JP2009122595A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】視野角の指向性が小さく、かつ、輝度の高いＩＰＳ方式の液晶表示装置を実現する。
【解決手段】櫛歯電極１１０１とスリット１１２とを有する画素電極１１０の下側には図示しない面状の共通電極が形成されている。画素電極１１０に映像信号が印加されると、画素電極１１０に形成されたスリット部１１２を介して、共通電極との間に電界が発生し、液晶分子を制御する。スリット１１２の端部において、異常ドメインが発生して液晶の透過率が低下する現象を低減するために、両端が閉じたスリットと、片側の端部のみが開放されたスリットとが交互に並んで配列されている構造とする。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶表示装置に係り、特に視野角特性および輝度特性の優れた横電界方式の液晶表示装置に関する。

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、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とが対向して設置され、ＴＦＴ基板と対向基板との間に液晶が挟持されている。そして液晶分子を駆動することで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。

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を少なくとも一部に含んだ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。

ＩＰＳ方式は優れた視野角特性を有しているが、同一基板、すなわち、ＴＦＴ基板に画素電極と共通電極（対向電極ともいう）とを有していることから、画素電極がＴＦＴ基板に存在し、共通電極が対向基板に存在するいわゆるＴＮ方式には無い課題も有している。

ＩＰＳ方式にも色々な態様がある。その一つは、画素電極と対向電極とをそれぞれ櫛歯状の電極とし、双方を交互に並べて配置する構成である。この構成では、櫛歯の先端は開放されており、かつ、画素電極の櫛歯の開放端と対向電極の櫛歯の開放端とが同じ側に配置されているので、櫛歯の開放端から、他の電極あるいは、配線の電位の影響を受け易い。特に櫛歯の開放端に近接して走査線が配置されている場合には、走査線の電位の影響を受け易い。

「特許文献１」には、画素電極あるいは共通電極の櫛歯状の電極の解放端の幅を大きくして、走査線の電位の影響が櫛歯内の液晶を制御する領域に浸透することを防止した構成が記載されている。

ＩＰＳ方式は他の液晶駆動方式に比べて優れた視野角特性を有しているが、完全ではない。例えば、画面の１方向から見た場合と、他の方向から見た場合とでは、色合いが微妙に変化する。この色合いの変化は他の液晶駆動方式よりも軽微であるが、改良の余地がある。

「特許文献２」には、１画素内で、櫛歯状の画素電極と櫛歯状の共通電極とをくの字形に屈曲させることによって、１画素内で、液晶の回転方向を２つの方向とすることによって視野角の指向性を軽減する構成が記載されている。しかし、画素電極等をくの字状に屈曲させることによって、特に櫛歯の根元において、異常な電界が発生して液晶を制御出来ない場所を生ずる。「特許文献２」では、画素電極等の櫛歯の根元の電極形状を工夫することによって、この異常な電界を軽減し、透過率の減少を抑える構成が記載されている。

ＩＰＳ方式の他の問題点は、画素電極と共通電極とが同じ基板、すなわち、ＴＦＴ基板に存在しているために、バックライトからの透過率が低下するということである。すなわち、いわゆるＴＮ方式等では、画素電極はＴＦＴ基板に存在しているが、共通電極は対向基板に存在しているために、電極によって遮光される面積はＩＰＳ方式よりも小さく出来る。

この問題を解決するために、次のようなＩＰＳ方式が存在する。すなわち、画素電極と共通電極とを別な層に設け、画素電極は櫛歯電極（櫛歯状電極、あるいは、櫛歯状の電極と称する場合もある）とスリットとを有し、共通電極は面状の電極とする。櫛歯電極は先端が閉じており、櫛歯電極と共通電極との間に発生する電界によって液晶分子を制御して画像を形成する。画素電極および、共通電極に透明電極を使用することによって、透過率が大幅に向上し、ＴＮ方式等に比較しても遜色ない透過率とすることが出来る。

このような構成にすることによって、従来のＩＰＳに比較して透過率は大幅に向上するが、依然改良の余地がある。すなわち、先端が閉じた櫛歯の先端において、液晶が制御出来ない領域が発生し、この部分で透過率が減少する現象である。

「非特許文献１」には、この問題を解決するために、画素電極に形成されたスリットを全て開放端とし、かつ櫛歯の形状を蟹の足のような形状とすることによって透過率の減少を防止する構成が記載されている。

