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図面 (20)

課題

画素サイズが小さくても、高開口で視野角特性に優れ、指押し跡が発生しないIPS方式液晶表示装置を提供する。

解決手段

一対の基板間に液晶層が挟持され、一方の基板上に、複数の走査線と複数のデータ線とこれらで形成される複数の画素とを具備し、各画素には、ストリップ状画素電極がデータ線または走査線に沿って少なくとも1本延在し、ストリップ状画素電極より液晶層に近い層で共通電極が走査線およびデータ線を少なくとも覆うように格子状に形成され、ストリップ状画素電極と共通電極との間で基板面にほぼ平行な電界を液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、ストリップ状画素電極の一方の端部には、ストリップ部より幅広の第1の矩形状画素電極がT字状に接続され、第1の矩形状画素電極側の共通電極で形成される開口部のコーナー部分が、第1の矩形状画素電極と重畳する。

概要

背景

近年、視野角特性に優れたIPS(In-plane Switching)方式に代表される横方向電界方式の液晶表示装置が、テレビモニタなど比較的大きいものから、タブレットスマートフォンなど携帯可能なものまで、多くの情報端末に広く適用されている。IPS方式は、基板に垂直な方向から見て、ストリップ状短冊状)の2種類の電極画素電極共通電極)が間隔をおいて平行に配置され、ストリップ状の画素電極とストリップ状の共通電極の間に印加される電界により液晶分子を駆動する方式である。このIPS方式では、液晶分子の配列が視野角を変えても大きく変化するように見えないため、観察者から見て見る方向を変えても表示に大きな変化がないことが特徴である。

このように視野角が広いことを特徴とするIPS方式であるが、さらに視野角表示特性を向上させる目的で、次のようなマルチドメイン構造を用いる事がある。すなわち、上記のストリップ状の2種類の電極のある部分では、液晶に印加する電界方向を、液晶の初期配向方向に対して+θ゜となるように配置し、そして上記のストリップ状の2種類の電極の別の部分では−θ゜となるように配置し、双方を接続することで画素内における電極を屈曲させる構造をとらせる。なお、ストリップ状の電極(ストリップ状の画素電極、ストリップ状の共通電極)は独立している必要はなく、対向するひとつのペアエッジ部分が平行になっていれば、端部形状がストリップ状でなくとも、各々の端部が接続されていたとしても、また、ペアを構成しない部分の形状が異型であってもかまわないものとする。

しかしながら、このマルチドメイン構造では、+θ゜の電極部と−θ゜の電極部を接続する部分で屈曲部が存在する。この屈曲部は、右回転形する液晶部と左回転変形する液晶部のドメイン境界となるため、ディスクリネーションが発生することとなり透過率を落とす要因になる。

液晶表示装置の画素は、一対の基板の一方の基板に複数の走査線と複数のデータ線が配置され、そのうちの、2本の走査線と2本のデータ線を境界とする領域で分割される。この画素のサイズが小さくなると一画素あたりに占める走査線およびデータ線の面積が大きくなり、その結果、開口率が低下する。図20は、走査線幅データ線幅をそれぞれ10μm一定とし、ある画素サイズのとき、この配線面積以外の領域を開口部と見立てた開口率との関係を示したグラフである。この関係からわかるように、特に画素サイズが100μm以下になると顕著に開口率は低下し、上述したマルチドメイン構造の場合、屈曲部による相対的な透過率の低下が無視できなくなると言う問題が生じる。

この問題を回避するためには、画素を屈曲させないシングルドメインの構造を採用することが有利であるが、マルチドメイン構造で得られた優れた視野角特性が、シングルドメイン構造にすることで失われることになる。この問題を解決するにあたり、特許文献1の本文中の図32、図36や、特許文献2の本文中の図45、図46、図48には、画素を屈曲させずに画素内で液晶分子を2方向に回転させる構造が開示されている。

概要

画素サイズが小さくても、高開口で視野角特性に優れ、指押し跡が発生しないIPS方式の液晶表示装置を提供する。一対の基板間に液晶層が挟持され、一方の基板上に、複数の走査線と複数のデータ線とこれらで形成される複数の画素とを具備し、各画素には、ストリップ状画素電極がデータ線または走査線に沿って少なくとも1本延在し、ストリップ状画素電極より液晶層に近い層で共通電極が走査線およびデータ線を少なくとも覆うように格子状に形成され、ストリップ状画素電極と共通電極との間で基板面にほぼ平行な電界を液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、ストリップ状画素電極の一方の端部には、ストリップ部より幅広の第1の矩形状画素電極がT字状に接続され、第1の矩形状画素電極側の共通電極で形成される開口部のコーナー部分が、第1の矩形状画素電極と重畳する。

目的

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、画素サイズが小さくても、高開口で視野角特性に優れ、指押し跡が発生しないIPS方式の液晶表示装置を提供する

効果

実績

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請求項1

一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の一方の基板上に、複数の直線状の走査線と、前記走査線と交差する複数の直線状のデータ線と、前記走査線と前記データ線とでマトリクス状に形成される複数の画素と、を具備し、前記各画素には、ストリップ状画素電極が前記データ線または前記走査線に沿って少なくとも1本延在し、前記ストリップ状画素電極より前記液晶層に近い層で共通電極が前記走査線および前記データ線を少なくとも覆うように格子状に形成され、前記ストリップ状画素電極と、前記ストリップ状画素電極の延在方向と平行な前記共通電極との間で、前記基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加する横電界方式液晶表示装置において、前記ストリップ状画素電極の一方の端部には、ストリップ部より幅広の第1の矩形状画素電極がT字状に接続され、前記第1の矩形状画素電極側の前記共通電極で形成される開口部のコーナー部分が、前記第1の矩形状画素電極と重畳する、ことを特徴とする液晶表示装置。

請求項2

前記ストリップ状画素電極は1画素内に複数本配置され、各々の前記ストリップ状画素電極に接続される前記第1の矩形状画素電極は互いに接続され、前記ストリップ状画素電極間にさらにストリップ状共通電極が配置され、前記ストリップ状共通電極の両端部は前記格子状の共通電極と接続されている、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

一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の一方の基板上に、複数の直線状の走査線と、前記走査線と交差する複数の直線状のデータ線と、前記走査線と前記データ線とでマトリクス状に形成される複数の画素と、を具備し、前記各画素には、ストリップ状画素電極が前記データ線または前記走査線に沿って少なくとも1本延在し、前記ストリップ状画素電極より前記液晶層に近い層で共通電極が前記走査線および前記データ線を少なくとも覆うように格子状に形成され、前記ストリップ状画素電極と、前記ストリップ状画素電極の延在方向と平行な前記共通電極との間で、前記基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、前記ストリップ状画素電極の一方の端部には、ストリップ部より幅広の突起状画素電極が前記共通電極で形成される開口部外で接続され、前記突起状画素電極側の前記開口部のコーナー部分が、前記突起状画素電極側の少なくとも一方の突起部と重畳する、ことを特徴とする液晶表示装置。

