JP2001091974A - 液晶表示装置、その駆動方法、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 横電界モードの液晶パネルでは、ソース配線
と隣接の共通電極または画素電極との間隙部の光モレに
よりコントラストが低下したり、これを防ぐブラックマ
トリクスのため開口率が低下していた。 【解決手段】 対向基板上にソース配線のエッジを覆う
ような電界制御電極を設け、間隙部に垂直電界を発生さ
せる。これにより液晶分子が立ち上がり、間隙部が黒状
態となって光モレがなくなり、コントラストが向上す
る。電界を用いているため、位置ずれに対する許容マー
ジンが広く画素部分にまで遮光領域を広げる必要がない
ので、開口率が向上する。

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、特に広視野角特性を持つ横電界型の液晶表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】（第１の従来の技術）液晶表示装置は、
薄型軽量の省エネルギーディスプレイとして、各種電子
機器の表示装置に広く用いられている。なかでもイン・
プレイン・スイッチング・モード（ＩＰＳモード）は、
基板に平行な電界により表示を行なうもので、視野角の
広い表示特性により液晶モニターなどへの応用をねらい
とした開発がさかんに行なわれている。

【０００３】このＩＰＳモードの液晶表示装置は次に示
すようなものである。図２６は特開平７−３６０５８公
報に示す液晶表示装置の画素部分の構成を示す平面図、
図２７はその断面を模式的に示したものである。

【０００４】図２６及び図２７において、１１１はアレ
イ基板、１１２は対向基板である。１０１は画素電極、
１０２は共通電極であり、画素電極１０１と共通電極１
０２間に発生する電界によって液晶１１７が動作する。
共通電極１０２には外部端子より共通電位が与えられて
いる。

【０００５】１０３はアモルファスシリコン膜、１０４
はゲート配線、１０５はソース配線であり、アモルファ
スシリコン１０３とその近傍の電極によりスイッチング
素子としての薄膜トランジスタが形成される。走査線１
０４に選択信号が加えられると、アモルファスシリコン
膜１０３が導通状態になり、ソース配線１０５の分枝部
分から画素電極１０１への充電が生じて画素電圧が供給
される。

【０００６】１１８は各電極を分離するためにの層間に
形成される絶縁膜、１１９は薄膜トランジスタや電極を
保護するための絶縁膜である。１１５と１１６は配向膜
であり、基板界面の液晶１１７を配向させる。１１３と
１１４は偏光表示を行うための偏光板である。

【０００７】このような構成によれば、基板に平行な電
界を印加して液晶を駆動することができるので、表示に
際して液晶分子が基板面から立ち上がることがなく、視
野角の広い表示を行なうことができる。

【０００８】特開平９−２６９５０４号公報には、ＩＰ
Ｓモードにおいて対向基板のブラックマトリクスを導電
性物質で形成し、これを共通電極と短絡する構成が開示
されている。図２８はこの構成を示すものであり、カラ
ーフィルター１５２の周囲に形成したブラックマトリク
ス１５１を導電性材料とし、導電ペーストなどの導電材
料１５３により、反対側の基板にある共通電極１５４と
短絡するとしている。これにより、縦電界の利用による
輝度向上効果が得られるものとしている。また、残像防
止効果や、外部電界を遮蔽して表示品位の低下を抑制す
る効果もあると述べられている。

【０００９】しかしながら、上記のような液晶表示装置
の場合、以下のような課題が残されていた。

【００１０】（１）ソース配線の電位が他の部分の表示
データに応じて変わっていくため、ソース配線と画素の
最も外側にある画素電極（または共通電極）の間に不要
な電界がかかってしまい、この間隙部からの光モレのた
めにコントラストが低下したり、表示が乱れたりする。

【００１１】（２）液晶を配向させるためにラビング処
理を行なった場合、ソース配線と画素の最も外側にある
画素電極（または共通電極）の間は画素部分に比べて間
隙が狭いので液晶の配向が不十分となり、コントラスト
の低下が生じる。

【００１２】（３）上記の（１）と（２）で問題となる
間隙部を隠すために対向基板に遮光層（ブラックマトリ
クス）を設けた場合には、アレイ基板と対向基板とを貼
り合わせる際、この遮光層とソース配線や画素電極（あ
るいは共通電極）との位置ずれが生じることを考慮する
必要があるので、このマージンの分だけ遮光部分を拡大
しなければならず、開口率が低下してしまう。

【００１３】（第２の従来の技術）薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ：Thin-Film-Transister）を用いたアクティブ
マトリクス型液晶ディスプレイは薄型化、軽量化、低電
圧駆動可能などの長所によりＴＶや、カムコーダ用のデ
ィスプレイ、パ−ソナルコンピュ−タ−、パ−ソナルワ
−ドプロセッサ−のディスプレイなど種々の分野へ利用
されており、大きな市場を形成している。

【００１４】特に近年、コンピュ−タ−あるいはＴＶ用
途では大画面化への対応から、より広視野角を有する液
晶表示パネルへの要求が高まっており、これに対応し、
液晶表示パネルの視野角を広げる方式として、同一基板
上に画素電極及び対向電極を形成し、横方向の電界を印
加することにより液晶分子を動作させる横電界方式が特
開平６−１６０８７８等で提案されている。この方式は
ＩＰＳ（In-Plane-Switching）モードあるいは櫛形電極
方式とも呼ばれており、この表示方式では、液晶分子の
長軸は基板と常にほぼ平行であるため立ち上がることが
なく、従って視角方向を変えた時の明るさの変化が小さ
く広い視野角が得られる。

【００１５】しかしながら、このように構成された液晶
表示パネルでは、ソース配線から発生する不要な電界
が、液晶を制御して表示を行う電界領域まで影響を及ぼ
し、電界を変動させて輝度傾斜やクロストークといった
表示不良を引き起こすという課題があった。

【００１６】この課題に対し、ソース配線の対向面に導
電性遮光膜を形成することによって、ソース配線から発
生する電界の表示への影響を抑え、液晶表示パネルの左
右の輝度差やクロストークを解消した液晶表示装置が特
開平１１−５２４２０で提案されている。

【００１７】以下、従来の液晶表示装置について図面を
用いて説明する。

【００１８】図２９は従来の液晶表示装置における１画
素の構成を表す図、図３０は図２９におけるＡ−Ａ'断
面図であり、ソース配線とその近傍の表示部における電
界の様子を模式的に表す図である。図２９及び図３０に
おいて５１はゲート駆動回路からの走査信号を供給する
ゲート配線、５２ａ、５２ｂはソース駆動回路からの映
像信号を供給するソース配線である。なお、説明の便宜
上、図２９の右側に位置するソース配線を参照符号５２
ａで示し、図２９の左側に位置するソース配線を参照符
号５２ｂで示し、また、ソース配線を総称するときは参
照符号５２で示すことにする。前記ゲート配線５１と前
記ソース配線５２の交差部付近には、スイッチング素子
として半導体層から構成される薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ：ThinFilm Transistor）５５が形成されている。前
記ゲート配線５１から供給される走査信号により、前記
ＴＦＴ５５が選択的にスイッチングされると、ＴＦＴ５
５のオン期間に前記ソース配線５２ａから供給される映
像信号がＴＦＴ５５を介して、画素電極５３へと供給さ
れる。この画素電極５３へ供給された電位と、基準電位
となる共通電極５４の電位との間で電界Ｐ２を発生さ
せ、電極５３，５４間の液晶５７の動きを制御すること
によって階調表示を行う。

【００１９】このとき図３０に示すように、ソース配線
５２ｂから発生する電界が、表示部Ｍの電界を変動させ
るのを防ぐため、対向基板６１上のソース配線と重なる
位置に導電性の遮光膜（ＢＭ：ブラックマトリクス）５
８が形成されている。

【００２０】上記構成によれば、導電性遮光膜５８によ
ってソース配線５２との間で垂直方向の電界Ｐ１が発生
し、水平方向の不要な電界の発生を抑え、表示へ影響を
及ぼすのを抑制することができるとしている。またソー
ス配線５２ａの電位の変動により、その上方にある導電
性遮光膜５８の電位が変動するため、隣接するソース配
線５２ｂには逆極性の信号を与え、導電性遮光膜５８の
電位変動をキャンセルさせ、導電性遮光膜５８の電位を
安定させることにより前記効果が得られるとしている。

【００２１】しかしながら上記従来の液晶表示装置で
は、導電性遮光膜の電位を安定させるために、隣接する
ソース配線に逆極性の信号を印加するとしているが、ソ
ース配線に印加される信号電圧は表示される映像によっ
て常に変動しており、極性を交互に変えたとしても、信
号電圧値は各ソース配線によって異なるため、導電性遮
光膜の電位変動を十分キャンセルできるケースは限定さ
れる。例えば、ソース配線方向に１ライン毎の縦縞模様
を表示させた場合などは、各ソース配線毎に信号電圧の
極性を反転させても、正表示と負表示の場合でソース配
線に印加される信号電圧値が大きく異なるため、それに
伴って導電性遮光膜が一方向に電位変動の影響を受け、
電位変動をキャンセルできない。そのためソース配線か
らの電界を、導電性遮光膜により終端させることができ
なくなる。

【００２２】また、本発明者等によるシミュレーション
及び実験によると、単にカラーフィルタ基板のＢＭとし
て導電性遮光膜が形成され、各ソース配線毎に同じ振幅
で極性が反転した信号電圧を印加した場合でも、十分に
クロストークを抑制できない場合が多々発見された。す
なわち、液晶素子の構成要素のパラメータである電極
幅、電極間隔、基板間厚み、ソース信号の振幅値を変え
ることにより、ソース配線からの不要な電界漏れを抑え
ることができず、クロストークが発生した。この結果の
一例を図３１に示す。図３１において、共通電極５４、
画素電極５３、ソース配線５２ｂの各幅を６μｍ、導電
性ＢＭ５８の幅を１６μｍ、共通電極５４と画素電極５
３との電極間隔を１２μｍ、基板間距離を３.９μｍと
なるよう構成し、ソース信号の最大振幅値は１４ｖとし
た。また図３１は、図３０とほぼ同様な箇所を示してお
り、画素の断面における電界分布を等電位線で、この電
界による液晶の動作を透過率分布により表している。図
３１において、ソース配線５２ｂから発生した電界が表
示部の電界を変動させ、液晶の動作を乱し、表示部のソ
ース配線側の透過率分布ａを、ソース配線による電界の
影響のない本来の透過率分布ｂより大きくさせている。
この透過率分布の変化が液晶表示装置におけるクロスト
ークの原因となる。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の課題を
要約すれば、以下のとおりである。

【００２４】（第１の従来技術の課題） （１）ソース配線の電位が他の部分の表示データに応じ
て変わっていくため、ソース配線と画素の最も外側にあ
る画素電極（または共通電極）の間に不要な電界がかか
ってしまい、この間隙部からの光モレのためにコントラ
ストが低下したり、表示が乱れたりする。