特開２０００−２９２８０２号公報 特開２００３−２８００１７号公報 Ｙ．Ｂ．Ｌｅｅ，ｅｔ．ａｌ． ＩＤＷ ’０６ ＬＣＴ５−４，Ｐ６２７−６３０

本発明の課題は、透明電極によって形成する画素電極と透明電極によって形成する共通電極とを別な層に設け、画素電極１１０は櫛歯状とし、共通電極は面状の電極とするＩＰＳ方式において、さらに透過率の向上を図ることである。このような構成のＩＰＳの画素電極の１例を図１７に示す。

図１７において、画素は横向きの台形である。この台形の画素内にスリット１１２が形成されている。このスリット１１２と隣りのスリット１１２との間が櫛歯状電極１１０１となる。このスリット１１２の端部、すなわち、図１７のＡで示す領域において、特殊な向きの電界が発生し、画素電極１１０に映像信号を加えても液晶分子１１３が動かない現象を生ずる。このため、Ａ領域の分だけ透過率が減少することになる。

「非特許文献１」には櫛歯電極を左右で交互に開放する、言い換えれば、櫛歯電極を一本の蛇行した線状の電極にすることと、櫛歯電極の形状を蟹の足状にすることによって、Ａ領域における透過率の減少を防止する構成が記載されている。しかし、「非特許文献１」に記載の構成では、電極が一本であるために、画素電極の段線の恐れが大きい。また、画素電極を蟹足状とすることは、画素電極の形状が複雑化して、製造歩留まりの低下を生ずる。また、蟹足状の部分で、意図したほど透過率が向上しないという現象を生ずる。

本発明は、画素電極の断線に対する信頼性を維持しつつ、かつ、製造歩留まりを低下させることなく、ＩＰＳ方式の液晶表示装置の透過率を向上させることである。

本発明は上記課題を克服するものであり、スリットと櫛歯状の電極とを有する画素電極において、両端が閉じたスリットと、片側の端部のみが開放されたスリットとが交互に並んで配列されている。あるいは、前記スリットの端部において前記櫛歯状電極に切り欠きを形成する。具体的な手段は下記の通りである。

（１）ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板は、面状の第１の電極と、前記第１の電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上に前記第１の電極に重畳して形成された第２の電極とを有し、前記第２の電極は、スリットと櫛歯状の電極とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差によって発生する電界で前記液晶を駆動し、前記スリットは、両端が閉じたスリットと、片側の端部のみが開放されたスリットとが交互に並んで配列されていることを特徴とする液晶表示装置。

（２）１つの画素内において、前記片側の端部のみが開放されたスリットは、一方の端部側で開放されたスリットと、他方の端部側で開放されたスリットとが、前記両端が閉じたスリットを介して、交互に配置されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（３）１つの画素内において、前記片側の端部のみが開放されたスリットは、一方の端部側で開放されたスリットと、他方の端部側で開放されたスリットとの両方が存在することを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（４）１つの画素内において、前記片側の端部のみが開放されたスリットは、それぞれ同じ一方の端部側でのみ開放されていることを特徴とする（１）に記載の液晶表示装置。

（５）ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板は、面状の第１の電極と、前記第１の電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上に前記第１の電極に重畳して形成された第２の電極とを有し、前記第２の電極は、スリットと櫛歯状の電極とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差によって発生する電界で前記液晶を駆動し、前記櫛歯状の電極は、一方の端部側では前記スリットと一体になった切り欠きが形成されて前記櫛歯状の電極の他方の端部側よりも幅が細くなっていることを特徴とする液晶表示装置。

（６）前記スリットは、両端が閉じたスリットと、片側の端部のみが開放されたスリットとが交互に並んで配列されていることを特徴とする（５）に記載の液晶表示装置。

（７）ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置であって、前記ＴＦＴ基板は、面状の第１の電極と、前記第１の電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上に前記第１の電極に重畳して形成された第２の電極とを有し、前記第２の電極は、スリットと櫛歯状の電極とを有し、前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差によって発生する電界で前記液晶を駆動し、前記櫛歯状の電極は、それぞれ長手方向に延在し前記スリットを間に挟んで互いに対向する第１の辺と第２の辺とを有し、少なくとも一方の端部において、前記第１の辺と前記第２の辺とのうちの一方の辺にのみ前記スリットと一体になった切り欠きが形成され、前記第１の辺と前記第２の辺とのうちの他方の辺は屈曲せず直線状になっていることを特徴とする液晶表示装置。

（８）前記櫛歯状の電極は、両端部において、前記一方の辺にのみ前記スリットと一体になった前記切り欠きが形成されていることを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。

（９）前記櫛歯状の電極は、片方の端部のみにおいて、前記一方の辺にのみ前記スリットと一体になった前記切り欠きが形成されていることを特徴とする（７）に記載の液晶表示装置。