請求項4

前記ストリップ状画素電極は1画素内に複数本配置され、各々の前記ストリップ状画素電極に接続される前記突起状画素電極は互いに接続され、前記ストリップ状画素電極間にさらにストリップ状共通電極が配置され、前記ストリップ状共通電極の両端部は前記格子状の共通電極と接続されている、ことを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。

請求項5

前記ストリップ状画素電極と前記突起状画素電極側の前記開口部の辺が略垂直に交差する、ことを特徴とする請求項3または4に記載の液晶表示装置。

請求項6

前記共通電極は前記開口部内に向かって凸状を成している領域を有し、前記ストリップ状画素電極の他方の端部には、ストリップ部より幅広の第2の矩形状画素電極がT字状に接続され、前記領域が前記第2の矩形状画素電極と重畳する、ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項7

前記第2の矩形状画素電極が前記領域から張り出すように重畳している、ことを特徴とする請求項6に記載の液晶表示装置。

請求項8

一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の一方の基板上に、複数の直線状の走査線と、前記走査線と交差する複数の直線状のデータ線と、前記走査線と前記データ線とでマトリクス状に形成される複数の画素と、を具備し、前記走査線および前記データ線を少なくとも覆うように共通電極が格子状に形成され、前記各画素には、前記共通電極よりも前記液晶層に近い層でストリップ状画素電極が前記データ線または前記走査線に沿って延在し、前記ストリップ状画素電極と、前記ストリップ状画素電極の延在方向と平行な前記共通電極との間で、前記基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、前記ストリップ状画素電極の一端には、ストリップ部より幅広の矩形状画素電極がT字状に接続され、前記矩形状画素電極が前記共通電極で形成される開口部に張り出さずに前記共通電極と重畳している、ことを特徴とする液晶表示装置。

請求項9

前記ストリップ状画素電極の他方の一端が前記共通電極と重畳するように配置されている、ことを特徴とする請求項8に記載の液晶表示装置。

請求項10

前記液晶層の液晶分子初期配向方位が、前記ストリップ状画素電極の延在方向と略一致し、且つ前記液晶層を構成する液晶分子の誘電率異方性が正である、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項11

前記液晶層の液晶分子の初期配向方位が、前記ストリップ状画素電極の延在方向と垂直な方向と略一致し、且つ前記液晶層を構成する液晶分子の誘電率異方性が負である、ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項12

前記液晶層の液晶分子の初期配向方位が、前記走査線の延在方向と略一致しており、前記共通電極は、前記データ線と重なる領域がくり抜かれている、ことを特徴とする請求項2または4に記載の液晶表示装置。

請求項13

前記画素電極および前記共通電極はそれぞれ透明である、ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項14

前記共通電極は透明であり、前記ストリップ状画素電極は前記データ線と同層に同一部材で形成されている、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一に記載の液晶表示装置。

請求項15

前記画素の長辺の長さが100μm以下である、ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか一に記載の液晶表示装置。

技術分野

0001

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、高開口で、高画質化の実現が可能な横電界方式アクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。

背景技術

0002

近年、視野角特性に優れたIPS(In-plane Switching)方式に代表される横方向電界方式の液晶表示装置が、テレビモニタなど比較的大きいものから、タブレットスマートフォンなど携帯可能なものまで、多くの情報端末に広く適用されている。IPS方式は、基板に垂直な方向から見て、ストリップ状短冊状)の2種類の電極画素電極共通電極)が間隔をおいて平行に配置され、ストリップ状の画素電極とストリップ状の共通電極の間に印加される電界により液晶分子を駆動する方式である。このIPS方式では、液晶分子の配列が視野角を変えても大きく変化するように見えないため、観察者から見て見る方向を変えても表示に大きな変化がないことが特徴である。

0003

このように視野角が広いことを特徴とするIPS方式であるが、さらに視野角表示特性を向上させる目的で、次のようなマルチドメイン構造を用いる事がある。すなわち、上記のストリップ状の2種類の電極のある部分では、液晶に印加する電界方向を、液晶の初期配向方向に対して+θ゜となるように配置し、そして上記のストリップ状の2種類の電極の別の部分では−θ゜となるように配置し、双方を接続することで画素内における電極を屈曲させる構造をとらせる。なお、ストリップ状の電極(ストリップ状の画素電極、ストリップ状の共通電極)は独立している必要はなく、対向するひとつのペアエッジ部分が平行になっていれば、端部形状がストリップ状でなくとも、各々の端部が接続されていたとしても、また、ペアを構成しない部分の形状が異型であってもかまわないものとする。

0004

しかしながら、このマルチドメイン構造では、+θ゜の電極部と−θ゜の電極部を接続する部分で屈曲部が存在する。この屈曲部は、右回転形する液晶部と左回転変形する液晶部のドメイン境界となるため、ディスクリネーションが発生することとなり透過率を落とす要因になる。

0005

液晶表示装置の画素は、一対の基板の一方の基板に複数の走査線と複数のデータ線が配置され、そのうちの、2本の走査線と2本のデータ線を境界とする領域で分割される。この画素のサイズが小さくなると一画素あたりに占める走査線およびデータ線の面積が大きくなり、その結果、開口率が低下する。図20は、走査線幅データ線幅をそれぞれ10μm一定とし、ある画素サイズのとき、この配線面積以外の領域を開口部と見立てた開口率との関係を示したグラフである。この関係からわかるように、特に画素サイズが100μm以下になると顕著に開口率は低下し、上述したマルチドメイン構造の場合、屈曲部による相対的な透過率の低下が無視できなくなると言う問題が生じる。

0006

この問題を回避するためには、画素を屈曲させないシングルドメインの構造を採用することが有利であるが、マルチドメイン構造で得られた優れた視野角特性が、シングルドメイン構造にすることで失われることになる。この問題を解決するにあたり、特許文献1の本文中の図32、図36や、特許文献2の本文中の図45、図46、図48には、画素を屈曲させずに画素内で液晶分子を2方向に回転させる構造が開示されている。

先行技術

0007

特開平9−105908号公報
特開2004−271971号公報

発明が解決しようとする課題

0008

本願の図21は、これら従来技術の代表例として、特許文献1の本文中の図32、図36で示されている画素構造をそれぞれ(a)、(b)として表している(説明を容易とするために、図の上下を反転している)。これらの構造では、共通電極101と画素電極102、あるいは共通電極101または画素電極102のいずれか一方の電極の端部の形状を斜め方向にも形成させ、画素端部に近づくにつれ一方の電極が他方の電極に徐々に近接し、その近接する領域で異なる2方向の電界103、104を発生させている。このため画素内では液晶分子の回転方向が2つ生じることになり、画素の屈曲のないマルチドメイン化が可能となると述べている。しかしながら、共通電極101と画素電極102、あるいは、共通電極101または画素電極102のいずれか一方の電極の端部の形状が斜め方向にも形成されるため、本来開口部として利用できた領域が減少する。従って、透過率の低下を招くことになる。

