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JP2937131B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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JP2937131B2
JP2937131B2 JP8230596A JP23059696A JP2937131B2 JP 2937131 B2 JP2937131 B2 JP 2937131B2 JP 8230596 A JP8230596 A JP 8230596A JP 23059696 A JP23059696 A JP 23059696A JP 2937131 B2 JP2937131 B2 JP 2937131B2
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JP
Japan
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liquid crystal
tft
signal line
video signal
substrate
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渡辺  誠
貴彦 渡邊
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特に階調反転が生じにくく広い視野角が得られる表
示品位の高い液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶表示装置では、液晶に電界を印加す
る方式の一つとして、各電極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があるが、大容量の
表示画素の装置の場合には信号線数が膨大な数となる。
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が採用される。特に、
マルチプレックス駆動の中でも電極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
品位が高くなる。また、液晶に印加する電界の方向とし
ては、液晶を挟むガラス基板に垂直に印加する方式と平
行に印加する方式があり、後者の方式は広い視野角が得
られるため大型モニター用途に適している。このガラス
基板に平行に電界を印加する方式の液晶表示装置は、I
PS方式アクティブマトリクス液晶表示装置と称され
る。
【0003】このIPS方式の液晶表示装置の一例を図
6,図7を用いて説明する。この構造は特公昭63−2
1907号公報に示されているものであり、図6はその
各画素の電極構造の断面図、図7は平面図である。図6
において、TFT側基板1Bは、TFTガラス基板10
1上に共通電極104が形成され、この上に第1絶縁膜
103を介して共通電極104と交互に配列されるよう
に映像信号線106と画素電極107が形成される。さ
らに、画素電極107、映像信号線106は保護絶縁膜
108で被覆され、その上には液晶3を配列させるのに
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。
【0004】一方、対向側基板2は、対向側ガラス基板
201上には、対向側の金属遮光膜206がマトリクス
状に設けられ、その上に色層202が赤、青、緑と素子
単位に並列され、その上に保護樹脂膜203が一様に形
成され最後に液晶3を配向させるのに必要である対向側
配向膜204が塗布されラビング処理される。ラビング
の方向はTFT側基板1Bに施した方向と同方向であ
る。その上で、TFT側基板1Bと対向側基板2の間に
は、液晶3が封入される。また、TFT側ガラス基板1
01の電極パターンを形成しない面にはTFT側偏光板
110がラビング方向に透過軸が一致するよう張りつけ
られ、対向側ガラス基板201のパターンが存在しない
側には対向側偏光板205が、透過軸がTFT側偏光板
1Bの透過軸方向と直交するように張りつけられる。以
上により、液晶パネルが構成される。
【0005】この液晶パネルでは、図7に示すように、
走査信号線111のON/OFF信号により、半導体膜
112を含むTFT(薄膜トランジスタ)113がスイ
ッチングし、薄膜トランジスタ113がONである時は
映像信号線106から電荷が画素電極107に流れ込
み、OFFした後は電荷を保持しある一定の電位を保
つ。共通電極104には常時一定の直流電圧が印加され
ており、画素電極107と共通電極104との間に生じ
る基板と平行な方向の横電界により液晶3のリタデーシ
ョンを変化させる。この液晶3のリタデーション変化と
偏光板110,205の光学特性により画素電極107
と共通電極104の間から透過する光量を制御する。こ
の時、映像信号線106の両脇、走査信号線111と共
通電極104の間のように横電界が適切に印加できない
領域は所望の透過率を得ることができないが、この領域
は対向側基板2に設けられている金属遮光膜206によ
ってその光洩れが防止される。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、従来の液
晶パネルでは、光洩れを防止するための金属遮光膜20
6は対向側基板2に設けているため、対向側基板2とT
FT側基板1Bとの重ね合わせ精度が通常10ミクロン
前後であることを考慮すると、TFT側基板1Bにおい
て生じる光洩れ領域に対して、かなり大きいマージンを
みて金属遮光膜206を設置する必要があり、そのため
に金属遮光膜206の平面面積がいたずらに大きくな
り、液晶パネル全体の開口率が低下されるという問題が
生じる。また、映像信号線106と画素電極107の間
には微弱ながら横電界が生じているため、共通電極10
4と画素電極107に本来印加すべき電界が変調され
る。この変調は映像信号線106の電位によるため、図
3(b)のようにベタ画面にウインドウ表示をさせる
と、映像信号線106により変調される結果としてウイ
