(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の基板間に液晶組成物が挾持され、第１の基板には、マトリクス状に配置された複数の走査電極と信号電極により複数の画素が構成されており、前記画素にはスイッチング素子が設けられているアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記スイッチング素子は画素電極が接続され、前記画素電極とこれに対向した共通電極により、液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ平行な方向とするよう構成され、
前記画素には、信号電極、画素電極、および、信号電極と画素電極間との間にシールド電極を有し、
前記シールド電極は第２の基板上に形成され、
前記画素の信号電極と画素電極の間の光透過部、信号電極と共通電極の間の光透過部、スイッチング素子の半導体層上および走査電極からの電気力線が通過する光透過部に、顔料または染料を含む黒色または低光透過率の遮光膜が形成されてい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。
【請求項２】
前記シールド電極が、信号電極と画素電極の間の光透過部、信号電極と共通電極の間の光透過部およびスイッチング素子の半導体層上に形成されている請求項１に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項３】
前記シールド電極の一部が信号電極と重なるように形成されている請求項１又は２に記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【請求項４】
前記シールド電極は、前記信号電極と前記画素電極の少なくとも１つの部分の間で発生する寄生容量を、前記電極を配置しない場合と比較して低減する請求項１〜４のいずれかに記載のアクティブマトリクス型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【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する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、液晶層を駆動する電極として２枚の基板界面上に相対向させ形成した透明電極を用いていた。これは、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することで動作するツイステッドネマティック表示方式を採用していることによる。
【０００３】
一方、液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ平行な方向とする方式を用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置は、例えば、特開昭５６−９１２７７号公報により提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記のツイステッドネマティック表示方式を用いた従来技術は、Ｉndium Ｔin Ｏxide（ＩＴＯ）に代表される透明電極を形成しなければならない。しかし、透明電極はその表面に数１０ｎｍ程度の凹凸があり、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと云う）のような微細なアクティブ素子の加工を困難にしている。さらに、透明電極の凸部はしばしば離脱し、電極等の他の部分に混入し、点状或いは線状の表示欠陥を引き起こすため、製品の歩留まりを著しく低下させていた。
【０００５】
また、前記従来技術においては、画質面でも多くの課題を有していた。特に、視角方向を変化させた際の輝度変化が著しく、中間調表示を困難にしていた。更にまた、スイッチングトランジスタ素子を用いたアクティブマトリクス型表示素子においては、液晶に電圧または電界を印加し、透過光または反射光を変調する画素電極以外に、スイッチングトランジスタ素子を駆動するための走査電極および信号電極が必要である。この走査電極および信号電極は、走査電極−画素電極間の寄生容量Ｃgs、信号電極−画素電極間の寄生容量Ｃdsによって、画素電極の電位を変動させる。特に、信号電極の電位は、映像情報によって絶えず変動するので、信号電極−画素電極間の寄生容量Ｃdsによって、画素電極の電位が変動し、コントラストの低下あるいはクロストークと呼ばれる画質不良を発生させている。