本発明では、櫛歯状電極とスリットとを有する画素電極と、面状の共通電極とが、絶縁膜を介して重畳されたＴＦＴ基板を有するＩＰＳ方式の液晶表示装置において、スリット端部における異常ドメイン、すなわち、画素に印加される映像信号によって液晶が制御されない領域を少なくすることが出来るために、液晶表示装置の透過率を向上させることが出来、輝度の高い液晶表示装置を得ることが出来る。

本発明の具体的な実施例を説明する前に、本発明が適用されるＩＰＳ方式液晶表示装置（以後ＩＰＳという）の構造について説明する。図１は本発明が適用されるＩＰＳのＴＦＴ付近の断面図である。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１０１１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。

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によって形成されている。ａ−ＳｉはプラズマＣＶＤによって形成される。ａ−Ｓｉ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上にソース電極１０４とドレイン電極１０５が形成される。ソース電極１０４は映像信号線が兼用し、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。

ＴＦＴを覆って無機パッシベーション膜（絶縁膜）１０６がＳｉＮなどの無機絶縁膜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（絶縁膜）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。

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とが接続する部分にスルーホール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、スルーホールを形成することが出来る。

有機パッシベーション膜１０７の上には共通電極（対向電極）１０８が形成される。共通電極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で形成される。すなわち、共通電極１０８は面状に形成される。共通電極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とを導通するためのスルーホール部だけは共通電極１０８をエッチングによって除去する。

共通電極１０８を覆って上部絶縁膜１０９がＳｉＮによって形成される。上部電極が形成された後、エッチングによってスルーホールを形成する。この上部絶縁膜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、上部絶縁膜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にも形成される。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とが導通し、映像信号が画素電極１１０に供給されることになる。

画素電極１１０は、後で述べるように、両端が閉じた櫛歯状の電極である。櫛歯状の電極と櫛歯状の電極との間はスリット１１２となっている。共通電極１０８には一定電位（基準電位あるいは共通電位ともよばれる）が印加され、画素電極１１０には映像信号に応じた電位が印加される。画素電極１１０に電位が印加されると図１に示すように、電気力線が発生して液晶分子１１３を電気力線の方向に回転させてバックライトからの光の透過を制御する。すなわち、共通電極１０８と画素電極１１０との間の電位差によって発生する電界で液晶分子１１３を駆動する。画素毎にバックライトからの光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１１３を配向させるための配向膜が形成されるが、図１では省略されている。

以下の実施例では、有機パッシベーション膜１０７の上に、面状に形成された共通電極１０８が配置され、上部絶縁膜１０９の上に櫛歯電極１１０１を有する画素電極１１０が配置されているとして説明する。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、上部絶縁膜１０９の上に櫛歯状の共通電極１０８が配置される場合にも本発明を同様に適用することが出来る。

図２は実施例１のＴＦＴ基板１００における画素の配置を示す平面図である。図３は図２における画素ＡＡの拡大図である。図６は図２における画素ＢＢの拡大図である。画素ＡＡと画素ＢＢは対称な関係となっている。図７は図２のＢ部の拡大透視図である。

図２では、図を複雑化しないために、画素電極１１０および走査線１０１１のみを記載している。図２において、画素は横向きの台形である。従来、画素は映像信号線１０４１及び走査線１０１１によって囲まれた領域で定義されていたが、本実施例では、画素は画素電極１１０そのものによって定義されている。画素は縦方向には、画素ＡＡと画素ＢＢが連続して配置されており、稠密構造となっている。また、画素は横方向にも、画素ＡＡと画素ＢＢが連続して配置されており、稠密構造となっている。

画素は縦方向の上下の境界は、走査線、あるいは、容量線によって区画されていない。すなわち、画素の上下の境界には遮光膜は存在していない。したがって、画素の上下端まで画像形成に使用出来るために、透過率の高い、したがって、輝度の高い液晶表示装置を実現することが出来る。

図２に示すように、各画素の外形は横向きの台形である。図２において、台形の辺に沿ってスリット１１２が形成されている。言い換えれば、台形の辺と同じ傾きで櫛歯電極１１０１が形成されている。したがって、画素電極１１０の上半分の領域と下半分の領域とでは画素電極１１０の傾きが逆である。このために、次に説明するように、視野角の指向性を無くすことが出来る。

画素電極１１０に映像信号に応じた電位が印加されると、図１で説明したように、スリット１１２を通して画素電極１１０から上部絶縁膜１０９を介して下方に存在している面状の共通電極１０８に電気力線が発生し、この電気力線に沿って液晶が回転するために、画素を透過するバックライトからの光が制御されて画像が形成されることになる。

