JP4500611B2

JP4500611B2 - 液晶ディスプレイの画素構造

Info

Publication number: JP4500611B2
Application number: JP2004202196A
Authority: JP
Inventors: 昭慧呉; 界雄楊; 博盛施
Original assignee: ハンスターディスプレイコーポレーション
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2004-07-08
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: JP2005031680A

Description

本発明は、液晶ディスプレイの画素構造に関し、さらに詳しくは液晶ディスプレイの高速応答画素構造に関する。

現在ＴＦＴカラー液晶ディスプレイ装置（ＴＦＴ／ＬＣＤ（Thin Film Transistor /Liquid Crystal Display））に広く使用されているツイステッドネマチック（twisted nematic以下、単にＴＮという）セルは視野角が小さい。この結果、ＬＣＤパネル表面を斜め方向から見た場合にコントラストおよび画像反転が低下する。この問題の解決、即ち広い視野角を実現するために様々な方法が提案されてきた。このような方法の中で、ＬＣＤの各画素を２つの部分に分割し、これら２つの部分に対して異なる方向に配向を行う配向分割方法がある。

しかし、これらの方法は煩雑な製造工程を要する。例えば、配向分割方法の場合、２つのラビング（rubbing）工程が要求される。これらの工程は、コーティング、焼き付け、パターニング、並びにフォトレジストの現象および除去という工程をさらに含む。

近年、ＴＮセルの代わりに液晶セルとして使用されるＯＣＢ(Optically Compensated Bend)セルの研究が行われている。ＯＣＢセル技術が使用されれば、配向分割方法よりも容易に広い視野角を得ることができると共に、従来のＴＮセルよりも一段階速い高速応答特性を得ることができる。

図１はＯＣＢセルの構造を示す斜視図である。スプレイ（ｓｐｌａｙ）配向１０４を示す液晶材料が２つの（上部および下部）ガラス基板１００および１０２の間に封入されている。偏向板１０６および１０８が各２つのガラス基板１００および１０２の外側に配置されている。ガラス基板１００および１０２に電圧が印加されると、図１Ｂに示されるように液晶材料がスプレイ配向１０４からベンド（ｂｅｎｄ）配向１１０に変化させられる。ベンド配向１１０のセルにおいては、上部および下部液晶分子は常時対称的な配向となっているため、視野角依存は線ＡＡ’の周囲では対照的である。光学的複屈折補償（ＯＣＢ）モードＬＣＤでは液晶分子の複屈折を補正することによってすべての方向で均一な視野角特性を得る。

ＯＣＢセルは、バイアス電圧が印加されていない時はスプレイ配向状態にあり、所定の高電圧が印加されている時はベンド配向状態を示す。ＯＣＢセルが液晶ディスプレイ装置として動作することを可能にするためには、セルが起動時にスプレイ配向からベンド配向に変化されなければならない。このプロセスは再起動時間を要するため、応答速度を低下させる。

図２Ａは薄膜トランジスタＬＣＤの画素構造平面図を示している。スイッチトランジスタ３０６のゲート電極３０６ａは走査線３０２に接続されている。スイッチトランジスタ３０６のドレイン電極３０６ｂは画素電極３０８に接続され、ソース電極３０６ｃはビデオデータ線３０４に接続されている。共通線３１０は画素電極３０８の共通電極として使用される。スイッチトランジスタ３０６は通常、ガラス等の透明基板上に配置された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）である。走査線３０２を走査することによって、且つ走査信号に応じて、所定の走査線３０２のスイッチトランジスタ３０６のすべてがオンになる。同時に、選択された走査線３０２と同期してビデオデータ線にビデオ信号が供給される。

図２Ｂは、図２Ａの線ＢＢ’に沿った断面図である。液晶材料３２６が２つの（上部および下部）ガラス基板３２０および３２２の間に封入されている。導体電極３２４が上部ガラス基板３２０に配置されている。図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、通常、画素電極３０８の上の液晶分子３２８はスプレイ状態にあり、他方の領域の上の液晶分子３２６はベンド状態にある。そして、ＯＣＢセルを使用している液晶ディスプレイ装置の起動時に所定の時間だけ導体電極３２４と画素電極３０８との間に高電圧が印加される。この時、ベンド配向の液晶分子３２６は画素電極３０８の上の液晶分子３２８の配向状態をスプレイ配向からベンド配向に変化させる。しかし、画素電極の上の液晶分子３２８の一部は変化に失敗し、ベンド配向のままとなることがあり、このためにＬＣＤの表示品質が低下する。さらに、この方法で必要とされる２つの配向状態のために製造コストが増加する。さらに、ベンド配向状態の液晶分子の高傾斜角を維持することは困難である。これによって液晶ディスプレイ装置は所望の広い視野角特性を有することができるが、それに必要とされる画質を容易に得ることができない。さらに上記対策は実用的ではない。

図２Ｃは従来の方法による他の配向状態を示している。全画素の液晶分子３３０はスプレイ状態にある。この方法によれば、ＯＣＢセルを使用している液晶ディスプレイ装置の起動時に所定の時間だけ導体電極３２４と画素電極３０８との間に高電圧が印加されて、液晶分子３３０がスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。この固定された起動時間は通常数十秒以上かかる。ＬＣＤがオフとなった時に液晶分子３３０はスプレイ状態に戻る。しかし、ビデオデータ線３０４と画素電極３０８との間の液晶分子など、液晶分子３３０の一部にはこのモードでは高電圧が印加され、これによってＬＣＤがオンにされた時に２つの液晶分子状態が引き起こされるものがある。さらに他の問題は、起動時に液晶分子３３０がスプレイ状態からベンド状態に変化されても、動作中にＯＣＢセルがスプレイ状態に戻ることがある。ＬＣＤはディスプレイが通常の状態へ戻るように再起動されなければならない。

一方、ＴＦＴカラー液晶ディスプレイ装置が装備されたノートブック型パーソナルコンピュータのような最近のバッテリー駆動システムは、省電力型であることが益々要求されている。電力を節約するために、このような液晶ディスプレイ装置は、ディスプレイをオフにさせる駆動モード停止機能を有している。ＬＣＤがオフにされると、ＯＣＢセルがベンド配向からスプレイ配向に戻る。ベンド配向状態を回復するためにはある程度の時間が必要とされるため、ディスプレイを即座にオンにすることができない。

前述の説明によれば、典型的なＯＣＢセルを使用する液晶ディスプレイは、動作中にスプレイ配向からベンド配向に液晶分子配向状態を変化させることを必要とし、これには２つの液晶分子配向状態が含まれる。典型的な変化方法は２つある。１つの方法においては、画素電極の上の液晶分子はまずスプレイ状態にあり、一方他の領域の上の液晶分子はベンド状態にある。そして、導体電極と画素電極との間に高電圧が印加されて、画素電極の上の液晶分子はスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。しかし、この方法はスプレイ状態およびベンド状態の２つの異なる配向状態を要し、製造コストが増加する。他の方法においては、全画素の液晶分子がスプレイ状態にある。この方法を採用したＬＣＤは製造が簡便であるが、この方法では液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させるために液晶ディスプレイ装置の起動時に所定の時間を要する。即ち、この方法では瞬時の応答は提供されない。さらに、液晶分子の一部は高電圧を受け入れないため、表示品質に影響する。

従って、本発明の主な目的は広い視野角を得られるだけでなく画質の向上も可能にする画素構造を提供することである。

本発明の他の目的は全セルで配向状態を１つしか使用せず、液晶ディスプレイ装置の起動時に所定の時間を必要としない画素構造を提供することである。

本発明のさらに他の目的は液晶ディスプレイ装置の駆動方法を提供することであり、この方法によりＯＣＢセルがスプレイ配向からベンド配向状態に短時間で変化させることができる。

本発明のさらなる目的は簡単且つ比較的安価な製造方法で製造することができる液晶ディスプレイを提供することである。

本発明によれば、複数の走査線および複数のビデオデータ線を有し、任意の隣接する前記走査線と任意の隣接する前記ビデオデータ線とが画素領域を画定し、各該画素領域はトランジスタおよび前記トランジスタに接続された画素電極を有する第１の基板と、前記画素電極の下に配置された複数の共通電極線と、前記共通電極線から延伸した複数の金属線と、前記画素電極を貫通し、前記金属線あるいは前記共通電極線の上方に位置する複数の孔であって、前記画素電極のそれぞれは前記孔の少なくとも一つを有し、それぞれ長軸を有する孔と、前記第１の基板と所定の距離により離隔された第２の基板と、前記第２の基板上に位置し、前記金属線との間に電界を発生させる導体電極と、前記導体電極と、前記画素電極および前記金属線との間に挟まれた液晶分子膜であって、前記導体電極と前記金属線との間の液晶分子は、所定の電界が前記導体電極と前記金属線との間に確立された時にはスプレイ配向モードからベンド配向モードに変化させられ、前記ビデオデータ線、前記共通電極線および金属線は同じ層にあり、前記孔の上方に位置する前記金属線の延伸方向は、前記液晶分子の配向方向に平行であることを特徴とする液晶ディスプレイの画素構造が提供される。

一方、本発明はまた金属電極を駆動する駆動回路を提供する。駆動回路はトランジスタのソース／ドレイン電極に入力された界磁フレームを反転させるインバータを含む。反転した界磁フレームを使用して共通電極を制御する。一方、このトランジスタは走査信号によって制御される。従って、このトランジスタの動作はスイッチトランジスタの動作と同期する。即ち、金属電極および画素電極に対して順に電圧が印加されると、制御回路がまずトランジスタをオンにし、次に界磁フレームを反転させる。