【００２５】（２）液晶を配向させるためにラビング処
理を行なった場合、ソース配線と画素の最も外側にある
画素電極（または共通電極）の間は画素部分に比べて間
隙が狭いので液晶の配向が不十分となり、コントラスト
の低下が生じる。

【００２６】（３）上記の（１）と（２）で問題となる
間隙部を隠すために対向基板に遮光層（ブラックマトリ
クス）を設けた場合には、アレイ基板と対向基板とを貼
り合わせる際、この遮光層とソース配線や画素電極（あ
るいは共通電極）との位置ずれが生じることを考慮する
必要があるので、このマージンの分だけ遮光部分を拡大
しなければならず、開口率が低下してしまう。

【００２７】（第２の従来技術の課題）ソース配線に印
加される信号電圧は表示される映像によって常に変動し
ており、極性を交互に変えたとしても、信号電圧値は各
ソース配線によって異なるため、導電性遮光膜の電位変
動を十分キャンセルできるケースは限定される。従っ
て、ソース配線から発生する不要な電界を十分に遮蔽で
きず、クロストーク等に起因した表示不良が発生してい
た。

【００２８】本発明の目的は、ブラックマトリクスを設
けることなく、ソース配線あるいはゲート配線近傍から
の光モレを防止し、コントラストの向上した液晶表示装
置、その駆動方法及びその液晶表示装置の製造方法を提
供することである。

【００２９】また、本発明の目的は、ソース配線幅、共
通電極幅、基板間距離、共通電極と画素電極との間隔、
信号電圧振幅等（液晶表示素子の構成要素のパラメー
タ）がいかなる値に設定されていても、ソース配線から
の不要な電界を抑制し、クロストークの発生のない表示
品質の高い液晶表示装置を提供することを目的とする。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明群と第２の発明群を完成した。

【００３１】先ず、第１の発明群の構成について説明す
る。第１の発明群のうち請求項１記載の発明は、液晶層
を挟持して対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対
向面側には、マトリックス状に配置されたソース配線及
びゲート配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点
に対応して設けらたスイッチング素子、前記スイッチン
グ素子に接続された画素電極、及び前記画素電極と対向
し前記ソース配線に沿って形成された共通電極が形成さ
れた構造の液晶表示装置において、前記一対の基板のう
ち他方の基板上には電界制御電極が設けられており、前
記電界制御電極は前記ソース配線のエッジ部を覆うよう
に配置されていることを特徴とする。

【００３２】上記構成により、ソース配線近傍の電界を
縦方向にして液晶分子を基板面から立ち上がった状態に
することができるので、ソース配線周辺の空隙部を黒状
態となり、コントラストの高い表示を行なうことができ
る。

【００３３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の液
晶表示装置において、電界制御電極が透明物質よりなる
ことを特徴とする。

【００３４】上記構成により、実質的な開口率を向上で
きる。

【００３５】請求項３記載の発明は、請求項２記載の液
晶表示装置において、電界制御電極の幅Ｗが、対応する
ソース配線の両側に隣接する画素電極または共通電極の
遠い方のエッジ間隔をＬ1、近い方のエッジ間隔をＬ2、
前記画素電極または共通電極の幅をＷcomとした場合、 Ｌ2−Ｗcom≦ Ｗ ≦Ｌ1 の範囲にあることを特徴とする。

【００３６】上記の如く、電界制御電極の幅Ｗを規制す
るのは、以下の理由による。即ち、電界制御電極の幅Ｗ
が広すぎると、画素領域に垂直電界が発生して液晶に十
分な水平電界が作用しないからである。電界制御電極の
幅Ｗが狭すぎると、垂直電界が得られる領域が小さくな
って、電界制御効果が不十分となるからである。

【００３７】請求項４記載の発明は、請求項１記載の液
晶表示装置において、電界制御電極が不透明物質よりな
ることを特徴とする。

【００３８】上記構成により、電界制御電極がブラック
マトリクスを兼ねることになり、遮光効果を高めること
ができる。

【００３９】請求項５記載の発明は、請求項４記載の液
晶表示装置において、電界制御電極の幅Ｗが、対応する
ソース配線の両側に隣接する画素電極または共通電極の
遠い方のエッジ間隔をＬ1、近い方のエッジ間隔をＬ2、
前記画素電極または共通電極の幅をＷcomとした場合、 Ｌ2−Ｗcom≦ Ｗ ≦Ｌ2＋Ｗcom の範囲にあることを特徴とする。

【００４０】電界制御電極を不透明物質、例えばクロム
等の金属層で形成する場合、電界制御電極が透明電極の
場合と比べて、電界制御電極幅Ｗを狭くするのが望まし
い。なぜなら、一対の基板の貼合せ時の位置ずれによ
り、電界制御電極が表示領域にはみ出すと、その分開口
率が低下するからである。

【００４１】請求項６記載の発明は、液晶層を挟持して
対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成された構造
の液晶表示装置において、 前記一対の基板のうち他方
の基板上には電界制御電極が設けられており、前記電界
制御電極は前記ゲート配線のエッジ部を覆うように配置
されていることを特徴とする。

【００４２】上記の如く、電界制御電極をゲート配線の
エッジ部を覆うように配置する構成により、ゲート配線
近傍の電界を縦方向にして液晶分子を基板面から立ち上
がった状態にすることができるので、ゲート配線周辺の
空隙部を黒状態となり、コントラストの高い表示を行な
うことができる。

【００４３】請求項７記載の発明は、請求項６記載の液
晶表示装置において、前記電界制御電極が前記ソース配
線の近傍をも覆っていることを特徴とする。

【００４４】このような構成により、ゲート配線及びソ
ース配線周辺の空隙部を黒状態となり、コントラストの
高い表示を行なうことができる。

【００４５】請求項８記載の発明は、請求項１乃至７の
何れかに記載の液晶表示装置において、前記液晶層の誘
電異方性が正であることを特徴とする。

【００４６】請求項９記載の発明は、液晶層を挟持して
対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成され、前記
一対の基板のうち他方の基板上にはソース配線とほぼ重
なり合うような電界制御電極が設けられた構造の液晶表
示装置の駆動方法であって、前記ソース配線に印加され
る電圧と逆極性の電圧を、前記電界制御電極に印加する
ことを特徴とする。

【００４７】上記構成により、ソース配線近傍の縦電界
を強めて、液晶分子を基板面からさらに立ち上がった状
態にすることができるので、ソース配線周辺の空隙部を
黒表示とすることができ、コントラストの高い表示を行
なうことができる。

【００４８】請求項１０記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成された構造
の液晶表示装置において、前記液晶層は、前記ソース配
線とその両側に隣接する画素電極または共通電極との間
隔部、あるいは前記ゲート配線とその両側に隣接する画
素電極または共通電極との間隔部の少なくとも一方で予
め液晶が垂直配向している垂直配向領域が形成されてい
ることを特徴とする。

【００４９】上記の如く、ソース配線（またはゲート配
線）とその両側に隣接する画素電極（または共通電極）
との間隔部の少なくとも一方で予め液晶が垂直配向して
いる垂直配向領域を形成しているため、電界制御電極を
設けた場合と同様な作用が生じ、ゲート配線周辺の空隙
部を黒表示とすることができ、コントラストの高い表示
を行なうことができる。

【００５０】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
の液晶表示装置において、前記ソース配線あるいは前記
ゲート配線の少なくとも一方のエッジ部を覆うように配
置された電界制御電極をもつことを特徴とする。

【００５１】上記構成により、請求項１０の効果に加え
て、電界制御電極の効果も加わるため、更にコントラス
トの高い表示を行なうことができる。

【００５２】請求項１２記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成され、前記
液晶層は少なくとも前記ソース配線とその両側に隣接す
る画素電極または共通電極との間隔部で垂直配向され、
前記ソース配線あるいは前記ゲート配線の少なくとも一
方のエッジ部を覆うように前記他方の基板上に形成され
た電界制御電極を備えた液晶表示装置の製造方法におい
て、高分子を含む液晶を電界制御電極に電圧を印加しな
がらＵＶ硬化する工程を含むことを特徴とする。

【００５３】上記構成により、ソース配線（またはゲー
ト配線）とその両側に隣接する画素電極（または共通電
極）との間隔部の少なくとも一方に、液晶が垂直配向し
ている垂直配向領域を形成することが可能となる。

【００５４】次いで、第２の発明群について説明する。

【００５５】第２の発明群に関しては、本発明者は鋭意
検討を重ねた結果、上記ソース配線からの電界が表示部
の電界に及ぼす影響と、液晶素子の構成要素のパラメー
タである電極幅、電極間隔、基板間距離、ソース信号の
振幅値との間に相関関係があることを見い出した。

【００５６】具体的に説明すると、以下の〜の相関
関係を見い出した。

【００５７】ソース配線から発生する不要な電界の強
度は、ソース信号振幅に比例して強くなるため、この電
界を遮蔽する共通電極はソース信号振幅強度に比例して
電極幅を広げる必要がある。一般的にソース配線から発
生する電界の強度は、このソース信号振幅値に比例する
ものであるが、この電界を遮蔽する共通電極との間には
ｌｎ（自然対数を常数とするLogを意味する）に比例す
ることを見い出した。

【００５８】また、電界強度は距離に反比例すること
から、液晶を駆動する画素電極と共通電極の電極間隔が
広がると、ソース配線からの電界の影響を受けにくくな
るので、共通電極幅を狭くできる。

【００５９】基板間距離についても基板間距離が小さ
くなると、ソース配線からの電界の影響を受けにくくな
るので、共通電極幅を狭くすることができる。

【００６０】ソース配線上に配置される電界遮蔽電極
については、ソース配線幅よりも狭いと、ソース配線か
らの電界を遮蔽するのに十分な効果が得られないため、
ソース配線以上の電極幅が必要となる。

【００６１】このような、上記〜の相関関係に基づ
いて、本発明者は、以下の発明を完成するに至った。具
体的構成は以下の通りである。

【００６２】請求項１３記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けられたスイッチング素子、前記スイッチング素子
に接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記
ソース配線に沿って形成された共通電極が形成された構
造の液晶表示装置において、前記他方の基板上にソース
配線と重なる位置に電界遮蔽電極が設けられ、前記ソー
ス配線幅をＷs、前記電界遮蔽電極幅をＷbm、前記共通
電極幅をＷcom、前記２枚の基板間距離をｄ、前記ソー
ス配線に供給される信号電圧振幅の最大値をＶmax、前
記画素電極と共通電極の間隔をｓとすると、Ｗbm≧Ｗs
且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５を満た
すことを特徴とする。

