JP4099324B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
液晶表示装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4099324B2 JP4099324B2 JP2001279821A JP2001279821A JP4099324B2 JP 4099324 B2 JP4099324 B2 JP 4099324B2 JP 2001279821 A JP2001279821 A JP 2001279821A JP 2001279821 A JP2001279821 A JP 2001279821A JP 4099324 B2 JP4099324 B2 JP 4099324B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal display
- display device
- auxiliary capacitance
- electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims description 93
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 44
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 17
- 239000010408 film Substances 0.000 description 83
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 18
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 11
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 11
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- -1 acryl Chemical group 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
- G02F1/133512—Light shielding layers, e.g. black matrix
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/136—Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
- G02F1/1362—Active matrix addressed cells
- G02F1/136213—Storage capacitors associated with the pixel electrode
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、液晶表示装置としては、マトリクス状に構成された複数の画素電極に対して、複数の走査線,信号線に接続された複数のスイッチング素子により各画素電極の印加電圧を制御し、バックライト等の光源からの光を調整するシャッタとして機能することで画像表示を行うものがある。この液晶表示装置は、CRT(カソード・レイ・チューブ)等の表示装置と比べて、高精細な画像表示ができる特長を有しており、テレビジョン、コンピュータ、情報携帯端末等の幅広い用途に普及している。
【0003】
しかし、高精細化が進むと、一方で走査線や信号線および補助容量電極の微細化が困難となるため、光の透過する面積すなわち開口率が減少して明るさが低下するという問題がある。そこで、開口率を増加させるさまざまな改善の取り組みがなされている。
【0004】
そのような開口率を増加させた液晶表示装置として、補助容量を二層の透明導電膜により絶縁膜を挟んだ構造のものがある(特開平11−311805号公報)。この液晶表示装置の構造では、光の透過する開口部が補助容量の面積に関わらないため、補助容量を十分確保できると同時に開口率を高めることができる。
【0005】
図9は上記液晶表示装置の構造を示す平面図であり、図10は図9に示すX−X線から見た断面図である。以下、上記液晶表示装置の構造について、図9,図10を用いて説明する。
【0006】
図9,図10に示すように、マトリクス基板51は、ガラス基板52上に複数の走査線53および信号線54をマトリクス状に配線し、走査線53と信号線54との交点にはTFT(薄膜トランジスタ)55を形成している。さらに、画面全体を覆うように平坦膜56を形成し、その平坦膜56上に、補助容量電極57、絶縁膜58、画素電極59を順次形成している。これら平坦膜56,補助容量電極57,絶縁膜58および画素電極59は、透明な材料が用いられている。ここで、上記画素電極59をスルーホール60を介してドレイン電極61に接続し、補助容量電極57および絶縁膜58は、スルーホール60付近でパターニング除去されている(図9中62に示す)。