本発明によれば、金属電極は画素電極の中央または画素電極の周囲に配置することができる。本発明は液晶セル内に２つの配向状態を必要としないため複雑な製造プロセスを回避することができる。さらに、ＬＣＤの起動時に液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる所定の時間を必要としない。従って、本発明の画素構造を使用したＬＣＤは高速応答だけでなく高い表示品質を示す。

この発明の上述した態様および付随する利点の多くは、添付された図面と共に以下の詳細な説明を参照することによってより容易に理解することができる。

本発明の趣旨および範囲を限定することなく、本発明において提案される回路構造を１つの好ましい実施の形態で説明する。当業者はこの実施の形態を認知することによってＯＣＢモードを使用した画素電極構造および本発明の作動方法を様々な液晶ディスプレイに応用することができる。この画素構造によれば、画素領域は液晶セル内に２つの配向状態を必要としないため複雑な製造プロセスを回避することができる。さらに、本発明ではＬＣＤの起動時に液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる所定の時間を必要としない。従って、本発明の画素構造を使用したＬＣＤは高速応答だけでなく高い表示品質を有する。本発明の適用は以下に説明される好ましい実施の形態に限定されるものではない。

本発明によれば、金属電極が画素領域に形成される。金属電極は共通電極によって制御される。全画素領域の液晶分子がスプレイ状態にある。金属電極に電圧を印加して金属電極の上の液晶分子を動作中にスプレイ状態からベンド状態に変化させる。その後、画素電極に電圧を印加する。この時、ベンド状態にある液晶分子は画素電極の上の液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる。従って、全画素領域の液晶分子はベンド状態を示す。

（第１実施例）
図３Ａは本発明の第１実施例による画素領域の平面図を示している。スイッチトランジスタ５０６のシリコンアイランド５０６ａは走査線５０２と接続されている。スイッチトランジスタ５０６が選択された場合、走査線５０２を介して走査信号が送信されてスイッチトランジスタ５０６をオンにする。ビデオデータ線５０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８に転送される。スイッチトランジスタ５０６のドレイン電極５０６ｂは画素電極５０８と接続されている。スイッチトランジスタ５０６のソース電極５０６ｃはビデオデータ線５０４と接続されている。共通電極線５１０は画素電極５０８の共通電極として使用される。Ｓ字型金属電極５１２が画素領域の周囲に形成されている。金属電極５１２は共通電極線５１０によって制御される。

通常、スイッチトランジスタ５０６のソース電極５０６ｃおよびドレイン電極５０６ｂはビデオデータ線５０４からビデオデータを受信することができる。従って、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号に応じて、所定の走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線５０４のビデオ信号がスイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８に転送されて画像が液晶ディスプレイに示される。

図３Ｂは、図３Ａの線ＡＡ’に沿った断面図を示しており、すべての液晶分子がスプレイ状態にある。下部基板５１４および上部基板５１６は所定の距離だけ離隔して互いに対向している。。下部基板５１４および上部基板５１６は透明な絶縁体で作成されていることが好ましい。複数の液晶分子を有する液晶層５１８は下部基板５１４と上部基板５１６との間に挟まれ、前記複数の液晶分子はスプレイ状態にある。ビデオデータ線５０４および金属線５１２は順次に下部基板５１４の上に形成される。隔離層５３０がビデオデータ線５０４と金属線５１２との間に配置されている。画素電極５０８は下部基板５１４の内側面に形成されている。他の隔離層５３２がビデオデータ線５０４と画素電極５０８との間に配置されている。導体電極５２０が上部基板５１６の内側面に形成されている。画素電極５０８および導体電極５２０は両方とも透明な導体、好ましくは、例えばＩＴＯ材料から形成される。さらに、アラインメント層（図示せず）が、画素電極５０８が配置されている下部基板５１４の内側面および導体電極５２０が配置されている上部基板５１６の内側面に形成されている。ここにおいては、アラインメント層はスプレイ状態においておよそ５度の予備傾斜角度を有している。

金属電極５１２に電圧を印加して金属電極５１２の上の液晶分子を図３Ｃに示されるように動作中スプレイ状態からベンド状態に変化させる。図３Ｃは、図３Ａの線ＡＡ’に沿った断面図を示しており、液晶分子の一部がベンド状態に変化されている。第１実施例によれば、共通電極５１０と上部基板５１６に配置されている導体電極５２０との間に電圧が印加される。従って、共通電極５１０によって制御される金属線５１２と導体電極５２０との間には電圧差も存在する。その結果、金属電極と上部基板５１６との間の液晶分子は電圧差のためにスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。

図３Ｃをさらに参照する。画素電極５０８は５０８ａおよび５０８ｂの２つの部分に分割される。ベンド状態にある液晶分子５１８ａを用いて５０８ａおよび５０８ｂの２つの部分に分割する。尚、この液晶分子５１８ａは隔離機能を有している。金属線５１２と導体電極５２０との間の電圧差は、画素電極と導体電極５２０との間の電圧差が生じた後も依然存在する。即ち、この依然存在する電圧差によって確実に液晶分子５１８ａがベンド状態に留まる。従って、液晶分子５１８ａは、液晶分子がスプレイ状態にある画素電極の外側からの影響を隔離する。液晶ディスプレイがオフにされている時、共通電極５１０に印加されている電圧は取り除かれる。この時、導体電極５２０と金属電極５１２との間の液晶分子はベンド状態からスプレイ状態に変化させられる。

さらに図３Ａを再び参照する。動作中、導体電極５２０と金属電極５１２との間の液晶
分子がまず元のスプレイ状態からベンド状態に変化された後、画素電極５０８に電圧が印
加される。次に、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号に応じて、所定の
走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線５０４のビデオ信号がスイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８に転送される。即
ち、画素電極５０８と上部基板５１６の導体電極５２０との間に電圧差が生じる。この時
、画素領域の液晶分子がスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。従って、全液晶領域の液晶分子がベンド状態となる。一方、金属電極５１２の一部は画素電極５０８と重なってもよい。その場合、重なっている部分はコンデンサとして機能して、画素電極の応答速度を上げる。

（第２実施例）
図４Ａは本発明の第２実施例による画素領域の平面図を示している。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号によってスイッチトランジスタ７０６がオンにされる。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７１２が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７１２は共通電極線７１０によって制御される。

図４Ｂは、図４Ａの線ＡＡ’に沿った断面図を示している。下部基板７１４および上部基板７１６は所定の距離だけ離隔して互いに対向している。。下部基板７１４および上部基板７１６は透明な絶縁体で作成されていることが好ましい。複数の液晶分子を有する液晶層７１８は下部基板７１４と上部基板７１６との間に挟まれ、上記複数の液晶分子はスプレイ状態にある。ビデオデータ線７０４および金属線７１２は、下部基板７１４の上に順次に形成される。隔離層７３０がビデオデータ線７０４と金属線７１２との間に配置されている。画素電極７０８は下部基板７１４の内側面の上に形成されている。他の隔離層７３２がビデオデータ線７０４と画素電極７０８との間に配置されている。導体電極７２０が上部基板７１６の内側面に形成されている。画素電極７０８および導体電極７２０は両方とも透明な導体、好ましくは、例えばＩＴＯ材料から形成される。さらに、アラインメント層（図示せず）が、画素電極７０８が配置されている下部基板７１４の内側面および導体電極７２０が配置されている上部基板７１６の内側面に形成されている。ここにおいては、アラインメント層はスプレイ状態において、およそ５度の予備傾斜角度を有している。

金属電極７１２に電圧を印加して金属電極７１２の上の液晶分子７１８ａを、図４Ｃに示されるように動作中にスプレイ状態からベンド状態に変化させる。図４Ｃは、第２実施例による図４Ａの線ＡＡ’に沿った断面図を示しており、液晶分子の一部がベンド状態に変化されている。第２実施例によれば、共通電極７１０と上部基板７１６上に配置されている導体電極７２０との間に電圧が印加される。従って、共通電極７１０によって制御される金属電極７１２と導体電極７２０との間には電圧差も存在する。その結果、金属電極７１２と上部基板７１６との間の液晶分子は、図４Ｃに示されるように電圧差のためにスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。

再び図４Ｃを参照すると、ベンド状態にある液晶分子７１８ａを用いて画素電極７０８を隔離する。金属電極７１２と導体電極７２０との間の電圧差は、画素電極７０８と導体電極７２０との間の電圧差が生じた後も依然存在する。即ち、この依然存在する電圧差によって確実に液晶分子７１８ａがベンド状態に維持される。従って、液晶分子７１８ａは、液晶分子がスプレイ状態にある画素電極７０８の外側の影響から画素電極７０８を隔離する。液晶ディスプレイがオフにされている時、共通電極７１０に印加されている電圧は取り除かれる。この時、共通電極７１０と金属電極７１２との間の液晶分子をベンド状態からスプレイ状態に変化させることができる。

動作中、共通電極７１０と金属電極７１２との間の液晶分子がまず元のスプレイ状態からベンド状態に変化された後、画素電極７０８に電圧が印加される。次に、走査線７０２を走査することによって、且つ走査信号に応じて、所定の走査線７０２のスイッチトランジスタ７０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線７０４のビデオ信号がスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。即ち、画素電極７０８と上部基板７１６の導体電極７２０との間に電圧差が生じる。この時、画素領域の液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させることができる。従って、全液晶領域の液晶分子がベンド状態となる。一方、金属電極７１２の一部は画素電極７０８と重なってもよい。重なっている部分はコンデンサとして機能して、画素電極の応答速度を上げる。