【０００６】
液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ平行な方向とする方式では、ツイステッドネマティック表示方式の場合と比較して、信号電極−画素電極間の寄生容量Ｃdsが大きくなり、クロストークが激しく、画像パターンによってコントラストが低下するという問題があった。なぜなら、液晶に印加する電界方向を基板界面にほぼ平行とする方式では、ツイステッドネマティック表示方式と異なり、スイッチングトランジスタ素子を有する基板と対向する基板の全面に共通電極を構成していないので、信号電極からの電気力線がシールドされず、画素電極に終端してしまうためである。このため、電界方向を基板界面にほぼ平行とする方式ではアクティブマトリクス駆動は画質面において問題があった。
【０００７】
本発明の第一の目的は、透明電極を必要としないアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の第二の目的は、視角特性が良好で多階調表示が容易であるアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の第三の目的は、高コントラストでクロストークが生じない高画質のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成する本発明の要旨は次のとおりである。
【００１１】
（１）  第１と第２の基板間に液晶組成物が挾持され、第１の基板には、マトリクス状に配置された複数の走査電極と信号電極により複数の画素が構成されており、前記画素にはスイッチング素子が設けられているアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
前記スイッチング素子は画素電極が接続され、前記画素電極とこれに対向した共通電極により、液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ平行な方向とするよう構成され、
前記画素には、信号電極、画素電極、および、信号電極と画素電極間との間にシールド電極を有し、
前記シールド電極は第２の基板上に形成され、
前記画素の信号電極と画素電極の間の光透過部、信号電極と共通電極の間の光透過部、スイッチング素子の半導体層上および走査電極からの電気力線が通過する光透過部に、顔料または染料を含む黒色または低光透過率の遮光膜が形成されてい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。
【００１２】
（２）  前記シールド電極が、信号電極と画素電極の間の光透過部、信号電極と共通電極の間の光透過部およびスイッチング素子の半導体層上に形成されている上記アクティブマトリクス型液晶表示装置。
【００１３】
（３）  前記シールド電極の一部が信号電極と重なるように形成されている上記アクティブマトリクス型液晶表示装置。
【００１４】
（４）  前記シールド電極は、前記信号電極と前記画素電極の少なくとも１つの部分の間で発生する寄生容量を、前記電極を配置しない場合と比較して低減する上記アクティブマトリクス型液晶表示装置。
【００１５】
次に本発明の作用を図１（参考例１）を用いて説明する。図１（ａ），（ｂ）は参考例１の液晶セル内での一画素の側断面を、図１（ｃ），（ｄ）はその平面図である。図１ではアクティブ素子は省略してある。また、本発明では、走査電極と信号電極をマトリクス状に形成して複数の画素を構成するが、ここでは一画素の部分を示した。
【００１６】
電圧無印加時のセル側断面図を図１（ａ）に、その時の平面図を図１（ｃ）に示す。透明な一対の基板８，９の内側にストライプ状の画素電極３、共通電極４、信号電極２、シールド電極５が形成され、その上に配向制御膜１４，１５（配向方向２８）が形成されており、その間に液晶組成物が挟持されている。
【００１７】
棒状の液晶分子２５は、電界無印加時にはストライプ状の電極の長手方向に対して若干の角度、即ち、４５度≦｜電界方向に対する界面近傍での液晶分子長軸（光学軸）方向のなす角｜＜９０度、となるように配向されている。なお、ここでは、液晶分子の上下界面での配向方向が平行な場合を例に説明する。また、液晶組成物の誘電異方性は正とする。
【００１８】