【００６３】上記構成により、液晶素子の構成要素のパ
ラメータである電極間隔、基板間距離、ソース信号の振
幅の各値が、液晶表示装置の設計によって、実効的に有
効ないかなる値になったとしても、ソース配線から発生
する不要な電界を共通電極、及び電界遮蔽電極によって
十分遮蔽することができるので、クロストークのない液
晶表示装置を得ることができる。

【００６４】請求項１４記載の発明は、請求項１３に記
載の液晶表示装置において、電界遮蔽電極が、共通電極
と画素電極とによって形成される表示領域に、はみ出さ
ないことを特徴とする。

【００６５】上記構成によ、電界遮蔽電極の幅が大きく
なりすぎて、表示部へ影響を及ぼすのを抑制できる。

【００６６】請求項１５記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成された構造
の液晶表示装置において、前記ソース配線に印加される
映像信号の極性が１フレーム内で少なくとも複数回反転
し、前記他方の基板上にソース配線と重なる位置に電界
遮蔽電極が設けられ、前記ソース配線幅をＷs前記電界
遮蔽電極幅をＷbm、前記共通電極幅をＷcom、前記２枚
の基板間距離をｄ、前記ソース配線に供給される信号電
圧振幅の最大値をＶmax、前記画素電極と共通電極の間
隔をｓとすると、Ｗbm≧Ｗs 且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖm
ax)＋５ｄ−ｓ−１７を満たすことを特徴とする。

【００６７】上記の如く、ソース配線に印加される映像
信号の極性が１フレーム内で少なくとも複数回反転する
ため、ソース配線から発生する電界強度が請求項１３の
発明に比べて、実効的に小さくなる。従って、共通電極
幅Ｗcomを請求項１３の発明く比べて、小さくでき、そ
の分開口率を向上できる。

【００６８】請求項１６記載の発明は、請求項１３乃至
１５の何れかに記載の液晶表示装置において、電界遮蔽
電極が導電性材料で形成されたブラックマトリクスであ
ることを特徴とする。

【００６９】請求項１７記載の発明は、請求項１３乃至
１５の何れかに記載の液晶表示装置において、電界遮蔽
電極がブラックマトリクス上に設けられ、電界遮蔽電極
の幅がブラックマトリクスの幅よりも幅狭く形成されて
いることを特徴とする。

【００７０】上記構成により、ブラックマトリクスを樹
脂材料で形成でき、ブラックマトリクスの形成が容易と
なる。

【００７１】請求項１８記載の発明は、請求項１３記載
の液晶表示装置において、電界遮蔽電極が共通電極と電
気的に接続されていることを特徴とする。

【００７２】上記構成により、電界遮蔽電極の電位が安
定し、より電界遮蔽効果が得られる。

【００７３】請求項１９記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成された構造
の液晶表示装置において、前記他方の基板上で、前記ソ
ース配線及び前記共通電極の少なくとも一部と重なる位
置に電界遮蔽電極が設けられ、前記電界遮蔽電極と前記
共通電通電極が、導電性スペーサにより電気的に接続さ
れていることを特徴とする。

【００７４】上記構成により、電界遮蔽電極と共通電通
電極を導通させるための特別な部材を別途設ける必要が
ない。

【００７５】請求項２０記載の発明は、請求項１９記載
の液晶表示装置において、導電性スペーサが少なくとも
いずれかの基板上に形成された導電性を有する突起であ
ることを特徴とする。

【００７６】上記構成により、スペーサを散布する工程
が省略できるとともに、電界遮蔽電極の電位が安定し、
より電界遮蔽効果が得られる。

【００７７】請求項２１記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し、前記
ソース配線に沿って形成された共通電極が形成された構
造の液晶表示装置において、前記他方の基板上には前記
共通電極に接する位置に突起が、前記ソース配線に重な
る位置に電界遮蔽電極が形成されており、前記電界遮蔽
電極の一部が前記と突起上に形成され、前記電界遮蔽電
極と前記共通電極とが電気的に接続されていることを特
徴とする。

【００７８】請求項２２記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成された構造
の液晶表示装置において、前記共通電極幅をＷcom、前
記２枚の基板間距離をｄ、前記ソース配線に供給される
信号電圧振幅の最大値をＶmax、前記画素電極と共通電
極の間隔をｓとすると、 Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１２ を満たすことを特徴とする上記の如く、共通電極幅Ｗco
mを大きくすれば、電界遮蔽電極を設けなくとも、ソー
ス配線から発生する不要な電界を共通電極によって十分
遮蔽することができるので、クロストークのない液晶表
示装置を得ることができる。

【００７９】請求項２３記載の発明は、液晶層を挟持し
て対向する２枚の基板のうち、一方の基板の対向面側に
は、マトリックス状に配置されたソース配線及びゲート
配線、前記ソース配線とゲート配線の各交差点に対応し
て設けらたスイッチング素子、前記スイッチング素子に
接続された画素電極、及び前記画素電極と対向し前記ソ
ース配線に沿って形成された共通電極が形成された構造
の液晶表示装置において、前記ソース配線に印加される
映像信号の極性が１フレーム内で少なくとも複数回反転
し、前記共通電極幅をＷcom、前記２枚の基板間距離を
ｄ、前記ソース配線に供給される信号電圧振幅の最大値
をＶmax、前記画素電極と共通電極の間隔をｓとする
と、 Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５ を満たすことを特徴とする。

【００８０】上記構成により、ソース配線から発生する
電界強度が請求項２２の発明に比べて、実効的に小さく
なる。従って、共通電極幅Ｗcomを請求項２２の発明く
比べて、小さくでき、その分開口率を向上できる。

【００８１】

【発明の実施の形態】［第１の発明群］第１の発明群
は、ソース配線あるいはゲート配線近傍に位置する液晶
分子を基板に垂直方向に配向させることを特徴とするも
のである。そして、このような構成により、ソース配線
（またはゲート配線）と画素電極（または共通電極）の
間からの光モレを防止することができ、高コントラスト
で、且つ、高品質の表示特性を有する液晶表示装置が実
現される。

【００８２】以下に、第１の発明群の具体的な構成及び
駆動方法として実施の形態１−１〜実施の形態１−８を
例示する。

【００８３】（実施の形態１−１）図１は本発明の実施
の形態１−１における液晶表示装置の構成を示す平面
図、図２は図１のＡ−Ａ'における断面図である。

【００８４】図１及び図２において、１はアレイ基板で
あり、２は対向基板である。アレイ基板１及び対向基板
２は、例えば透明なガラス基板である。３は共通電極で
あり、共通配線１３によって束ねられて同電位とされて
いる。５は画素電極であり、この画素電極５と共通電極
３との間に発生する横電界により液晶層９内の液晶分子
を基板１，２に平行な面内において回転動作させる。画
素電極５と共通電極３の幅は３〜１０μｍ程度、その間
隙部（両者のエッジ間のスペース部）の幅は５〜２０μ
ｍ程度、液晶層の厚みは２〜１０μｍ程度に設定されて
いる。

【００８５】４はソース配線であり、映像信号が供給さ
れる。ソース配線４とこれに隣接する共通電極３の間は
２〜５μｍ程度に設定される。１２は薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ）１４をスイッチングさせるためのゲート配線
であり、このゲート配線１２には走査信号が供給され
る。ソース配線４とゲート配線１２は分枝部を有してお
り、半導体層１５および画素電極５の先端部とともに薄
膜トランジスタ１４を構成している。但し、薄膜トラン
ジスタは従来例（図１４）と同様にゲート線上に形成す
ることもできる。

【００８６】６は絶縁膜であり、薄膜トランジスタ１４
におけるゲート絶縁膜として機能するとともに、ソース
配線４・画素電極５と、ゲート配線１２・共通配線１３
を分離している。７は電界制御電極であり、ソース配線
４とは逆側の対向基板２に形成されている。本実施形態
においては、電界制御電極７はＩＴＯなどの透明電極に
より形成されている。このように本実施の形態では、対
向基板２の内側面に、ソース配線４に対向して電界制御
電極７を設けるよにしたので、ソース配線４と電界制御
電極７間に生じる電界により、ソース配線４近傍の液晶
分子を垂直配向させることが可能となり、ソース配線４
と共通電極３間からの光モレを防止し、コントラスト向
上することが可能となる。なお、かかる電界制御電極７
の原理・作用・効果等については、後に詳細に説明する
ことにする。

【００８７】８はカラー表示を行なうためのカラーフィ
ルターである。図示していないが、各基板１，２の最内
側表面には配向膜が形成され、液晶層９との界面におけ
る液晶分子の配向方向を規定している。液晶の配向方向
は画素電極の延びる方向と平行あるいはそこから数度傾
いた方向である。１０と１１は偏光板であり、両者の偏
光軸は互いにほぼ直交し、かつ、いずれか一方が液晶の
配向方向とほぼ平行になるように配置されている。

【００８８】次いで、上記構成の液晶表示装置の動作を
説明する。ゲート配線１２に選択電圧（１５〜２０ボル
ト程度）を印加すると薄膜トランジスタ１４がオン状態
となる。このときソース配線４には表示に応じた正の信
号電圧（０〜７ボルト）が供給されており、この信号電
圧によって画素電極５が充電される。共通電極３の電位
は共通配線１３を通じてゼロボルトとされている。この
結果、液晶層９には正の信号電圧が印加される。画素充
電の後、ゲート配線に非選択電圧（−１０ボルト程度）
を印加すると薄膜トランジスタ１４はオフ状態となり、
画素電位は保持される。

【００８９】次のフレームでは、ソース配線４への信号
電圧を負の電圧（−７〜０ボルト）で供給し、上記と同
様にして液晶層９に負の信号電圧を充電する。この結
果、液晶が交流駆動される。

【００９０】本実施形態の液晶表示装置のコントラスト
向上効果について以下説明する。

【００９１】電界制御電極７に共通電極３と等しい電位
（ゼロボルト電位）を与えておくと、液晶表示装置の断
面における電界分布は図２に示すものになる。即ち、表
示に関わる画素中央部では水平方向の電界Ｅ1が支配的
であるのに対し、表示とは直接の関係がないソース配線
の周辺部ではほぼ垂直方向の電界Ｅ2が支配的になり、
従来構成で発生していた不要な水平電界成分Ｅ3が大幅
に減少する。この結果、ソース配線と共通配線の間隙部
１６における液晶分子が基板面から立ち上がる。偏光板
１０・１１の偏光軸が直交しているので、この部分の表
示は黒状態となり、ソース配線４の電界による光モレが
なくなり、コントラストの高い表示を行なうことができ
る。

【００９２】また従来の液晶表示装置では、上記間隙部
１６は表示部分における共通電極３と画素電極５の間隙
部より狭いため液晶が十分に配向せず、これによる光モ
レが生じる場合があった。本実施形態の液晶表示装置で
は間隙部１６に垂直電界を印加しているので、配向の良
否に関わらず間隙部１６を黒状態にできる。この結果、
光モレがなくなりコントラストの高い表示を行なうこと
ができる。なお上記の説明では、画素電極３とソース配
線のいずれもが正電位である場合を示している。