ンドウ上下にクロストークが生じ、著しく表示品位を低
下させることになる。
【0007】本発明の目的は、開口率を高めるととも
に、クロストークを防止して表示品位を高めた液晶表示
装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、共通電極、画
素電極、映像信号線、走査信号線およびスイッチング素
子としてのTFT等が形成されたTFT側基板と、これ
に対向する対向側基板との間に液晶層を形成してなる液
晶表示装置において、前記基板の表面に平行な電界を印
加するために交互に配設される前記共通電極と画素電極
とが、共に前記映像信号線とほぼ平行であり、かつ前記
映像信号線側に前記共通電極を配置した構造を有し、少
なくとも前記映像信号線沿いに形成された金属遮光膜に
所定の電位を印加することを特徴とする。この場合、金
属遮光膜は、映像信号線の全平面を覆う領域に形成され
る。あるいは、映像信号線と隣接する共通電極との間の
みを遮光するように形成される。
【0009】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図1及び図2は本発明の第1
の実施形態を示す図であり、図1は電極部の断面図、図
2は平面図である。図1において、TFT側基板1は、
TFT側ガラス基板101上に金属遮光膜102が形成
され、その上に形成される第1絶縁膜103を介して前
記金属遮光膜102と一部において平面上で重なるよう
に共通電極104が形成されている。また、その上に形
成される第2絶縁膜105を介して前記共通電極104
に対して交互に配置されるように映像信号線106と画
素電極107が形成されている。さらに、これら画素電
極107、映像信号線106は保護絶縁膜108で被覆
され、その上には液晶3を配列させるのに必要であるT
FT側配向膜109が塗布されラビング処理される。
【0010】一方、対向側基板2は、対向側ガラス基板
201上に色層202が赤、青、緑と素子単位に並列さ
れて形成され、その上に保護樹脂膜203が一様に形成
され、さらにその上に液晶3を配向させるのに必要であ
る対向側配向膜204が塗布されラビング処理される。
ラビングの方向はTFT側基板1に施した方向と同方向
である。その上で、TFT側基板1と対向側基板2の間
には、液晶3が封入される。また、TFT側ガラス基板
101の電極パターンを形成しない面にはTFT側偏光
板110がラビング方向に透過軸が一致するよう張りつ
けられ、対向側ガラス基板201のパターンが存在しな
い側には対向側偏光板205が、透過軸がTFT側偏光
板110の透過軸方向と直交するように張りつけられ
る。以上により、液晶パネルが構成される。
【0011】この構成の液晶パネルでは、図2に示され
るように、走査信号線111のON/OFF信号によ
り、半導体膜112を含む薄膜トランジスタ113がス
イッチングし、薄膜トランジスタ113がONである時
は映像信号線106から電荷が画素電極107に流れ込
み、OFFした後は電荷を保持しある一定の電位を保
つ。共通電極104には常時一定の直流電圧が印加され
ており、画素電極107と共通電極104との間に生じ
る基板と平行な方向の横電界により液晶3のリタデーシ
ョンを変化させる。この液晶3のリタデーション変化と
偏光板110,205の光学特性により画素電極107
と共通電極104の間から透過する光量を制御し、所要
の表示を行うことはこれまでと同じである。
【0012】これに加えて、この実施形態では、TFT
側基板1に形成された金属遮光膜102に常時一定のD
Cを印加している。図3はこの液晶パネルの黒ベタ画面
に白ウインドウを表示した時に発生する縦クロストーク
の程度を、金属遮光膜102に印加するDC電圧を変化
させながら観察した実験結果を示す図である。図3
(a)はその電圧変化に対する視認性の善し悪しを示す
図、図3(b)はそのときの液晶パネルの表示状態であ
る。この結果から、金属遮光膜102にほぼ−10V以
下の電位を与えることで縦クロストークが抑制できるこ
とを示している。このように、金属遮光膜102に常時
適正なDCを印加することで、信号線106の画素電極
107への変調効果を抑制でき、縦クロストークを抑制
し表示品位が改善される。
【0013】また、この実施形態では、金属遮光膜10
2をTFT側基板1上に設けているために、TFT側基
板1において生じる光洩れ領域に対する設置マージンを
露光アライメント精度程度に抑えることができ、これに
より金属遮光膜102の平面面積を低減し、液晶パネル
の開口率が向上される。
【0014】図4は本発明の第2の実施形態の断面図で
ある。この実施形態では、金属遮光膜102Aを、映像
信号線106に対してはその両脇においてのみ平面上で
一部重なる形態、すなわち映像信号線106と共通電極
104との間のみを遮光すべく形成している点が第1の
実施形態とは相違しており、その他の構成は第1の実施
形態と同じであり、同一部分には同一符号を付してい
る。そして、この実施形態においても、金属遮光膜10
2に対して一定のDC電圧を印加させている。
【0015】図5にこの第2実施形態の実験結果を示
す。この実験は黒ベタ画面に白ウインドウを表示した時
に発生する縦クロストークの程度を金属遮光膜102の
電位を変化させながら観察したものである。この結果で
は、金属遮光膜102に−15V以下の電位を与えるこ
とで、縦クロストークが抑制できることを示している。
この第2の実施形態では、第1の実施形態に比較して金
属遮光膜102と映像信号線106のオーバラップ面積
が小さいため、結合容量が小さく、大型のパネルの場合
に問題となる信号電圧パルスの遅延に対して有利であ
る。また、光洩れに対する設置マージンが小さくでき、
液晶パネルの開口率が第1の実施形態と同等に向上でき
ることは言うまでもない。
【0016】なお、前記各実施形態では、本発明をカラ
ー液晶表示装置に適用しているが、単一色表示の液晶表
示装置においても同様に適用できることは言うまでもな
い。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、IPS方