（第３実施例）
図５Ａは、本発明の第３実施例による画素領域の平面図を示している。スイッチトランジスタ８０６のシリコンアイランド８０６ａは走査線８０２と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のドレイン電極８０６ｂは、画素電極８０８と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のソース電極８０６ｃはビデオデータ線８０４と接続されている。共通電極線８１０は画素電極８０８の共通電極として使用される。第３実施例によれば、金属電極８１２と共通電極８１０とはＨ字型となっている。金属電極８１２は共通電極線８１０によって制御される。

図５Ｂは、図５Ａの線ＡＡ’に沿った断面図を示している。下部基板８１４および上部基板８１６は所定の距離だけ離隔して互いに対向している。下部基板８１４および上部基板８１６は透明な絶縁体で作成されていることが好ましい。複数の液晶分子を有する液晶層８１８は下部基板８１４と上部基板８１６との間に挟まれ、前記複数の液晶分子はスプレイ状態にある。ビデオデータ線８０４および金属線８１２は、下部基板８１４の上に順次に形成される。隔離層８３０がビデオデータ線８０４と金属線８１２との間に配置されている。画素電極８０８は、下部基板８１４の内側面の上に形成されている。他の隔離層８３２がビデオデータ線８０４と画素電極８０８との間に配置されている。導体電極８２０が上部基板８１６の内側面に形成されている。画素電極８０８および導体電極８２０は両方とも透明な導体、好ましくは、例えばＩＴＯ材料から形成される。さらに、アラインメント層（図示せず）が、画素電極３１が配置されている下部基板８１４の内側面および導体電極８２０が配置されている上部基板８１６の内側面に形成されている。ここにおいては、アラインメント層はスプレイ状態において、およそ５度の予備傾斜角度を有している。動作中、金属電極８１２に電圧を印加して金属電極８１２の上の液晶分子８１８ａを、図５Ｃに示されるようにスプレイ状態からベンド状態に変化させる。

再び図５Ｃを参照すると、ベンド状態にある液晶分子８１８ａを用いて画素電極８０８を隔離する。即ち、金属電極８１２と導体電極８２０との間の電圧差は、画素電極８０８と導体電極８２０との間の電圧差が生じた後も依然存在する。即ち、この依然存在する電圧差によって確実に液晶分子８１８ａがベンド状態に維持される。従って、液晶分子８１８ａは、液晶分子がスプレイ状態にある画素電極８０８の外側からの影響から画素電極８０８を隔離する。液晶ディスプレイがオフにされている時、共通電極８１０に印加されている電圧は取り除かれる。この時、共通電極８１０と金属電極８１２との間の液晶分子がベンド状態からスプレイ状態に変化させられる。

動作中、共通電極８１０と金属電極８１２との間の液晶分子がまず元のスプレイ状態からベンド状態に変化された後、画素電極８０８に電圧が印加される。次に、走査線８０２を走査することによって、且つ走査信号に応じて、所定の走査線８０２のスイッチトランジスタ８０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線８０４のビデオ信号がスイッチトランジスタ８０６を通って画素電極８０８に転送される。即ち、画素電極８０８と上部基板８１６の導体電極８２０との間に電圧差が生じる。この時、画素領域の液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させることができる。従って、全液晶領域の液晶分子がベンド状態となる。一方、金属電極８１２の一部は画素電極８０８と重なってもよい。重なっている部分はコンデンサとして機能して、画素電極の応答速度を上げることができる。

（第４実施例）
図６Ａを参照すると、本発明の第４実施例による画素領域の平面図が示されている。スイッチトランジスタ９０６のシリコンアイランド９０６ａは走査線９０２と接続されている。スイッチトランジスタ９０６のドレイン電極９０６ｂは画素電極９０８と接続されている。スイッチトランジスタ９０６のソース電極９０６ｃはビデオデータ線９０４と接続されている。共通電極線９１０は画素電極９０９の共通電極として使用される。第４実施例によると、金属電極９１２と共通電極９１０とは十字形となっている。金属電極９１２は共通電極線９１０によって制御される。

図６Ｂは、図５Ａの線ＡＡ’に沿った断面図を示している。下部基板９１４および上部基板９１６は所定の距離だけ離隔して互いに対向している。下部基板９１４および上部基板９１６は透明な絶縁体で形成されていることが好ましい。複数の液晶分子を有する液晶層９１８は下部基板９１４と上部基板９１６との間に挟まれ、前記複数の液晶分子はスプレイ状態にある。ビデオデータ線９０４および金属線９１２は、下部基板９１４の上に順次に形成される。隔離層９３０は、ビデオデータ線９０４と金属線９１２との間に配置されている。画素電極９０８は、下部基板９１４の内側面の上に形成されている。他の隔離層９３２は、ビデオデータ線９０４と画素電極９０８との間に配置されている。導体電極９２０は、上部基板９１６の内側面に形成されている。画素電極９０８および導体電極９２０は両方とも透明な導体、好ましくは、例えばＩＴＯ材料から形成される。さらに、アラインメント層（図示せず）は、画素電極３１が配置されている下部基板９１４の内側面および導体電極９２０が配置されている上部基板９１６の内側面に形成されている。ここにおいては、アラインメント層はスプレイ状態において、およそ５度の予備傾斜角度を有している。

再び図６ｃを参照すると、ベンド状態にある液晶分子９１８ａを用いて画素電極９０８
を隔離する。即ち、金属電極９１２と導体電極９２０との間の電圧差は、画素電極９０８
と導体電極９２０との間の電圧差が生じた後も依然存在する。この依然存在する電圧差に
よって確実に液晶分子９１８ａがベンド状態に維持される。従って、液晶分子９１８ａは
、液晶分子がスプレイ状態にある画素電極９０８の外側の影響から画素電極９０８を隔離
する。液晶ディスプレイがオフにされている時、共通電極９１０に印加されている電圧は
取り除かれる。この時、導体電極９２０と金属電極９１２との間の液晶分子がベンド状態
からスプレイ状態に変換される。

動作中、共通電極９１０と金属電極９１２との間の液晶分子がまず元のスプレイ状態からベンド状態に変化された後、画素電極９０９に電圧が印加される。次に、走査線９０２を走査することによって、且つ走査信号に応じて、所定の走査線９０２のスイッチトランジスタ９０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線９０４のビデオ信号がスイッチトランジスタ９０６を通って画素電極９０８に転送される。即ち、画素電極９０８と上部基板９１６の導体電極９２０との間に電圧差が生じる。この時、画素領域の液晶分子がスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。従って、全液晶領域の液晶分子がベンド状態となる。一方、金属電極９１２の一部は画素電極９０８と重なる。重なっている部分はコンデンサとして機能して、画素電極の応答速度を上げることができる。

尚、上述した４つの実施例では、共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とは異なる層に配置される。しかし、他の実施例では、共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とは同じ層に配置されてもよい。例えば、第１実施例の図７Ａおよび図７Ｂに示すように、共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とは同じ層に配置されてもよい。

図７Ａに示すように、スイッチトランジスタ５０６のシリコンアイランド５０６ａは走査線５０２と接続されている。スイッチトランジスタ５０６が選択される時、走査線５０２を介して走査信号が送信され、スイッチトランジスタ５０６がオンとなる。ビデオデータ線５０４のビデオ信号が、スイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８へ送信される。スイッチトランジスタ５０６のドレイン電極５０６ｂは画素電極５０８と接続される。スイッチトランジスタ５０６のソース電極５０６ｃはビデオデータ線５０４と接続される。共通電極線５１０は画素電極５０８の共通電極として使用される。共通電極線５１０は、ビデオデータ線５０４と平行に配列される。Ｓ字型の金属電極５１２は画素領域の周囲に配置される。金属電極５１２は共通電極線５１０により制御される。共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とは同じ層に配置される。

図７Ｂは、図７Ａの線ＡＡ’に沿った断面図であり、すべての液晶分子はスプレイ状態にある。下部基板５１４および上部基板５１６は所定の距離をおいて互いに向かい合っている。下部基板５１４および上部基板５１６は透明な絶縁体で形成されていることが好ましい。複数の液晶分子を有する液晶層５１８は、下部基板５１４と上部基板５１６との間に挟まれ、前記複数の液晶分子はスプレイ状態にある。ビデオデータ線５０４および金属線５１２は、下部基板５１４の上で同じ層上において互いに離れて形成される。画素電極５０８は、下部基板５１４の内側面上に形成されている。他の隔離層５３２は、ビデオデータ線５０４、金属線５１２および画素電極５０８の間に配置されている。導体電極５２０は、上部基板５１６の内側面上に形成されている。画素電極５０８および導体電極５２０は両方とも透明な導体、好ましくは、例えばＩＴＯまたはＩＺＯ材料から形成される。

共通電極線に接続された金属線とビデオデータ線とが同じ層上に配置された構造は、上述の４つの実施例に適用してもよい。

以上の説明により、画素領域に付加的な金属電極が構成される。金属電極は共通電極によって制御される。全画素領域の液晶分子がスプレイ状態にある。動作中、金属電極に電圧を印加して金属電極の上の液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる。その後、画素電極に電圧を印加して、全画素領域がベンド状態を示すようにする。

尚、金属電極は画素電極の中央または画素電極の周囲に配置することができる。金属電極と共通電極とは十字型またはＨ字型となることが可能である。本発明は液晶セル内に２つの配向状態を必要としないので、本発明によれば複雑な製造プロセスが回避される。さらに、ＬＣＤの起動時に液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる所定の時間を必要としない。従って、本発明の画素構造を使用したＬＣＤは高速応答だけでなく高い表示品質を有する。