【００９３】本実施形態の液晶表示装置のもう一つの利
点は、開口率の低下をほとんど伴うことなく上記のコン
トラスト向上効果が得られることにある。以下これにつ
いて説明する。

【００９４】まず、従来の液晶表示装置について説明す
ると、コントラストを高める技術としてはブラックマト
リクス（ＢＭ）で間隙部を遮光する構成が用いられてい
る。図３は従来例におけるブラックマトリクスの影響を
説明するための断面図である。図において、２０１と２
０２は基板、２０３は共通電極、２０４はソース配線、
２０５は画素電極、２０６は絶縁層、２０９は液晶層、
２１０と２１１は偏光板である。基板２０２上には、カ
ラーフィルター２０８とＢＭ２１７が形成されている。
ＢＭはソース配線２０４と隣接する共通電極２０３の間
にある間隙部からの光モレを隠すためのものであるが、
その幅（ＷBM）は上下基板を貼合せる際の位置ずれマー
ジンなどを考慮して、ソース配線に隣接する共通電極の
表示領域側エッジ間の距離（Ｌ1）より両側にＤ1だけ広
く設定されている。従来の液晶表示装置ではこの部分
（Ｄ1）の光が利用できないため、開口率が低下して表
示が暗くなってしまう。

【００９５】本実施形態における液晶表示装置ではブラ
ックマトリクスの代わりに透明電極よりなる電界制御電
極を用いて、ソース配線と隣接する共通電極の間の間隙
部を遮光している。この構成によれば以下の２つの理由
により開口率が向上する。

【００９６】まず第１に、電界制御電極は垂直電界を得
るためのものであり、この間隙部の幅（Ｌ2）のすべて
を覆う必要はない。従って電界制御電極の幅（Ｗ）を図
３のＢＭ幅（ＷBM）より狭くできる。

【００９７】第２に、電界制御電極が位置ずれ等により
図の（Ｌ1）部分の外に出た場合でも、透明電極である
ため光が完全に遮光されず、明るさの低下はわずかであ
る。

【００９８】電界制御電極の幅（Ｗ）は、広すぎると画
素領域に垂直電界が発生して液晶に十分な水平電界がか
からなくなり、また、狭すぎると垂直電界が得られる領
域が小さくなって電界制御効果が不十分となる。

【００９９】本発明者等の実験結果によれば、 Ｌ2−Ｗcom ≦ Ｗ ≦Ｌ1 （１） さらに望ましくは、 Ｌ2 ≦ Ｗ ≦Ｌ1 （２） の範囲が望ましい結果を与えた。

【０１００】なお、電界制御電極とブラックマトリクス
を併用すれば遮光効果を高めて、さらにコントラストの
高い表示を行なうことができる。この場合、従来例のよ
うにＢＭの幅（ＷBM）をL1より大きくする必要はない。

【０１０１】本実施形態における液晶表示装置は、例え
ば以下のようにして作製することができる。

【０１０２】まず、第１の基板１上にＡｌ合金等からな
る第１の導電膜層をスパッタ法等で形成しパターニング
して、ゲート配線３、共通電極３、共通配線１３を得
る。次いで絶縁膜６を形成した後、ａ−Ｓｉ等からなる
半導体層１５をＣＶＤ法などで形成する。さらに、Ａｌ
合金等からなる第２の導電膜層をスパッタ法等で形成し
パターニングして、ソース配線４、画素電極５を得る。
この後、スイッチング素子や電極を保護するために第２
の絶縁膜を形成してもよい。

【０１０３】一方、第２の基板２上には、ＲＧＢの３色
がドット状に配置されたカラーフィルター層８を形成
し、例えばＩＴＯなどの透明電極材料を用いて電界制御
電極７を形成する。

【０１０４】このように作製された２つの基板１・２に
配向膜を塗布し、所定の方向にラビングを行い、周辺部
をシール剤で接着した後、液晶９を注入し封止して液晶
パネルを得る。この後、液晶パネルの周辺に駆動回路を
接続して液晶表示装置を得る。

【０１０５】本実施形態の液晶表示装置によれば電界制
御電極の効果により、ソース配線と共通配線の間隙部の
液晶分子を基板面から立ち上らせて、この部分を黒状態
とすることができる。このため、ソース配線の電界によ
る光モレや、この間隙部分の配向が不十分であることに
よる光モレがなくなり、コントラストの高い表示を行な
うことができる。また、光モレを防ぐために表示エリア
の中までブラックマトリクスで遮光する必要がなくなる
ので開口率が向上し、明るい表示を行なうことができ
る。

【０１０６】本実施形態では、ソース配線に共通配線が
隣接するものとして説明を行なったが、ソース配線に画
素電極が隣接する場合にも電界制御電極をソース配線の
エッジ部に形成すれば、同様の原理でコントラストが高
く、高開口率で明るい表示を行なうことができる。

【０１０７】また、上記の説明では電界制御電極７はカ
ラーフィルター８の液晶層側に形成するものとしたが、
この順序は逆でも構わない。即ち、対向基板２の内側面
に電界制御電極７を形成し、この電界制御電極７を覆う
ようにカラーフィルター８を形成するようにしてもよ
く、このような構成の場合、カラーフィルターによる若
干の電圧ロスは発生するが、カラーフィルター上に電極
を形成しなくてすむため製造が容易になるという利点が
ある。

【０１０８】（実施の形態１−２）本実施形態は、上記
の実施の形態１−１で説明した液晶表示装置において、
電界制御電極を遮光性の金属で形成したものである。

【０１０９】図１と図２における電界制御電極７を透明
電極の代わりにクロム等の金属膜で形成すれば、電極の
遮光効果によりさらにコントラストが向上する。本実施
形態の場合、上下基板の貼合せ時の位置ずれにより電界
制御電極７が表示領域にはみ出した場合には、その分開
口率が低下するので、電界制御電極の幅Ｗは第１の実施
形態より狭く設定するのが望ましい。

【０１１０】本発明者等の実験結果によれば、 Ｌ2−Ｗcom≦ Ｗ ≦Ｌ1−Ｗcom （３） さらに望ましくは、 Ｌ2≦ Ｗ ≦Ｌ1−Ｗcom （４） の範囲が良好な結果を与えた。

【０１１１】なお、Ｌ1とＬ2の間には、 Ｌ1 ＝ Ｌ2 ＋ ２×Ｗcom （５） の関係があるので、上記の条件は、式（３）は Ｌ2−Ｗcom≦ Ｗ ≦Ｌ2＋Ｗcom （６） 式（４）は Ｌ2 ≦ Ｗ ≦Ｌ2＋Ｗcom （７） と書き改められる。

【０１１２】従って、本実施の形態１−２に係る液晶表
示装置においては、式（３）及び式（４）に代えて、式
（６）を満たすか、望ましくは式（７）を満たす場合で
あってもよい。

【０１１３】（実施の形態１−３）本実施形態は、上記
実施の形態１−１あるいは実施の形態１−２で説明した
液晶表示装置のコントラストや開口率向上をさらに高め
るための駆動方法に関するものである。

【０１１４】図４は、図２における各電極の駆動波形を
示したものである。図において、Ｖsは各画素に映像信
号を供給するソース配線の電位であり、画像情報により
種々の波高値をとっている。波高値の最大値は７ボルト
である。映像信号の極性は１Ｈ期間ごとに反転され、こ
の結果、画素電位の符号は図５に示すように１ライン毎
に反転されたもの（いわゆるライン反転駆動）となる。

【０１１５】Ｖgは走査信号を与えるゲート配線の電位
であり、当該ラインの選択期間には１５ボルト、非選択
期間には−１０ボルトとされている。Ｖcomは共通電極
の電位でありゼロボルトとされている。

【０１１６】Ｖfは電界制御電極の電位である。本実施
形態の駆動方法では、ＶfをＶsとは逆の符号の電圧とし
ている。以下、その効果について説明する。

【０１１７】図２に示すように、ほぼ垂直方向の電界Ｅ
2は主としてソース配線４と電界制御電極７の間の電圧
（ＶsとＶfの差）によって生じている。本実施形態の駆
動方法によれば、Ｖsが正の場合にはＶfは負であり、Ｖ
sが負の場合にはＶfは正である。従って、Ｖfをゼロボ
ルトとした場合に比べて、いずれの場合もＶsとＶfの電
位差が拡大されて、Ｅ2の電界強度が強くなる。この結
果、表示のコントラストが向上する。また、電界制御電
極の幅ＷがＬ2より狭い場合にも良好な特性を得ること
ができる。

【０１１８】さらに、図２に示すようにソース配線４に
隣接する電極が共通電極３である場合には、共通電極３
と電界制御電極７の間にもほぼ基板に垂直な電界が発生
するので、本実施形態の駆動方法はさらに高い効果を示
す。

【０１１９】なお、上記の説明では１Ｈごとに信号電圧
の極性を反転するライン反転駆動（図５）を行なうもの
としたが、全画面を同一極性で書込んで１フィールドご
とに極性を反転するフィールド反転駆動（図６）や、１
列ごとに逆極性の信号を供給するカラム反転駆動（図
７）、あるいは、１列ごと１Ｈごとに極性反転を行なう
ドット反転駆動にも本実施形態の駆動方法は適用され
る。いずれの場合にも、電界制御電極に供給する電圧を
それに対向するソース電極電圧と逆の極性にしておけば
よい。

【０１２０】（実施の形態１−４）図９は本発明の第４
の実施形態における液晶表示装置の構成を示す平面図で
ある。Ａ−Ａ'における断面は実施形態１−１と同じく
図２に示すものである。また、図１と同じ記号をつけた
部分は実施形態１−１と同様の動作を行なうものである
ので説明を省略する。

【０１２１】本実施形態の液晶表示装置は、電界制御電
極７がソース配線４のエッジ部と、ゲート配線１２のエ
ッジ部の双方を覆うようにしたものである。実施形態１
−１で説明した主に垂直成分からなる電界がゲート配線
周辺にも発生するため、ゲート配線周辺部分からの光モ
レが抑えられてコントラストが向上する。

【０１２２】電界制御電極は、透明電極と金属のいずれ
で形成しても構わない。ゲート側にある電界制御電極の
線幅は、ゲート線を挟む画素電極あるいは共通電極のエ
ッジ間の間隔をＬ2として、 Ｌ2−Ｗcom ≦ Ｗ （８） さらに望ましくは、 Ｌ2 ≦ Ｗ （９） に設定すれば良好な表示特性を得ることができる。