【0007】
また、上記平坦化膜56は、画素電極59の平坦性を改善することに加えて、信号線54と補助容量電極57を絶縁できるので、補助容量電極57は画面全体に渡って形成することができる。
【0008】
また、上記液晶層63を挟んだ対向基板64には、ガラス基板65上に画素電極59周辺からの光モレを防止するため、遮光膜66と透明導電膜による対向電極67を形成している。
【0009】
上記補助容量電極57に透明導電膜が用いられているので、走査線53や信号線54および遮光膜66で遮光された以外の画素電極59が画素の開口部となると共に、画素電極59とほぼ同様の面積で補助容量を形成している。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記液晶表示装置では、十分な補助容量と高い開口率を得ることを目的としているが、一方で画素電極周辺部で液晶の配向乱れが生じて表示品位を著しく劣化させる原因にもなっている。
【0011】
図11は図9に示すXI−XI線から見た断面図であり、以下、上記表示品位を著しく劣化させる原因について図11を用いて説明する。
【0012】
図11に示すように、マトリクス基板51および対向基板64の内側には配向膜(図示しない)が塗布され、ラビング処理等を実施することによって、液晶層63の液晶分子68は、ある一定の傾斜角度を有してほぼ平行に配向されている。この傾斜角度はプレチルト角69と呼ばれ、ラビング処理の進行方向70側が持ち上がるように生じる。
【0013】
上記液晶表示装置において、画像表示するとき、画素電極59には映像信号に応じた電圧が印加される。そして、液晶分子68はプレチルト角69に応じて電気力線の沿う方向に配向し、配向状態の変化に応じた光学変調がなされる。上記補助容量電極57には、対向電極67との間に電位差が生じないように、対向電極67と同様の電圧が印加されている。
【0014】
このとき、画素電極59の中心部71では、ほぼ垂直に電界が形成されるので、液晶分子68の配向が一様に変化する。しかしながら、画素電極59の周辺近傍72では、画素電極59から補助容量電極57に対して強い横電界(図11中に電界方向を破線で示す)が生じるため、この電界の影響で液晶分子68の配向が乱れてしまう。顕著な場合は、電圧印可時における画素電極の周辺近傍72の液晶分子68の回転方向が、画素電極59の中心部71での回転方向と反対になるリバースチルトと呼ばれる現象が発生する(図11中に推定される液晶分子の回転方向を矢印で示す)。このような場合、配向乱れが画素電極59の内側まで及ぶため、画素電極59の周辺で光モレ等が生じて、画像の表示品位が著しく低下するという問題がある。
【0015】
このような配向乱れの影響を防止するには、例えば走査線,信号線および遮光膜の幅を広げるなどして、配向乱れの生じる領域を遮光すればよいが、開口率を減少させる結果となり開口率を増加させる効果が十分得られない。また、補助容量絶縁膜の厚さを増加させれば、補助容量電極からの電界の影響を低減させることができるが、補助容量が減少してしまうので、補助容量が十分に確保することができない。
【0016】
そこで、この発明の目的は、高精細化しても表示品位の劣化を引き起こすことなく、十分な補助容量と高い開口率が得られる液晶表示装置を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第1の発明の液晶表示装置は、液晶層が間に挟まれた一対の基板のうちの一方の基板上に設けられた複数の走査線と、上記基板上に上記走査線に略直交するように設けられた複数の信号線と、上記基板上の上記走査線および上記信号線に囲まれた領域にマトリクス状に夫々配置された複数のスイッチング素子および複数の画素電極と、上記画素電極に対して上記絶縁膜と上記補助容量電極を挟んで上記基板上の光が透過する開口部を除く略表示画面全面に渡って形成された遮光膜とを備えた液晶表示装置であって、隣接する上記画素電極間の隙間部分に対応する上記遮光膜の領域と上記補助容量電極の領域が少なくとも部分的に除去されており、上記遮光膜が部分的に除去された除去部分の幅と上記補助容量電極が部分的に除去された除去部分の幅を、隣接する上記画素電極間の隙間部分の幅よりも大きくしたことを特徴としている。
【0018】
上記第1の発明の液晶表示装置によれば、隣接する上記画素電極間の隙間部分に対応する補助容量電極の領域が少なくとも部分的に除去されているので、画素電極から補助容量電極に対して生じる横方向の電界強度を大幅に低減させることが可能となり、画素電極の周辺近傍で生じる液晶層の配向乱れが改善でき、表示品位の低下を引き起こすことなく、十分な補助容量と高い開口率を両立することができる。
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