一方、本発明はまた金属電極を駆動する駆動回路を提供する。図８Ａは、第１実施例による駆動タイミングの負から正への波形を示している。この波形は上述した４つの実施例に使用することができる。図３Ａ乃至図３Ｃおよび図８Ａによれば、まず電圧信号４０４が共通電極５１０に印加される。従って、共通電極によって制御される金属電極５１２にもこの電圧信号４０４が印加される。この時、金属電極５１２の上に配置された液晶分子がスプレイ状態からベンド状態に変化させられる。一方、金属電極５１２の一部が画素電極５０８ａおよび５０８ｂと重なり、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように金属電極５１２に電圧が存在する。金属電極、画素電極５０８ａおよび５０８ｂはすべて導体である。従って、重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能することができる。即ち、金属電極５１２に印加されたこの電圧は、これら重なる部分５２４および５２６を帯電させて画素電極の電位を上昇させる。

時間Ｔ_１において、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号４０２に応じて、所定の走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線５０４の画素電位４０６は、スイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８に転送される。即ち、画素電極５０８と上部基板５１６の導体電極５２０との間に電圧差が生じて液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる。尚、重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能するため、画素電極５０８には初期電位が存在する。即ち、液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる電圧を画素電極５０８に発生させることがより容易となる。従って、応答速度を上げることができる。

図８Ｂは、駆動タイミングの正から負への波形を示している。この波形は、上述した４つの実施例に使用することができる。図３Ａ乃至３Ｃおよび図８Ｂによれば、共通電極５１０に印加された電圧信号４０８がまず高電圧から低電圧へ切り替えられる。従って、共通電極によって制御される金属電極５１２も低電圧状態となる。一方、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように金属電極５１２の一部が画素電極５０８ａおよび５０８ｂと重なる。金属電極、画素電極５０８ａおよび５０８ｂはすべて導体である。従って、重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能する。従って、金属電極５１２が低電位状態にある時、画素電極５０８ａおよび５０８ｂの電位４１０も時間Ｔ_２において特定の値に低減される。しかし、この時、走査信号４１２はスイッチトランジスタ５０６を選択しないため、スイッチトランジスタ５０６は依然オフにされたままである。即ち、画素電極５０８ａおよび５０８ｂの電位４１０は一定値に維持される。時間Ｔ_３において、走査線５０２の走査信号４１２がスイッチトランジスタ５０６を選択した場合、スイッチトランジスタ５０６はオンにされる。画素電極５０８ａおよび５０８ｂの電位はスイッチトランジスタ５０６を通して放電されて電位４１０を低下させる。

図９Ａおよび図９Ｂは第２実施例による波形を示しており、図９Ｂは駆動タイミングの正から負への波形を示している。この波形を上述した４つの実施例に使用することができる。図３Ａ乃至３Ｃおよび図９Ａによれば、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号６０２に応じて、所定の走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンになる。同時に、ビデオデータ線５０４の画素電位６０６は、スイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８に転送される。次に、時間Ｔ_１において、電圧信号６０４が低電位から高電位へ切り替えられる。即ち、共通電極も高電位となる。従って、共通電極５１０によって制御される金属電極５１２も液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる高電位となる。

一方、金属電極５１２の一部が画素電極５０８ａおよび５０８ｂと重なり、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように金属電極５１２に電圧が存在する。金属電極、画素電極５０８ａおよび５０８ｂはすべて導体である。従って、重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能する。即ち、金属電極５１２に印加されたこの電圧はこれら重なる部分５２４および５２６を帯電させて画素電極の電位６０６を上昇させる。液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる電圧を画素電極５０８に発生させることがより容易となる。

図９Ｂは、第２実施例による駆動タイミングの正から負への波形を示している。この波形は上述した４つの実施例に使用してもよい。図３Ａ乃至３Ｃおよび図９Ｂによれば、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号６１２に応じて、所定の走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンにされて画素電位６１０を低下させる。一方、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように金属電極５１２の一部は画素電極５０８ａおよび５０８ｂと重なる。重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能する。このコンデンサ機能は画素電極５０８の画素電位を一定の値に維持する。時間Ｔ_２において、共通電極５１０の電圧信号６０８は高電位から低電位へ変化させられる。共通電極５１０によって制御される金属電極５１２も低電位となり、これによって重なる部分５２４および５２６に蓄えられた電荷が放電されて、画素電極５０８の画素電位６１０を低下させる。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、第３実施例による波形を示しており、図１０Ａは駆動タイミングの正から負への波形を示している。この波形を上述した４つの実施例に使用することができる。図３Ａ乃至３Ｃおよび図９Ａによれば、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号２０２に応じて、時間Ｔ_１において所定の走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンになる。次に、ビデオデータ線５０４の画素電位２０６は、スイッチトランジスタ５０６を通って画素電極５０８に転送される。同時に、電圧信号２０４が低電位から高電位へ切り替えられる。即ち、共通電極も高電位となる。従って、共通電極５１０によって制御される金属電極５１２も液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる高電位となる。

一方、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように、金属電極５１２の一部は画素電極５０８ａおよび５０８ｂと重なる。金属電極と画素電極５０８ａおよび５０８ｂとはすべて導体である。重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能する。従って、金属電極５１２に印加されたこの電圧は、これら重なる部分５２４および５２６を帯電させて画素電極の電位２０６を上昇させる。液晶分子をスプレイ状態からベンド状態に変化させる電圧を画素電極５０８に発生させることがより容易となる。

図１０Ｂは第３実施例による駆動タイミングの正から負への波形を示している。この波形は上述した４つの画素構造の実施例に使用することができる。図３Ａ乃至３Ｃおよび図８Ｂによれば、走査線５０２を走査することによって、且つ走査信号２１２に応じて、所定の走査線５０２のスイッチトランジスタ５０６がオンにされて時間Ｔ_２において画素電位２１０を低下させる。同時に、共通電極５１０の電圧信号２０８は高電位から低電位へ変化させられる。共通電極５１０によって制御される金属電極５１２も低電位となる。一方、図３Ｂおよび３Ｃに示されるように、金属電極５１２の一部が画素電極５０８ａおよび５０８ｂと重なる。重なる部分５２４および５２６はコンデンサとして機能する。共通電極５１０の電位は低電位であるため、重なる部分５２４および５２６に蓄えられた電荷が放電されて画素電極５０８の画素電位２１０を低下させる。

本発明の画素構造によれば、金属電極の一部が画素電極と重なってコンデンサとして機能し、これにより、応答速度が上がる。

図１１は、本発明の画素電極構造をＴＦＴ−ＬＣＤに使用した平面図であり、上述した４つの画素構造をこの実施例に使用してもよい。スイッチトランジスタ１４、１６、１８および１９のゲート電極は、それぞれ走査線８２、８４、８６および８８に接続されている。スイッチトランジスタ１４、１６、１８および１９のドレイン電極は、それぞれ画素電極２４、２６、２８および１９に接続され、ソース電極はそれぞれビデオデータ線７２に接続されている。共通線９０、９２、９４および９６は、それぞれ画素電極２４、２６、２８および１９の共通電極として使用されて金属電極（図示せず）を制御する。所定の走査線によってスイッチトランジスタ１４が選択された場合、ビデオデータ線７２に供給されたビデオ信号はスイッチトランジスタ１４を通って画素電極２４に転送されてディスプレイに画像が示される。

図１２Ａは、図１１に示されるような画素構造に適用される図８Ａおよび８Ｂに示されるような波形を生成させる駆動回路の概略図を示している。尚、図１２Ａは２つの異なる画素電極を駆動する共通電極のみを示している。しかし、この駆動回路はすべての画素構造を駆動するために拡張してもよい。駆動方法は、以下に説明されているものと同様である。

図１１および図１２Ａを参照すると、本発明の駆動回路によって、出力端Ｖ_ｃｏｍ１の電圧信号を使用して共通電極９２が駆動され、出力端Ｖ_ｃｏｍ２の電圧信号を使用して共通電極９４が駆動される。トランジスタ３０のスイッチは走査線８２によって制御され、トランジスタ３２のスイッチは走査線８４によって制御される。インバータ３４がトランジスタ３０と出力端Ｖ_ｃｏｍ１との間に配置されてトランジスタ３０からの入力信号を変化させる。他のインバータ３６は、トランジスタ３２と出力端Ｖ_ｃｏｍ２との間に配置されて出力端Ｖ_ｃｏｍ１の信号を変化させる。

動作中、２つのフィールド３８および４０からなるフレーム信号Ｖ_ｉｎがトランジスタ３０から入力される。各フィールドの時間は１／６０秒である。走査線８２によってトランジスタ３０がオンにされた時、第１のフィールド信号３８がトランジスタ３０を通ってインバータ３４に転送される。インバータ３４は、第１のフィールド信号３８を反転させ、反転した第１のフィールド信号３８を出力端Ｖ_ｃｏｍ１から送信して共通電極９２を駆動する。次に、走査線８４によってトランジスタ３２がオンにされ、反転し第１のフィールド信号３８がトランジスタ３２を通ってインバータ３６に転送される。インバータ３６は受信した信号を再度反転させ、これを出力端Ｖ_ｃｏｍ２から送信して共通電極９４を駆動する。

従って、本発明の駆動回路によって生成された波形によって、共通電極９２が出力端Ｖ_ｃｏｍ１からの駆動信号によって駆動された後、画素電極２６のスイッチトランジスタ１６が走査線８４の走査信号によってオンにされる。従って、図７Ａに示される波形が形成され、このうち、波形４０４が出力端Ｖ_ｃｏｍ１の信号であり、波形４０２が走査線８４の信号である。

次に、トランジスタ３０が再び走査線８２の信号を受信すると、第２のフィールド信号４０がトランジスタ３０を通ってインバータ３４に転送される。インバータ３４は第２のフィールド信号を反転させ、反転した第２のフィールド信号を出力端Ｖ_ｃｏｍ１から送信して共通電極９２を駆動してもよい。次に、走査線８４によってトランジスタ３２がオンにされた時、反転した第２のフィールド信号４０がトランジスタ３２を通ってインバータ３６に転送される。インバータ３６は受信した信号を再度反転させ、これを出力端Ｖ_ｃｏｍ２から送信して共通電極９４を駆動する。