次に、画素電極３、共通電極４に電界Ｅを印加すると図１（ｂ）、（ｄ）に示すように、電界Ｅの方向に液晶分子が向きを変える。偏光板２６，２７の偏光透過軸２９を所定角度となるように配置することで、電界印加によって光透過率を変えることが可能となる。
【００１９】
このように、本発明によれば透明電極がなくともコントラストのある表示が可能となる。コントラストを付与する具体的構成としては、上下基板上の液晶分子配向がほぼ平行な状態を利用したモード（複屈折位相差による干渉色を利用するので、ここでは複屈折モードと呼ぶ）と、上下基板上の液晶分子配向方向が交差しセル内での分子配列がねじれた状態を利用したモード（液晶組成物層内で偏光面が回転する旋光性を利用するので、ここでは旋光性モードと呼ぶ）とがある。
【００２０】
複屈折モードでは、電圧印加により分子長軸（光軸）方向が基板界面にほぼ平行なままで面内でその方位を変え、所定角度に設定された偏光板２６，２７の軸（吸収軸あるいは透過軸）とのなす角が変わって光透過率を変える。旋光性モードも同様に電圧印加により分子長軸方向の方位を変えるが、この場合は螺旋が解けることによる旋光性の変化を利用する。
【００２１】
液晶に印加する電界の方向を基板界面にほぼ平行とする本表示モードでは、液晶分子の長軸は基板と常にほぼ平行であり、立ち上がることがない。従って、視角方向を変えても明るさの変化が小さく（視角依存性がない）、いわゆる視角特性が優れている。
【００２２】
本表示モードは従来のように電圧印加で複屈折位相差をほぼゼロにすることで暗状態を得るものではなく、液晶分子長軸と偏光板の軸（吸収軸あるいは透過軸）とのなす角を変えることで暗状態を得るもので、その作用が基本的に異なる。従来のＴＮ型のように液晶分子長軸を基板界面に垂直に立ち上がらせる場合では、複屈折位相差がゼロとなる視角方向は正面、即ち、基板界面に垂直な方向であり、視角が僅かでも傾斜すると複屈折位相差が現れる。従って、ノーマリオープン型では光が漏れ、コントラストの低下や階調レベルの反転を引き起こす。
【００２３】
次に、本発明の液晶表示装置のもう一方の重要な作用を示す。画素電極３が、信号電極２と隣接して構成されると、信号電極２からの電気力線は、画素電極３に終端し、次式よって表されるような信号電極２−画素電極３間の寄生容量Ｃdsが発生する。
【数１】
【００２４】
Ｗは画素電極３の幅（短手方向の長さ）、ｄは信号電極２と画素電極３との距離、εは電極間の媒体の誘電率、πは円周率を表し、寄生容量Ｃdsは単位長あたりの容量を示す。なお、上記においては電極間の媒体の誘電率は一定で、信号電極２の幅が画素電極３の幅と等しいか、それ以上であると仮定している。
【００２５】
本発明の液晶表示装置では、信号電極２と画素電極３の間にシールド電極５を設けたため、信号電極２からの電気力線のほとんどが、シールド電極５に終端する。シールド電極５の電位が一定になるように常時外部から電位を付与すれば、信号電極２−画素電極３間の寄生容量Ｃdsは激減する。これにより、信号電極２の電位が変化しても、画素電極３の電位が変化しないので、クロストークが無くなる。これにより、本表示モードをアクティブマトリクスに適用することができ、視角特性が良好で、高コントラスト、高画質の液晶表示装置を得ることができる。
【００２６】
また、シールド電極５を遮光層（ブラックマトリクス）として兼用することもできるので、遮光層の形成の必要がなく、かつ、透明電極を必要としない点と合わせ、製造歩留まりを向上することができる。更にまた、シールド電極に共通電極を兼ねさせることができ、シールド電極は共通電極が占有していた面積を利用できるので開口率が向上し、高輝度または低消費電力とすることができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明を実施例により具体的に説明する。なお、以下の実施例では、液晶表示装置の表示パネル面において、信号電極の長手方向と平行（走査電極の長手方向と垂直）な方向を垂直方向、信号電極の長手方向と垂直（走査電極の長手方向と平行）な方向を水平方向とし、マトリクス電極の列方向は前記垂直方向と平行、行方向は前記水平方向と平行な方向とする。また、画素数は６４０（×３）×４８０とし、各画素のピッチとしては横方向は１１０μｍ、縦方向は３３０μｍとした。
【００２８】
〔実施例１〕
図２（ａ）に本実施例の液晶表示パネルの画素部の模式平面図を、また、図２（ｂ）に図２（ａ）のＡ−Ａ'の模式断面図を示す。また、図３に本実施例の液晶表示装置の駆動システムの構成図を示す。なお、基板８，９としては表面を研磨した厚さ１.１ｍｍのガラス基板を用いた。