【０１２３】電界制御電極に与える電位は、実施形態１
−１のように共通電極と同電位にしても構わないし、実
施形態１−３に示すようにソース配線と逆極性の電位に
してもよい。ゲート配線の電位は図４に示すように、ほ
とんどの期間が−１０ボルトとなっているので、いずれ
の場合も正の側に１ボルト程度バイアス電圧を加える
と、ゲート配線と電界制御電極の間の電界が強くなっ
て、ゲート側の遮光効果が向上する。

【０１２４】なお、図７のカラム反転駆動や図８のドッ
ト反転駆動では、ソース配線の電位は列ごとに逆極性と
なっている。この場合、電界制御電極の電位をソース配
線と逆極性にするには列ごとに電界制御電極が分離され
ている必要がある。本実施形態の液晶表示装置を用いて
このような駆動を行なうためには、図１０に示すように
ゲート配線を各列の間で分離しておけばよい。

【０１２５】（実施の形態１−５）図１１は本発明の実
施の形態１−５における液晶表示装置の構成を示す平面
図である。図１と同じ記号をつけた部分は実施の形態１
−１と同様の動作を行なうものであるので説明を省略す
る。

【０１２６】実施の形態１−１（図１）との違いは、本
実施形態１−５の液晶表示装置は電界制御電極７をゲー
ト配線１２のエッジ部分にのみ形成している点と、ソー
ス配線４の両側の共通電極３が結合されて一体化されて
いることにある。このような構成は、ソース配線側の光
モレがない場合に有効である。なぜなら、本実施形態１
−５の液晶表示装置では、ソース配線４とそれに隣接す
る共通電極３の間に間隙部がない。このためソース配線
側からの光モレがなく、ゲート配線側のみに電界制御電
極７を形成すればよいからである。

【０１２７】先にも説明したように、ゲート配線にはほ
とんどの時間−１０ボルト程度の非選択電圧が印加され
ている。したがって、本実施形態１−５の電界制御電極
には、ゼロボルトあるいは若干の正の電圧を印加してお
くのが好ましい。

【０１２８】なお、図１１では共通電極３がソース配線
４より下層にあるものとしているが、例えば第３の電極
層を形成して共通電極３をソース配線４より上層に形成
する構成にすれば、ソース配線からの電界が遮蔽される
ためソース側からの光モレをさらに低減することができ
る。

【０１２９】また、電界制御電極７をゲート配線１２の
エッジ部分にのみ形成する構成は、ソース配線４とその
両側の共通電極３が重っている場合に限らず、例えばソ
ース配線４とその両側の共通電極３の間隙部に遮光層が
形成されている場合など、ソース配線側の光モレがない
場合に有効であることは言うまでもない。

【０１３０】（実施の形態１−６）図１２は本発明の実
施の形態１−６における液晶表示装置の構成を示す平面
図である。図１と同じ記号をつけた部分は実施の形態１
−と同様の動作を行なうものであるので説明を省略す
る。

【０１３１】実施の形態１−１（図１）との違いは、本
実施形態１−６の液晶表示装置には電界制御電極７の代
わりに、ソース配線４とゲート配線１２の周辺に液晶の
垂直配向領域２１を設けている点にある。

【０１３２】このようにしておけば、ソース配線と共通
配線の間隙部、あるいはゲート配線周辺部における液晶
分子は基板面から立ち上がった状態にある。偏光板１０
・１１の偏光軸は直交配置されているので、この部分の
表示は黒状態となり、ソース配線４やゲート配線１２の
電界による光モレがなくなり、コントラストの高い表示
を行なうことができる。

【０１３３】本実施形態１−６における液晶表示装置
は、例えば以下のようにして作製することができる。

【０１３４】まず、実施形態１−１と同様の手順により
薄膜トランジスタがマトリクス状に形成された第１の基
板を形成する。一方、第２の基板２上には、ＲＧＢの３
色がドット状に配置されたカラーフィルター層８を形成
しておく。

【０１３５】このように作製された２つの基板に第１の
配向膜を塗布し、所定の方向にラビングを行う。次い
で、垂直配向領域にのみ第２の配向膜（垂直配向膜）を
形成する。この工程は、例えば垂直配向膜を全面に塗布
した後フォトリソグラフィー技術によってパターニング
すればよい。この後、周辺部をシール剤で接着し、液晶
を注入・封止して液晶パネルを得る。液晶パネルの周辺
に駆動回路を接続して液晶表示装置を得る。

【０１３６】（実施の形態１−７）なお、本実施形態は
上記実施の形態１−６で説明した垂直配向領域を電界制
御電極と併用したものである。こうすれば両者の効果が
相乗し、コントラストが大幅に向上した液晶表示装置を
得ることができる。

【０１３７】以下、本実施形態の液晶表示装置の製造方
法を説明する。

【０１３８】まず、実施形態１−１と同様の手順により
薄膜トランジスタがマトリクス状に形成された第１の基
板を形成する。一方、第２の基板２上には、ＲＧＢの３
色がドット状に配置されたカラーフィルター層８を形成
しておく。

【０１３９】このように作製された２つの基板に配向膜
を塗布し、所定の方向にラビングを行う。この後、周辺
部をシール剤で接着して液晶の注入されていないパネル
（空パネル）を得る。空パネルは電界制御電極が形成さ
れたもので、例えば図９に平面図を示すものとなる。

【０１４０】この空パネルに、重量比０．０１％から１
％のＵＶ硬化性のポリマーを含んだ液晶を注入・封止す
る。この後、ゲート配線１２・ソース配線４・共通配線
１３のすべてを接地状態にして、電界制御電極７に１０
ボルトから数十ボルトのＡＣ電圧を印加しながらパネル
にＵＶ光を照射してポリマーを硬化する。ＡＣ電圧によ
り電界制御電極７の下にある液晶分子は立ちあがった状
態にあり、これがＵＶ硬化したポリマーによって固定さ
れ、電界制御電極７の下のみに垂直配向領域を形成する
ことができる。電界制御電極７が透明である場合には電
界制御電極７側から、そうでない場合には薄膜トランジ
スタ基板の側からＵＶ照射するのが望ましい。このよう
にして得られた液晶パネルの周辺に駆動回路を接続して
液晶表示装置が作製される。

【０１４１】本実施形態１−７の製造方法によれば、配
向膜が１種類のみですみ、また微細な配向膜のパターニ
ングが不用になるという利点がある。また、垂直配向膜
を形成する際のアラインメントずれにより、垂直配向領
域が表示領域に入り込み開口率が低下することもない。

【０１４２】なお、ＵＶ光の照射時に各画素の表示領域
を覆うマスクを利用すれば、表示部分でポリマーが硬化
しないので、さらに良好な表示特性を得ることができ
る。

【０１４３】（実施の形態１−８）図１３に本実施形態
の液晶表示装置の平面図を示す。各部の動作は実施形態
１−１と同様であるので図１と同じ記号をつて説明を省
略する。本実施形態１−８は、図１の構成において共通
電極の端部をつないで、櫛型を閉じた電極構造としたも
のである。このような構成においても実施の形態１−１
と同様に、高コントラストで開口率の高い液晶表示装置
を得ることができる。

【０１４４】なお、上記する実施の形態１−２〜実施の
形態１−６で開示したいずれの実施形態も、本実施形態
に示す閉じた櫛型電極と組み合わせることができる。

【０１４５】上記７つの実施形態で、電界制御電極はソ
ース配線やゲート配線を完全に覆うものとしたが、少な
くともエッジ部分を覆っていれば本発明の効果は十分に
得ることができる。例えば、ソース配線またはゲート配
線の中央部の電界制御電極をくりぬいた構成にすれば、
これらの配線の負荷容量を減少させて信号波形の歪みを
低減し、大画面表示における表示むらの発生を防止する
ことができる。

【０１４６】［第２の発明群］第２の発明群は、ソース
配線から発生する電界が表示領域内における表示特性に
影響を与えない程度まで十分に当該電界の遮蔽を行うよ
うに構成したことを特徴とするものである。そして、こ
のような構成により、クロストークの発生を防止するこ
とができ、高品質の表示特性を有する液晶表示装置が実
現される。

【０１４７】以下に、第２の発明群の具体的な構成とし
て実施の形態２−１〜実施の形態２−４を例示する。

【０１４８】（実施の形態２−１）図１４は本発明の実
施の形態２−１における液晶表示装置の１画素の構成を
表す図、図１５は図１４におけるＢ−Ｂ'断面図、図１
６は図１４におけるＡ−Ａ'断面図であり、ソース配線
とその近傍の表示部における電界の様子を模式的に表す
である。なお、図２９及び図３０に示す従来例と同一の
部分には同一の参照符号を付して詳細な説明は省略す
る。

【０１４９】図１４において５１はゲート駆動回路から
の走査信号を供給するゲート配線、５２ａ，５２ｂはソ
ース駆動回路からの映像信号を供給するソース配線であ
る。なお、説明の便宜上、図１４の右側に位置するソー
ス配線を参照符号５２ａで示し、図１４の左側に位置す
るソース配線を参照符号５２ｂで示し、また、ソース配
線を総称するときは参照符号５２で示すことにする。こ
のソース配線５２とゲート配線５１との交差部付近に
は、半導体層で構成されるスイッチング素子としてのＴ
ＦＴ５５が形成されている。５３はＴＦＴ５５を介して
ソース配線５２と接続された画素電極、５４は基準電位
となる共通電極である。この共通電極５４は、各画素毎
に、共通配線５４ｃによって電気的に接続されている。
そして、これらゲート配線５１、ソース配線５２、ＴＦ
Ｔ５５、画素電極５３及び共通電極５４等は、アレイ基
板６０上に形成されている。

【０１５０】また、８０は対向基板６１に形成された電
界遮蔽電極であり、ソース配線５２から発生する電界が
表示部に影響を及ぼさないように当該電界を遮蔽する働
きをなす。本実施の形態では、電界遮蔽電極８０は不透
明電極であり、ブラックマトリクス（ＢＭ）を兼用して
いる。従って、本実施の形態における電界遮蔽電極８０
は、図２９及び図３０に示す従来例の導電性遮光膜５８
に相当するものである。この電界遮蔽電極８０は、前記
ゲート配線５１（あるいはソース配線５２）と画素電極
５３（あるいは共通電極５４）との間隙部を少なくとも
覆うように配置されている。

【０１５１】また、５９はカラーフィルタで、前記電界
遮蔽電極８０間の開口部に形成され、各画素毎に赤色、
緑色、青色のいずれかの色層を有しており、液晶表示装
置全体ではこの３色を繰り返す配置となっている。上記
のように構成されたアレイ基板６０と対向基板６１が、
基板上に散布されたビーズ（図示せず）によって一定の
ギャップを保ちながら液晶５７を介して対向し、周囲を
シール剤等によって封止され液晶パネルを構成してい
る。

