(57)【要約】【課題】ＩＰＳ方式の液晶表示装置をフレーム反転によって駆動するとき、フレクソエレクトリック効果によってフリッカーが生ずる現象を対策する。【解決手段】画素電極１１０の一方の領域には櫛歯電極１１０１が４個存在し、他方の領域には櫛歯電極１１０１が３個存在する。画素電極１１０の下層には、絶縁膜を挟んで平面ベタで形成されたコモン電極が存在する。フレクソエレクトリック効果によって画素電極１１０がコモン電極よりも電位が高いときは、櫛歯電極１１０１上に暗線が生じ、画素電極１１０がコモン電極の電位よりも低いときはスリット部１１２に暗線が生ずる。図のような画素電極形状とすることによって画素電極１１０とコモン電極との相対電位にかかわらず、暗線の数が同じとなる。これによってフリッカーを抑えることが出来る。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成され、
前記画素は、平面ベタで形成された第１の電極と、第１の電極の上に形成された層間絶縁膜と前記層間絶縁膜の上に形成された第２の電極を有し、
前記第２の電極は、第１の領域と第２の領域を有し、前記第１の領域は第１の数の櫛歯電極を有し、前記第２の領域は第２の数の櫛歯電極を有し、前記第１の数と前記第２の数は異なることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記第２の電極において、前記第１の数と前記第２の数の差は１である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】
前記第２の電極において、前記第１の領域の前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記前記櫛歯電極の間隔は、前記第２の領域の前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記櫛歯電極の間隔は、各々等しい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】
前記第１の電極はコモン電極であり、前記第２の電極は画素電極である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５】
第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成され、
前記画素は、平面ベタで形成された第１の電極と、第１の電極の上に形成された第１層間絶縁膜と前記第１層間絶縁膜の上に形成された第２の電極と、前記第２の電極の上に形成された第２層間絶縁膜と前記第２層間絶縁膜の上に形成された櫛歯電極を有する第３の電極を有し、
前記第２の電極は櫛歯電極が形成された第１の領域と、平面ベタの電極が形成された第２の領域を有し、
前記第２の電極の前記櫛歯電極が形成された領域は前記第１の電極と重なり、前記第２の電極の前記平面ベタの電極が形成された領域は前記第３の電極と重なり、
前記第１の電極と前記第２の電極は同じ電位であることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項６】
前記第２の電極に形成された前記櫛歯電極の数と、前記第３の電極に形成された前記櫛歯電極の数は等しいことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２の電極に形成された前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記櫛歯電極の間隔は、前記第３の電極に形成された前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記櫛歯電極の間隔は、各々等しいことを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記第２の電極は画素電極であり、前記第１の電極前記第３の電極はコモン電極であることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示装置に係り、特に視野角特性の優れた横電界方式であって、バックライトの利用効率の良い、かつ、フリッカーの少ない液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、ＴＦＴ基板の画素電極と対応する場所にカラーフィルタ等が形成された対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。
【０００３】
液晶表示装置では視野角特性が問題である。視野角特性は、画面を正面から見た場合と、斜め方向から見た場合に、輝度が変化したり、色度が変化したりする現象である。視野角特性は、液晶分子を水平方向の電界によって動作させるＩＰＳ（Ｉｎ  Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式が優れた特性を有している。