【００２９】
基板８上に、水平方向にＣｒの走査電極１，１７を形成した。また、走査電極１，１７と直交させてＣｒ／Ａｌの信号電極２，１８を形成した。更に、画素にはアモルファスシリコン６と走査電極１の一部（ゲート電極として働く）と、信号電極２の一部（ドレイン電極またはソース電極として働く）と、画素電極３（ソース電極またはドレイン電極として働く）を用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子を形成した。ＴＦＴ素子のゲート絶縁膜１０には窒化シリコン膜を用いた。
【００３０】
画素電極３は、信号電極２，１８と同一材料で同層に同一工程で、長手方向が垂直方向になるように形成した。また、信号電極２および画素電極３とアモルファスシリコン６との間には、オーミックコンタクトをとるためのｎ＋型アモルファスシリコン７を形成した。
【００３１】
共通電極４は、画素電極３、信号電極２，１８と同一材料で同層に同一工程で、ストライプ状に形成し、垂直方向に引き出して、他の列の共通電極と共通接続した。
【００３２】
液晶層の液晶分子の配向は、主に画素電極３と共通電極４との間の水平方向に印加される電界Ｅによって制御する。光は、画素電極３と共通電極４の間を透過し、液晶層１６に入射し、変調される。従って、画素電極３は特に透光性（例えば、ＩＴＯ等の透明電極）である必要はない。
【００３３】
ＴＦＴ素子上には、それを保護する窒化シリコンの保護膜１１を形成した。また、ＴＦＴ素子群を設けた基板８（以下、ＴＦＴ基板と云う）に相対向する基板９（以下、対向基板と称する）上に、シールド電極５を形成した。この時、シールド電極５は、信号電極２と画素電極３との間にストライプ状に配置されるよう形成し、垂直方向に引き出して他の列のシールド電極と共通接続した。
【００３４】
更に、対向基板９上には、垂直方向にストライプ状のＲ，Ｇ，Ｂからなる３色のカラーフィルタ１２を形成した。カラーフィルタ１２上には表面を平坦化する透明樹脂からなる平坦化膜１３を積層した。平坦化膜１３の材料としてはエポキシ樹脂を用いた。更に、この平坦化膜１３上と保護膜１１上にポリイミド系の配向制御膜１４，１５を塗布，形成した。
【００３５】
上記の基板８，９間に誘電率異方性Δεが正で、その値が７.３であり、複屈折Δｎが０.０７３（５８９ｎｍ，２０℃）のネマチック液晶組成物１６を挟んだ。なお、本実施例では、誘電率異方性Δεが正の液晶を用いたが、負の液晶を用いてもよい。
【００３６】
上記配向制御膜１４，１５をラビング処理し、プレチルト角を１.０度とした。上下界面のラビング方向は互いにほぼ平行で、かつ、印加電界Ｅとのなす角度を８５度とした。また、上下基板のギャップ（ｄ）は球形のポリマビーズを基板間に分散，挾持し、液晶封入状態で４.５μｍとした。これによりΔｎ・ｄは０.３２９μｍである。
【００３７】
２枚の偏光板〔日東電工社製Ｇ１２２０ＤＵ〕で上記パネルを挾み（偏光板は図示省略）、一方の偏光板の偏光透過軸をラビング方向にほぼ平行（８５度）とし、他方をそれに直交（−５度）とした。これによりノーマリクローズ特性の液晶表示装置を得た。
【００３８】
次に、図３に示すような液晶表示パネル２２のＴＦＴ基板８上に垂直走査回路１９、映像信号駆動回路２０を接続し、電源およびコントロール回路２１から走査信号電圧、映像信号電圧、タイミング信号、共通電極電圧、シールド電極電圧を供給し、アクティブマトリクス駆動した。
【００３９】
また、本実施例では、シールド電極電圧と共通電極電圧は独立にし、シールド電極電圧は、ＴＦＴ基板８から銀ペーストを用いて、対向電極上のシールド電極に電気的に接続し、供給した。なお、本実施例では、アモルファスシリコンＴＦＴ素子を用いているがポリシリコンＴＦＴ素子でもよい。反射型表示装置の場合はシリコンウエハ上に形成したＭＯＳトランジスタでもよい。配線材料も限定しない。
【００４０】
また、本実施例では、配向制御膜を設けたが、平坦化膜１３の表面を直接ラビングして配向制御膜を兼ねてもよい。同様に、ＴＦＴの保護膜１１としてエポキシ樹脂を用い、ラビング処理をすることもできる。
【００４１】
次に、本実施例の液晶への印加電圧と明るさの関係を図４に示す。コントラスト比は７Ｖ駆動時に１５０以上となり、視角を左右、上下に変えた場合のカーブの差は従来方式（比較例１）に比べて極めて小さく、視角を変化させても表示特性はほとんど変化しなかった。また、液晶の配向性も良好で、配向不良に基づくドメイン等も発生しなかった。