【０１５２】上述のように構成された液晶パネルのソー
ス配線端にソース信号駆動回路が接続され、ゲート配線
端にはゲート駆動回路が接続され、各々の駆動回路上に
あるＩＣなどの駆動回路素子にはコントローラからコン
トロール信号や電源がフラットケーブルなどを介して給
電されている。なお、ソース信号駆動回路からのソース
信号は１フレーム毎に極性が反転する信号であり、これ
により、カラム反転駆動が行われる。

【０１５３】ここで、注目すべきは、共通電極５４の幅
Ｗcom及び電界遮蔽電極８０の幅Ｗbmが以下の式を満た
すように構成されていることである。

【０１５４】 Ｗbm ≧ Ｗs … （１０） 且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５ … （１１） 上式において、Ｗsはソース配線幅、Ｗbmは電界遮蔽電
極幅、Ｗcomは共通電極の幅、ｄは２枚の基板６０，６
１間の距離、Ｖmaxはソース配線に供給される信号電圧
振幅の最大値、ｓは画素電極５３と共通電極５４の間隔
を示す。

【０１５５】このように共通電極５４の幅Ｗcom及び電
界遮蔽電極８０を上記の式（１０），（１１）を満たす
ように構成することにより、ソース配線５２から発生す
る電界を十分遮蔽することができ、クロストークのない
高品質の表示特性を有する液晶表示装置が実現される。

【０１５６】なお、共通電極５４の幅Ｗcom及び電界遮
蔽電極８０を上記の式（１０），（１１）を満たすよう
に構成した場合に、上記のクロストークのない高品質の
表示特性が得られる理由については、後に詳細に説明す
ることにする。

【０１５７】本実施形態における液晶表示装置は、例え
ば以下のようにして作製することができる。

【０１５８】まず、アレイ基板となるガラス上に、アル
ミニウム（Ａｌ）を主成分とする第１の導電層をスパッ
タ法等で成膜した後、フォトリソグラフ法で同一平面状
にパターン形成して、ゲート配線５１、共通電極５４、
共通配線５４ｃを得る。次いでＣＶＤ法等により窒化珪
素（ＳｉＮｘ）等の絶縁層５６を堆積させた後、ａ−Ｓ
ｉ等からなる半導体層をＣＶＤ法などで形成する。さら
に、第１の導電層と同様な工程にて第２の導電膜層を形
成、パターニングして、ソース配線５２、画素電極５
３、及びＴＦＴ５５を得る。この後、ＴＦＴや電極を保
護するために第２の絶縁膜を形成してもよい。また、導
電層として使用する材料は配線抵抗の低い金属が望まし
いが、とくにアルミニウム系金属に限定するものではな
く、また、単層膜でも多層膜であってもよい。

【０１５９】一方、対向基板６１となるガラス基板上に
は、金属Ｃｒをスパッタ等により成膜後、フォトリソグ
ラフ法で同一平面状にパターン形成して導電性のブラッ
クマトリクス（電界遮蔽電極８０に相当）を得る。次
に、ＲＧＢの３色を各々の色素を有する樹脂を順にパタ
ーン形成し、ドット状に配置されたカラーフィルター層
５９を得る。この後、Ｃｒ等による液晶層への汚染を防
ぐためアクリル等の樹脂により対向基板６１全体にオー
バーコート層の形成を行っても良い。

【０１６０】このように作製された２つの基板６０，６
１に配向膜を塗布し、所定の方向にラビングを行い、基
板６０，６１間に樹脂スペーサを挟んだ状態で周辺部を
シール剤で接着した後、液晶５７を注入し封止して液晶
パネルを得る。この後、液晶パネルの周辺に駆動回路を
接続して液晶表示装置を得る。

【０１６１】この液晶表示装置の動作は以下のようなも
のである。

【０１６２】まず、コントローラからの信号により、ゲ
ート駆動回路からは順次、走査信号が各ゲート配線５１
へ供給され、ソース駆動回路からは映像信号が各ソース
配線５２へ供給される。次に、ゲート配線５１を介して
供給された走査信号によって、ゲート配線に接続された
ＴＦＴ５５が選択的にスイッチングされ、ＴＦＴ５５の
オン期間にソース配線５２を通して供給される映像信号
がＴＦＴを介して、画素電極５３へと供給される。この
画素電極５３へ供給された電位と、基準電位となる共通
電極５４の電位との間で電界を発生させ、電極間に配向
させた液晶５７の動きを制御している。液晶パネルのア
レイ基板側には冷陰極管からなるバックライトが配置さ
れており、このバックライトからの光を前述のように液
晶を制御することによって階調表示を行う。

【０１６３】次に、本発明の主たる特徴である電界遮蔽
の原理について説明する。本実施の形態では、上記した
ように、ソース配線幅をＷs、電界遮蔽電極幅をＷbm、
共通電極の幅をＷcom、前記２枚の基板間距離をｄ、前
記ソース配線に供給される信号電圧振幅の最大値をＶma
x、前記画素電極と共通電極の間隔をｓとすると、 Ｗbm ≧ Ｗs … （１０） 且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５ … （１１） を満たすように構成されている。

【０１６４】このように構成すると、ソース配線５２か
らの電界を十分に遮蔽できる理由を以下に詳述する。

【０１６５】本発明者は鋭意検討を重ねた結果、上記ソ
ース配線からの電界が表示部の電界に及ぼす影響と、液
晶素子の構成要素のパラメータである電極幅、電極間
隔、基板間距離、ソース信号の振幅値との間に相関関係
があることを見い出した。

【０１６６】具体的に説明すると、以下のとおりであ
る。

【０１６７】ソース配線からの電界に関する共通電極
幅Ｗcomとソース信号の振幅値との関係 ソース配線から発生する不要な電界の強度は、ソース信
号振幅に比例して強くなるため、この電界を遮蔽する共
通電極はソース信号振幅強度に比例して電極幅を広げる
必要がある。一般的にソース配線から発生する電界の強
度は、このソース信号振幅値に比例するものであるが、
この電界を遮蔽する共通電極との間にはｌｎ（自然対数
を常数とするLogを意味する）に比例することを見い出
した。

【０１６８】よって、ソース配線から発生する電界を遮
蔽するためには、ソース信号振幅の最大値Ｖmaxを考慮
して、共通電極幅Ｗcomが少なくとも、ｋ１・ｌｎ(Ｖma
x)より大きくすることが必要であると考えられる（但
し、ｋ１は定数）。

【０１６９】ソース配線からの電界に関する共通電極
幅Ｗcomと電極間隔ｓとの関係 電界強度は距離に反比例することから、液晶を駆動する
画素電極と共通電極の電極間隔ｓが広がると、ソース配
線からの電界の影響を受けにくくなるので、共通電極幅
Ｗcomを狭くできる。従って、共通電極幅Ｗcomを決定す
る際、ｋ２・ｓをパラメータとして考慮する必要がある
（但し、ｋ２は定数）。

【０１７０】ソース配線からの電界に関する共通電極
幅Ｗcomと基板間距離ｄとの関係 基板間距離ｄについても基板間距離ｄが小さくなると、
ソース配線からの電界の影響を受けにくくなるので、共
通電極幅を狭くすることができる。従って、共通電極幅
Ｗcomを決定する際、ｋ３・ｄをパラメータとして考慮
する必要がある（但し、ｋ３は定数）。

【０１７１】ソース配線からの電界に関する電界遮蔽
電極幅Ｗbmとソース配線幅 Ｗsとの関係 ソース配線上に配置される電界遮蔽電極については、ソ
ース配線幅よりも狭いと、ソース配線からの電界を遮蔽
するのに十分な効果が得られないため、ソース配線以上
の電極幅が必要となる。

【０１７２】上記〜の相関関係より、ソース配線か
らの不要な電界を有効に遮蔽するための液晶表示装置の
構成としては、上記〜の相関関係から導かれるＷco
m ≧ｋ１・ln(Ｖmax)＋ｋ２・ｄ−ｋ３・ｓ−ｋ４の条
件式（但し、ｋ３は定数）と、上記の相関関係から導
かれるＷbm ≧ Ｗsの条件式の２つの条件式を満たすこ
とが必要であることが推論される。

【０１７３】そして、上記推論に基づき本発明者等の実
験等により、上記の定数ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４の最適
値を求め、Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５の条
件式を見出したのである。

【０１７４】なお、本発明者等の実験結果によれば、望
ましくは、Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１２の条
件式を満たした方がよく、このような条件式であれば、
更に電界遮蔽の効果が向上し、クロストークが殆ど認識
できないレベルの表示が可能となる。

【０１７５】本実施の形態に係る液晶表示装置において
は、ソース配線幅を６μｍ、電界遮蔽電極幅を１６μ
ｍ、基板間距離が４μｍ、ソース配線５２に供給される
信号電圧振幅の最大値が１４ｖ、画素電極５３と共通電
極５４の間隔が１０μｍであり、前述の条件式を満たす
ように共通電極５４の幅を９μｍとされている。尚、こ
のときの共通電極５４の電位はソース信号の中間値であ
る７Ｖ、画素電極５３にはグレイ色表示のための１０
Ｖ、及び４Ｖが交互に印加されている。この構成によ
り、図１６に示すとおり、共通電極５４が十分に幅広く
形成されているため、ソース配線５２から発生する電界
を十分遮蔽することができ、クロストークの発生を抑え
た良好な透過率分布が得られた。

【０１７６】上記の例では電界遮蔽電極がブラックマト
リクスを兼用していたが、図１７に示すようにブラック
マトリクス５８上に別途電界遮蔽電極８０ａを形成する
構成としてもよい。この場合ブラックマトリクス５８の
形成材料として、導電性を必要としないため、樹脂材料
を用いることができるようになり、例えばスピンコート
等の塗布法にて簡易にブラックマトリクス５８を形成で
きるようになる。また、電界遮蔽電極８０ａにより、表
示部Ｍに対する電界の影響を抑制し、ブラックマトリク
ス５８により斜め視野方向に対する遮光を充分に行うこ
とができるようになる。

【０１７７】また、更に他の変形例としては、電界遮蔽
電極８０（８０ａ）と共通配線５４ｃとを電気的に接続
するようにしてもよく、このようにすれば、電界遮蔽電
極８０（８０ａ）の電位が安定し、より電界遮蔽効果が
得られるようになる。

【０１７８】また、ソース配線５２ｂと共通電極５４と
の間隔をＬとすると、上記条件式（１０），（１１）に
加えて、条件式Ｗbm ≦ Ｗs＋２Ｌ＋２Ｗcomも同時に満
たすことにより、電界遮蔽電極が必要以上に拡大せず、
開口率の低下を抑制できる。

【０１７９】次いで、本発明者等は、ソース配線からの
電界に関し、電極幅、電極間隔、基板間距離、ソース信
号の振幅値との間に上記した相関関係があること、及び
その相関関係から導かれるＷcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ
−ｓ−１５の有効性について、以下の実験を行った。