【０００４】
一方、液晶には、フレクソエレクトリック効果という現象が存在する。従来、液晶分子の配向状態は、印加電圧の正負にはよらないと考えられてきたが、厳密には、フレクソエレクトリック効果のために、正負で異なる配向となる。液晶表示装置の動作は、液晶が電気分解することを避けるために、交流駆動を行い、直流分が生じないように設定されている。
【０００５】
しかし、フレクソエレクトリック効果があると、液晶分子に対する印加電圧が完全な交流であっても、画素電圧に印加される電圧の正負によって明るさが異なることになる。液晶表示装置の駆動方法として、例えば、フレーム反転という駆動方法があるが、この場合は、画素電極に加わる電圧の極性がフレーム毎に反転する。そうすると、同じ明るさの映像を表示しても、フレクソエレクトリック効果のために、１フレーム毎に明るさが異なることになる。これは、人間の目にはフリッカーとして映り、画質を損ねる。
【０００６】
「特許文献１」には、ストライプ状の画素電極とストライプ状のコモン電極を平行に配置し、いずれかの電極の一方を透明電極とし、いずれかの電極の他方を遮光性の電極とした場合のフレクソエレクトリック効果に対する対策が記載されている。すなわち、「特許文献１」のような電極構成では、透明な電極が遮光性の電極に対して相対的に負の電位となる部分が相対的に正の電位となる部分よりも明るくなる。
【０００７】
フレームごとに、明暗が生じてフリッカーとなることを防止するために、画素を分割し、一方では、透明な電極が遮光性の電極に対して負の電位となるようにし、他方では、透明な電極が遮光性の電極に対して正の電位となるようにして、画素内で、明るさの変動をキャンセルする構成が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２０２７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
フレクソエレクトリック効果は、画素構造によって異なる現象となる。ＩＰＳ方式の液晶表示装置も種々の形態のものが開発されているが、画面の輝度を大きくとることが出来る構成として現在最も使用されている方式は、コモン電極を平面状にベタで形成し、その上に絶縁膜を挟んで櫛歯状の画素電極を配置する方式である。コモン電極には基準電圧が印加され、画素電極には、映像信号が印加され、画素電極と映像信号の電位差によって液晶分子を回転させて、光の透過率を制御する。
【００１０】
このＩＰＳ方式は、画素電極、コモン電極のいずれも透明導電膜で形成される。この場合、フレクソエレクトリック効果は、コモン電極と画素電極の相対的な電位によって、櫛歯電極上に暗線が生じたり、あるいは、櫛歯電極と櫛歯電極の間のスリット部分に暗線が生じたりするという現象となって現れる。
【００１１】
本発明の課題は、このような構造のＩＰＳ方式の液晶表示装置において、フレクソエレクトリック効果によるフリッカーを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。
【００１３】
（１）第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成され、前記画素は、平面ベタで形成された第１の電極と、第１の電極の上に形成された層間絶縁膜と前記層間絶縁膜の上に形成された第２の電極を有し、前記第２の電極は、第１の領域と第２の領域を有し、前記第１の領域は第１の数の櫛歯電極を有し、前記第２の領域は第２の数の櫛歯電極を有し、前記第１の数と前記第２の数は異なることを特徴とする液晶表示装置。
【００１４】
（２）前記第２の電極において、前記第１の数と前記第２の数の差は１であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１５】
（３）前記第２の電極において、前記第１の領域の前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記前記櫛歯電極の間隔は、前記第２の領域の前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記櫛歯電極の間隔は、各々等しいことを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１６】
（４）前記第１の電極はコモン電極であり、前記第２の電極は画素電極であることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。
【００１７】