【００４２】
図５に本実施例における信号電極電圧Ｖdの波形の違いによる信号電圧Ｖsig−明るさ曲線の変化を示す。なお、図５（ａ）は電圧波形を、図５（ｂ）は信号電圧Ｖsig−明るさ曲線の変化を示す。走査電極電圧Ｖgがオンレベルになり、信号電圧Ｖsigが書き込まれた後、信号電極電圧Ｖdを変化させたが、信号電圧Ｖsig−明るさ曲線には、特に目立った変化は起きなかった。
【００４３】
以上、本実施例では、透明電極を用いることなく、透過光の強度を変調させることができ、視角依存性を著しく向上させることができた。更に、電界を基板界面と平行に印加する方式の弱点である垂直方向のクロストークを抑えることができ、高スループット、高歩留りで、かつ、広視角、高コントラストで高画質の液晶表示装置を得ることができた。
【００４４】
〔比較例１〕
透明電極を有する従来方式のツイステッドネマチック（ＴＮ）型表示装置を作製し、これと前記実施例１と比較した。液晶組成物としては、実施例１で用いた誘電異方性Δεが正のネマチック液晶組成物を用い、ギャップ（ｄ）は７.３μｍ、ツイスト角は９０度とした。よってΔｎ・ｄは０.５２６μｍである。
【００４５】
電気光学特性を図６に示す。視角方向によりカーブが著しく変化し、また、ＴＦＴ隣接部の断差部付近で、液晶の配向不良に基づくドメインが生じた。
〔比較例２〕
【００４６】
図７に、図２のシールド電極５を形成しない場合の信号電極電圧の変化に伴う信号電圧−明るさ特性の変化を示す。信号電極電圧Ｖdの波形の違いによって、信号電圧Ｖsig−明るさ曲線に大きな差が生ずることが分かった。また、画質的には垂直方向のクロストークが発生し、更に図中のＶd’の曲線に示されるようにコントラストの低下が著しかった。
【００４７】
〔実施例２〕
本実施例の構成は下記の要件を除けば、実施例１と同一である。図８（ａ）に本実施例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図８（ｂ）に図８（ａ）のＢ−Ｂ'における模式断面図を示す。本実施例の構成上の特徴は、画素電極３と信号電極２との間、および共通電極４と信号電極１８との間の光透過部分の全てを覆うシールド電極５ａを形成した点にある。これにより、遮光層を設けなくとも光漏れが生じず、高コントラストを得ることができた。
【００４８】
更に、アモルファスシリコン６上も覆ったので、アモルファスシリコンの光によるリーク電流の増加もなく、良好な表示特性を得ることができた。また、信号電極−シールド電極間の容量が可能な限り増大しないように、シールド電極５ａの信号電極２，１８上の部分にスリット状の開口部を設け、合わせ精度のマージン分の重なりだけになるように、信号電極２，１８との重なりを最小限にした。
【００４９】
以上、本実施例では、実施例１と同等の効果が得られ、更に高コントラスト、高画質のアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。
【００５０】
〔実施例３〕
本実施例の構成は下記の要件を除けば、実施例１と同一である。図９（ａ）に本実施例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図９（ｂ）に図９（ａ）のＣ−Ｃ'における模式断面図を示す。本実施例の構成上の特徴は、対向基板９上に黒色の顔料を含む絶縁物で、マトリクス状の遮光膜２３（ブラックマトリクス）をカラーフィルタ１２ａと同層に形成した点にある。
【００５１】
絶縁物からなる遮光膜２３は、画素電極３と共通電極４との間に印加される電界Ｅに及ぼす影響がなく、画素電極３と走査電極１，１７との間と、共通電極４と走査電極１，１７との間の電界による配向不良領域（ドメイン）を覆い隠すことができ、更にコントラストを向上させることができた。
【００５２】
また、実施例２と同様にアモルファスシリコン６上も覆うように形成したので、光によるリーク電流の増加もなく、良好な表示特性を得ることができた。本実施例では、黒色顔料を用いているが染料でもよい。なお、黒色でなくとも可視光の透過率が十分低くできるものであればよい。
【００５３】
また、信号電極２，１８上には電極が存在しないので、実施例２より信号電極−シールド電極間の容量が軽減し、映像信号駆動回路２０の負荷が軽くなり、駆動ＬＳＩのチップサイズを小さくすることができ、かつ、信号電極の負荷軽減により、消費電力も低減することができた。