本実施例においては、液晶の配向軸の方向は、図２の矢印ＡＬで示すように、横方向である。画素電極１１０に映像信号に応じた電位が印加されると、櫛歯状の画素電極１１０の向きが逆であるので、画素電極１１０の上側と下側とでは、液晶の回転方向が逆になる。このために、液晶分子１１３が特定方向にのみ回転する場合に比較して、視野角の指向性を軽減することが出来る。

一方、画素の上方と下方では、櫛歯電極１１０１の傾きが逆であるために、画素の縦方向の中央では、画像形成に寄与しない領域が形成される。本実施例ではこの部分に走査線１０１１を延在させることによって画素全体としての透過率の減少を防止している。本実施例においては、走査線１０１１は横方向に直線状に延在している。

図３は図２における画素ＡＡの画素電極１１０の拡大図である。図３は画素電極１１０のみを記載している。図３において、画素電極１１０のスリット１１２は一つおきに（２つに１つの割合で）その端部が解放されている。すなわち、両端が閉じたスリット１１２と、片側の端部のみが開放されたスリット１１２とが交互に並んで配列されている。ただし、スリット１１２の開放されている端部は台形の画素電極１１０の交互に別な辺に形成されている。したがって、１つの画素電極１１０内では、全ての櫛歯電極１１０１は導通している。先端が開放された部分では、特殊な電界によって液晶が画素電極１１０の電位によって制御出来ない領域（以後異常ドメインという）は発生しない。したがって、この分、透過率を上げることが出来る。

スリット１１２の一端が開放されているということは、その分、櫛歯電極１１０１による電界が他の電極の影響を受け易い、あるいは、液晶表示装置を外部から押した場合に発生するいわゆる押しドメインと称する現象が生じ易くなる。しかし、画素電極１１０の一方の辺では、スリット１１２が開放されている部分はスリット４個あたり１個の割合になるので、影響は軽微である。

一方、図３においては、４個の櫛歯電極１１０１は片方において共通に接続しているので、櫛歯電極１１０１の１個に断線が生じても画素電極１１０に映像信号が供給されないということは無い。これは信頼性上非常に重要である。

図４は図３の変形例である。図４において、画素電極１１０は、左側において全て接続しており、右側において、櫛歯電極１１０１（スリット１１２）が開放されている部分と閉止されている部分が交互に存在している。図５は図３の他の変形例である。図５において、画素電極１１０は右側において全て接続しており、左側において、櫛歯電極１１０１（スリット１１２）が開放されている部分と閉止されている部分が交互に存在している。図４に示す例も図５に示す例も図３と同様な効果を奏する。

図６は図２における画素ＢＢの画素電極１１０の拡大図である。図６は画素電極１１０のみを記載している。図６の画素電極１１０は図３の画素電極１１０と対称な関係となっており、効果は図３と同様である。また、断線に対する信頼性も図３と同様である。なお、図６の画素電極１１０も図３と対応する図４あるいは図５のように、櫛歯電極１１０１の左側のみあるいは右側のみを全て接続し、反対側において、櫛歯電極１１０１（スリット１１２）が開放された部分と閉止された部分が交互に存在するようにしても良い。

図３〜図６に示すように、本実施例では画素電極１１０の形状を複雑化する必要が無い。したがって、製造歩留まりを低下させることは無い。本実施例の特徴は、断線に対する信頼性を低下させることなく、また、製造歩留まりを低下させることなく、透過率を上げることが出来るという点である。また、スリット１１２の両端が閉じているものが存在するため、押しドメインに対しても対策されている。

図７は、図２のＢ部の拡大透視図である。図７において、ゲート電極１０１および走査線１０１１が一点鎖線で示されている。走査線１０１１の幅が広くなっている部分がゲート電極１０１となる。ゲート電極１０１の上には、図示しないゲート絶縁膜１０２を介して、点線で示す半導体層１０３が形成されている。図７における半導体層１０３の形状は長方形である。半導体層１０３の左側にはソース電極１０４が設置されているが、この場合のソース電極１０４はハッチングが施された映像信号線１０４１が兼用している。

半導体層１０３の右側には点線で示すドレイン電極１０５が設置されている。ドレイン電極１０５はソース電極１０４と対向して、半導体層１０３に重畳している部分は長方形であるが、さらに右側に延在している部分は擬似八角形状である。有機パッシベーション膜１０７に形成されたスルーホールの孔よりもドレイン電極１０５を大きく形成するためである。なお、図７において、図が複雑になるのを防ぐために、有機パッシベーション膜１０７および上部絶縁膜１０９に形成されたスルーホールの形状は記載していない。