従って、共通電極９２が出力端Ｖ_ｃｏｍ１から信号を受信した後、画素電極２６のスイッチトランジスタ１６が走査線８４の走査信号によってオンにされる。このようにして、図８Ｂに示される波形が形成され、このうち波形４０８が出力端Ｖ_ｃｏｍ１の信号であり、波形４１２が走査線８４の信号である。

図１２Ｂは、駆動電圧を生成する図１２Ａの駆動回路の詳細図を示している。インバータの動作方法を以下に説明する。走査線８２の信号によってトランジスタ３０がオンにされた時、第１のフィールド信号３８がトランジスタ３０を通ってトランジスタ４２および４４のゲート電極に転送される。第１のフィールド信号３８は低電位であるためトランジスタ４２および４４は依然オフである。ドレイン電極とソース電極とが互いに接続されているためトランジスタはオンとなる。トランジスタは、トランジスタ４６を介しての高電圧によってもオンにされる。従って、出力端Ｖ_ｃｏｍ１の信号は高電圧信号である。

同様に、走査線８２の信号によって再びトランジスタ３０がオンにされると、第２のフィールド信号４０がトランジスタ３０を通ってトランジスタ４２および４４のゲート電極に転送される。第２のフィールド信号４０は高電位であるため、トランジスタ４２および４４はオンにされる。トランジスタ４８のゲート電極はトランジスタ４２を通って低電位に接続されている。従って、トランジスタ４８はオフにされる。従って、出力端Ｖ_ｃｏｍ１はトランジスタ４４を通って低電圧信号に接続されている。

図１２Ａに示される駆動回路を用いて図９Ａおよび９Ｂに示されるような波形を生成させることもできる。図１１および図１２Ａを共に参照すると、出力端Ｖ_ｃｏｍ１の電圧信号を使用して共通電極９２が駆動され、出力端Ｖ_ｃｏｍ２の電圧信号を使用して共通電極９４が駆動される。しかし、トランジスタ３０のスイッチは走査線８６によって制御され、トランジスタ３２のスイッチは走査線８８によって制御される。インバータ３４がトランジスタ３０と出力端Ｖ_ｃｏｍ１との間に配置されてトランジスタ３０からの入力信号を反転させる。他のインバータ３６がトランジスタ３２と出力端Ｖ_ｃｏｍ２との間に配置されて出力端Ｖ_ｃｏｍ１の入力信号を反転させる。

動作中、２つのフィールド３８および４０からなるフレーム信号Ｖ_ｉｎがトランジスタ３０から入力される。ここで各フィールドの時間は１／６０秒である。走査線８６の走査信号によってトランジスタ３０がオンにされた時、第１のフィールド信号３８がトランジスタ３０を通ってインバータ３４に転送される。インバータ３４は第１のフィールド信号３８を反転させ、反転した第１のフィールド信号３８を出力端Ｖ_ｃｏｍ１から送信して共通電極９２を駆動する。次に、走査線８８によってトランジスタ３２がオンにされると、反転した第１のフィールド信号３８がトランジスタ３２を通ってインバータ３６に転送される。インバータ３６は受信した信号を再度反転させ、これを出力端Ｖ_ｃｏｍ２から送信して共通電極９４を駆動する。

従って、本発明の駆動回路によって生成された波形によれば、画素電極２８のスイッチトランジスタ１８が走査線８６の走査信号によってオンにされた後、共通電極９２が出力端Ｖ_ｃｏｍ１からの駆動信号によって駆動される。従って、図８Ａに示される波形が形成され、このうち波形６０４が出力端Ｖ_ｃｏｍ２の信号であり、波形６０２が走査線８６の信号である。

次に、トランジスタ３０が再び走査線８６の信号を受信すると、第２のフィールド信号４０がトランジスタ３０を通ってインバータ３４に転送される。インバータ３４は第２のフィールド信号４０を反転させ、反転した第２のフィールド信号４０を出力端Ｖ_ｃｏｍ１から送信して共通電極９２を駆動する。次に、走査線８８によってトランジスタ３２がオンにされた時、反転した第２のフィールド信号４０がトランジスタ３２を通ってインバータ３６に転送される。インバータ３６は受信した信号を再度反転させ、これを出力端Ｖ_ｃｏｍ２から送信して共通電極９４を駆動する。

従って、画素電極２８のスイッチトランジスタ１８が走査線８６の走査信号によってオンにされた後、共通電極９４が出力端Ｖ_ｃｏｍ２から信号を受信する。このようにして、図８Ｂに示される波形が形成され、このうち波形６０８が出力端Ｖ_ｃｏｍ２の信号であり、波形６１２が走査線８６の信号である。

図１２Ａに示される駆動回路を用いて図１０Ａおよび１０Ｂに示されるような波形を生成させることもできる。図１１および図１２Ａを共に参照すると、出力端Ｖ_ｃｏｍ１の電圧信号を使用して共通電極９２が駆動され、出力端Ｖ_ｃｏｍ２の電圧信号を使用して共通電極９４が駆動される。しかし、トランジスタ３０のスイッチは走査線８４によって制御され、トランジスタ３２のスイッチは走査線８６によって制御される。インバータ３４がトランジスタ３０と出力端Ｖ_ｃｏｍ１との間に配置されてトランジスタ３０からの入力信号を反転させる。他のインバータ３６がトランジスタ３２と出力端Ｖ_ｃｏｍ２との間に配置されて出力端Ｖ_ｃｏｍ１の信号を反転させる。

動作中、２つのフィールド３８および４０からなるフレーム信号Ｖ_ｉｎがトランジスタ３０から入力される。ここで各フィールドの時間は１／６０秒である。走査線８４の走査信号によってトランジスタ３０がオンにされた時、第１のフィールド信号３８がトランジスタ３０を通ってインバータ３４に転送される。インバータ３４は第１のフィールド信号３８を反転させ、反転した第１のフィールド信号３８を出力端Ｖ_ｃｏｍ１から送信して共通電極９２を駆動する。次に、走査線８６によってトランジスタ３２がオンにされると、反転した第１のフィールド信号３８がトランジスタ３２を通ってインバータ３６に転送される。インバータ３６は受信した信号を再度反転させ、これを出力端Ｖ_ｃｏｍ２から送信して共通電極９４を駆動する。

従って、本発明の駆動回路によって生成された波形によれば、画素電極２６のスイッチトランジスタ１６が走査線８４の走査信号によってオンにされる。同時に、共通電極９２が出力端Ｖ_ｃｏｍ１からの駆動信号によって駆動される。このようにして、図９Ａに示される波形が形成され、このうち波形２０４が出力端Ｖ_ｃｏｍ１の信号であり、波形２０２が走査線８４の信号である。

次に、トランジスタ３０が再び走査線８４の信号を受信すると、第２のフィールド信号４０がトランジスタ３０を通ってインバータ３４に転送される。インバータ３４は第２のフィールド信号４０を反転させ、反転した第２のフィールド信号４０を出力端Ｖ_ｃｏｍ１から送信して共通電極９２を駆動する。次に、走査線８６によってトランジスタ３２がオンにされた時、反転した第２のフィールド信号４０がトランジスタ３２を通ってインバータ３６に転送される。インバータ３６は受信した信号を再度反転させ、これを出力端Ｖ_ｃｏｍ２から送信して共通電極９４を駆動する。

従って、画素電極２６のスイッチトランジスタ１６が走査線８４の走査信号によってオンにされる。同時に、共通電極９２が出力端Ｖ_ｃｏｍ１から信号を受信する。このようにして、図９Ｂに示される波形が形成され、このうち波形２０８が出力端Ｖ_ｃｏｍ２の信号であり、波形２１２が走査線８４の信号である。

一方、画素領域に充填する液晶分子は配向する必要がある。この配向は、電界が液晶ディスプレイに印加される前に、液晶分子の方位を揃え、すべての液晶分子が同じ方向に配列されることを確実にする。ラビング方法を使用して方位を揃える。ラビング処理中において、方位ラインを配向膜上に発生させる。液晶分子はそれらの方位ラインに沿って配向する。

本発明によれば、金属電極が画素領域に形成される。金属電極は共通電極によって制御される。全画素領域の液晶分子はスプレイ状態にある。先ず金属電極に電圧を印加して金属電極の上の液晶分子を動作中にスプレイ状態からベンド状態に変化させる。その後、画素電極に電圧を印加する。即ち、金属電極の上に配置される液晶分子が先ず変化させられる。しかし、電圧が共通電極に印加されると、所望されない横向電界も共通電極の周囲に生成する。横向電界は、電界の周囲に配置される液晶分子の転換に影響を与える。そのため、本発明は横向電界の影響を減らす配向方法を提供する。

図１３Ａは、金属電極の方向と垂直に配向している液晶分子を示す概略図である。金属電極７４２および画素電極７４４の上に配置される液晶分子７４６は、矢印７４０により示されるように、金属電極７４２に垂直な方向に配向する。図５Ａに示すように、金属電極８１２は、画素電極の周囲に形成される。そのため、図１３Ａに示す配向方法によると、金属電極８１２および画素電極の上に配置される液晶分子８１８は、金属電極８１２に垂直な方向に配向する。

図１３Ｂは、横向電界により影響された液晶分子を示す概略図である。画素電極７４４に電圧が印加されて生成される横向電界７５０と、液晶分子７４６を変化させるのに使用される電界７４８とは、方向が反対である。つまり、横向電界を克服して液晶分子７４６の変化を完了させるために、より大きな電圧を画素電極７４４に印加しなければならないということである。そのように大きな電圧が必要となることから、液晶分子の変化を完了するにはエネルギーと時間が必要であった。