【００５４】
以上、本実施例では、実施例１、２と同等の効果が得られ、更に高コントラストで低消費電力のアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。
【００５５】
〔実施例４〕
本実施例の構成は下記の要件を除けば、実施例１と同一である。図１０（ａ）に本実施例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図１０（ｂ）に図１０（ａ）のＤ−Ｄ'における模式断面図を示す。本実施例では、１画素の構成において、２本のシールド電極５ａ，５ｂを信号電極２ａ，１８ａに隣接するよう対向基板９上に形成し、画素電極３ａをシールド電極４ａとシールド電極４０ａ間に配置した。
【００５６】
これにより、信号電極２ａ，１８ａからの電界Ｅはシールド電極５ａ，５ｂに終端し、信号電極と画素電極間の寄生容量Ｃdsが大幅に低減される。また、画素電極３ａが、信号電極２ａ，１８ａとの距離が最も離れた場所（信号電極２ａと信号電極１８ａの間の中央部）に配置したので、信号電極２ａ，１８ａと画素電極３ａ間の容量を更に軽減することができた。本実施例の特徴は、共通電極を構成しなくとも、シールド電極５ａ，５ｂと画素電極３ａの間の電界により、液晶分子の長軸方向を基板面とほぼ平行を保ちながら動作させ、光の透過量をコントロールすることができる点にある。
【００５７】
また、本実施例の液晶表示装置の駆動システムの構成を図１１に示す。本実施例では、シールド電極５ａ，５ｂが共通電極を兼ねるので、共通電極電圧は不要である。本実施例では、画素電極３ａを信号電極２ａと信号電極１８ａとの中央に配置し画素を２分割しているが、画素電極を更に複数本設けて４分割以上してもよい。なお、本実施例のようにシールド電極に共通電極を兼用させる方式では、画素の分割数は２ｎ分割になる（ｎは自然数）。
【００５８】
また、本実施例では、共通電極が占有していた画素平面上の面積をシールド電極に利用することができ、更にシールド電極と画素電極間の開口部を利用することによって高開口率になり、高輝度またはバックライトの消費電力が低減でき低消費電力の液晶表示装置を得ることができた。
【００５９】
以上、本実施例では、シールド電極に共通電極を兼ねさせることにより、実施例１と同等の効果が得られ、更に高輝度または低消費電力のアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。
【００６０】
〔実施例５〕
本実施例の構成は下記の要件を除けば、実施例４と同一である。図１２（ａ）に本実施例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図１２（ｂ）に図１２（ａ）のＦ−Ｆ'における模式断面図を示す。本実施例の構成上の特徴は、シールド電極５ａと信号電極２ａ、シールド電極５ｂと信号電極１８ａを水平方向に重ねて形成した。
【００６１】
これにより、遮光層を設けなくともシールド電極と信号電極の間の余分な光漏れがなく、高コントラストを得ることができた。更に、画素電極３ａとシールド電極５ａ，５ｂ間の距離が長くなり、画素電極３ａとシールド電極５ａ，５ｂ間の光透過部の面積（開口率）が増して透過率が向上した。
【００６２】
以上、本実施例では、実施例４と同等の効果が得られ、更に高コントラストで高輝度または低消費電力のアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。
【００６３】
〔実施例６〕
本実施例の構成は下記の要件を除けば、実施例４と同一である。図１３（ａ）に本実施例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図１３（ｂ）に図１３（ａ）のＧ−Ｇ'における模式断面図を示す。本実施例の構成上の特徴は、対向基板９上に黒色の顔料を含む絶縁物で、マトリクス状の遮光膜２３（ブラックマトリクス）をカラーフィルタ１２ａと同層に形成した点にある。
【００６４】
絶縁物からなる遮光膜２３は、画素電極３とシールド電極５ａ，５ｂとの間に印加される電界Ｅに及ぼす影響がなく、画素電極３と走査電極１，１７間と、シールド電極５ａ，５ｂと走査電極１，１７との間の電界による配向不良領域（ドメイン）を覆い隠すことができ、更にコントラストを向上させることができた。
【００６５】