また、隣接する上記画素電極間の隙間部分に対応する遮光膜の領域が少なくとも部分的に除去されているので、画素電極から遮光膜に対して生じる横方向の電界強度を大幅に低減させることが可能となり、画素電極の周辺近傍で生じる液晶層の配向乱れが改善でき、表示品位の低下を引き起こすことなく、十分な補助容量と高い開口率を両立することができる。
また、上記補助容量電極の除去部分の幅を上記画素電極間の隙間部分の幅より大きくすることによって、補助容量電極を画素電極より内側に形成することができるので、上記液晶層における補助容量電極からの電界成分を画素電極で効果的にシールドし、表示品位の低下を防止できる。
さらに、上記遮光膜の除去部分の幅を上記画素電極間の隙間部分の幅より大きくすることによって、遮光膜を画素電極より内側に形成することができるので、上記液晶層における遮光膜からの電界成分を画素電極で効果的にシールドし、表示品位の低下を防止できる。
【0023】
また、一実施形態の液晶表示装置は、上記走査線と上記信号線および上記スイッチング素子の少なくとも一部に重なるように、上記遮光膜が形成されていることを特徴としている。
【0024】
上記実施形態の液晶表示装置によれば、上記遮光膜によりスイッチング素子領域を遮光して、スイッチング素子における光リークを低減することができ、さらに、走査線付近および信号線付近から生じる光モレを低減し、コントラストを向上することができるので、強い光が入射するプロジェクション等の用途についても適用可能となる。
【0025】
また、一実施形態の液晶表示装置は、上記走査線と上記信号線および上記スイッチング素子の少なくとも一部に重なるように、上記補助容量電極が形成されていることを特徴としている。
【0026】
上記実施形態の液晶表示装置によれば、十分な補助容量を形成することが可能となる。
【0027】
また、一実施形態の液晶表示装置は、上記補助容量電極は、光透過性の材料からなると共に、画素の開口部の少なくとも一部に形成されていることを特徴としている。
【0028】
上記実施形態の液晶表示装置によれば、十分な補助容量を形成することが可能となる。
【0029】
また、一実施形態の液晶表示装置は、上記画素電極が上記走査線および上記信号線の少なくとも一方に重なるように形成されていることを特徴としている。
【0030】
上記実施形態の液晶表示装置によれば、上記画素電極の周辺近傍における配向乱れがなく、画素電極を走査線,信号線に重ねて画素周辺部の遮光を行うことができるので、画素電極と走査線,信号線の重なり幅が小さくとも、表示品位が低下することなく開口率の増加が可能となる。
【0031】
【0032】
【0033】
【0034】
【0035】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の液晶表示装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【0036】
(第1実施形態)
図1はこの発明の第1実施形態の液晶表示装置の平面図であり、図2は図1に示すII−II線から見た断面図である。
【0037】
この第1実施形態の液晶表示装置は、液晶層1を間に挟んだマトリクス基板3と対向基板16とを備えている。上記マトリクス基板3は、ガラス基板2上に、複数の平行な走査線4および複数の平行な信号線5を互いに交差するように配線すると共に、走査線4と信号線5の交点近傍にTFT6を形成している。なお、走査線4および信号線5にAl等の金属材料を用い、TFT6は公知の手段により形成している。
【0038】
上記格子状に形成された走査線4,信号線5およびTFT6の上には、基板全体を覆うように平坦化膜7を形成している。上記平坦化膜7は、平坦性の改善や絶縁性、透過性の確保、寄生容量の低減を図るため適切な材料,膜厚が設定されるが、この第1実施形態では、高い平坦性と厚さを得るためにアクリル等の樹脂材料を用いて約2μmの膜厚で形成している。さらに、平坦化膜7の上には、補助容量電極8、絶縁膜9、画素電極10を順次形成している。
【0039】
また、上記補助容量電極8と画素電極10の重なり面積と絶縁膜9の材料および厚さにより補助容量が決定される。また、表示ムラやクロストーク等の表示品位の低下を防止するため、補助容量は大きく設定することが好ましいが、絶縁膜9の膜厚が薄いとリーク欠陥が生じやすくなる。そこで、絶縁性,透過性を考慮して適切な材料,膜厚を設定する必要がある。この第1実施形態では、SiO2等の無機酸化膜やアクリル等の樹脂材料を用いて、膜厚を約0.1μmとしている。また、上記補助容量電極8および画素電極10は、透明導電膜であるITO(Indium-Tin-Oxide:錫添加酸化インジウム)等を用いている。上記補助容量電極8および絶縁膜9は、スルーホール11でパターニング除去し(図1中12)、このスルーホール11で画素電極10とTFT6のドレイン電極13を接続している。
【0040】