図７において、ソース電極１０４をドレイン電極１０５とが対向している部分の間隙ＣがＴＦＴのチャネル部となる。擬似八角形に形成されたドレイン電極１０５のほぼ中央部に、やはり平面が擬似八角形に形成された無機パッシベーション膜１０６に形成されたスルーホール１１１が存在している。このスルーホール１１１は上部絶縁膜１０９および有機パッシベーション膜１０７に形成されたスルーホール内に形成されている。

ソース電極１０４あるいはドレイン電極１０５の上には、図示しない、無機パッシベーション膜１０６、有機パッシベーション膜１０７、共通電極１０８、上部絶縁膜１０９を介して、画素電極１１０が形成されている。なお、共通電極１０８は、スルーホール周辺を除いて面状に形成されているので、図５では記載していない。

図７に示すように、櫛歯電極１１０１と櫛歯電極１１０１との間にはスリット１１２が形成されている。櫛歯電極１１０１に電位が印加されると、櫛歯電極１１０１からスリット１１２を通して、下方の共通電極１０８に電気力線が向かい、電気力線の一部が液晶をスリット１１２および櫛歯電極１１０１の境界の液晶分子１１３を回転させてバックライトからの光を制御して画像を形成する。

図８は図２に示すＴＦＴ基板１００に対向する対向基板２００をＴＦＴ基板１００側から見た図である。図８は、縦方向には、ほぼ１画素分の表示となっているが、実際は、赤フィルタＲ、緑フィルタＧ、青フィルタＢがストライプ状に形成されている。図２に示す画素配置においては、縦方向には同一の色を表示する画素が配置されている。したがって、縦方向の混色については考慮する必要が無い。

図８において、対向基板２００に形成された遮光膜２０１が点線で示されている。遮光膜２０１はカラーフィルタよりもガラス基板側に形成されているので、点線で表示されている。遮光膜２０１は黒色の樹脂で形成されており、画像のコントラストの向上に資する。なお、遮光膜２０１はＣｒのような金属で形成しても良い。

遮光膜２０１はカラーフィルタの境界に沿って縦方向にストライプ状に形成されている。本発明では、遮光膜２０１は横方向には、ＴＦＴ基板１００のＴＦＴが形成される部分に対応する領域、およびドレイン電極１０５が形成される部分に対応する領域のみに形成されているものが存在する。すなわち、本実施例では、横方向の遮光膜２０１は縦方向の遮光膜２０１を橋絡していないものが存在する。一方、従来構造の遮光膜２０１は、画素の境界に沿って横方向に連続して形成されている。すなわち、縦方向の遮光膜２０１をすべて橋絡している。したがって、本発明においては、対向基板２００の遮光膜２０１の形成されている面積は従来の液晶表示装置の場合に比して小さい。これによって、本発明においては、バックライトの遮光を少なくして輝度を向上することが出来る。

図８においては、緑フィルタＧおよび青フィルタＢにおいて、横方向の遮光膜２０１は縦方向の遮光膜２０１を橋絡しておらず、切れた状態となっている。この部分では、ＴＦＴ基板１００において、走査線１０１１が延在しているので、バックライトの遮光は走査線１０１１で受け持つ。このような構成とすることによって透過率を向上させている。

一方、赤フィルタＲにおいては、遮光膜２０１は繋がっている。すなわち、縦方向の遮光膜２０１を橋絡している。赤フィルタＲにおける遮光膜２０１上に、柱状スペーサ２０２を設置するためである。柱状スペーサ２０２はＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間の間隔を所定の値に保つために設置される。図８における柱状スペーサ２０２は横長の長円となっている。

柱状スペーサ２０２は、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間の間隔を一定に保つためには、ある程度の断面積が必要である。柱状スペーサ２０２を横長とすることによって、遮光膜２０１の縦方向の幅を大きくすることなく、したがって、透過率を減少させることなく、柱状スペーサ２０２の断面積を確保することが出来る。なお、柱状スペーサ２０２は横長であれば、長円に限らず、楕円、長方形等でも良い。

また、縦方向に並ぶ２つの画素の境界、すなわち、横向きの台形の斜辺に相当する部分の境界には、遮光膜２０１を形成していない。これによって、さらに開口率を向上させることができる。尚、縦方向に並ぶ２つの画素は同じ色のカラーフィルタに対応するため、混色の問題は発生しない。