また、アモルファスシリコン６上も覆うように形成したので、光によるリーク電流の増加もなく、良好な表示特性を得ることができた。また、基板８，９の位置合わせのずれは、水平方向に関しては問題なく、遮光膜２３がシールド電極５ａ，５ｂの間でずれても開口率が減少しない。なお、本実施例では黒色顔料を用いているが染料でもよい。なお、黒色でなくとも可視光の透過率が十分低くできるものであればよい。
【００６６】
以上、本実施例では、実施例４と同等の効果が得られ、更に高コントラストで高画質のアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。
【００６７】
〔参考例２〕
本参考例の構成は下記の要件を除けば、実施例１と同一である。図１４（ａ）に参考例２の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図１４（ｂ）に図１４（ａ）のＨ−Ｈ'における模式断面図を示す。本参考例の構成上の特徴は、シールド電極５をＴＦＴ基板８の保護膜１１上に形成した点にある。
【００６８】
そのため、対向基板９上には、一切導電性の物質は存在していない。従って、仮に製造工程中に導電性の異物が混入しても、対向基板９を介しての電極間接触の可能性がなく、それによる不良率はゼロに抑制され、配向膜の形成、ラビング、液晶封入工程などのクリーン度の裕度が広がり、製造工程管理の簡略化を図ることができる。シールド電極５に電位を供給するためのＴＦＴ基板８と対向基板９の電気的な接続も不必要となる。
【００６９】
以上、本参考例では、実施例１と同等の効果が得られ、更に、製造歩留りを向上することができた。また、本参考例は実施例１を基に述べたが、本参考例のようにシールド電極をＴＦＴ基板８上に構成することは実施例２、３、４、５、６においても可能であり，本参考例と同等の効果が得られる。
【００７０】
〔参考例３〕
本参考例の構成は下記の要件を除けば、実施例４と同一である。図１５（ａ）に本参考例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図１５（ｂ）に図１５（ａ）のＩ−Ｉ'における模式断面図を示す。本参考例の構成上の特徴は、シールド電極５ａ，５ｂを信号電極２ａ，１８ａと同材料で同層に同一工程で形成した。共通電極４ｂとシールド電極５ｂの電気的な接続は、ゲート絶縁膜１１にスルーホール４２を穿け、走査電極１，１７と同材料で同層に同一工程で形成した配線４１を用いた。
【００７１】
これにより、シールド電極を別工程で設ける必要がなく、更に、参考例２と同様に対向基板９上には一切導電性の物質は存在しないので、対向基板９を介しての電極間接触の可能性がない。従って、それによる不良率がゼロに抑制され、配向膜の形成、ラビング、液晶封入工程などのクリーン度の裕度が広がり、製造工程管理の簡略化を図ることができる。
【００７２】
電界Ｅの強度は、画素電極３とシールド電極５ａとの距離によって変わる。よって、画素電極とシールド電極の間の距離のバラツキが明るさのバラツキを生み、問題となる。従って、画素電極と共通電極の高いアライメント精度が要求される。それぞれに電極を備えた２枚の基板を貼り合わせる方式では、アライメント精度はホトマスクのアライメント精度より２〜３倍悪くなる。本参考例では画素電極３とシールド電極５ａ，５ｂを同材料で同層に同一工程で形成しているので、上記アライメント精度の問題もない。
【００７３】
以上、本参考例では、実施例４と同等の効果が得られ、更に高スループット、高歩留まりのアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。また、本参考例は実施例４を基に述べたが、本参考例のようにシールド電極を信号電極と同材料で同層に同一工程で形成することは実施例１、３、６においても可能であり本参考例と同等の効果が得られる。
【００７４】
〔参考例４〕
本参考例の構成は下記の要件を除けば、実施例４と同一である。図１６（ａ）に本参考例の液晶表示パネルの画素の模式平面図を、また、図１６（ｂ）に図１６（ａ）のＪ−Ｊ'における模式断面図を示す。本参考例の構成上の特徴は、シールド電極５を走査電極１，１７と同材料で同層に同一工程で形成し、水平方向に電極を引き出し、他の行の共通電極と共通接続した点にある。
【００７５】
液晶分子は、長手方向が垂直方向にある画素電極３とシールド電極５の垂直方向に突出した突起部との間の電界Ｅによって制御する。これにより、参考例３と同様に、シールド電極５を別工程で設ける必要がない。
【００７６】