0009

また、特許文献2の本文中の図44、図47でも上述のように画素を屈曲させずに画素内で液晶分子を2方向に回転させる画素構造が開示されている。本願の図22は、これら従来技術の代表例として特許文献2の本文中の図44で示されている画素構造を表している(ここでの説明に不要な蓄積容量線等は省いている)。これらの構造でも、一方の電極が他方の電極に徐々に近接し、その近接する領域で異なる2方向の電界103、104を発生させている。このため画素内では液晶分子の回転方向が2つ生じることになり、画素の屈曲のないマルチドメイン化が可能となると述べている。しかしながら、この構造も上述の理由と同じ理由で透過率の低下を招くことになる。

0010

またさらに、この構造では、別の理由で透過率の低下を招く。その理由を本明細書の図23図24を参照して説明する。図23は、図22中の破線で囲んだ領域を拡大表示させたものである。この構造は、共通電極101と画素電極102が異なる層で形成され、かつ、画素内で一部重なる領域を有するが、この重なる領域およびその近傍におけるある特定の領域では、意図する電界方向103、104とは異なる方向の電界114、115が生じることになる。この電界114、115は、いわゆるフリンジ電界と呼ばれるものである。このため、電界114、115の影響を受ける領域に存在する液晶分子は、意図した方向とは逆の方向の回転を起こすため、逆回転ドメイン117が生じる。この逆回転ドメイン117と順回転ドメイン118との境界ではディスクリネーション116が発生し、透過率の低下を招くことになる。

0011

これら、ディスクリネーション116、逆回転ドメイン117、順回転ドメイン118の様子を本願の図24に示す。また、このような順回転ドメインの近傍に逆回転ドメインが存在すると、駆動中に表示画面に指押しなどの外力が一時的に加わった場合、その間、液晶の配向は乱され、外力が解放されると再び液晶は元の配向に戻ろうとするが、外力がかかる前の状態よりも順回転ドメインが小さくなり、逆にその分、逆回転ドメインが大きくなった状態で安定してしまう現象が生じやすくなる。したがって、外力がかかる前の表示状態と指押しの外力が加わった後の表示状態が異なることが起こり、その結果、指押し跡として認識される表示不具合が発生する。この現象は、著しく画質の低下を招くことになる。

0012

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、画素サイズが小さくても、高開口で視野角特性に優れ、指押し跡が発生しないIPS方式の液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段

0013

上記目的を達成するため、本願の第1の発明の液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の一方の基板上に、複数の直線状の走査線と、前記走査線と交差する複数の直線状のデータ線と、前記走査線と前記データ線とでマトリクス状に形成される複数の画素と、を具備し、前記各画素には、ストリップ状画素電極が前記データ線または前記走査線に沿って少なくとも1本延在し、前記ストリップ状画素電極より前記液晶層に近い層で共通電極が前記走査線および前記データ線を少なくとも覆うように格子状に形成され、前記ストリップ状画素電極と、前記ストリップ状画素電極の延在方向と平行な前記共通電極との間で、前記基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、前記ストリップ状画素電極の一方の端部には、ストリップ部より幅広の第1の矩形状画素電極がT字状に接続され、前記第1の矩形状画素電極側の前記共通電極で形成される開口部のコーナー部分が、前記第1の矩形状画素電極と重畳することを特徴とする。また、第1の発明において、前記ストリップ状画素電極は1画素内に複数本配置される場合、各々の前記ストリップ状画素電極に接続される前記第1の矩形状画素電極は互いに接続され、前記ストリップ状画素電極間にさらにストリップ状共通電極が配置され、前記ストリップ状共通電極の両端部は前記格子状の共通電極と接続されていることを特徴とする。

0014

本願の第2の発明の液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の一方の基板上に、複数の直線状の走査線と、前記走査線と交差する複数の直線状のデータ線と、前記走査線と前記データ線とでマトリクス状に形成される複数の画素と、を具備し、前記各画素には、ストリップ状画素電極が前記データ線または前記走査線に沿って少なくとも1本延在し、前記ストリップ状画素電極より前記液晶層に近い層で共通電極が前記走査線および前記データ線を少なくとも覆うように格子状に形成され、前記ストリップ状画素電極と、前記ストリップ状画素電極の延在方向と平行な前記共通電極との間で、前記基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、前記ストリップ状画素電極の一方の端部には、ストリップ部より幅広の突起状画素電極が前記共通電極で形成される開口部外で接続され、前記突起状画素電極側の前記開口部のコーナー部分が、前記突起状画素電極側の両端の突起部と重畳することを特徴とする。また、第2の発明において、前記ストリップ状画素電極は1画素内に複数本配置される場合、各々の前記ストリップ状画素電極に接続される前記突起状画素電極は互いに接続され、前記ストリップ状画素電極間にさらにストリップ状共通電極が配置され、前記ストリップ状共通電極の両端部は前記格子状の共通電極と接続されていることを特徴とする。

0015

また、本願の第1の発明及び第2の発明において、前記共通電極が前記画素内に向かって凸状を成している領域を有し、前記ストリップ状画素電極の他方の端部には、ストリップ部より幅広の第2の矩形状画素電極がT字状に接続され、前記領域が前記第2の矩形状画素電極と重畳することを特徴とする。

0016

ここで、ストリップ状画素電極、第1の矩形状画素電極又は突起状画素電極、第2の矩形状画素電極、共通電極で囲われた領域をコラムと称すると、画素内にコラムは複数存在し、主にこのコラム内で液晶分子がツイスト変形を起こす。この際、複数のコラムは、それぞれツイスト変形方向が異なる二つの領域のどちらかに対応する。すなわち、以上のような画素構造を適用することにより、画素内における液晶のツイスト変形方向が異なるコラムが存在するために視野角特性に優れ、また高開口で指押し跡が発生しない横電界方式の液晶表示装置を得ることが可能となる。

0017

なお、本願の第1の発明又は第2の発明では、共通電極を液晶層に近い側にすることにより、画素電極と共通電極との間の絶縁膜を、共通電極とデータ線との間の層間絶縁膜と共通にすることができ、その結果、絶縁膜の形成回数を少なくすることができるため、より低コストで形成することができる。