（５）第１の方向に延在し、第２の方向に配列した走査線と、第２の方向に延在し、第１の方向に配列した映像信号線とで囲まれた領域に画素が形成され、前記画素は、平面ベタで形成された第１の電極と、第１の電極の上に形成された第１層間絶縁膜と前記第１層間絶縁膜の上に形成された第２の電極と、前記第２の電極の上に形成された第２層間絶縁膜と前記第２層間絶縁膜の上に形成された櫛歯電極を有する第３の電極を有し、前記第２の電極は櫛歯電極が形成された第１の領域と、平面ベタの電極が形成された第２の領域を有し、前記第２の電極の前記櫛歯電極が形成された領域は前記第１の電極と重なり、前記第２の電極の前記平面ベタの電極が形成された領域は前記第３の電極と重なり、前記第１の電極と前記第２の電極は同じ電位であることを特徴とする液晶表示装置。
【００１８】
（６）前記第２の電極に形成された前記櫛歯電極の数と、前記第３の電極に形成された前記櫛歯電極の数は等しいことを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。
【００１９】
（７）前記第２の電極に形成された前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記櫛歯電極の間隔は、前記第３の電極に形成された前記櫛歯電極の長さと幅、および、前記櫛歯電極の間隔は、各々等しいことを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。
【００２０】
（８）前記第２の電極は画素電極であり、前記第１の電極前記第３の電極はコモン電極であることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、平面ベタで形成された第１の電極と櫛歯電極を有する第２の電極とで構成されるＩＰＳ方式の液晶表示装置において、フレクソエレクトリック効果によってフレーム毎に明るさが変動してフリッカーが生ずる現象を防止することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下本発明の内容を実施例にしたがって詳細に説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１は本発明が適用されるＩＰＳ方式の液晶表示装置の断面図である。図１において、ガラスで形成されるＴＦＴ基板１００の上に、ゲート電極１０１が形成されている。ゲート電極１０１は走査線５００と同層で形成されている。ゲート電極１０１はＡｌＮｄ合金の上にＭｏＣｒ合金が積層されている。
【００２４】
ゲート電極１０１を覆ってゲート絶縁膜１０２がＳｉＮによって形成されている。ゲート絶縁膜１０２の上に、ゲート電極１０１と対向する位置に半導体層１０３がａ−Ｓｉ膜によって形成されている。ａ−Ｓｉ膜はプラズマＣＶＤによって形成される。ａ−Ｓｉ膜はＴＦＴのチャネル部を形成するが、チャネル部を挟んでａ−Ｓｉ膜上にソース電極１０４とドレイン電極１０５が形成される。なお、ａ−Ｓｉ膜とソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５との間には図示しないｎ＋Ｓｉ層が形成される。半導体層１０３と、ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５とのオーミックコンタクトを取るためである。
【００２５】
ソース電極１０４は映像信号線６００が兼用し、ドレイン電極１０５は画素電極１１０と接続される。ソース電極１０４もドレイン電極１０５も同層で同時に形成される。本実施例では、ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５はＭｏＣｒ合金で形成される。ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５の電気抵抗を下げたい場合は、例えば、ＡｌＮｄ合金をＭｏＣｒ合金でサンドイッチした電極構造が用いられる。
【００２６】
ＴＦＴを覆って無機パッシベーション膜１０６がＳｉＮによって形成される。無機パッシベーション膜１０６はＴＦＴの、特にチャネル部を不純物から保護する。無機パッシベーション膜１０６の上には有機パッシベーション膜１０７が形成される。有機パッシベーション膜１０７はＴＦＴの保護と同時に表面を平坦化する役割も有するので、厚く形成される。厚さは１μｍから４μｍである。
【００２７】
有機パッシベーション膜１０７には感光性のアクリル樹脂、シリコン樹脂、あるいはポリイミド樹脂等が使用される。有機パッシベーション膜１０７には、画素電極１１０とドレイン電極１０５が接続する部分にスルーホール１１１を形成する必要があるが、有機パッシベーション膜１０７は感光性なので、フォトレジストを用いずに、有機パッシベーション膜１０７自体を露光、現像して、スルーホール１１１を形成することが出来る。
【００２８】