さらに、上記画素電極10は、走査線4と信号線5に一部重なるように形成されており、遮光膜を用いずに光の透過する開口部の面積を十分確保できる構造となっている。この第1実施形態では、マトリクス基板3のラビング進入側(マトリクス基板3のラビング処理の進行方向15を図1中に示す)の画素電極10の角に沿った走査線4上および信号線5上で、補助容量電極8をパターニング除去することによりスリット部14を形成している。
【0041】
これは、補助容量電極にスリット部を形成しない液晶表示装置について配向乱れを観察したところ、マトリクス基板のラビング進入側の画素電極の角付近に最も配向乱れが生じやすいことが分かり、それを効果的に対策することを目的としている。
【0042】
上記走査線4および信号線5の線幅は、開口率を増加させるためにはできるだけ細い方が好ましいが、この第1実施形態では、ライン抵抗の増加やパターニング精度の影響を考慮して約7μmとしている。また、画素電極10間の隙間は約5μmとし、走査線4および信号線5と画素電極10の重なり幅は約1μmとしている。補助容量電極8のスリット部14の幅については、画素電極10間の隙間より大きくなるように約6μm幅としている。また、液晶層1の厚さを約4μmとしている。
【0043】
一方、上記対向基板16には、ガラス基板17に透明導電膜による対向電極18が形成されている。
【0044】
次に、この第1実施形態における液晶層の電界について説明する。図3は図1のIII−III線から見た断面を示している。
【0045】
図3に示すように、上記画素電極10の中心部19では、画素電極10と対向電極18に対して垂直方向に電界が形成されている(図3中に電界方向を破線で示す)。一方、上記画素電極10の端部20では電界の歪みが生じているものの、この第1実施形態では、補助容量電極8が画素電極10間の隙間部分で除去されているので、従来技術と比べ補助容量電極8から画素電極10に対する横方向の電界強度が大幅に低減される。この結果、液晶層1の液晶分子21は、画素電極10の中心部19および画素電極10の端部20のどちらにおいても、配向乱れが生じることがなかった(図3中に推定される液晶分子の回転方向を矢印で示す)。
【0046】
なお、横方向の電界強度を低減させるには、画素電極10間の隙間に対して補助容量電極8のスリット幅を広くし、補助容量電極8の端が画素電極周辺より内側に形成する方が好ましいが、補助容量電極8のスリット幅を広げすぎると、画素電極10と補助容量電極8の重なり面積が小さくなって補助容量が低下するため、液晶の配向乱れを防止できる範囲内で補助容量電極のスリット幅の最適化を行うとよい。ただし、画素電極10間の隙間に対して補助容量電極8のスリット幅が狭い場合でも電界強度の低減効果は得られる。
【0047】
また、走査線からの電界の影響をできるだけ避けるためには、平坦化膜の膜厚は厚い方が好ましく、補助容量を損なわず液晶の配向乱れを防止できる範囲内で最適化を行うとよい。
【0048】
(第2実施形態)
図4は、この発明の第2実施形態の液晶表示装置の平面図である。断面図は第1実施形態と同様である。この第2実施形態の液晶表示装置では、補助容量電極のスリット部22を走査線4上に沿って形成している点が第1実施形態の液晶表示装置と異なり、同一構成部は同一参照番号を付して説明を省略する。
【0049】
一般に液晶表示装置は、交流駆動させるので、信号電圧極性についてさまざまな駆動方法があり、この第2実施形態では、走査線毎に信号電圧極性を反転させる駆動方法を行っている。この駆動方法による液晶表示装置の画素電極周辺の配向乱れの発生について観察した結果、特に走査線側の画素電極周辺で配向乱れが顕著に現れることが分かり、このような駆動方法に対しては、スリット部22を走査線4上に沿って形成する構造が特に効果的であった。
【0050】
このように、配向乱れの発生しやすい位置が、マトリクス基板のラビング方向や映像信号電圧極性の駆動方法によって異なるので、最も発生しやすい領域に補助容量電極のスリット部を形成することが重要である。例えば、信号線毎に信号電圧の極性を反転させる駆動方法では、信号線に沿った画素電極周辺部に配向乱れが生じやすく、このような場合は、信号線付近の補助容量電極もパターニング除去するなど、最も配向乱れの発生しやすい領域に補助容量電極のスリットを形成することが重要である。
【0051】
ただし、補助容量電極にスリット部を設けることで、画素電極の周辺近傍の横方向の電界を軽減できるので、ラビング方向や駆動方向に対するスリット部の配置や形状は、上記第2実施形態の液晶表示装置と異なっていてもよい。
【0052】
(第3実施形態)
図5はこの発明の第3実施形態の液晶表示装置の平面図であり、図6は図5に示すVI−VI線から見た断面図である。
【0053】
図5,図6に示すように、液晶層31を間に挟んだマトリクス基板33と対向基板46とを備えている。上記マトリクス基板33は、ガラス基板32上に、複数の平行な走査線34および複数の平行な信号線35を互いに交差するように配線すると共に、走査線34と信号線35の交点近傍にTFT36を形成している。