0018

本願の第3の発明の液晶表示装置は、一対の基板と、前記一対の基板の間に挟持される液晶層と、前記一対の基板の一方の基板上に、複数の直線状の走査線と、
前記走査線と交差する複数の直線状のデータ線と、前記走査線と前記データ線でマトリクス状に形成される複数の画素と、を具備し、前記走査線および前記データ線を少なくとも覆うように共通電極が格子状に形成され、前記各画素には、前記共通電極よりも前記液晶層に近い層でストリップ状画素電極が前記データ線または前記走査線に沿って延在し、前記ストリップ状画素電極と、前記ストリップ状画素電極の延在方向と平行な前記共通電極との間で、前記基板面にほぼ平行な電界を前記液晶層に印加する横電界方式の液晶表示装置において、前記ストリップ状画素電極の一端には、ストリップ部より幅広の矩形状画素電極がT字状に接続され、前記矩形状画素電極が前記共通電極で形成される開口部に張り出さずに前記共通電極と重畳していることを特徴とする。

0019

本願の第3の発明では、画素電極を液晶層に近い側にすることにより、画素電極とデータ線との間に絶縁膜が形成される。このため、画素電極もしくはデータ線のパターン崩れに伴う画素電極とデータ線の短絡を防止することができる。

0020

本願の第1の発明乃至第3の発明において、前記液晶層の液晶分子の初期配向方位が、前記ストリップ状画素電極の延在方向と略一致することを特徴とする。

0021

このとき、液晶分子の誘電率異方性は正のもの(以降、ポジ液晶と称する。また同様に誘電率異方性が負のものをネガ液晶と称する。)を適用する必要がある。ポジ液晶はネガ液晶に比べ、一般的に誘電率異方性が大きく粘度が低いため、低電圧駆動高速応答が可能になる。

0022

本願の第1の発明乃至第3の発明において、前記液晶層の液晶分子の初期配向方位が、前記ストリップ状画素電極の延在方向と垂直な方向と略一致することを特徴とする。

0023

このとき、ネガ液晶を適用する必要がある。ホモジニアス配向のネガ液晶は前記基板面に対し垂直な方向の成分を持った電界に対して変形を起こすことはほぼない。したがって、前記垂直な方向の成分を持った電界に対し前記ホモジニアス配向は変形を起こすことなく、基板面に平行な方向の成分をもった電界に対してツイスト変形を起こすため、視野角特性に優れた表示特性を得ることが可能になる。

0024

本願の第1の発明乃至第3の発明において、前記画素電極、および前記共通電極はそれぞれ透明であることを特徴とする。

0025

透明の導電膜を適用することにより、各々の電極上の一部からの透過が起こるため、透過率の増加が実現できる。

発明の効果

0026

本発明によれば、画素サイズが小さくても、高開口で視野角特性に優れ、指押し跡が発生しないIPS方式の液晶表示装置を提供することが可能となる。

図面の簡単な説明

0027

本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の図1におけるA−A’の断面図である。
本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の図1におけるコラムとその周辺を拡大した図である。
本発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の図3における画素の上側部分と下側部分をそれぞれさらに拡大した図である。
本発明の第2の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第2の実施例に係る液晶表示装置の平面図を示す図5におけるB−B’の断面図である。
本発明の第2の実施例に係る液晶表示装置の図5におけるコラムとその周辺を拡大した図である。
本発明の第3の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第3の実施例に係る液晶表示装置の図8におけるデータ線周辺の領域を拡大して示したものである。
本発明の第3の実施例に係る液晶表示装置のデータ線を覆うように配置されている共通電極がくり抜かれていない場合の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第4の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第4の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第5の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第5の実施例に係る液晶表示装置の図13におけるコラムとその周辺を拡大した図である。
本発明の第5の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第5の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第6の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
本発明の第6の実施例に係る液晶表示装置の平面図を示す図17におけるC−C’の断面図である。
本発明の第6の実施例に係る液晶表示装置の図17におけるコラムとその周辺を拡大した図である。
液晶表示装置の開口率と画素サイズの関係を示すグラフである。
従来技術の代表例として、特許文献1の図32、図36で示されている画素構造をそれぞれ(a)、(b)として示した平面図である。
従来技術の代表例として、特許文献2の図44で示されている画素構造を示した平面図である。
図22中の破線で囲んだ領域を拡大した図である。
図23における、ディスクリネーション、逆回転ドメイン、順回転ドメインの様子を示す平面図である。

0028

背景技術で示したように、IPS方式の横電界液晶表示装置においては、画素のサイズが小さくなると、開口率の低下が生じる。これらの課題を解決するために、画素を屈曲させずに画素内で液晶分子を2方向に回転させる画素構造が提案されているが、従来の構造では、本来開口部として利用できた領域が電極で占められるために透過率の低下が起こり、またあるいは、液晶分子が意図した方向とは逆の方向に回転するため透過率の低下や指押し跡として認識される表示不具合が課題として残ってしまう。

0029

そこで、本発明の一実施の形態では、各画素にデータ線または走査線に沿ってストリップ状画素電極を設け、ストリップ状画素電極より液晶層に近い層で走査線およびデータ線を少なくとも覆うように格子状の共通電極を設け、ストリップ状画素電極が複数本配置される場合は、ストリップ状画素電極間にさらにストリップ状共通電極を設け、ストリップ状共通電極の両端部は格子状の共通電極と接続し、ストリップ状画素電極の一方の端部に、ストリップ部より幅広の第1の矩形状画素電極をT字状に接続し、第1の矩形状画素電極側の共通電極で形成される開口部のコーナー部分が、第1の矩形状画素電極と重畳するようにしたり、ストリップ状画素電極の一方の端部に、ストリップ部より幅広の突起状画素電極を共通電極で形成される開口部外で接続し、突起状画素電極側の開口部のコーナー部分が、突起状画素電極側の両端の突起部と重畳するようにしたりする。

0030

また、走査線およびデータ線を少なくとも覆うように格子状の共通電極を設け、各画素に共通電極より液晶層に近い層で走査線またはデータ線に沿ってストリップ状画素電極を設け、ストリップ状画素電極が複数本配置される場合は、ストリップ状画素電極間にさらにストリップ状共通電極を設け、ストリップ状共通電極の両端部は格子状の共通電極と接続し、ストリップ状画素電極の一方の端部に、ストリップ部より幅広の矩形状画素電極をT字状に接続し、矩形状画素電極が共通電極で形成される開口部に張り出さずに共通電極と重畳するようにする。

0031

本発明の実施例1について、図1乃至図4を用いて説明する。図1は本発明の実施例1に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である(単位画素を破線で示す)。図2は、図1に示すA−A’部の断面図であり、液晶層、対向基板も図示している。図3は、図1におけるコラムとその周辺を拡大した図である。図4は、図3における画素の上側部分と下側部分をそれぞれさらに拡大した図である。図1乃至図4に示す実施例1を、以下詳細に説明する。