更に、実施例２と同様に対向基板９上には一切導電性の物質は存在しないので、対向基板９を介しての電極間接触の可能性がなく、それに基づく不良率がゼロに抑制される。従って、配向膜の形成、ラビング、液晶封入工程などのクリーン度の裕度が広がり、製造工程管理の簡略化ができた。
【００７７】
更に、参考例３の様にスルーホールを設ける必要もなく、共通電極間の接続不良もなくなる。また、本参考例では画素電極３とシールド電極５を同一基板内に形成しているので、画素電極３とシールド電極５のアライメント精度も高い。また、シールド電極５の垂直方向に突出した突起は、信号電極２ａ，１８ａと水平方向に重ねて形成してもよい。これにより、実施例５と同様に遮光層を設けなくとも信号電極とシールド電極の間の余分な光漏れが無く、高コントラストを得ることができる。
【００７８】
更に、画素電極３と共通電極４の突起間の距離が長くなり、画素電極３とシールド電極５の突起間の光透過部の面積（開口率）が増加し透過率が向上する。また、本参考例ではシールド電極の接続を図１６の様にしたが特に接続位置は制限しない。
【００７９】
以上、本参考例では、実施例４と同等の効果が得られ、更に高スループット、高歩留まりのアクティブマトリクス型液晶表示装置を得ることができた。また、本参考例は実施例４を基に述べたが、本参考例のようにシールド電極を走査電極と同材料で同層に同一工程で形成することは実施例１、２、３、５、６においても可能であり本参考例と同等の効果が得られる。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、画素電極は透明である必要がなく、通常の金属電極を用いることができるので、高歩留まりで量産可能なアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。
また、視角特性が良好で多階調表示が容易なアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られる。
【００８１】
特に、シールド電極を形成したことにより、信号電極と画素電極の間の寄生容量を軽減することができ、高コントラストで、クロストークのない高画質のアクティブマトリクス型液晶表示装置が得られ、上記２つの効果との両立が得られる。更に、シールド電極が共通電極を兼ねることにより、製造工程数が低減される。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１の作用の概略を示す図である。
【図２】実施例１の画素部の構成を示す模式図である。
【図３】実施例１〜３、７の駆動システム構成を示す模式図である。
【図４】本発明の液晶表示装置の視角依存性を示す図である。
【図５】本発明の実施例における液晶表示装置の視角依存性を示す図である。
【図６】本発明の液晶表示装置の信号電極電圧の変化に伴う信号電圧−明るさ特性の変化を示す図である。
【図７】従来の液晶表示装置の信号電極電圧の変化に伴う信号電圧−明るさ特性の変化を示す図である。
【図８】実施例２の画素部の構成を示す模式図である。
【図９】実施例３の画素部の構成を示す模式図である。
【図１０】実施例４の画素部の構成を示す模式図である。
【図１１】実施例４〜６、８〜９の駆動システム構成を示す模式図である。
【図１２】実施例５の画素部の構成を示す模式図である。
【図１３】実施例６の画素部の構成を示す模式図である。
【図１４】参考例２の画素部の構成を示す模式図である。
【図１５】参考例３の画素部の構成を示す模式図である。
【図１６】参考例４の画素部の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
１，１７…走査電極、２，１８…信号電極、３…画素電極、４…共通電極、５…シールド電極、６…アモルファスシリコン、７…ｎ＋型アモルファスシリコン、８，９…基板、１０…ゲート絶縁膜、１１…保護膜、１２…カラーフィルタ、１３…平坦化膜、１４,１５…配向制御膜、１６…液晶層、１９…垂直走査回路、２０…映像信号駆動回路、２１…電源およびコントロール回路、２２…液晶表示パネル、２３…遮光膜、２５…液晶分子、２６，２７…偏向板、２８…配向方向、２９…偏向透過軸、４１…配線、４２…スルーホール。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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