複数の画素領域５９を画成するように設けられていることになる。
【００１９】
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５０と平面視直交してマトリックス状になるように各信号配線５１が形成され、ゲート配線５０において信号配線５１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を一側と他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。また、容量形成電極部５５上の絶縁層５８上に画素電極５４が配置されていて、画素電極５４と容量形成電極部５５とによって絶縁層５８を挟むことで容量が構成されている。
【００２０】
次に、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は前記接続配線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６４に接続され、この容量電極６４の中央部から前記コモン電極５３に平行に画素電極５４が延設され、この画素電極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６５に接続され、それらが図２に示すように被覆層６６により被覆されている。
また、この例においては、前記接続配線５７よりもコモン配線５６が細く形成され、画素電極５４はコモン配線５６よりも細く形成され、コモン電極５３は画素電極５４よりも若干細く形成され、容量形成電極部５５は画素電極５４よりも若干細く形成されている。
なお、この例で用いるコモン電極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。
【００２１】
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、コモン電極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、それらの長軸をコモン電極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。
【００２２】
また、この例の構造において上の偏光板４３の偏光軸の方向は、コモン電極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の偏光軸方向はコモン電極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トリクスであり、このブラックマトリクス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の部分等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側の各画素領域５９毎にカラーフィルタの赤（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。
【００２３】
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の作動によって所望の画素領域５９のコモン電極５３、５３と画素電極５４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を作動させて所望の位置の画素領域５９に設けられているコモン電極５３、５３と画素電極５４との間に電圧を印加することで、図２の基板面方向（横方向）に電界を印加することができ、これにより図１２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、コモン電極５３、５３と画素電極５４との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１１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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、容量電極６４、６５を設け、これらに対して絶縁層５８を介して対峙するようにコモン配線５６、接続配線５７を設けることでこれらの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、薄膜トランジスタＴの安定動作を図ることができる。さらに、この例の構造においては、画素電極５４の下方に絶縁層５８を介して対峙するように容量形成電極部５５が設けられ、これらの部分においても容量が構成されている。従って図１に示す構造であれば、図１４に示す構造に比べて同じ容量を確保する場合において、容量電極６５の幅を小さくできる。従って容量電極６５の幅を小さくした分だけ画素領域５９の面積を増加させることができ、開口率を図１４に示す構造よりも大きくすることができる。
【００２６】
また、前記構造を採用して寄生容量を少なくしておけば、前記オーバーラップ部分においてある程度の容量を確保できるので、コモン電極５３と画素電極５４の幅を狭くしても良くなり、コモン電極５３と画素電極５４の幅を小さくした分だけ開口率を向上させることができる。従って、液晶の配向状態で暗状態と明状態を切り換えることができ、視野角依存性が少ないとともに、開口率の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００２７】
更に、コモン電極５３、５３と画素電極５４と容量形成電極部５５と容量電極６４、６５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、画素電極５４に電圧を印加した場合にコモン電極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、コモン電極５３と画素電極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、画素電極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、コモン電極５３と画素電極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。
次に、本実施形態においては、画素電極５４を画素領域５９の内部側に設けた方がゲート配線５０および信号配線５１の電界的な影響を受けにくいので、画素電極５４を画素領域５９の中央部に配置している。