図９は本実施例の他の形態である。図９が実施形態１を示す図２と異なる点は、横方向には同じ向きの台形の画素が配列されていることである。一方、縦方向には図３に示す画素電極１１０と図６に示す画素電極１１０とが交互に配置され、稠密構造となっている。したがって、本実施形態を示す図９においても、図２と同様、縦方向、横方向とも稠密構造となっている。

図９に示すように、本実施形態においても、実施形態１で使用した図３に示す画素電極１１０と図６に示す画素電極１１０を使用し、かつ、稠密構造で配列しているので、実施形態１と同様の効果を得ることが出来る。

もちろん、図４や図５で説明した画素電極１１０のような構造としても良い。

尚、実施例１におけるスリット１１２の端部を開放したことによる効果は、台形の画素に限定されるものではないので、通常の長方形の形状の画素に適用しても良い。

図１０は本発明の第２の実施例を示す平面図である。図１０は画素の配置を示し、図１１が画素電極１１０の拡大図であり、図１２は画素電極１１０の端部の拡大図である。図１０において、画素は走査線１０１１および映像信号線１０４１によって区画されている。画素電極１１０は長方形（但し、スルーホール周辺は部分的に凹凸あり）であり、櫛歯電極１１０１（スリット１１２）が縦方向に延び、先端は閉じている。なお、図１０のような、画素配置であってもＴＦＴ付近の断面構成は図１と同様である。なお、図１０の配向方向は矢印ＡＬで示す方向である。図１０においては、配向方向は長方形の画素電極１１０の長軸方向から若干傾いた方向であるが、この方向に限らず、画素電極１１０の短軸方向以外であれば良い。

画素電極１１０がこのような形状であっても、櫛歯電極１１０１（スリット１１２）の先端が閉じた部分において、電界が異常な方向を向く領域があり、この部分で異常ドメインを発生する。これによって透過率が減少する。本実施例はこの異常ドメインを無くすために、櫛歯電極１１０１の先端部分の電極形状を図１１に示すように特殊な形状としている。

図１１において、櫛歯電極１１０１の先端にはスリット１１２と一体になった切り欠きＤを形成している。この切り欠きＤによって、異常ドメインは切り欠きＤ内に収まり、切り欠きＤ以外のスリット１１２の端部まで表示に寄与させることができる。画素電極１１０（櫛歯電極１１０１）と重なる部分はもともと電界がかかりにくく表示に寄与しにくい部分であったため、その部分に異常ドメインを移動させたとしてもその部分での透過率の低下は起こらない。したがって、櫛歯電極１１０１先端においても透過率を低下させず、スリット１１２の先端部分の透過率を向上させることができる。尚、スリット１１２は両端が閉じた形状であるため、押しドメインの対策にもなっている。

図１２は図１１に示す画素電極１１０の櫛歯の先端部の形状の拡大図である。図１２において、櫛歯電極１１０１の先端は傾斜を持った切り欠きＤが形成されている。このような切り欠きが存在することは、櫛歯電極１１０１の断線には不利である。しかし、仮に、櫛歯電極１１０１の一箇所に断線が生じた場合であっても、本構成では、他の部分、すなわち、図１１に示す下方において、櫛歯は接続しているので、その櫛歯に映像信号が印加されなくなることは無い。すなわち、櫛歯電極１１０１は、一方の端部側ではスリット１１２と一体になった切り欠きＤが形成されて櫛歯電極１１０１の他方の端部側よりも幅が細くなっている。したがって、幅が細くなっている方は断線が生じやすくなるものの、反対側では幅が細くなっておらず太いままなので、断線が生じにくい構造となっている。

また、仮に、櫛歯電極１１０１の両端で断線が生じても、その１本の櫛歯に映像信号が印加されなくなるだけで、画素全体が不良になるわけではない。したがって、本実施例では断線に対して高い信頼性を維持している。

図１２において、櫛歯電極１１０１において、切り欠きDが形成されている側（長手方向に延在する第１の辺）とスリット１１２を間に挟んで逆の側（第２の辺）は屈曲せず直線となっている。すなわち、図１２に示すように、スリットのコーナ部であるＦ部は直角と成っている。Ｆ部を直角とすることによってこの部分の透過率を向上させることが出来る。液晶の配向軸との関係で、櫛歯電極をＤにように切り欠いたことによる透過率の向上は、Ｆ部において現れる。

図１２において、櫛歯電極１１０１の最外部は切り欠きを形成せず、傾斜部は櫛歯電極１１０１面積を大きくすることによって形成している。最外部の櫛歯電極１１０１の断線のポテンシャルを小さくするためである。この部分での透過率は減少するが、最外部およびその近辺のみであるので、透過率への影響は小さい。