有機パッシベーション膜１０７の上にはコモン電極１０８が形成される。コモン電極１０８は透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）を表示領域全体にスパッタリングすることによって形成される。すなわち、コモン電極１０８は面状に形成される。コモン電極１０８を全面にスパッタリングによって形成した後、画素電極１１０とドレイン電極１０５を導通するためのスルーホール１１１部だけはコモン電極１０８をエッチングによって除去する。
【００２９】
コモン電極１０８を覆って第１層間絶縁膜１０９がＳｉＮによって形成される。第１層間絶縁膜１０９が形成された後、エッチングによってスルーホール１１１を形成する。この第１層間絶縁膜１０９をレジストにして無機パッシベーション膜１０６をエッチングしてスルーホール１１１を形成する。その後、第１層間絶縁膜１０９およびスルーホール１１１を覆って画素電極１１０となるＩＴＯをスパッタリングによって形成する。スパッタリングしたＩＴＯをパターニングして画素電極１１０を形成する。画素電極１１０となるＩＴＯはスルーホール１１１にも被着される。スルーホール１１１において、ＴＦＴから延在してきたドレイン電極１０５と画素電極１１０が導通し、映像信号が画素電極１１０に供給されることになる。
【００３０】
画素電極１１０は櫛歯状の電極である。櫛歯状の電極と櫛歯状の電極の間はスリット１１２となっている。コモン電極１０８には基準電圧が印加され、画素電極１１０には映像信号による電圧が印加される。画素電極１１０に電圧が印加されると図１に示すように、電気力線が発生して液晶分子３０１を電気力線の方向に回転させてバックライト７００からの光の透過を制御する。画素毎にバックライト７００からの透過が制御されるので、画像が形成されることになる。なお、画素電極１１０の上には液晶分子３０１を配向させるための配向膜１１３が形成されている。
【００３１】
図１の例では、有機パッシベーション膜１０７の上に、面状に形成されたコモン電極１０８が配置され、第１層間絶縁膜１０９の上に櫛歯電極１１０１を有する画素電極１１０が配置されている。しかしこれとは逆に、有機パッシベーション膜１０７の上に面状に形成された画素電極１１０を配置し、第１層間絶縁膜１０９の上に櫛歯状のコモン電極１０８が配置される場合もある。ただし、以下の説明では、上側が櫛歯電極１１０１を有する画素電極１１０であり、下側が平面ベタ電極であるコモン電極１０８であるとして説明する。
【００３２】
図１において、液晶層３００を挟んで対向基板２００が配置されている。対向基板２００の内側には、カラーフィルタ２０１が形成されている。カラーフィルタ２０１は画素毎に、赤、緑、青のカラーフィルタ２０１が形成されており、カラー画像が形成される。カラーフィルタ２０１とカラーフィルタ２０１の間にはブラックマトリクス２０２が形成され、画像のコントラストを向上させている。なお、ブラックマトリクス２０２はＴＦＴの遮光膜としての役割も有し、ＴＦＴに光電流が流れることを防止している。
【００３３】
カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２の表面は凹凸となっているために、オーバーコート膜２０３によって表面を平らにしている。オーバーコート膜の上には、液晶の初期配向を決めるための配向膜１１３が形成されている。
【００３４】
図１に示すように、ＩＰＳでは、対向基板２００の内側には導電膜が形成されていない。そうすると、対向基板２００の電位が不安定になる。また、外部からの電磁ノイズが液晶層３００に侵入し、画像に対して影響を与える。このような問題を除去するために、対向基板２００の外側に表面導電膜２１０が形成される。表面導電膜２１０は、透明導電膜であるＩＴＯをスパッタリングすることによって形成される。
【００３５】
図１のような画素電極１１０、ＴＦＴ等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板１００と、カラーフィルタ等が形成された対向基板２００との間に液晶を挟持する構成を液晶表示パネルという。また、図１において、ＴＦＴ基板１００の背面にはバックライト７００が配置されている。
【００３６】
図１示すような電極配置においては、櫛歯状の画素電極１１０の電位が、平面ベタのコモン電極１０８の電位よりも高い場合と、低い場合とでは、同じ電位差であっても、フレクソエレクトリック効果のために、液晶層３００の透過率が異なる。
【００３７】
図２はフレーム反転駆動における画素電極１１０のコモン電極１０８に対する相対電位である。図２において、縦軸Ｖは白表示の場合に、コモン電極１０８を基準にして画素電極１１０に対して印加される電圧を示す。また、図２において、Ｆはフレーム周期である。
【００３８】
図２に示すように、画素電極１１０の電位はフレーム毎にコモン電極１０８に対してプラス電位となったりマイナス電位になったりする。そうするとフレクソエレクトリック効果によって、同じ画素がフレーム毎に明るくなったり、暗くなったりする。これは、人間の目にはフリッカーとして観測される。