【０１８０】（実験例１）共通電極幅を７μｍとした以
外は上記の実施の形態２−１と同様な構成の液晶表示装
置を作製し、ソース配線２に供給するソース信号振幅の
最大値Ｖmaxが１４ｖ、８ｖ、５ｖで印加した。このと
きの電界と透過率分布の様子をそれぞれ図１８（ａ）〜
（ｃ）に示す。

【０１８１】ソース信号振幅の最大値Ｖmaxが８ｖ、５
ｖの場合はＷcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５を満
足し、ソース配線からの電界の影響を受けていない場合
の表示部の透過率分布に対し、プラス１０％以内に抑え
られた。

【０１８２】これに対し、１４ｖの場合は上式を満たさ
ないため、３０％以上透過率分布が高くなり、クロスト
ークが確認された。

【０１８３】よって、ソース信号振幅の最大値Ｖmaxが
ソース配線からの電界に影響を与えることが認められ、
Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５を充足すればク
ロストークを防止できることが立証できた。

【０１８４】尚、５ｖの場合は、Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)
＋５ｄ−ｓ−１２を満たしており、透過率分布の上昇は
５％以内に抑えられ、クロストークはほとんど認識でき
ないレベルであった。よって、好ましくは、Ｗcom ≧
５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１２を満たすことが必要であ
ることが立証された。

【０１８５】（実験例２）共通電極と画素電極との電極
間隔ｓを１５μｍ、共通電極幅Ｗcomを７μｍとした以
外は上記実施の形態２−１と同様な構成の液晶表示装置
を作製し、ソース配線２に供給するソース信号振幅の最
大値Ｖmaxが１５ｖで印加した。このときの電界と透過
率分布の様子を図１９に示す。

【０１８６】この場合は電極間隔ｓが拡がっているた
め、実施の形態２−１で用いたＷcom≧ ５ln(Ｖmax)＋
５ｄ−ｓ−１５から共通電極幅を４μｍ以上とすればよ
く、共通電極幅を７μｍにしているので、透過率分布の
上昇を抑え、クロストークの発生を抑制できた。

【０１８７】よって、ソース配線からの電界を有効に遮
蔽するには、電極間隔ｓを小さくすれば、共通電極幅Ｗ
comを狭くすることが認められ、Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)
＋５ｄ−ｓ−１５を充足すればクロストークを防止でき
ることが立証できた。

【０１８８】（実験例３）アレイ基板と対向基板との基
板間隔ｄを３．５μｍ、あるいは３μｍ、共通電極幅Ｗ
comを７μｍとした以外は実施の形態２−１と同様な構
成の液晶表示装置を作製し、ソース配線２に供給するソ
ース信号振幅の最大値Ｖmaxを１．５ｖで印加した。こ
のときの電界と透過率分布の様子を図２０（ａ），
（ｂ）に示す。図２０（ａ）は基板間隔ｄを３．５μｍ
とした場合を示し、図２０（ｂ）は基板間隔ｄを３μｍ
とした場合を示している。この実験例３では基板間隔ｄ
が狭くなっているため、実施の形態２−１で用いたＷco
m ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５から共通電極幅を６
μｍ以上とすればよく、共通電極幅を７μｍにしている
ので、透過率分布の上昇を抑え、クロストークの発生を
抑制できた。

【０１８９】よって、ソース配線からの電界を有効に遮
蔽するには、基板間隔ｄを狭くすれば、共通電極幅Ｗco
mを狭くすることが認められ、Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋
５ｄ−ｓ−１５を充足すればクロストークを防止できる
ことが立証できた。

【０１９０】（実施の形態２−２）実施の形態２−１に
おける液晶表示装置を用い、ソース駆動回路から供給さ
れる映像信号をゲート駆動回路から供給される走査信号
の１走査期間毎に極性を反転させたドット反転駆動を行
い、しかも、 Ｗbm ≧ Ｗs …（１０） 且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１７（１２） を満たすように共通電極４の幅を７μｍとし、実施の形
態２−１と同様に動作させた。なお、ソース駆動回路か
ら供給される映像信号は、図４（ａ）に示すような最大
振幅が−７Ｖから＋７Ｖの信号波形を有する信号であ
る。

【０１９１】上記構成によれば、１走査期間毎にソース
配線の極性が反転するため、ソース配線から発生する電
界強度が、実施の形態２−１と比較して実効的に小さく
なるため、上記条件式（１１）よりも共通電極幅を小さ
くでき（条件式（１２）を満足することになる）、その
分開口率を向上し、明るい液晶表示装置を実現できる。

【０１９２】（実施の形態２−３）図２１は本発明の実
施の形態２−３における液晶表示装置を構成する一画素
の断面を表す図であり、実施の形態２−１における図１
５に示す断面とほぼ同じ付近を示している。

【０１９３】本実施の形態が実施の形態２−１と異なっ
ているのは、アレイ基板６０と対向基板６１の基板間距
離ｄを形成するためのスペーサ６２ａが導電性を有して
おり、更にこの導電性スペーサ６２ａがブラックマトリ
クスを兼用する電界遮蔽電極８０と共通電極５４の双方
に接触し、この導電性スペーサ６２ａにより電界遮蔽電
極８０と共通電極５４が電気的に導通している点であ
る。

【０１９４】上記構成により、電界遮蔽電極８０と共通
電極５４を電気的に接続する配線や工程が省略でき、ま
た通常はスペーサは１画素に１個以上の割合で散布され
るので、電界遮蔽電極８０と共通電極５４の電位が液晶
パネル全面で均一となり、より安定した電界遮蔽効果が
得られる。

【０１９５】（実施の形態２−４）図２２は本発明の実
施の形態２−４における液晶表示装置を構成する一画素
の断面を表す図であり、実施の形態２−３の図２１に示
す断面とほぼ同じ付近を示している。

【０１９６】本実施の形態が実施の形態２−３と異なっ
ているのは、アレイ基板６０と対向基板６１の基板間距
離ｄを形成するためのスペーサ６２ｂが対向基板６１の
電界遮蔽電極８０上に突起として一体的に形成され、且
つこの突起が導電性を有しており、この導電性スペーサ
６２ｂが共通電極５４に接触し、この導電性スペーサ６
２ｂにより電界遮蔽電極８０と共通電極５４が電気的に
導通している点である。

【０１９７】上記構成により、スペーサを散布する工程
が省略でき、更にスペーサの位置が固定できるので、共
通電極５４と確実に接触させることができ、電界遮蔽電
極８０と共通電極５４の電位が液晶パネル全面で更に均
一となり、より安定した電界遮蔽効果が得られる。

【０１９８】尚、図２３に示すように、電界遮蔽電極８
１ａをブラックマトリクス５８とは別の構成とし、且つ
この電界遮蔽電極８１ａを突起スペーサ６２ｂ及びブラ
ックマトリクス５８を覆うように形成してもよい。

【０１９９】（実施の形態２−５）図２４は本発明の実
施の形態２−５における液晶表示装置を構成する一画素
の断面を表す図であり、実施の形態２−１における図１
５の断面とほぼ同じ付近を示している。

【０２００】本実施の形態が実施の形態２−１と異なっ
ているのは、対向基板６１上に電界遮蔽電極を設けてい
ない点と、 Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１２ …（１３） を満たすように共通電極５４の幅が１０μｍとなってい
る点である。

【０２０１】上記構成によれば、ブラックマトリクス５
８の形成材料として、導電性を必要としないため、樹脂
材料を用いることができるようになり、例えばスピンコ
ート等の塗布法にて簡易にブラックマトリクスを形成で
きるようになる。また別途電界遮蔽電極を形成しなくて
もよいため、工程を簡略化できる。

【０２０２】またこの構成により、図２５に示すとお
り、対向基板６１上に電界遮蔽電極が形成されていない
場合でも、共通電極５４が十分に幅広く形成されている
ため、ソース配線５２から発生する電界を十分遮蔽する
ことができ、クロストークの発生を抑えた良好な透過率
分布が得られる。

【０２０３】（実施の形態２−６）実施の形態２−５に
おける液晶表示装置を用い、ソース駆動回路から供給さ
れる映像信号をゲート駆動回路から供給される走査信号
の１走査期間毎に極性を反転させ、 Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５…（１４） を満たすように共通電極５４の幅を７μｍとし、実施の
形態２−５と同様に動作させた。

【０２０４】上記構成によれば、１走査期間毎にソース
配線の極性が反転するため、ソース配線から発生する電
界強度が、実施の形態２−１と比較して実効的に小さく
なるため、上記条件式（１３）よりも共通電極幅を小さ
くでき（条件式（１４）を満足することになる）、その
分、開口率を向上し明るい液晶表示装置を実現できる。

【０２０５】

【発明の効果】以上のように本発明の構成によれば、以
下の効果を奏する。

【０２０６】（１）ソース配線あるいはゲート配線付近
の液晶に基板に垂直な電界が印加され液晶分子が基板垂
直方向に向くため、光モレが防止されてコントラストが
向上する。

【０２０７】（２）ソース配線あるいはゲート配線付近
の液晶を垂直配向処理しているので、光モレが防止され
てコントラストが向上する。

【０２０８】（３）ソース配線あるいはゲート配線付近
の光モレを防止するためのブラックマトリクスが不要に
なる、あるいはその幅を狭くできるため、開口率が上昇
して明るい表示を行なうことができる。

【０２０９】（４）電界制御電極を用いて垂直配向領域
を設けているので、簡単なプロセスで高い位置精度の垂
直配向領域を形成できる。

【０２１０】（５）上記（１）〜（４）より、広視野
角、高コントラスト、高輝度の液晶表示装置を、低コス
トプロセスで作製することができるので産業上の価値は
極めて大である。

【０２１１】（６）液晶表示素子の構成要素のパラメー
タがいかなる場合でも、ソース配線からの不要な電界を
抑制し、クロストークの発生のない表示品質の高い液晶
表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１−１に係る液晶表示装置
の構成を示す平面図である。

【図２】本発明の実施の形態１−１に係る液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１−２に係る液晶表示装置
の構成を示す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１−３に係る液晶表示装置
の駆動波形を示す電圧波形図である。