図１３は本実施例の第２の形態を示す画素電極１１０の平面図である。図１３の画素電極１１０は横向きの台形であり、画素電極１１０の外形は図３と同様である。そして、画素の配置は図２と同様であるので、図示は省略する。すなわち、本実施形態においても、画素は縦方向にも横方向にも稠密配置となっている。本実施形態の画素電極１１０の配置の特徴は実施例１で説明した通りである。また、ＴＦＴ基板１００の液晶の配向軸は図１３のＡＬで示した方向である。図１３が図３と異なるのは、櫛歯状の電極１１０１の形状である。なお、図１３では、実施例１の図３に対応する画素のみを記載しているが、図６に対応する画素形状は図１３と対称になるだけなので、図示は省略する。

図１３の櫛歯電極１１０１（スリット１１２）の先端は全て接続部によって閉止されている。すなわち、図３と異なり、開放端は無い。図１３の特徴は櫛歯電極１１０１の先端には本実施例の実施形態１のように、傾斜を持った切り欠きＤが形成されている。この切り欠きＤによって、櫛歯電極１１０１の先端の切り欠きＤ内に異常ドメインを収めることができ、スリット１１２の先端まで表示に寄与させることが出来る。すなわち、透過率を向上させることが出来る。図１３の切り欠きＤと対向しているスリット１１２のコーナー部Ｆは直角となっている。切り欠きＤの影響によって、このコーナー部Ｆの透過率を向上させることが本発明の大きな特徴である。

本実施形態の特徴は、画素電極１１０を台形配置とすることによって、実施例１で説明したように、遮光膜を極力少なくすることによって透過率を向上させ、かつ、視野角の指向性を軽減するという効果に加えて、櫛歯電極１１０１（スリット１１２）の先端での異常ドメインを切り欠きＤ内に移動させて透過率を向上させることが出来ることである。

以上説明した本実施例では、櫛歯電極１１０１の両端に切り欠きＤが形成されている。櫛歯電極１１０１の両端に切り欠きが形成されていると、櫛歯電極１１０１の断線の危険が増大する。断線の危険をより小さくするためには、図１４に示すように、櫛歯電極１１０１の片側には切り欠きＤを形成せず、片側のみに切り欠きＤを形成することも出来る。これによって透過率が向上する効果は図１３の場合に比較して半分になるが、櫛歯電極１１０１が断線する危険は大幅に減少する。すなわち、図１３においては、櫛歯電極１１０１の断線の危険は、櫛歯電極１１０１の両側に存在するが、図１４においては、櫛歯電極１１０１の片側の断線の危険は非常に小さいので、櫛歯電極１１０１全体が導通不良になる確率は非常に小さくなる。図１５に示す画素電極１１０は、図１４に示す画素電極１１０とは逆の側の櫛歯電極１１０１に切り欠きの無い部分を設けている。効果は図１４の場合と同様である。

図１６は本発明の第３の実施例を示す画素電極１１０の平面図である。図１６の画素電極１１０は横向きの台形であり、画素電極１１０の外形は図３と同様である。そして、画素の配置は図２と同様であるので、図示は省略する。すなわち、本実施形態においても、画素は縦方向にも横方向にも稠密配置となっている。なお、図１６では、実施例１の図３に対応する画素のみを記載しているが、図６に対応する画素形状は図１６と対称になるだけなので、図示は省略する。本実施形態の画素電極１１０の配置の特徴は実施例１で説明した通りである。また、ＴＦＴ基板１００の液晶の配向軸は図１６のＡＬで示した方向である。

図１６の画素電極１１０も図３の画素電極１１０と同様に、画素電極１１０のスリット１１２は一つおきに（２つに１つの割合で）その端部が解放されている。すなわち、両端が閉じたスリット１１２と、片側の端部のみが開放されたスリット１１２とが交互に並んで配列されている。ただし、スリット１１２の開放されている端部は台形の画素電極１１０の交互に別な辺に形成されている。したがって、１つの画素電極１１０内では、全ての櫛歯電極１１０１は導通している。先端が開放された部分では、異常ドメインは発生しない。したがって、この分、透過率を上げることが出来る。したがって、図１６の画素電極１１０は実施例１の効果を有している。

図１６の画素電極１１０が図３と異なるのは開放されていない画素電極１１０の先端部分には、切り欠きＤが形成されていることである。この切り欠きＤの効果は実施例２で説明したとおりである。すなわち、本実施例は実施例１による効果と実施例２による効果を合わせ持っている。このように、本実施例では、実施例１および実施例２よりもさらに液晶表示装置の透過率を向上させることが出来る。