図１４Ａは、金属電極の方向と平行に配向している液晶分子を示す概略図である。金属電極７４２および画素電極７４４の上に配置される液晶分子７４６は、矢印７５２により示されるように、金属電極７４２に平行な方向に配向する。図５Ａに示すように、金属電極８１２は、画素電極の周囲に形成される。そのため、図１４Ａに示す配向方法によると、金属電極８１２および画素電極の上に配置される液晶分子８１８は、金属電極８１２に平行な方向に配向する。

図１４Ｂは、電圧を画素電極７４４へ印加した時の液晶分子の変化を示す概略図である。図１４Ａに示すように、液晶分子７４６の配向方向は、金属電極７４２の配向方向と平行である。つまり、金属電極７４２により生成される横向電界は液晶分子の変化を妨げない。つまり、より大きな電圧を画素電極７４４へ印加して横向電界の妨害を克服する必要がないということである。

つまり、前述した実施例の液晶分子の配向方向は、金属電極の配置方向と平行である。しかし、金属電極の配置方向は上述した実施例の画素領域でいつも同じ方向とは限らず、これは画素領域の液晶分子の配向方向に無秩序を発生させた。この問題を解決するために、金属電極を設計して、画素電極を貫通して金属電極または共通電極に対応する位置に追加の孔を設けることにより、横向電界の影響を減らし透過率を向上させる。次に述べる８つの実施例は、図４Ａを変化させた画素構造を示し、液晶分子の配向と合わせて横向電界の影響を減らす。

図１５Ａは、第１実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７５６が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７５６は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極７５６の配置方向に平行にするため、追加の孔７５８をさらに画素電極７０８へ貫通し、共通電極線７１０に対応する位置に形成する。孔７５８は、楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７５４が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。一方、走査線７０２に隣接する金属電極７５６は鋸歯状であるため、この金属電極７５６は矢印７５４で示された方向の長軸を有する。即ち、走査線７０２に隣接する金属電極７５６の上に配置される液晶分子は、矢印７５４で示される方向に配向される。

図１７Ａは、図１５Ａの領域７６０を拡大した部分を示す概略図である。画素電極７０８を貫通する複数の孔７５８が共通電極線７１０に対応する位置に設けられる。好適な本実施例によると、孔７５８は楕円形である。画素電極の上に配置される液晶分子７１８は、矢印７５４で示すように孔７５８の長軸に平行な方向に配向される。孔７５８は互いに独立しているため、孔７５８は独立した電極として見なすことができ、矢印７５４が示す方向に大きな横向電界を生成させる長軸を有する。従って、図１７Ａに示すように、液晶分子７１８は孔７５８の長軸に平行な方向に配向され、横向電界の影響を減らすことができる。図１７Ｂは、電圧が共通電極に印加された時の液晶分子を示す概略図である。

図１８Ａは、図１５Ａの領域７６２を拡大した部分を示す概略図である。金属電極７５６は鋸歯状である。この領域７６２において、金属電極７５６は基部７５６ａおよび複数の延伸部７５６ｂからなる。延伸部７５６ｂの一部は画素電極７０８から突出する。即ち、金属電極７５６は、矢印７５４が示す方向に大きな横向電界を生成させる長軸を有する。従って、液晶分子７１８は長軸、延伸部７５６ｂに平行な方向に配向することにより、図１８Ａに示すように、横向電界の影響を減らす。図１８Ｂは、電圧が共通電極へ印加された時の液晶分子を示す概略図である。

一方、領域７６４および領域７６２は、図１５Ａの金属電極７５６と同じ構造を有する。

図１５Ｂは、第２実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７７０が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７７０は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向は金属電極７７０の配置方向に平行で、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７７０は鋸歯状であるため、この金属電極７７０は矢印７６６で示された方向の長軸を有する。即ち、液晶分子は矢印７６６で示される方向に配向される。一方、画素領域の画素電極７０８の一部が二つの部分に分離されるため、共通電極線７１０に対応する位置が露出される。この主な目的は、液晶分子を矢印７６６で示される方向に配向することにある。

図１９Ａは、図１５Ｂの領域７６８を拡大した部分を示す概略図である。画素電極７０８を貫通する溝が共通電極線７１０に対応する位置に設けられ、画素電極を二つの部分に分離する。好適な本実施例によると、溝は長軸を有する長方形であり、それは大きな横向電界を矢印７６６で示される方向に生成させる。画素電極７０８の上に配置される液晶分子７１８は、矢印７６６で示す方向に配向され、共通電極線７１０と平行になり横向電界の影響を減らすことができる。図１９Ｂは、電圧が共通電極に印加された時の液晶分子を示す概略図である。

一方、図１８Ａに表示するのと似て、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７７０は鋸歯状である。この金属電極７７０は画素電極７０８の外側に複数の延伸部を有する。これらの延伸部は大きな横向電界を矢印７６６で示される方向に生成させる。即ち、液晶分子７１８は、矢印７６６で示される方向に配向される。

図１５Ｃは、第３実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７７２が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７７２は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極７７２の配置方向に平行にするため、画素電極７０８へ複数の追加の孔７５８を貫通させて、共通電極線７１０に対応する位置に形成する。一方、画素電極７０８へ追加の孔７８２を貫通させて、走査線７０２に隣接する金属電極７７２に対応する位置に形成する。孔７５８は楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７５４が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。一方、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７７２は画素電極７０８の外側にある。好適な本実施例によると、液晶分子の配向方向は、矢印７５４で示される方向と平行である。

図２０Ａは、図１５Ｃの領域７８４を拡大した部分を示す概略図である。ビデオデータ線に隣接する金属電極７７２は、画素電極７０８の外側にある。好適な本実施例によると、画素電極７０８の外側にある金属電極７７２は長軸を有し、それは矢印７５４で示される方向に大きな横向電界を生成させる。従って、画素電極７０８の上に配置される液晶分子７１８は、矢印７５４で示される方向に配向されて、金属電極７７２に平行となって横向電界の影響を減らす。図２０Ｂは、電圧が共通電極に印加された時の液晶分子を示す概略図である。

一方、図１７Ａに表示するのと似て、画素電極７０８へ複数の孔７５８を貫通させて、走査線７０２に隣接する金属電極７７２に対応する位置に形成する。好適な本発明によると、孔７５８の形状は長方形である。しかし、好適な本実施例においては、長軸を有する他の形状を使用してもよい。画素電極７０８の上に配置される液晶分子７１８は、矢印７５４で示されるように、孔７５８の長軸と平行な方向に配向される。

図１５Ｄは、第４実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７７４が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７７４は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極７７４の配置方向に平行にするため、画素電極７０８へ追加の孔７８６を貫通させて、ビデオデータ７０４に隣接する金属電極７７４に対応する位置に形成する。孔７８６は、楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７６６が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。一方、走査線７０２に隣接する金属電極７７４は画素電極７０８の外側にある。画素電極７０８へ溝を貫通させて、共通電極線７１０に対応する位置に形成する。

走査線７０２に隣接する金属電極７７４は、画素電極７０８の外側にある。好適な本実施例によると、画素電極７０８の外側にある金属電極７７４は長軸を有し、それは矢印７６６で示される方向に大きな横向電界を生成させる。従って、図２０Ａに表示するのと似て、画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示される方向に配向されて、金属電極７７４に平行となって横向電界の影響を減らす。

一方、画素電極７０８を貫通する溝が共通電極線７１０に対応する位置に設けられ、画素電極を二つの部分に分離する。好適な本実施例によると、溝は長軸を有する長方形であり、それは大きな横向電界を矢印７６６で示される方向に生成させる。即ち、画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示す方向に配向される。

さらに、図１７Ａに表示するのと似て、画素電極７０８を貫通する複数の孔７８６がビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７７４に対応する位置に設けられる。好適な本実施例によると、孔７８６は長方形であるが、本実施例には長軸を有する他の形状を使用してもよい。画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示すように孔７８６の長軸に平行な方向に配向される。

図１５Ｅは、第５実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７９０が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７９０は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極７９０の配置方向に平行にするため、画素電極７０８へ追加の孔７５８を貫通させて、共通電極線７１０に対応する位置に形成する。孔７５８は、楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７５４が示す液晶分子の配向方向と平行でなければならない。一方、走査線７０２に隣接する金属電極７９０は鋸歯状であるため、この金属電極７９０は矢印７５４で示す方向の長軸を有する。即ち、走査線７０２に隣接する金属電極７９０上の液晶分子は、矢印７５４で示す方向に配向される。第１実施例と第５実施例との主な違いは、画素電極７０８へ追加の孔７９１を貫通させて、走査線７０２に隣接する金属電極７９０に対応する位置に形成することである。孔７９１は楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７５４が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。

画素電極７０８を貫通する複数の孔７５８が共通電極線７１０に対応する位置に設けられる。好適な本実施例によると、孔７５８は長方形である。画素電極の上に配置される液晶分子は、図１７Ａの矢印７５４で示すように、孔７５８の長軸に平行な方向に配向される。各孔７５８は長軸を有し、それは矢印７５４が示す方向に大きな横向電界を生成させる。従って、液晶分子は孔７５８の長軸に平行な方向に配向され、横向電界の影響を減らすことができる。

図１８Ａに表示するのと似て、走査線７０２に隣接する金属電極７９０は鋸歯状である。この金属電極７９０は画素電極７０８の外側に複数の延伸部７９２を有する。これらの延伸部は大きな横向電界を矢印７６６で示される方向に生成させる。即ち、液晶分子７１８は、矢印７６６で示される方向に配向される。一方、画素電極７０８へ孔７９１を貫通させて、走査線７０２に隣接する金属電極７９０に対応する位置に形成する。孔７９１は楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。追加の孔７９１を形成する主な目的は、走査線７０２により生成される横向電界の影響を減らすことにある。