0032

第一の透明絶縁性基板11に、隣接する2本の走査線6と隣接する2本のデータ線5を境界とする画素が形成され、この画素には、1本のストリップ状画素電極2と、走査線6およびデータ線5を覆う格子状の共通電極1が形成され、ストリップ状画素電極2とデータ線5を覆っている共通電極1が交互に配置されており、共通電極1は、ストリップ状画素電極2より液晶9に近い層に形成される。ストリップ状画素電極2は、画素の中央部にデータ線5の延在方向に沿って配置され、さらに、長手方向が、データ線5を覆っている共通電極1より短く、且つ、ストリップ状画素電極2の一端には、矩形状の画素電極(第1の矩形状画素電極2b)が設けられ、T字状に接続されている。つまり、ストリップ状画素電極2の一方の端部には、ストリップ部より幅広の第1の矩形状画素電極2bがT字状に略垂直の関係で接続され、さらにこの第1の矩形状画素電極2bは共通電極1で形成される開口部28の2つのコーナー部分と重畳することになる。また、ストリップ状画素電極2の長手方向の他端側には、走査線6を覆っている共通電極1から開口部28側にはみ出すように設けられた共通電極(凸状共通電極1a)を有し、且つ、そのはみ出すように設けられた凸状共通電極1aを覆うように設けられ、該凸状共通電極1aより大きい矩形状の画素電極(第2の矩形状画素電極2a)がストリップ状画素電極2の他端に接続されている。つまり、ストリップ状画素電極2の他方の端部には、ストリップ部より幅広の第2の矩形状画素電極2aがT字状に接続され、凸状共通電極1aと重畳することになる。このときの液晶配向方位7は、ストリップ状画素電極2が延在する方向にとっている。

0033

ここで走査線6およびデータ線5を覆う共通電極1、凸状共通電極1a、ストリップ状画素電極2、第2の矩形状画素電極2a、第1の矩形状画素電極2bの詳細な位置関係について図3図4を用いて述べる。図3は、図1の画素内のコラムとその周辺を拡大して示したものである。図4は、図3に示す画素の上側部分と下側部分をそれぞれさらに拡大して示したものである。

0034

まず、図3について述べる。このような構造をした横電界方式の液晶表示装置において、両電極間電位差が生じたとき、横方向電界8が生じるが、これ以外にも、共通電極1と第2の矩形状画素電極2aおよび第1の矩形状画素電極2bが近接した領域での横方向電界21a、21bや、共通電極1および凸状共通電極1aと第2の矩形状画素電極2aおよび第1の矩形状画素電極2bから発せられるフリンジ電界22a、22bがある。本発明では、特にフリンジ電界22a、22bが重要となる。その理由として、液晶配向方位7は、横方向電界8の方向と垂直(90度)の関係にあり、この場合、初期配向状態にある液晶が、横方向電界8が生じたときにツイスト変形を起こそうとするが、図3で示す右側のコラムに存在する液晶は22aのフリンジ電界による変形開始のほうが早いためにフリンジ電界22aの影響が波及してiiの方向に変形する。左側のコラムに存在する液晶は同様にフリンジ電界22bに影響を受けiの方向に変形する。つまり、液晶配向方位7と横方向電界8の方向が垂直(90度)の関係でありながら、液晶のツイスト変形方向がストリップ状画素電極2と共通電極1から構成される2つのコラム各々で異なるようになる。

0035

補足すると、このときストリップ状画素電極2の右側のコラムに存在する液晶はiiの方向に変形するが、この方向と逆方向の横方向電界21aがコラム内に発生する。しかし、この横方向電界21aは、すぐ近傍にあるフリンジ電界22aと比較すると弱いために、横方向電界21aが働く領域に存在する液晶も、横方向電界21aの方向に変形を起こすことはなく、iiの方向に変形することになる。同様に、ストリップ状画素電極2の左側のコラムに存在する液晶はiの方向に変形するが、この方向と逆方向の横方向電界21bがコラム内に発生している。しかし、この横方向電界21bも、すぐ近傍にあるフリンジ電界22bと比較すると弱いために、横方向電界21bが働く領域に存在する液晶も、横方向電界21bの方向に変形を起こすことはなく、iの方向に変形することになる。また、厳密に言うと、本画素内で発生するフリンジ電界は、22a、22bの斜め方向以外にも、データ線5や走査線6が延在する方向にも存在するが、これらは液晶のツイスト変形方向には影響を与えないので、ここでは省略している。

0036

次に、図4について述べる。図4には、凸状共通電極1aと第2の矩形状画素電極2a、第1の矩形状画素電極2bを示している。第2の矩形状画素電極2aが凸状共通電極1aから張り出す距離d1と第1の矩形状画素電極2bの共通電極1からの張り出す距離d2は、少なくとも0または0より大きければよいが、ここでは、2μmとした。また、凸状共通電極1aの突き出す距離d3は、2〜3μmあれば十分であるが、ここでは5μmとし、幅d4は、3μmとした。

0037

以上のような画素構造を適用することにより、画素内における液晶のツイスト変形方向が異なるコラムが複数存在するために、屈曲させたマルチドメイン構造と同じような優れた視野角特性が得られ、さらに、図21図22で述べたように各電極の端部の形状が斜め方向に形成されないために開口領域の減少はなく、また、フリンジ電界22a、22bによって液晶ツイスト方向を制御しているので、指押し跡に強く、加えて高速応答も実現できるIPS方式の液晶表示装置を得ることが可能となる。

0038

また、本実施例では、共通電極1が画素電極2より液晶層に近い。共通電極1を液晶層に近い側にすることにより、画素電極2と共通電極1との間の絶縁膜を、共通電極1とデータ線5との間の層間絶縁膜と共通にすることができ、その結果、絶縁膜の形成回数を少なくすることができるため、より低コストで形成することができる。

0039

以上が、実施例1に関する構造の詳細な説明となるが、以下に製造方法の一例についても述べる。

0040

まず、第一の透明絶縁性基板11としてガラス基板上に、モリブデン合金からなる第一金属層スパッタ法により、300nmの厚さで形成させ、走査線6のパターンに加工する。

0041

次に、ゲート絶縁膜12として、酸化シリコンを100nm堆積させた後、PCVD(Plasma Chemical Vapor Deposition)法により、窒化シリコンを300nm、i−a−Si(intrinsic amorphous Silicon)を170nm、n−a−Si(n-type amorphous Silicon)を30nm、それぞれ連続的に堆積させる。i−a−Siとn−a−Siとの積層膜は、薄膜半導体層4となる部分を残して、エッチング除去する。