【図５】本発明の実施の形態１−３に係る液晶表示装置
の画素電圧極性を示す平面図である。

【図６】本発明の実施の形態１−３に係る液晶表示装置
の画素電圧極性を示す平面図である。

【図７】本発明の実施の形態１−３に係る液晶表示装置
の画素電圧極性を示す平面図である。

【図８】本発明の実施の形態１−３に係る液晶表示装置
の画素電圧極性を示す平面図である。

【図９】本発明の実施の形態１−４に係る液晶表示装置
の構成を示す平面図である。

【図１０】本発明の実施の形態１−４に係る液晶表示装
置の構成を示す平面図である。

【図１１】本発明の実施の形態１−５に係る液晶表示装
置の構成を示す平面図である。

【図１２】本発明の実施の形態１−６に係る液晶表示装
置の構成を示す平面図である。

【図１３】本発明の実施の形態１−７に係る液晶表示装
置の構成を示す平面図である。

【図１４】実施の形態２−１における液晶表示装置の１
画素の構成を表す図である。

【図１５】実施の形態２−１の液晶表示装置の図１４に
おけるＡ−Ａ'断面図である。

【図１６】実施の形態２−１の液晶表示装置のソース配
線とその近傍の表示部における電界の様子を模式的に表
す図である。

【図１７】実施の形態２−１の液晶表示装置における変
形例の構成する１画素の断面図である。

【図１８】実験例１におけるソース配線とその近傍の表
示部における電界の様子を模式的に表す図である。

【図１９】実験例２におけるソース配線とその近傍の表
示部における電界の様子を模式的に表す図である。

【図２０】実験例３におけるソース配線とその近傍の表
示部における電界の様子を模式的に表す図である。

【図２１】実施の形態２−３の液晶表示装置を構成する
１画素の断面図である。

【図２２】実施の形態２−４の液晶表示装置を構成する
１画素の断面図である。

【図２３】実施の形態２−４の液晶表示装置における変
形例の構成する１画素の断面図である。

【図２４】実施の形態２−５の液晶表示装置を構成する
１画素の断面図である。

【図２５】実施の形態２−５の液晶表示装置のソース配
線とその近傍の表示部における電界の様子を模式的に表
す図である。

【図２６】従来の液晶表示装置の構成を示す平面図であ
る。

【図２７】従来の液晶表示装置の構成を示す断面図であ
る。

【図２８】従来の液晶表示装置の構成を示すもので、そ
のうち図２８（Ａ）は断面図、図２８（Ｂ）は図２８
（Ａ）に示すブラックマトリクスの平面図、図２８
（Ｃ）は要部の断面図である。

【図２９】従来の液晶表示装置を構成する１画素を表す
平面図である。

【図３０】従来の液晶表示装置を構成する図２９におけ
るＡ−Ａ'断面図である。

【図３１】従来の液晶表示装置のソース配線とその近傍
の表示部における電界の様子を模式的に表す図である。

【符号の説明】

１，２，６０，６１ ：基板 ３，５４ ：共通電極 ４，５２ ：ソース配線 ５，５３ ：画素電極 ６，５６ ：絶縁膜 ７ ：電界制御電極 ８，５９ ：カラーフィルター ９ ：液晶層 １０，１１ ：偏光板 １２， ：ゲート配線 １３ ：共通配線 １４ ：薄膜トランジスタ １５ ：半導体層 １６ ：間隙部 ２１ ：垂直配向領域 ５８ ：ブラックマトリクス ６２ａ，６２ｂ ：スペーサ ８０，８０ａ ：電界遮蔽電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 深海 徹夫 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 山北 裕文 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井上 一生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 塩田 昭教 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (23)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板の
   うち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に配
   置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線と
   ゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチング
   素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、及
   び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成さ
   れた共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
   て、 前記一対の基板のうち他方の基板上には電界制御電極が
   設けられており、前記電界制御電極は前記ソース配線の
   エッジ部を覆うように配置されていることを特徴とする
   液晶表示装置。
2. 【請求項２】 前記電界制御電極が透明物質よりなる請
   求項１記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】 前記電界制御電極の幅Ｗが、対応するソ
   ース配線の両側に隣接する画素電極または共通電極の遠
   い方のエッジ間隔をＬ1、近い方のエッジ間隔をＬ2、前
   記画素電極または共通電極の幅をＷcomとした場合、 Ｌ2−Ｗcom≦ Ｗ ≦Ｌ1 の範囲にある請求項２記載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】 前記電界制御電極が不透明物質よりなる
   請求項１記載の液晶表示装置。
5. 【請求項５】 前記電界制御電極の幅Ｗが、対応するソ
   ース配線の両側に隣接する画素電極または共通電極の遠
   い方のエッジ間隔をＬ1、近い方のエッジ間隔をＬ2、前
   記画素電極または共通電極の幅をＷcomとした場合、 Ｌ2−Ｗcom≦ Ｗ ≦Ｌ2＋Ｗcom の範囲にある請求項４記載の液晶表示装置。
6. 【請求項６】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板の
   うち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に配
   置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線と
   ゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチング
   素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、及
   び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成さ
   れた共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
   て、 前記一対の基板のうち他方の基板上には電界制御電極が
   設けられており、前記電界制御電極は前記ゲート配線の
   エッジ部を覆うように配置されていることを特徴とする
   液晶表示装置。
7. 【請求項７】 前記電界制御電極が前記ソース配線の近
   傍をも覆っていることを特徴とする請求項６記載の液晶
   表示装置。
8. 【請求項８】 前記液晶層の誘電異方性が正である請求
   項１乃至７の何れかに記載の液晶表示装置。
9. 【請求項９】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板の
   うち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に配
   置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線と
   ゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチング
   素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、及
   び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成さ
   れた共通電極が形成され、前記一対の基板のうち他方の
   基板上にはソース配線とほぼ重なり合うような電界制御
   電極が設けられた構造の液晶表示装置の駆動方法であっ
   て、 前記ソース配線に印加される電圧と逆極性の電圧を、前
   記電界制御電極に印加することを特徴とする液晶表示装
   置の駆動方法。
10. 【請求項１０】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成
    された共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
    て、 前記液晶層は、前記ソース配線とその両側に隣接する画
    素電極または共通電極との間隔部、あるいは前記ゲート
    配線とその両側に隣接する画素電極または共通電極との
    間隔部の少なくとも一方で予め液晶が垂直配向している
    垂直配向領域が形成されていることを特徴とする液晶表
    示装置。
11. 【請求項１１】 前記ソース配線あるいは前記ゲート配
    線の少なくとも一方のエッジ部を覆うように配置された
    電界制御電極をもつことを特徴とする請求項１０記載の
    液晶表示装置。
12. 【請求項１２】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成
    された共通電極が形成され、前記液晶層は少なくとも前
    記ソース配線とその両側に隣接する画素電極または共通
    電極との間隔部で垂直配向され、前記ソース配線あるい
    は前記ゲート配線の少なくとも一方のエッジ部を覆うよ
    うに前記他方の基板上に形成された電界制御電極を備え
    た液晶表示装置の製造方法において、 高分子を含む液晶を電界制御電極に電圧を印加しながら
    ＵＶ硬化する工程を含む液晶表示装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けられたスイッチ
    ング素子、前記スイッチング素子に接続された画素電
    極、及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って
    形成された共通電極が形成された構造の液晶表示装置に
    おいて、 前記他方の基板上にソース配線と重なる位置に電界遮蔽
    電極が設けられ、前記ソース配線幅をＷs、前記電界遮
    蔽電極幅をＷbm、前記共通電極幅をＷcom、前記２枚の
    基板間距離をｄ、前記ソース配線に供給される信号電圧
    振幅の最大値をＶmax、前記画素電極と共通電極の間隔
    をｓとすると、 Ｗbm≧Ｗs 且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−
    １５ を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
14. 【請求項１４】 電界遮蔽電極が、共通電極と画素電極
    とによって形成される表示領域に、はみ出さないことを
    特徴とする請求項１３に記載の液晶表示装置。
15. 【請求項１５】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成
    された共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
    て、 前記ソース配線に印加される映像信号の極性が１フレー
    ム内で少なくとも複数回反転し、前記他方の基板上にソ
    ース配線と重なる位置に電界遮蔽電極が設けられ、前記
    ソース配線幅をＷs前記電界遮蔽電極幅をＷbm、前記共
    通電極幅をＷcom、前記２枚の基板間距離をｄ、前記ソ
    ース配線に供給される信号電圧振幅の最大値をＶmax、
    前記画素電極と共通電極の間隔をｓとすると、 Ｗbm≧Ｗs 且つ Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−
    １７ を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
16. 【請求項１６】 電界遮蔽電極が導電性材料で形成され
    たブラックマトリクスであることを特徴とする請求項１
    ３乃至１５の何れかに記載の液晶表示装置。
17. 【請求項１７】 電界遮蔽電極がブラックマトリクス上
    に設けられ、電界遮蔽電極の幅がブラックマトリクスの
    幅よりも幅狭く形成されていることを特徴とする請求項
    １３乃至１５の何れかに記載の液晶表示装置。
18. 【請求項１８】 電界遮蔽電極が共通電極と電気的に接
    続されていることを特徴とする請求項１３乃至１７の何
    れかに記載の液晶表示装置。
19. 【請求項１９】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成
    された共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
    て、 前記他方の基板上で、前記ソース配線及び前記共通電極
    の少なくとも一部と重なる位置に電界遮蔽電極が設けら
    れ、前記電界遮蔽電極と前記共通電通電極が、導電性ス
    ペーサにより電気的に接続されていることを特徴とする
    液晶表示装置。
20. 【請求項２０】 導電性スペーサが少なくともいずれか
    の基板上に形成された導電性を有する突起であることを
    特徴とする請求項１９記載の液晶表示装置。
21. 【請求項２１】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し、前記ソース配線に沿って形
    成された共通電極が形成された構造の液晶表示装置にお
    いて、 前記他方の基板上には前記共通電極に接する位置に突起
    が、前記ソース配線に重なる位置に電界遮蔽電極が形成
    されており、前記電界遮蔽電極の一部が前記と突起上に
    形成され、前記電界遮蔽電極と前記共通電極とが電気的
    に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
22. 【請求項２２】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成
    された共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
    て、 前記共通電極幅をＷcom、前記２枚の基板間距離をｄ、
    前記ソース配線に供給される信号電圧振幅の最大値をＶ
    max、前記画素電極と共通電極の間隔をｓとすると、 Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１２ を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
23. 【請求項２３】 液晶層を挟持して対向する２枚の基板
    のうち、一方の基板の対向面側には、マトリックス状に
    配置されたソース配線及びゲート配線、前記ソース配線
    とゲート配線の各交差点に対応して設けらたスイッチン
    グ素子、前記スイッチング素子に接続された画素電極、
    及び前記画素電極と対向し前記ソース配線に沿って形成
    された共通電極が形成された構造の液晶表示装置におい
    て、 前記ソース配線に印加される映像信号の極性が１フレー
    ム内で少なくとも複数回反転し、前記共通電極幅をＷco
    m、前記２枚の基板間距離をｄ、前記ソース配線に供給
    される信号電圧振幅の最大値をＶmax、前記画素電極と
    共通電極の間隔をｓとすると、 Ｗcom ≧ ５ln(Ｖmax)＋５ｄ−ｓ−１５ を満たすことを特徴とする液晶表示装置。