式の液晶表示装置において、映像信号線側に前記共通電
極を配置した構造を有し、少なくとも前記映像信号線沿
いに形成された金属遮光膜に所定の電位を印加すること
により、視野角特性が良好であるとともに、クロストー
クが抑制され、しかも金属遮光膜の配置マージンを小さ
くしてその面積の縮小化を図ることで、開口率が高めら
れ、これらにより表示品位の高い液晶表示装置を得るこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態の要部の断面図であ
る。
【図2】図1の平面図である。
【図3】第1の実施形態における金属遮光膜への印加電
圧とその視認性の関係を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態の要部の断面図であ
る。
【図5】第2の実施形態における金属遮光膜への印加電
圧とその視認性の関係を示す図である。
【図6】従来の液晶表示装置の一部の断面図である。
【図7】図6の平面図である。
【符号の説明】
1,1A TFT側基板 2 対向側基板 3 液晶 101 TFT側ガラス基板 102,102A 金属遮光膜 104 共通電極 106 映像信号線 107 画素電極 109 TFT側配向膜 110 TFT側偏光板 111 走査信号線 112 半導体層 113 薄膜トランジスタ(TFT) 201 対向側ガラス基板 202 色層 204 対向側配向膜 205 対向側偏光板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−159786(JP,A) 特開 平7−239480(JP,A) 特開 平8−201773(JP,A) 特開 平8−136931(JP,A) 特開 平8−201847(JP,A) 特開 平8−271919(JP,A) 特開 平9−15650(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/136 G02F 1/1335 G02F 1/133 G09F 9/30 G09G 3/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 共通電極、画素電極、映像信号線、走査
    信号線およびスイッチング素子としての薄膜トランジス
    タ(TFT)等が形成されたTFT側基板と、これに対
    向する対向側基板との間に液晶層を形成してなる液晶表
    示装置において、前記基板の表面に平行な電界を印加す
    るために交互に配設される前記共通電極と画素電極と
    が、共に前記映像信号線とほぼ平行であり、かつ前記映
    像信号線側に前記共通電極を配置した構造を有し、少な
    くとも前記映像信号線沿いに形成された金属遮光膜に所
    定の電位を印加することを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記TFT側基板は、TFT側ガラス基
    板の表面に金属遮光膜が形成され、前記金属遮光膜と第
    1の絶縁膜を介して前記共通電極と前記走査信号線が形
    成され、前記共通電極と第2の絶縁膜を介して前記映像
    信号線と前記画素電極が形成され、前記画素電極と第3
    の絶縁膜を介して配向膜が形成され、かつ前記ガラス基
    板の裏面に偏光板が形成され、前記対向側基板は、対向
    側ガラス基板の表面に配向膜が形成され、その裏面に偏
    光板が形成され、前記各ガラス基板の配向膜を微小間隔
    で対向配置し、これらガラス基板の間に前記液晶層を形
    成した請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 【請求項3】 前記金属遮光膜は、前記映像信号線の全
    平面を覆う領域に形成されてなる請求項1または2に記
    の液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 前記金属遮光膜は、前記映像信号線と隣
    接する前記共通電極との間のみを遮光するように形成さ
    れてなる請求項1または2に記載の液晶表示装置。
JP8230596A 1996-08-30 1996-08-30 液晶表示装置 Expired - Lifetime JP2937131B2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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US08/921,012 US6038007A (en) 1996-08-30 1997-08-29 In-plane type liquid crystal display apparatus with increased numerical aperture
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KR1019970044696A KR100311266B1 (ko) 1996-08-30 1997-08-30 늘어난개구수를갖는인플레인형액정표시장치
EP97115115A EP0827010B1 (en) 1996-08-30 1997-09-01 In-plane type liquid crystal display apparatus with increased numerical aperture
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JPH1073844A JPH1073844A (ja) 1998-03-17
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EP (1) EP0827010B1 (ja)
JP (1) JP2937131B2 (ja)
KR (1) KR100311266B1 (ja)
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