【0054】
上記格子状に形成された走査線34,信号線35およびTFT36の上には、基板全体を覆うように平坦化膜37を形成している。さらに、平坦化膜37の上には、遮光膜38、絶縁膜39、画素電極40を順次形成している。
【0055】
この第3実施形態の液晶表示装置では、遮光性の材料で形成している遮光膜38が補助容量電極を兼用している点が異なる。上記遮光膜38はAl等の金属材料を用いている。このような構造においても、補助容量電極専用の配線のための微細化が不要となり、高精細化に適している。
【0056】
上記遮光膜38と画素電極40の重なり面積と絶縁膜39の材料および厚さにより補助容量が決定される。また、上記画素電極40は、透明導電膜であるITO等を用いている。
【0057】
また、上記遮光膜38は、画素電極40およびTFT36より内側でパターニング除去され、その光が透過する部分が開口部49となる。上記遮光膜38によりTFT36領域を遮光し、TFT36における光リークを低減することができ、さらに、走査線34付近および信号線35付近から生じる光モレを低減し、コントラストを向上するこができるので、強い光が入射するプロジェクション等の用途についても適用可能となる。
【0058】
上記絶縁膜39および画素電極40は、スルーホール41でパターニング除去され(図5中42)、このスルーホール41で画素電極40とTFT36のドレイン電極43を接続している。
【0059】
さらに、上記画素電極40は、走査線34と信号線35に一部重なるように形成されている。この第3実施形態では、走査線34上および信号線35上でかつ走査線34と信号線35の交差領域を除く領域に、遮光膜38をパターニング除去することにより、画素電極40の四辺に沿って長方形状のスリット部44を形成している。ただし、各画素毎にスリット部44は分離されているが、遮光膜38は全て電気的に導通している。
【0060】
一方、上記対向基板46には、ガラス基板47に透明導電膜による対向電極48が形成されている。
【0061】
この第3実施形態では、上記遮光膜38は、補助容量の形成を兼用することを目的としているが、遮光性のみを目的としたもの、例えばブラックマトリクスでも構わない。また、上記遮光膜の形状は、例えば、走査線領域のみを遮光している場合、信号線領域のみを遮光している場合、TFT領域のみを遮光している場合等、この実施形態と異なってもよい。
【0062】
この第3実施形態のスリット部44における液晶の配向乱れに対する効果は、第1実施形態および第2実施形態と同様である。なお、スリット部の形状については、液晶の配向状態への影響を考慮して適宜変更すればよく、この第3実施形態のスリット部と異なってもよい。
【0063】
(第4実施形態)
図7はこの発明の第4実施形態の液晶表示装置の平面図であり、図8は図7に示すVIII−VIII線から見た断面図である。
【0064】
図7,図8に示すように、液晶層81を間に挟んだマトリクス基板83と対向基板96とを備えている。上記マトリクス基板83は、ガラス基板82上に、複数の平行な走査線84および複数の平行な信号線85を互いに交差するように配線すると共に、走査線84と信号線85の交点近傍にTFT86を形成している。
【0065】
上記格子状に形成された走査線84,信号線85およびTFT86の上には、基板全体を覆うように平坦化膜87を形成している。さらに、平坦化膜87の上には、遮光膜101、補助容量電極88、絶縁膜99、画素電極90を順次形成している。
【0066】
この第4実施形態の液晶表示装置では、遮光性の材料で形成している遮光膜101と透明導電膜で形成されている補助容量電極99を重ねて形成している点が第3実施形態の液晶表示装置と異なる。上記遮光膜101は、画素電極90およびTFT93より内側でパターニング除去している。一方、透明導電膜の補助容量電極88は画素の開口部100を含めて全面的に形成している。
【0067】
また、上記補助容量電極88と画素電極90の重なり面積と絶縁膜99の材料および厚さにより補助容量が決定される。また、上記補助容量電極88および画素電極90は、透明導電膜であるITO等を用いている。上記補助容量電極88および絶縁膜99は、スルーホール91でパターニング除去され(図7中92)、このスルーホール91で画素電極90とTFT86のドレイン電極43を接続している。
【0068】
さらに、上記画素電極90は、走査線84と信号線85に一部重なるように形成されている。この第4実施形態では、走査線84上および信号線85上でかつ走査線84と信号線85の交差領域を除く領域に、遮光膜101および補助容量電極88をパターニング除去することにより、画素電極90の四辺に沿って長方形状のスリット部94を形成している。ただし、各画素毎にスリット部94は分離されているが、補助容量電極88は全て電気的に導通している。
【0069】
一方、上記対向基板96には、ガラス基板97に透明導電膜による対向電極98が形成されている。