更に本実施形態は、基板４１上にコモン電極５３、５３を設け、該コモン電極５３、５３の上方に前記画素電極５４を設けたことを特徴とする。
この構成により、画素電極を液晶に接近させて設けることができ、液晶駆動時に有効に働く実効電圧を高くすることができる。
【００２８】
図３は、本発明に係る液晶表示装置の他の形態を示すもので、この形態においては、各コモン電極５３上の絶縁層５８上に画素電極７０を設け、これらの画素電極７０をドレイン電極６３に接続するとともに、先の形態の容量形成電極部５５の代わりにコモン電極７１を設け、コモン電極７１上の絶縁層５８上には電極を設けない構造とした。その他の構造は先の形態の構造と同じであり、同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。
この例においては、画素電極７０、７０とコモン電極７１間において電界を発生させて先の形態の構造と同様に液晶の配向制御を行うことができる。また、この例の構造においては、コモン電極５３が容量形成電極部を兼用するので、画素電極７０との間に容量を構成することができる。
【００２９】
次に図４は、本発明に係る液晶表示装置の別の形態を示すもので、この形態においては画素電極５４'をコモン電極５３に対して斜めに配置し、画素電極５４'の下に容量形成電極部５５'を画素電極５４'と平行に配置した点に特徴がある。即ち、画素領域５９は画素電極５４'によって略３角型の領域に２分割されている。また、コモン電極５３、５３に対して画素電極５４'が傾斜されていることにより、コモン電極５３、５３と画素電極５４'とが接近する部分において狭間隔部７２が形成されている。
【００３０】
この形態の構造においては、コモン電極５３、５３と画素電極５４'との間に狭間隔部７２が設けられているので、この狭間隔部７２においてはコモン電極５３と画素電極５４'とが発生させる電界が他の部分よりも強くなり、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コモン電極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、中間調表示領域、換言すると、印加電圧が小さい時において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、中間調表示領域における表示において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の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。また、フリッカ（ちらつき）を感じる人間の割合も中間調表示の場合と同様な傾向になるので、前記構造を採用することで中間調表示の際のフリッカーを目立たなくすることができる。
【００３１】
【実施例】
（実施例１）
図１に示す構造の回路を有する薄膜トランジスタ型液晶表示装置を製造した。
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に示すコモン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、コモン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】
この装置を製造するには、幅１０μｍ、Ｃｒからなるゲート配線を１２９μｍ間隔で透明基板上に多数本形成するとともに、ゲート配線のそれぞれに隣接させて幅１６μｍ、Ｃｒからなるコモン配線を形成した。このコモン配線には、各画素領域の両隅部分に延出するように幅６μｍのコモン電極をコモン配線と直角方向に形成し、各画素領域の中央部のコモン配線に幅３μｍのＣｒの容量形成電極部を形成した。
【００３３】
次にこれらを覆うようにＳｉＮ_xからなる絶縁層を被覆し、その上に幅４μｍのＣｒからなる画素電極を各画素領域の両側のコモン電極の中央部にコモン電極と平行に形成した。
また、ゲート配線と信号配線の交差する部分の近傍にａ-Ｓｉからなる半導体膜をゲート電極とソース電極で挟んだ構造の薄膜トランジスタを形成し、更にこれらを被覆層で覆い、更にポリイミド系の配向膜を形成し、ラビングロールによる配向処理を行ってトランジスタアレイ基板を形成した。
【００３４】
一方、比較のために、図１４に示す構造の回路を有する容量形成電極部を持たない薄膜トランジスタ型液晶表示装置を製造した。
以上のように形成した各液晶表示装置に対して開口率を測定した結果、図１４に示す構造では開口率３８％であったものが、図１に示す構造では４０.１％となり、開口率が向上することが明らかになった。
【００３５】
（実施例２）
先の実施例１の構造と基本構造は同じであり、基板上に先に形成したコモン電極に対して８.２゜の角度で傾斜するクロムからなる幅３μｍの画素電極をドレイン電極に接続させて絶縁層上に形成した液晶表示装置を作製した。
次に、比較のために、図４に示す線状電極構造に変えて図１４に示すように線状電極に対して平行に線状電極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が、図１４に示す構造よりも、図４に示す構造の方が開口率が向上した。
【００３６】
次に、得られた各液晶表示装置に対し、光透過率が最大となる時の印加電圧を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％、１０％、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(100)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（τ_r）と立ち下がり時間（τ_d）の和を示している。
【００３７】
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９１ｍsec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。
【００３８】
次に図６は、液晶表示装置の明るさとＣＦＦ（Critical Flicker Freqeqency：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。
【００３９】