図１６では、透過率を向上させることは出来るが、断線の危険は実施例１よりも大きくなる。図１６に示す画素電極１１０の櫛歯電極１１０１の断線対策としては、実施例２で説明した図１４あるいは、図１５に示す画素電極１１０のように、櫛歯電極１１０１の片側のみに切り欠きＤを設けることが出来る。

また、図４あるいは図５で説明した構造と組み合わせても良い。

なお、以上の説明では、図１６に示す画素の配置は図２と同じであるとして説明したが、図１６に示す画素の配置は図９と同じであっても良い。あるいは画素の外形が長方形であって、画素の配置を図１０のようにしてもよい。

本発明が適用される液晶表示装置の断面図である。 実施例１の画素配置図である。 実施例１の画素電極の拡大図である。 実施例１の画素電極の他の例である。 実施例１の画素電極のさらに他の例である。 実施例１の画素電極のさらに他の例である。 実施例１のＴＦＴ部の透視図である。 対向基板をＴＦＴ基板側から見た平面図である。 実施例１の他の形態における画素配置図である。 実施例２の画素配置図である。 実施例２の画素電極の拡大図である。 実施例２の櫛歯状電極の先端部の拡大図である。 実施例２の他の形態の画素電極の拡大図である。 実施例２のさらに他の形態の画素電極の拡大図である。 実施例２のさらに他の形態の画素電極の拡大図である。 実施例３の画素電極の拡大図である。 本発明を適用しない場合の画素電極の例である。

符号の説明

１００…ＴＦＴ基板、 １０１…ゲート電極、 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…共通電極、 １０９…上部絶縁膜、 １１０…画素電極、 １１１…スルーホール、 １１２…スリット、 １１３…液晶分子、 ２００…対向基板、 ２０１…遮光膜、 ２０２…スペーサ、 １０１１…走査線、 １０４１…映像信号線、 １１０１…櫛歯状電極。

Claims (9)

1. ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板は、面状の第１の電極と、前記第１の電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上に前記第１の電極に重畳して形成された第２の電極とを有し、
   前記第２の電極は、スリットと櫛歯状の電極とを有し、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差によって発生する電界で前記液晶を駆動し、
   前記スリットは、両端が閉じたスリットと、片側の端部のみが開放されたスリットとが交互に並んで配列されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. １つの画素内において、前記片側の端部のみが開放されたスリットは、一方の端部側で開放されたスリットと、他方の端部側で開放されたスリットとが、前記両端が閉じたスリットを介して、交互に配置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。
3. １つの画素内において、前記片側の端部のみが開放されたスリットは、一方の端部側で開放されたスリットと、他方の端部側で開放されたスリットとの両方が存在することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
4. １つの画素内において、前記片側の端部のみが開放されたスリットは、それぞれ同じ一方の端部側でのみ開放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。
5. ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板は、面状の第１の電極と、前記第１の電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上に前記第１の電極に重畳して形成された第２の電極とを有し、
   前記第２の電極は、スリットと櫛歯状の電極とを有し、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差によって発生する電界で前記液晶を駆動し、
   前記櫛歯状の電極は、一方の端部側では前記スリットと一体になった切り欠きが形成されて前記櫛歯状の電極の他方の端部側よりも幅が細くなっていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 前記スリットは、両端が閉じたスリットと、片側の端部のみが開放されたスリットとが交互に並んで配列されていることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. ＴＦＴ基板と、対向基板と、前記ＴＦＴ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶とを有する液晶表示装置であって、
   前記ＴＦＴ基板は、面状の第１の電極と、前記第１の電極を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜の上に前記第１の電極に重畳して形成された第２の電極とを有し、
   前記第２の電極は、スリットと櫛歯状の電極とを有し、
   前記第１の電極と前記第２の電極との間の電位差によって発生する電界で前記液晶を駆動し、
   前記櫛歯状の電極は、それぞれ長手方向に延在し前記スリットを間に挟んで互いに対向する第１の辺と第２の辺とを有し、少なくとも一方の端部において、前記第１の辺と前記第２の辺とのうちの一方の辺にのみ前記スリットと一体になった切り欠きが形成され、前記第１の辺と前記第２の辺とのうちの他方の辺は屈曲せず直線状になっていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 前記櫛歯状の電極は、両端部において、前記一方の辺にのみ前記スリットと一体になった前記切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。
9. 前記櫛歯状の電極は、片方の端部のみにおいて、前記一方の辺にのみ前記スリットと一体になった前記切り欠きが形成されていることを特徴とする請求項７に記載の液晶表示装置。

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