図１５Ｆは、第６実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７９２が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７９２は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向は金属電極７９２の配置方向に平行で、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９２は鋸歯状であるため、この金属電極７９２は矢印７６６で示された方向の長軸を有する。即ち、液晶分子は矢印７６６で示す方向に配向される。一方、画素領域の画素電極７０８の一部が二つの部分に分離されるため、共通電極線７１０に対応する位置が露出される。この主な目的は、液晶分子を矢印７６６で示す方向に配向することにある。第２実施例と第６実施例との主な違いは、画素電極７０８へ追加の孔７９３を貫通させて、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９２に対応する位置に形成することである。孔７９３は楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７６６が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。

図１９Ａに表示するのと似て、画素電極７０８を貫通する溝が共通電極線７１０に対応する位置に設けられ、画素電極を二つの部分に分離する。好適な本実施例によると、溝は長軸を有する長方形であり、それは大きな横向電界を矢印７６６で示される方向に生成させる。画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示すような方向に配向される。

一方、図１８Ａに表示するのと似て、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９２は鋸歯状である。この金属電極７９２は画素電極７０８の外側に複数の延伸部７９４を有する。これらの延伸部は大きな横向電界を矢印７６６で示す方向に生成させる。即ち、液晶分子は、矢印７６６で示す方向に配向される。さらに、画素電極７０８を貫通する追加の孔７９３がビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９２に対応する位置に設けられる。好適な本実施例によると、孔７９３は長方形であるが、本実施例には楕円形又は長軸を有する他の形状を使用してもよい。追加の孔７９３を形成する主な目的は、ビデオデータ線７０４により生成された横向電界の影響を減らすことにある。画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示すように孔７９３の長軸に平行な方向に配向される。

図１５Ｇは、第７実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７９５が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７９５は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極７９５の配置方向に平行にするため、画素電極７０８へ複数の孔７５８を貫通させて、共通電極線７１０に対応する位置に形成する。さらに、画素電極７０８へ孔７５８を貫通させて、走査線７０２に隣接する金属電極７９５に対応する位置に形成する。第３実施例と第７実施例との主な違いは、追加の孔７９６が二つの隣接する孔７５８の間に形成されることである。孔７５８または７９６は、楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７５４が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。

図２０Ａに表示するのと似て、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９５は、画素電極７０８の外側にある。好適な本実施例によると、画素電極７０８の外側にある金属電極７９５は長軸を有し、それは矢印７５４で示す方向に大きな横向電界を生成させる。従って、画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７５４で示される方向に配向され、金属電極７９５に平行となって横向電界の影響を減らす。

さらに、図１７Ａに表示するのと似て、画素電極７０８を貫通する複数の孔７５８が走査線７０２に隣接する金属電極７９５に対応する位置に設けられる。追加の孔７９６は、二つの隣接する孔７５８の間にそれぞれ形成される。追加の孔７９６を形成する主な目的は、走査線７０２により生成した横向電界の影響を下げることにある。画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７５４で示されるように、孔７９６の長軸と平行な方向に配向される。

図１５Ｈは、第８実施例の配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ７０６のシリコンアイランド７０６ａは走査線７０２と接続されている。スイッチトランジスタ７０６が選択された場合、走査線７０２の走査信号がスイッチトランジスタ７０６をオンにする。ビデオデータ線７０４のビデオ信号はスイッチトランジスタ７０６を通って画素電極７０８に転送される。スイッチトランジスタ７０６のドレイン電極７０６ｂは画素電極７０８と接続されている。スイッチトランジスタ７０６のソース電極７０６ｃはビデオデータ線７０４と接続されている。共通電極線７１０は画素電極７０８の共通電極として使用される。金属電極７９７が画素領域の周囲に形成されている。金属電極７９７は共通電極線７１０によって制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極７９７の配置方向に平行にするため、画素電極７０８へ複数の孔７８６を貫通させて、ビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９７に対応する位置に形成する。さらに、追加の孔７９８は任意の二つの孔７８６の間にそれぞれ形成される。孔７８６或いは７９８は、楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印７６６が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。一方、走査線７０２に隣接する金属電極７９７は画素電極７０８の外にある。さらに、画素領域の画素電極７０８は、その一部が二つの部分に分離されるため、共通電極線７１０に対応する位置が露出される。

走査線７０２に隣接する金属電極７９７は、画素電極７０８の外側にある。好適な本実施例によると、画素電極７０８の外側にある金属電極７９７は長軸を有し、それは矢印７６６で示される方向に大きな横向電界を生成させる。従って、図２０Ａに表示するのと似て、画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示される方向に配向されて、金属電極７９７に平行となって横向電界の影響を減らす。

図１９Ａに示すように、画素電極７０８を貫通する溝が共通電極線７１０に対応する位置に設けられ、画素電極を二つの部分に分離する。好適な本実施例によると、溝は長軸を有する長方形であり、それは大きな横向電界を矢印７６６で示される方向に生成させる。従って、画素電極７０８の上に配置される液晶分子は、矢印７６６で示すような方向に配向される。

さらに、図１７Ａに表示するのと似て、画素電極７０８を貫通する孔７８６がビデオデータ線７０４に隣接する金属電極７９７に対応する位置に形成される。追加の孔７９８は、任意の二つの隣接する孔７８６の間にそれぞれ形成される。追加の孔７９８を形成する主な目的は、ビデオデータ線７０４により生成された横向電界の影響を下げることにある。画素電極７０８の上に配置された液晶分子は、矢印７６６で示されるように、孔７９８の長軸と平行な方向に配向される。

即ち、配向方法により図４Ａの画素構造を変化させた上述の８つの実施例に適用して、横向電界の影響を減らす図４Ａを変化させた画素構造は、他のタイプの構造に使用することもできる。例えば、次の実施例において述べる方法を使用して、図５Ａに示すような画素構造を変化させることができる。

図１６Ａは、第９実施例の配向方法により図５Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ８０６のシリコンアイランド８０６ａは走査線８０２と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のドレイン電極８０６ｂは画素電極８０８と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のソース電極８０６ｃはビデオデータ線８０４と接続されている。共通電極線８１０は画素電極８０８の共通電極として使用する。金属電極８５６と共通電極８１０とからなるＨ字型画素構造は、画素領域に形成される。金属電極８５６は共通電極線８１０により制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向を金属電極８５６の配置方向に平行にするため、画素電極８０８へ複数で追加の孔８５８を貫通させて、共通電極線８１０に対応する位置に形成する。孔８５８は楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。尚、長軸の方向は、矢印８５４が示すように液晶分子の配向方向と平行でなければならない。一方、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８５６は画素電極８０８の外にある。従って、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８５６の上に配置される液晶分子は、矢印８５４で示される方向に配向される。

図２０Ａに表示するのと似て、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８５６は、画素電極８０８の外側にある。好適な本実施例によると、画素電極８０８の外側にある金属電極８５６は長軸を有し、それは矢印８５４で示される方向に大きな横向電界を生成させる。従って、画素電極８０８の上に配置される液晶分子は、矢印８５４で示される方向に配向されて、金属電極８５６に平行となって横向電界の影響を減らす。

一方、図１７Ａに表示するのと似て、画素電極８０８を貫通する複数の孔８５８が共通電極線８１０に対応する位置に設けられる。好適な本実施例によると、孔８５８は長方形であるが、楕円形や長軸を有するその他の形状を使用してもよい。画素電極の上に配置される液晶分子は、矢印８５４で示される孔８５８の長軸と平行な方向に配向される。

図１６Ｂは、第１０実施例の配向方法により図５Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ８０６のシリコンアイランド８０６ａは走査線８０２と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のドレイン電極８０６ｂは画素電極８０８と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のソース電極８０６ｃはビデオデータ線８０４と接続されている。共通電極線８１０は画素電極８０８の共通電極として使用する。金属電極８７０と共通電極８１０とからなるＨ字型画素構造は、画素領域に形成される。金属電極８７０は共通電極線８１０により制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向は金属電極８７０の配置方向に平行で、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８７０は鋸歯状であるため、この金属電極８７０は矢印８６６で示された方向の長軸を有する。即ち、液晶分子は矢印８６６で示される方向に配向される。一方、画素領域の画素電極８０８の一部が二つの部分に分離されるため、共通電極線８１０に対応する位置が露出される。この主な目的は、液晶分子を矢印８６６で示される方向に配向することにある。

図１９Ａに表示するのと似て、画素電極８０８を貫通する溝が共通電極線８１０に対応する位置に設けられ、画素電極を二つの部分に分離する。好適な本実施例によると、溝は長軸を有する長方形であり、それは大きな横向電界を矢印８６６で示される方向に生成させる。従って、画素電極８０８の上に配置される液晶分子は、矢印８６６で示すような方向に配向され、それは共通電極線８１０に平行なため横向電界の影響を減らすことができる。

一方、図１８Ａに表示するのと似て、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８７０は鋸歯状である。この金属電極８７０は画素電極８０８の外側に複数の延伸部を有する。これらの延伸部は大きな横向電界を矢印８６６で示される方向に生成させる。即ち、液晶分子は、矢印８６６で示される方向に配向される。