【００３９】
図３は、画素電極１１０の電位がコモン電極１０８の電位よりも高い場合である。図３において、画素電極１１０は櫛歯状の電極である。画素電極１１０の下層には、第１層間絶縁膜１０９を介して平面ベタで形成されたコモン電極１０８が配置されている。画素電極１１０もコモン電極１０８も透明導電膜で形成されている。
【００４０】
画素電極１１０の電位がコモン電極１０８の電位よりも高いと、図３の影で示すような暗線１０が画素電極１１０の櫛歯電極１１０１上に現れる。暗線１０部分の輝度は他の明るい部分の輝度に比べて１０％〜７０％程度である。図３においては、櫛歯電極１１０１が４本あるので、暗線１０は４本生ずる。
【００４１】
図４は、画素電極１１０の電位がコモン電極１０８の電位よりも低い場合である。図４において、画素電極１１０は櫛歯状の電極である。図４における画素構成は図３で説明したのと同様である。画素電極１１０の電位がコモン電極１０８の電位よりも低いと、図４の影で示すような暗線１０が画素電極１１０の櫛歯電極１１０１と櫛歯電極１１０１の間のスリット１１２上に現れる。この場合の暗線１０部分の輝度も他の明るい部分の輝度に比べて１０％〜７０％程度である。図３においては、スリット１１２が３本あるので、暗線１０は３本生ずる。
【００４２】
このように、画素電極１１０の電位がコモン電極１０８の電位に対して高い場合と低い場合とでは、暗線１０の数が異なり、画素の明るさが異なることになる。フレーム反転においては、フレーム毎に、画素電極１１０とコモン電極１０８の相対電位が入れ替わるので、フレーム毎に画素の明るさが異なることになる。これは、人間の目にはフリッカーとして観測される。
【００４３】
図５は以上のような問題点を対策する本発明による画素電極１１０の形状である。図５は画素を対向基板２００上から見た平面図である。図５において、画素の両側には対向基板２００に形成されたブラックマトリクスが存在している。画素電極１１０は、櫛歯電極１１０１の数が異なる２つの領域に分かれている。図５における画素電極１１０の上側は４個の櫛歯電極１１０１が存在し、下側には３個の櫛歯電極１１０１が存在している。すなわち、画素の下側は櫛歯電極１１０１の数が１本少ない。
【００４４】
図５において、画素電極１１０の上側の櫛歯電極１１０１も下側の櫛歯電極１１０１も幅ｗ、長さｌは同じである。また、スリット１１２の幅ｓも画素電極１１０の上側と下側において同じである。画素電極１１０の上側と下側の接続部にはスルーホール１１１が形成され、このスルーホール１１１を介して映像信号が画素電極１１０に供給される。図５において、画素電極１１０の下層には、第１層間絶縁膜１０９を介して平面ベタで形成されたコモン電極１０８が存在している。
【００４５】
図６は、図５で説明した画素電極１１０に対してコモン電極１０８よりも高い電位が供給された状態を示す平面図である。この場合は、画素電極１１０の櫛歯電極１１０１上に暗線１０が現れる。画素電極１１０の上側には、４本の櫛歯電極１１０１があるので、４本の暗線１０が生ずるが、画素電極１１０の下側には、３本の櫛歯電極１１０１があるので、３本の暗線１０が生ずる。したがって、図６の場合の暗線１０の数は７本である。
【００４６】
図７は、図５で説明した画素電極１１０に対してコモン電極１０８よりも低い電位が供給された状態を示す平面図である。この場合は櫛歯電極１１０１と櫛歯電極１１０１の間のスリット１１２上に暗線１０が現れる。画素電極１１０の上側には、３本のスリット１１２があるので、３本の暗線１０が生ずるが、画素電極１１０の下側には、４本のスリット１１２があるので、４本の暗線１０が生ずる。したがって、図７の場合の暗線１０の数も、図６の場合と同様に７本である。
【００４７】
つまり、図５のような画素電極１１０を使用することによって、フレーム反転駆動を行っても、フレーム毎の明るさの変化を防止することができ、フリッカーを防止することが出来る。
【００４８】
以上の説明では、上層に形成された画素電極１１０が櫛歯電極であるとして説明したが、これとは逆に、上層に櫛歯電極１１０１を有するコモン電極１０８を配置し、下層に平面ベタで形成された画素電極１１０を配置した場合でも、本発明を同様に適用することが出来る。
【実施例２】
【００４９】
図８は本発明の第２の実施例を示す平面透視図である。図８において、映像信号線６００が縦方向に延在し、横方向に配列している。また、走査線５００が横方向に延在し、縦方向に配列している。映像信号線６００と走査線５００で囲まれた領域が画素である。図８には２画素が記載されている。
【００５０】