以上の考察に基づいて再度図６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。
【００４０】
次に図１５は、本発明に係る液晶表示装置の第４の実施形態を示すもので、図１に示す構造に対して接続配線５７を省略してコモン電極５３、３を個別に設け容量電極６４を省略した構造を採用した例であり、この構造においても先の第１の形態と同様な効果を得ることができる。
また、図１６は１つの画素領域の両隅ににコモン電極５３を２本設け、一方のコモン電極５３上に画素電極５４を１本設けた構造であり、図１７は１つの画素領域の両隅にコモン電極５３、５３を設け、１つの画素領域の両隅と中央に合わせて３本の画素電極５４を設けた例であり、これらの構造においても先の第１の形態と同様な効果を得ることができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基板上に設けたコモン電極と画素電極により基板面に沿った方向に電界を印加できるので、電界の印加、無印加により液晶の配向制御を行って明状態と暗状態を切り替えることができ、これにより表示非表示を切り替えることができる。そして、コモン電極に容量形成電極部を設けたので、画素電極と協働して容量を形成することができ、スイッチング素子により横電界の印加、無印加を切り替える際のスイッチング素子の作動を安定化できる。
また、本発明によれば、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。
従って高視野角特性を有する上にスイッチング素子の作動を安定化させた液晶表示装置を提供できる。
【００４２】
次に本発明において、画素電極と容量形成電極部の重ね合わせ部分における画素電極の幅を容量形成電極部の幅よりも大くすることにより容量形成電極部を画素電極で隠す構成であるために、容量形成電極部を設けたことによる開口率の低下は生じることが無く、容量形成電極部を設けたことによる影響を液晶に及ばなくすることができる。
よって、開口率が高く、高視野角特性を有する上にスイッチング素子の作動を安定化させた液晶表示装置を提供できる。
【００４３】
また、本発明において、一方の基板上に前記コモン電極を設け、該コモン電極の上方に前記画素電極を設ける構成により、画素電極を液晶に接近させて設けることができ、液晶駆動に有効に働く実効電圧を高くすることができ、低電圧駆動を図ることができる。
【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の形態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は本発明に係る液晶表示装置の第２の形態の断面構造を示す図。
【図４】 図４は本発明に係る液晶表示装置の第３の形態の電極配置構造を示す図。
【図５】 実施例と比較例の各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１０（ｂ）は図１０（ａ）の側面図。
【図１１】 図１１（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１１（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１２に示す構造の平面図。
【図１４】 図１３に示す構造の線状電極の配置例を示す平面図。
【図１５】 本発明に係る液晶表示装置の第４の形態を示す図。
【図１６】 本発明に係る液晶表示装置の第５の形態を示す図。
【図１７】 本発明に係る液晶表示装置の第６の形態を示す図。
【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 コモン電極
５４ 画素電極
５５ 容量形成電極部
５６ コモン配線
５７ 接続配線
５８ 絶縁層
６４、６５ 容量電極

Claims (6)

1. 基板と、
   基板上で互いに交差し画素領域を区画するゲート配線および信号配線と、
   該画素領域において信号配線に平行な複数のコモン電極と、該画素領域内においてコモン電極に平行な画素電極とを有し、これらコモン電極と画素電極との間において容量を形成するために、画素電極が複数のコモン電極の少なくとも１つと重ね合わされ、
   該画素電極および該容量形成電極部の重ね合わせ部分におけるそれぞれの電極が帯状に形成されており、該重ね合わせ部分における画素電極の幅が該容量形成電極部の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記複数の画素領域のそれぞれの内方に前記画素電極が設けられ、該画素電極と対峙させて前記画素領域のそれぞれを画成する前記コモン電極が設けられ、前記容量形成電極部が前記コモン電極の内方に設けられたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. 前記一方の基板上に前記コモン電極が設けられ、該コモン電極の上方に前記画素電極が設けられたことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
4. 容量形成電極を含む３つの線状の電極を有する複数のコモン電極であって、画素電極が該容量形成電極を含む３つの線状の電極の中央の電極と重ね合わされる請求項１に記載の液晶表示装置。
5. 容量形成電極を含む３つの線状の電極を有する複数のコモン電極であって、３つのコモン電極と画素電極は、該容量形成電極を除いて２つのコモン電極と重ね合わされる請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 基板と、
   基板上で互いに交差し画素領域を区画するゲート配線および信号配線と、
   画素領域内において信号配線に平行な複数のコモン電極と、画素領域において前記コモン電極と電気的に接続された、信号配線に対して斜めの容量形成電極部と、
   画素領域において、前記容量形成電極部に重ね合わされる、前記容量形成電極部に平行な画素電極を有し、
   前記画素電極および前記容量形成電極部の重ね合わせ部分におけるそれぞれの電極が帯状に形成されており、前記重ね合わせ部分における前記画素電極の幅が前記容量形成電極部の幅よりも大きいことを特徴とする液晶表示装置。

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