0042

次に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により、画素電極2を走査線6の延在方向に垂直(90度)な方向に、ストリップ状に40nmの厚さで形成する。またこのとき同時に、第2の矩形状画素電極2a、第1の矩形状画素電極2bも形成する。

0043

次に、第二金属層として、モリブデン合金の膜を300nm形成させ、データ線5、ソース電極3のパターンに加工する。データ線5は、ストリップ状画素電極2、第2の矩形状画素電極2a、第1の矩形状画素電極2bと重ならないように、かつストリップ状画素電極2と平行に配置される。また、ソース電極3は、第1の矩形状画素電極2bと一部重なる領域を持ち、電気的に導通されるように配置される。なお、TFT(Thin Film Transistor)は、走査線6の一部、ゲート絶縁膜12、薄膜半導体層4、データ線5の一部、およびソース電極3から構成される。

0044

次に、第二金属層をマスクとして、TFTの薄膜半導体層4の不要なn−a−Si層エッチングによって除去する。

0045

次に、パッシベーション膜13として、窒化シリコンを500nm堆積させる。

0046

次に、表示画面周辺に引き出された走査線6およびデータ線5の端子部で金属層を露出させるために、ゲート絶縁膜12、およびパッシベーション膜13の必要部分をエッチング除去する。

0047

次に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により、共通電極1を、走査線6およびデータ線5を覆うように厚さ80nmで形成する。またこのとき同時に、凸状共通電極1aも形成する。さらに共通電極1は、表示画面周辺部に第一の金属層および第二の金属層、またはいずれかの金属層によって形成された共通電極配線コンタクトホールを介して導通されるが、図による説明は省略している。また、走査線6を覆うように配置されている共通電極1は、TFTのチャネル部の直上は形成させないようにパターン加工してもよい。

0048

上述のようにして形成したTFT側の基板に、配向膜14を塗布、焼成する。一方、対向基板となる第二の透明絶縁性基板19には、ブラックマトリクス18、カラーフィルタとなる色層17、オーバーコート16、および、TFT側基板と対向基板との間に空間を確保させるための柱状スペーサ(図中には示していない)を形成し、更にその上に配向膜15を塗布、焼成する。そして、両基板の配向膜14、15に対し走査線6の延在方向に垂直(90度)な方向にラビング処理をし、液晶配向方位7をとり、両基板を貼り合せて、周辺をシールで固めて、中に液晶9を注入し、封孔する。液晶セルギャップは3.5μmになるようにし、屈折率異方性Δn=0.09、誘電率異方性Δε=10の液晶9(ポジ液晶)を用いる。液晶9の注入に際しては、十分に液晶9がセル内に入るように、注入時間を十分とって実施する。また、液晶セル内が所定の圧力となるように、加圧を行いながら、封孔を実施する。当然ながら、液晶滴下工法によって、両基板のラビング処理後に液晶9の充填、両基板の貼り合せ、周辺のシール固めの工程を行なうことも可能である。

0049

上述のようにして作製した液晶表示パネルのTFT側基板に、偏光軸が液晶のラビング方向となる液晶配向方位7に一致する偏光板10を貼り付け、対向基板にはクロスニコルとなるように偏光板20を貼り付ける。

0050

更に、周辺に必要な駆動ドライバ実装し、バックライト及び信号処理基板をしかるべき形に組み立てて、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する。

0051

この液晶表示装置は、IPS(In-Plane Switching)モードであり、ラビング方向にホモジニアス配向させた液晶を、データ線5に沿った共通電極1とストリップ状画素電極2の間に形成される基板に略平行な横方向電界8により、面内にツイスト変形させることで、画素ごとの透過光量を制御する。

0052

本実施例1では、解像度が横1024×RGB本、縦768本のXGAを適用した。画素サイズを69μmとし、データ線幅3μm、データ線上の共通電極幅9μm、画素電極幅3μmとした。この場合、ストリップ状画素電極2とデータ線5に沿った共通電極1の間隔は5.5μmとなる。

0053

上述したこれらの設定値は、本実施例1で適用している設定値であり、特に限定されるものではなく、適宜設定されるべき値である。例えば、本実施例1では、金属層にモリブデン合金を使用しているが、特にこれに限定されず、アルミニウム合金なども用いてよい。また、本実施例1では、薄膜半導体層4を形成後に、透明導電膜による画素電極2、ソース電極3およびデータ線5の形成、薄膜半導体層4の不要なn−a−Si層のエッチングの工程順で作製しているが、これに限定されず、例えば、薄膜半導体層4を形成後、ソース電極3およびデータ線5の形成、薄膜半導体層4の不要なn−a−Si層のエッチング、透明導電膜による画素電極2の形成、という工程順で作製してもよい。

0054

本発明の実施例2について、図5図6図7を用いて説明する。図5は本発明の実施例2に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である(単位画素を破線で示す)。図6は、図5に示すB−B’部の断面図であり、液晶層、対向基板も図示している。図7は、図6の画素内のコラムとその周辺を拡大して示したものである。図5図6図7に示す実施例2を、以下詳細に説明する。

0055

実施例1では、図1等で示すように、画素電極に透明導電膜を用いたが、これに対して実施例2では、図5図6図7に示すように画素電極を第二金属層で形成することを特徴としている。つまり、第二金属層のプロセスで、データ線5、ソース電極3、ストリップ状画素電極2c、第2の矩形状画素電極2d、第1の矩形状画素電極2eを同時に形成する。これにより、実施例1では必要であった画素電極を形成するための透明導電膜の成膜およびパターニングの工程を省略することが可能となり、タクト時間の減少、工数削減による低コスト化異物付着の機会減少による不良率低下などの効果が得られる。

0056

本発明の実施例3について、図8図9図10を用いて説明する。図8は本発明の実施例3に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図であり(単位画素を破線で示す)、図9は、図8におけるデータ線5周辺の領域を拡大して示したものである。図10は、データ線を覆う共通電極がくり抜かれていない場合の1画素の構成を示す平面図である(単位画素を破線で示す)。図8図9図10に示す実施例3を、以下詳細に説明する。

0057

実施例1では、ストリップ状画素電極2の延在方向はデータ線5の延在方向と平行に配置されているが、これに対して実施例3では、図8に示すようにストリップ状画素電極2の延在方向が走査線6の延在方向と平行に配置されることを特徴としている。また、必要に応じて、ストリップ状画素電極2を複数本配置させ、隣接するストリップ状画素電極2の略中間にストリップ状共通電極1bを配置させる。この場合、隣接する第1の矩形状画素電極2bは互いに接続され、ストリップ状共通電極1bの両端部は格子状に形成された共通電極1と接続される。ちなみに、図8においては、2本のストリップ状画素電極2と1本のストリップ状共通電極1bが配置されている場合を示しているが、ストリップ状画素電極2が3本以上配置され、隣り合うストリップ状画素電極2の間にストリップ状共通電極1bが各々配置されるようにしてもよい。