図８において、最上層には櫛歯電極１１０１を有する上部コモン電極１０８２が配置されている。上部コモン電極１０８２の下層には、第２層間絶縁膜１２０を介して画素電極１１０が配置されている。図８における画素電極１１０は櫛歯電極１１０１が存在する領域と、平面ベタの領域に分かれている。画素電極１１０が上部コモン電極１０８２と重なる領域は、平面ベタの電極となっている。
【００５１】
画素電極１１０で、櫛歯電極１１０１が形成されている領域は、上部コモン電極１０８２とは重ならず、画素電極１１０よりも下層に形成されたコモン電極１０８と重なっている。図８において、画素電極１１０の下層には、第１層間絶縁膜１０９を介して平面ベタで形成された下部コモン電極１０８１が配置されている。平面ベタの下部コモン電極１０８１は上層に形成されている画素電極１１０を構成する櫛歯電極１１０１と重なっている。
【００５２】
図８において、上側に存在する液晶層３００は、櫛歯状の画素電極１１０と平面ベタの下部コモン電極１０８１との間の電界によって駆動される。図８の下側に存在する液晶層３００は、櫛歯電極１１０１を有する上部コモン電極１０８２と平面ベタの画素電極１１０との間の電界によって駆動される。
【００５３】
図８において、上部コモン電極１０８２と下部コモン電極１０８１とは、表示領域の外側において接続されている。画素電極１１０とコモン電極１０８との間に電圧を印加すると、画素電極１１０のうち、櫛歯を有する領域での液晶分子３０１に印加される電界と、平面ベタで形成された領域での液晶分子３０１に印加される電界とでは、向きが異なる。したがって、フレクソエレクトリック効果は画素電極１１０のうち、櫛歯を有する領域と平面ベタの領域とでは逆の効果となる。
【００５４】
次のフレームとなって、画素電極１１０とコモン電極１０８の電圧の関係が逆となった場合も、画素電極１１０における櫛歯電極１１０１部と平面ベタの部分とがフレクソエレクトリック効果が反転するだけで、１画素内で、フレクソエレクトリック効果が逆な領域が存在することには代わりが無い。したがって、本実施例においては、１画素内において、フレクソエレクトリック効果をキャンセルするので、フレームが変わっても輝度の変動は生じず、フリッカーは発生しない。
【００５５】
図９は、本実施例の構造を示す断面図である。図９（ａ）は図８のＡ−Ａ’断面であり、図９（ｂ）は図Ｂ−Ｂ’断面である。図９（ａ）において、下部コモン電極１０８１より下側の構造は省略されている。下部コモン電極１０８１は平面ベタで形成されており、下部コモン電極１０８１の上には第１層間絶縁膜１０９が形成されている。第１層間絶縁膜１０９の上には画素電極１１０の櫛歯電極１１０１が形成されている。画素電極１１０を覆って第２層間絶縁膜１２０が形成されている。
【００５６】
第２層間絶縁膜１２０の上には配向膜１１３が形成されるが、図９（ａ）では省略されている。このような構成のＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間に液晶層３００が挟持されている。櫛歯状の画素電極１１０と下部コモン電極１０８１との間に電圧が印加されると、画素電極１１０から櫛歯電極１１０１間のスリット１１２を通して平面ベタで形成された下部コモン電極１０８１へ電気力線が発生し、この電気力線によって液晶が回転し、光の透過量が制御される。
【００５７】
図９（ｂ）は図８のＢ−Ｂ’断面図である。図９（ｂ）において、第１層間絶縁膜１０９より下側の構造は省略されている。第１層間絶縁膜１０９の上には、平面ベタの画素電極１１０が形成されている。画素電極１１０の上には第２層間絶縁膜１２０が形成されており、第２層間絶縁膜１２０の上には、櫛歯電極１１０１を有する上部コモン電極１０８２が形成されている。
【００５８】
上部コモン電極１０８２の上には、配向膜１１３が形成されるが、図９（ｂ）では省略されている。図９（ｂ）において、液晶層３００がＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間に挟持されている。櫛歯状の上部コモン電極１０８２と平面ベタで形成された画素電極１１０との間に電圧が印加されると、上部コモン電極１０８２から櫛歯電極１１０１間のスリット１１２を通して画素電極１１０へ図９（ａ）とは逆方向の電気力線が発生し、この電気力線によって液晶が回転し、光の透過量が制御される。
【００５９】
このように、図９（ａ）と図９（ｂ）とでは、液晶分子３０１の受ける電界の向きが逆であるので、フレクソエレクトリック効果も図９（ａ）と図９（ｂ）とでは逆となる。すなわち、１画素中で、フレクソエレクトリック効果がキャンセルされることになる。
【００６０】
図１０は図８に示す電極構造の分解平面図である。図１０において、上部コモン電極１０８２は櫛歯状の電極となっている。また、画素電極１１０は、櫛歯状の電極の領域と平面ベタで形成された電極の領域とから構成されている。上部コモン電極１０８２は第２層間絶縁膜１２０を介して画素電極１１０の平面ベタで形成された領域と重なる。上部コモン電極１０８２の動作面積は画素電極１１０動作面積の半分である。