図１６Ｃは、第１１実施例の配向方法により図５Ａの画素構造を変化させたものを示す概略図である。スイッチトランジスタ８０６のシリコンアイランド８０６ａは走査線８０２と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のドレイン電極８０６ｂは画素電極８０８と接続されている。スイッチトランジスタ８０６のソース電極８０６ｃはビデオデータ線８０４と接続されている。共通電極線８１０は画素電極８０８の共通電極として使用する。金属電極８７８と共通電極８１０とからなるＨ字型画素構造は、画素領域に形成される。金属電極８７８は共通電極線８１０により制御される。液晶ディスプレイを制御する時、電圧が共通電極および金属電極へ同時に印加される。

液晶分子の配向方向は金属電極８７８の配置方向に平行で、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８７８は鋸歯状であるため、この金属電極８７８は矢印８８０で示された方向の長軸を有する。即ち、液晶分子は矢印８８０で示される方向に配向される。一方、画素領域の画素電極８０８の一部が二つの部分に分離されるため、共通電極線８１０に対応する位置が露出される。この主な目的は、液晶分子を矢印８８０で示される方向に配向することにある。

図１９Ａに表示するのと似て、画素電極８０８を貫通する溝が共通電極線８１０に対応する位置に設けられ、画素電極を二つの部分に分離する。好適な本実施例によると、画素電極８０８の上に配置される液晶分子は、矢印８６６で示すような方向に配向され、それは共通電極線８１０に平行なため横向電界の影響を減らすことができる。

一方、図１８Ａに表示するのと似て、ビデオデータ線８０４に隣接する金属電極８７８は鋸歯状である。この金属電極８７８は画素電極８０８の外側に複数の延伸部８７４を有する。孔８７６は、各々何れか二つの隣接する延伸部８７４に形成されてビデオデータ線８０４により生成された横向電界の影響を減らす。

尚、上述した実施例の全ては、共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とは異なる層に配置されるが、それらの実施例は、共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とを同じ層に配置してもよい。

つまり、本発明においては、液晶分子変化中に生成される横向電界を減らすため、配向方向を金属電極に平行とする。一方、画素電極に追加の孔を貫通させて、金属電極或いは共通電極に対応する位置に形成して、横向電界を減らす。孔８５８は、楕円形、長方形或いは長軸を有する他の形状である。

当業者に理解されているとおり、本発明の好ましい実施例の以上の説明は本発明の例証であり、本発明を限定するものではない。様々な変形および同様の構成が添付された請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれる。このような変形および同様の構造が含まれるように請求の範囲は最も広く解釈されるべきである。本発明の好ましい実施の形態を図示および説明したが、これを発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々に変化させることができることは明らかである。

液晶分子がスプレイ状態にあるＯＣＢモードを使用した液晶ディスプレイを示す概略構成図である。液晶分子がベンド状態にあるＯＣＢモードを使用した液晶ディスプレイを示す概略構成図である。の概略構成図を示す。薄膜トランジスタＬＣＤの画素構造平面図である。液晶分子のいくつかがスプレイ状態にあり、いくつかがベンド状態にある様子を示す図２Ａの線ＢＢ’に沿った断面図である。すべての液晶分子がスプレイ状態にある図２Ａの線ＢＢ’に沿った断面図である。本発明の第１実施例による画素領域の平面図である。すべての液晶分子がスプレイ状態にある図３Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。液晶分子のいくつかがベンド状態に変化された図３Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。本発明の第２実施例による画素領域の平面図である。すべての液晶分子がスプレイ状態にある図４Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。液晶分子のいくつかがベンド状態に変化された図４Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。本発明の第３実施例による画素領域の平面図である。すべての液晶分子がスプレイ状態にある図５Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。液晶分子の一部がベンド状態に変化された図５Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。本発明の第４実施例による画素領域の平面図である。すべての液晶分子がスプレイ状態にある図６Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。液晶分子のいくつかがベンド状態に変化された図６Ａの線ＡＡ’に沿った断面図である。共通電極線に接続された金属電極線とビデオデータ線とが同じ層に配置された画素領域の平面図である。液晶分子のいくつかがベンド状態に変化された図７Ｂの線ＡＡ’に沿った断面図である。第１実施例による駆動タイミングの負から正への波形を示す波形図である。第１実施例による駆動タイミングの正から負への波形を示す波形図である。第２実施例による駆動タイミングの負から正への波形を示す波形図である。第２実施例による駆動タイミングの正から負への波形を示す波形図である。第３実施例による駆動タイミングの負から正への波形を示す波形図である。第３実施例による駆動タイミングの正から負への波形を示す波形図である。本発明の画素電極構造をＴＦＴ−ＬＣＤに使用した平面図である。駆動電圧を生成する駆動回路の概略図である。駆動電圧を生成する駆動回路の詳細図を示す。金属電極に垂直な方向に配向した液晶分子の概略図である。横向電界に影響された液晶分子の概略図を示す。金属電極に平行な方向に配向した液晶分子の概略図を示す。横向電界に影響された液晶分子の概略図である。第１実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第２実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたもの示す概略構成図である。第３実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第４実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第５実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第６実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。概略図を示す。第７実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。概略図を示す。第８実施例による配向方法により図４Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第１実施例による配向方法により図５Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第２実施例による配向方法により図５Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。第３実施例による配向方法により図５Ａの画素構造を変化させたものを示す概略構成図である。画素電極に配置されて、電圧が印加されていない金属電極を露出する孔を示す平面図である。画素電極に位置して、電圧が印加されている金属電極を露出する孔を示す平面図である。電圧が印加されていない鋸歯状の金属電極を示す平面図である。電圧が印加されている鋸歯状の金属電極を示す平面図である。電圧が印加されていない共通電極を露出する溝を画素電極に形成することを示す平面図である。電圧が印加されている共通電極を露出する溝を画素電極に形成することを示す平面図である。電圧が印加されていない画素電極から延伸された金属電極を示す平面図である。電圧が印加されている画素電極から延伸された金属電極を示す平面図である。

符号の説明

１４、１６、１８、１９、５０６、７０６、８０６、９０６スイッチトランジスタ
８０、８２、８４、８６、８８、３０２、５０２、７０２、８０２、９０２走査線
１２、２４、２６、２８、２９、５０８、５０８ａ、５０８ｂ、７０８、７４４、８０８、９０８画素電極
７０、７２、７４、３０４、５０４、７０４、８０４、９０４ビデオデータ線
９０、９２、９４、９６、５１０、７１０、８１０、９１０共通電極（線）
３０、３２、４２、４４、４６、４８トランジスタ
３４、３６インバータ
３８第１のフィールド信号
４０第２のフィールド信号
２０２、４０２、２１２、４１２、６０２、６１２走査信号
２０４、２０８、４０４、４０８、６０４、６０８電圧信号
２０６、２１０、４０６、４１０、６０６、６１０画素電位
５０６ａ、７０６ａ、８０６ａ、９０６ａシリコンアイランド
５０６ｂ、７０６ｂ、８０６ｂ、９０６ｂドレイン電極
５０６ｃ、７０６ｃ、８０６ｃ、９０６ｃソース電極
５１２、７１２、７４２、７５６、７７０、７７２、７７４、７９０、７９２、７９５、７９７、８１２、８５６、８７０、８７８、９１２金属電極
５１４、７１４、８１４、９１４下部基板
５１６、７１６、８１６、９１６上部基板
５１８、７１８、８１８、９１８液晶層
５１８ａ、７１８ａ、７４６、８１８ａ、９１８ａ液晶分子
５２０、７２０、８２０、９２０導体電極
５２４、５２６画素電極と金属電極とが重なる領域
５３０、５３２、７３０、７３２、８３０、８３２隔離層
７４０、７５２、７５４、７６６、７７６、７７８、８５４、８８６、８８０矢印
７４８、７５０電界
７５６ａ基部
７５６ｂ、７９２、７９４、８７４延伸部
７５８、７８０、７８２、７８６、７９１、７９３、７９６、７９８、８５８、８７６孔
７６０、７６２、７６４、７６８、７８４領域

Claims

複数の走査線および複数のビデオデータ線を有し、任意の隣接する前記走査線と任意の隣接する前記ビデオデータ線とが画素領域を画定し、各該画素領域はトランジスタおよび前記トランジスタに接続された画素電極を有する第１の基板と、
前記画素電極の下に配置された複数の共通電極線と、
前記共通電極線から延伸した複数の金属線と、
前記画素電極を貫通し、前記金属線あるいは前記共通電極線の上方に位置する複数の孔であって、前記画素電極のそれぞれは前記孔の少なくとも一つを有し、それぞれ長軸を有する孔と、
前記第１の基板と所定の距離により離隔された第２の基板と、
前記第２の基板上に位置し、前記金属線との間に電界を発生させる導体電極と、
前記導体電極と、前記画素電極および前記金属線との間に挟まれた液晶分子膜であって、前記導体電極と前記金属線との間の液晶分子は、所定の電界が前記導体電極と前記金属線との間に確立された時にはスプレイ配向モードからベンド配向モードに変化させられ、
前記ビデオデータ線、前記共通電極線および金属線は同じ層にあり、前記孔の上方に位置する前記金属線の延伸方向は、前記液晶分子の配向方向に平行である、
ことを特徴とする液晶ディスプレイの画素構造。
前記ビデオデータ線および前記共通電極線は互いに直交することを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記液晶分子の配向方向は、前記長軸と平行であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記孔は長方形または楕円形であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記ビデオデータ線に隣接する前記金属線は鋸歯状であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記走査線に隣接する前記金属線は鋸歯状であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
その上方に前記孔が位置する前記金属線あるいは前記共通電極線は、前記長軸に平行であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記液晶分子の配向方向は前記長軸に平行であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記金属線は前記共通電極線に対して直交することを特徴とする請求項１に記載の画素構造。
前記金属線のある部分は前記共通電極線に垂直であり、他の部分は前記共通電極線に平行であることを特徴とする請求項１に記載の画素構造。