0058

さらに、液晶配向方位7は、ストリップ状共通電極1bとストリップ状画素電極2の延在する方向にとることにより、データ線5を覆うように配置されていた共通電極1にくり抜き領域23を設けることが可能となる。その理由を、図9を用いて説明する。図9は、図8におけるデータ線5周辺の領域を拡大して示したものである。液晶配向方位7は、データ線5の延在方向と垂直(90度)の関係となり、液晶の初期配向状態9aは、図9で示すようになる。このとき、データ線5に駆動信号が入力されたとき、データ線5と共通電極1との間には電界24が働くが、電界24の方向は液晶配向方位7と同じであるために、液晶はツイスト変形しない状態9cとなる。従って、共通電極のくり抜き領域23に存在する液晶は、データ線5に駆動信号が入力されてもツイスト変形を起こさないため、この領域からの透過は起こらず、画質の劣化を招くこともない。

0059

これにより、実施例3では、データ線5の上に共通電極1が配置される領域が減少し、データ線5と共通電極1の間で形成される容量も減少するため、意図しない容量カップリングを減少させる効果がある。その結果、データ信号の影響による共通電極電位揺らぎに起因する画質低下を抑制し、また負荷容量の低減による低消費電力化が可能となる。また、当然ながら、図10のようにデータ線5を覆うように配置されている共通電極1をくり抜かなくても表示素子としては問題ないことは言うまでもない。本実施例ではストリップ状画素電極2およびストリップ状共通電極1bは走査線6の延在する方向と平行に形成されているが、ストリップ状画素電極2およびストリップ状共通電極1bの延在方向をデータ線5の延在方向と平行に形成することも可能である。

0060

本発明の実施例4について、図11および図12を用いて説明する。図11および図12は本発明の実施例4に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である(単位画素を破線で示す)。図11および図12に示す実施例4を、以下詳細に説明する。

0061

実施例1ないし実施例3では、液晶配向方位7と横方向電界8が垂直(90度)の関係であることから、ポジタイプの液晶を適用する必要があるが、これに対して実施例4では、図11および図12に示すように液晶配向方位7と横方向電界8が平行の関係であることから、ネガタイプの液晶を適用する必要があることを特徴としている。図11および図12のような電極構造では、基板に垂直な方向の成分を持った電界もわずかながら発生させているが、ホモジニアス配向のネガタイプ液晶はこの垂直方向の電界に対して、変形を起こすことはほとんどない。したがって、ホモジニアス配向のネガタイプ液晶は、基板に平行な方向の電界に対してツイスト変形を起こすため、視野角特性に優れたIPS方式の液晶表示装置を得ることが可能となる。

0062

本発明の実施例5について、図13乃至図16を用いて説明する。図13は、本発明の実施例5に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図であり(単位画素を破線で示す)、図14は、図13の画素内のコラムとその周辺を拡大して示したものである。図15および図16は、本発明の実施例5に係る液晶表示装置の1画素の他の構成を示す平面図である(単位画素を破線で示す)。図13乃至図16に示す実施例5を、以下詳細に説明する。

0063

共通電極1は、データ線5と走査線6を覆うように配置されており、ストリップ状画素電極2は、画素の中央部にデータ線5の延在方向に沿って配置されている。また、共通電極1は、図で示す画素の上側で凸状の領域を有するように配置され、ストリップ状画素電極2は、画素の上側で凸状共通電極1aからはみ出すように第2の矩形状画素電極2aが配置される。また、図で示す画素の下側で共通電極1の開口部28のコーナー部分からはみ出る突起状の領域(突起部2g)を有した突起状画素電極2fが形成され、ストリップ状画素電極2と接続される。図13および図14で示すように、突起状画素電極2fとストリップ状画素電極2とは共通電極1の開口部28外で接続されている。このような構造にすることで、図で示す画素の下側でストリップ状画素電極2と走査線6を覆う共通電極1の交わる方向は略垂直の関係となる。また、本実施例ではストリップ状画素電極2と突起状画素電極2fを接続させるための電極を矩形状にしているが、この形状は矩形状である必要はない。

0064

このような構造をした横電界方式の液晶表示装置において、コラム上側の液晶の変形の様子は実施例1で述べた内容と同様であるが、コラム下側では、共通電極1と突起状画素電極2fが近接した領域での横方向電界21a、21bや、共通電極1と突起状画素電極2fから発せられるフリンジ電界22a、22bがある。左側のコラムに存在する液晶は、22bのフリンジ電界に影響を受けiの方向に変形する。フリンジ電界22bの近傍に横方向電界21bが発生するが、フリンジ電界22bと比較すると弱いために、横方向電界21bが働く領域に存在する液晶も、横方向電界21bの方向に変形を起こすことはなく、iの方向に変形することになる。さらに、左側のコラム下側では、共通電極1とストリップ状画素電極2が近接した領域で横方向電界21aが発生するが、この電界は、左側コラム内の液晶がiの方向に変形することをさらに強める効果がある。同様に、右側のコラムに存在する液晶は、22aのフリンジ電界に影響を受けiiの方向に変形する。フリンジ電界22aの近傍に横方向電界21aが発生するが、フリンジ電界22aと比較すると弱いために、横方向電界21aが働く領域に存在する液晶も、横方向電界21aの方向に変形を起こすことはなく、iiの方向に変形することになる。さらに、右側のコラム下側では、共通電極1とストリップ状画素電極2が近接した領域で横方向電界21bが発生するが、この電界は、右側コラム内の液晶がiiの方向に変形することをさらに強める効果がある。

0065

本実施例の特徴は、共通電極1の角の部分から僅かでも開口部28側にはみ出る突起部2gを有することであり、この突起部2gの形状は特に矩形である制約はない。また、本実施例では、突起状画素電極2fがT字の交差部の両側で凹部を有している場合について示したが、凹部は片側のみに設けられていてもよい。さらに、本実施例は、実施例2のように、データ線5を形成する第二金属層のプロセスで、ストリップ状画素電極2、突起状画素電極2f、第2の矩形状画素電極2dが形成される場合(図5の場合)に適用することができる。また、実施例3のように、ストリップ状画素電極2が走査線6の延在する方向と平行に形成されている場合や、図15および図16に示すように複数本(図では2本)のストリップ状画素電極2の略中間にストリップ状共通電極1bを配置し、隣接する突起状画素電極2fを互いに接続し、ストリップ状共通電極1bの両端部を共通電極1に接続する場合(データ線5を覆う共通電極1がくり抜かれている場合といない場合の双方を含む。)に適用することもできる。また、実施例4のように、液晶配向方位7と横方向電界8が平行の関係になる場合(図11または図12の場合)に適用することもできる。