【００６１】
下部コモン電極１０８１は平面ベタで形成されており、第１層間絶縁膜１０９を介して画素電極１１０の櫛歯電極１１０１が形成された領域と重なる。下部コモン電極１０８１の動作面積は、画素電極１１０の動作面積の半分である。図１０におけるＡ−Ａ’断面は図９（ａ）に対応し、Ｂ−Ｂ’断面は図９（ｂ）に対応する。
【００６２】
図１１は画素電極１１０に対して上部コモン電極１０８２あるいは下部コモン電極１０８１よりも相対的に正の電圧を印加した場合のフレクソエレクトリック効果を示すものである。この場合は上部コモン電極１０８２のスリット１１２部にフレクソエレクトリック効果による暗線１０が生じ、画素電極１１０の櫛歯電極１１０１にフレクソエレクトリック効果による暗線１０が生ずる。したがって、暗線１０の数は５本である。なお、図１１において、上部コモン電極１０８２、画素電極１１０、下部コモン電極１０８１は、実際は重なっているが、説明のために、分解平面図となっている。
【００６３】
図１２は画素電極１１０に対して上部コモン電極１０８２あるいは下部コモン電極１０８１よりも相対的に負の電圧を印加した場合のフレクソエレクトリック効果を示すものである。この場合は上部コモン電極１０８２の櫛歯電極１１０１にフレクソエレクトリック効果による暗線１０が生じ、画素電極１１０のスリット１１２部にフレクソエレクトリック効果による暗線１０が生ずる。したがって、暗線１０の数は５本である。なお、図１１において、上部コモン電極１０８２、画素電極１１０、下部コモン電極１０８１は、実際は重なっているが、説明のために、分解平面図となっている。
【００６４】
このように、画素電極１１０に、上部コモン電極１０８２あるいは下部コモン電極１０８１よりも高い電圧を印加した場合も、低い電圧を印加した場合も、暗線１０の数は等しい。したがって、フレーム反転駆動をした場合であっても、フレーム毎に輝度が変化することは無く、フリッカーは生じない。
【００６５】
本実施例においては、液晶を駆動するための電極は、１層の画素電極１１０と２層のコモン電極１０８の計３層の電極が必要となる。このような構造を実現するために、例えば、図１において、画素電極１１０の上に第２層間絶縁膜１２０を形成し、その上に上部コモン電極１０８２を形成する構成とすることが出来る。
【００６６】
３層の電極構造を実現する他の方法としては、例えば、図１において、コモン電極１０８の位置に画素電極１１０を配置し、図１における画素電極１１０の位置に上部コモン電極１０８２を配置し、図１のソース電極あるいはドレイン電極と同じ層に下部コモン電極１０８１を形成する構成とすることが出来る。
【００６７】
３層の電極構造を実現するさらに他の方法としては、例えば、図１において、コモン電極１０８の位置に画素電極１１０を配置し、図１における画素電極１１０の位置に上部コモン電極１０８２を配置し、図１のゲート電極と同じ層に下部コモン電極１０８１を形成する構成とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明が適用される液晶表示装置の断面図である。
【図２】フレーム反転駆動を示す図である。
【図３】フレクソエレクトリック効果を示す例である。
【図４】フレクソエレクトリック効果を示す他の例である。
【図５】実施例１の画素電極の平面図である。
【図６】実施例１の動作の例である。
【図７】実施例１の動作の他の例である。
【図８】実施例２の電極構造を示す透視図である。
【図９】実施例２の電極構造を示す断面図である。
【図１０】実施例２の電極構造を示す分解図である。
【図１１】実施例２の動作の例である。
【図１２】実施例２の動作の他の例である。
【符号の説明】
【００６９】
１０…暗線、  １００…ＴＦＴ基板、  １０１…ゲート電極、  １０２…ゲート絶縁膜、  １０３…半導体層、  １０４…ソース電極、  １０５…ドレイン電極、  １０６…無機パッシベーション膜、  １０７…有機パッシベーション膜、  １０８…コモン電極、  １０９…第１層間絶縁膜、  １１０…画素電極、  １１１…スルーホール、  １１２…スリット、  １１３…配向膜、  １２０…第２層間絶縁膜、  ２００…対向基板、  ２０１…カラーフィルタ、  ２０２…ブラックマトリクス、  ２０３…オーバーコート膜、  ２１０…表面導電膜、  ３００…液晶層、  ３０１…液晶分子、  ５００…走査線、  ６００…映像信号線、  ７００…バックライト、  １０８１…下部コモン電極、  １０８２…上部コモン電極、  １１０１…櫛歯電極。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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