0066

本発明の実施例6について、図17図18図19を用いて説明する。図17は本発明の実施例6に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である(単位画素を破線で示す)。図18は、図17に示すC−C’部の断面図であり、液晶層、対向基板も図示している。また、図19は、図17の画素内のコラムとその周辺を拡大して示したものである。図17図18図19に示す実施例6を、以下詳細に説明する。

0067

実施例1では画素電極2とデータ線5を同層に形成しているためパターン崩れによって短絡する恐れがあるが、実施例6では、画素電極2とデータ線5の短絡を抑制するため、画素電極は、共通電極1より上側に配置され、また、共通電極1上には、透明絶縁膜26が形成される。さらに、パッシベーション膜13および透明絶縁膜26にコンタクトホール25を設け、ストリップ状画素電極2とソース電極3との導通をとる。これにより、画素電極とデータ線5の短絡による表示画質の低下を抑制させることが可能となる。また、ストリップ状画素電極2は、図で示す画素下側に矩形状画素電極2hを共通電極1上に、かつ、はみ出さないように形成させる。この矩形状画素電極2hとソース電極3を、コンタクトホール25を介して導通をとることも可能である。また、図で示す画素上部では、ストリップ状画素電極2は、共通電極1上に重なるように配置される。

0068

このような構造をした横電界方式の液晶表示装置において、コラム上側の液晶の変形の様子は、左側のコラムでは、横方向電界21bが発生し、コラム内の液晶がiiの方向に変形することを促進させ、右側のコラムでは、横方向電界21aが発生し、コラム内の液晶がiの方向に変形することを促進させる。また、コラム下側の液晶の変形の様子は、左側のコラムでは、フリンジ電界22aが発生し、コラム内の液晶がiiの方向に変形することを促進させ、右側のコラムでは、フリンジ電界22bが発生し、コラム内の液晶がiの方向に変形することを促進させる。またフリンジ電界22a近傍に発生する横方向電界21aは、フリンジ電界22aと比較すると弱いために、横方向電界21aが働く領域に存在する液晶も、横方向電界21aの方向に変形を起こすことはなく、iiの方向に変形することになる。同様にフリンジ電界22b近傍に発生する横方向電界21bは、フリンジ電界22bと比較すると弱いために、横方向電界21bが働く領域に存在する液晶も、横方向電界21bの方向に変形を起こすことはなく、iの方向に変形することになる。

0069

製造方法としては、実施例1で示した薄膜半導体層4を形成させる工程までは同じであり、次に、ソース電極3およびデータ線5を、モリブデン合金を用い300nm形成させ、薄膜半導体層4の不要なn−a−Si層のエッチングを行った後に、パッシベーション膜13として窒化シリコンを300nm堆積させる。

0070

次に、共通電極1を形成し、その後、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により、共通電極1を走査線6、およびデータ線5を覆うように、厚さ80nm形成させ、パターン加工する。

0071

次に、透明絶縁膜26を窒化シリコン膜300nmで形成し、その後、パッシベーション膜13および透明絶縁膜26にコンタクトホール25をソース電極3上に形成させ、同時に、表示画面周辺に引き出された走査線6およびデータ線5の端子部で金属層を露出させるために、ゲート絶縁膜12、パッシベーション膜13および透明絶縁膜26の必要部分をエッチング除去する。

0072

次に、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により、画素電極2を走査線6の延在方向に垂直な方向にストリップ状に300nmの厚さで形成する。また、共通電極1は、表示画面周辺に第一の金属層および、または第二の金属層によって形成された共通電極配線とコンタクトホール、および、上層の透明導電膜を介して導通させているが、図による詳細は省略している。

0073

本実施例では、上述のように、画素電極2が共通電極1より液晶層に近い。画素電極2を液晶層に近い側にするために、画素電極2とデータ線5との間に絶縁膜が形成されることにより、画素電極2もしくはデータ線5のパターン崩れに伴う画素電極2とデータ線5の短絡を防止することができる。また、本実施例ではストリップ状画素電極2はデータ線5の延在する方向と平行に形成されているが、実施例3で述べたようにストリップ状画素電極2の延在方向を走査線6の延在方向と平行に形成することも可能である。また、実施例4のように、液晶配向方位7と横方向電界8が平行の関係になる場合(図11または図12の場合)に適用することもできる。

実施例

0074

以上、上記各実施例を参照して本発明を説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細については、当業者が理解し得るさまざまな変更を加えることができる。したがって、本発明は、上述してきたように画素サイズが小さい(特に、画素サイズ(画素の長辺の長さ)が100μm以下)場合に効果的であるが、必ずしもこれに限定される訳ではなく、比較的画素サイズが大きくても、指押し跡対策としてこの技術は使えることは言うまでもない。また、本発明には、上記各実施形態の構成の一部又は全部を相互に適宜組み合わせたものも含まれる。

0075

本発明は、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及び該液晶表示装置を表示装置として利用する任意の機器利用可能である。

0076

1共通電極
1a 凸状共通電極
1bストリップ状共通電極
2 ストリップ状画素電極(画素電極)
2a 第2の矩形状画素電極
2b 第1の矩形状画素電極
2c ストリップ状画素電極(第二金属層)
2d 第2の矩形状画素電極(第二金属層)
2e 第1の矩形状画素電極(第二金属層)
2f突起状画素電極
2g 突起部
2h 矩形状画素電極(画素電極が共通電極より液晶層に近い場合)
3ソース電極
4薄膜半導体層
5データ線
6走査線
7液晶配向方位
8横方向電界
9液晶
9a 液晶の初期配向状態
9b 液晶のツイスト変形した状態
9c 液晶のツイスト変形しない状態
10入射側偏光板
11 第一の透明絶縁性基板
12ゲート絶縁膜
13パッシベーション膜
14、15配向膜
16オーバーコート
17色層
18ブラックマトリクス
19 第二の透明絶縁性基板
20出射側偏光板
21a、21b (共通電極と画素電極が近接した箇所での)横方向電界
22a、22bフリンジ電界
23 共通電極くり抜き領域
24 (共通電極とデータ線の間に生じる)電界
25コンタクトホール
26 透明絶縁膜
27単位画素
28 開口部
101 共通電極
102 画素電極
103 電界
104 電界
105共通電極配線
106データ配線
107 ソース電極
108ドレイン電極
109アモルファスシリコン(TFTチャネル領域
110 走査線(ゲート配線
111 ブラックマトリクス境界部
112半導体層LTPS
113スルーホール
114 (電界103と異なる方向の)フリンジ電界
115 (電界104と異なる方向の)フリンジ電界
116ディスクリネーション
117逆回転ドメイン
118 順回転ドメイン

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