【0070】
この第4実施形態では、補助容量は補助容量電極99と画素電極90の重なり面積で決定されるため、開口部100の大きさに関わらず、補助容量を増加することができると同時に、必要最小限の遮光領域に遮光膜101を形成することができるので、補助容量の増加と開口率の増加を両立することができる。
【0071】
また、遮光膜の形状は、例えば、走査線領域のみを遮光している場合、信号線領域のみを遮光している場合、TFT領域のみを遮光している場合等、この実施形態と異なってもよい。
【0072】
この第4実施形態のスリット部94における液晶の配向乱れに対する効果は、第1実施形態および第2実施形態と同様である。なお、スリット部の形状については液晶の配向状態への影響を考慮して適宜変更すればよく、この第4実施形態のスリット部と異なってもよい。
【0073】
上記第1,第2,第3,第4実施形態では、透過型の液晶表示装置について説明したが、反射型等の他の方式の液晶表示装置やスイッチング素子の構造等に関わらず、この発明を適用することができる。
【0074】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の液晶表示装置によれば、画素電極周辺の横電界を大幅に低減することが可能となり、液晶層の配向乱れを防止できるため、高精細であっても十分な補助容量と高い開口率が得られると共に、表示品位の良好な液晶表示装置を実現することができる。さらに、強い光が照射される用途例えばプロジェクション用等についても、高コントラストで優れた表示性能が達成できる。
【0075】
また、液晶層の配向乱れは、電圧無印加状態における液晶分子の配向膜表面に対する角度いわゆるプレチルト角や配向規制力により発生しやすさが異なることが分かっている。液晶材料や配向膜材料等については、これらの特性が重要な改善課題であるが、これら以外にも電圧保持特性や屈折率、誘電率、弾性定数、転移温度などのさまざまな特性を満たす必要があり、液晶材料や配向膜材料等を開発する上で大きな制約となっている。
【0076】
したがって、この発明を液晶表示装置に適用することで、液晶材料や配向膜材料等の選択の自由度が広がり、例えば応答速度や信頼性など液晶表示装置としての総合的な性能向上を容易に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1はこの発明の第1実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図2】 図2は図1に示すII−II線から見た断面図において、第1実施形態の位置関係を図示した断面図である。
【図3】 図3は図1に示すIII−III線から見た断面図である。
【図4】 図4はこの発明の第2実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図5】 図5はこの発明の第3実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図6】 図6は図5に示すVI−VI線から見た断面図である。
【図7】 図7はこの発明の第4実施形態の液晶表示装置の平面図である。
【図8】 図8は図7に示すVIII−VIII線から見た断面図である。
【図9】 図9は従来の液晶表示装置の平面図である。
【図10】 図10は図9に示すX−X線から見た断面図である。
【図11】 図11は図9に示すXI−XI線から見た断面図である。
【符号の説明】
1,31,63,81…液晶層、
2,17,32,47,52,65,82,97…ガラス基板、
3,33,51,83…マトリクス基板、
4,34,53,84…走査線、
5,35,54,85…信号線、
6,36,55,86…TFT、
7,37,56,87…平坦化膜、
8,57,88…補助容量電極、
9,39,58,99…絶縁膜、
10,40,59,90…画素電極、
11,41,60,91…スルーホール、
12,42,62,92…スルーホール付近パターニング除去部分、
13,43,61,93…ドレイン電極、
14,44,22,94…スリット部、
15,70…ラビング処理の進行方向、
16,46,64,96…対向基板、
18,48,67,98…対向電極、
19,71…画素電極の中心部、
20,72…画素電極の周辺近傍、
21,68…液晶分子、
38,66,101…遮光膜、
49,100…開口部、
69…プレチルト角。
Claims (5)
- 液晶層が間に挟まれた一対の基板のうちの一方の基板上に設けられた複数の走査線と、上記基板上に上記走査線に略直交するように設けられた複数の信号線と、上記基板上の上記走査線および上記信号線に囲まれた領域にマトリクス状に夫々配置された複数のスイッチング素子および複数の画素電極と、上記画素電極に対して絶縁膜を挟んで上記基板上の略表示画面全面に渡って形成された補助容量電極と、上記画素電極に対して上記絶縁膜と上記補助容量電極を挟んで上記基板上の光が透過する開口部を除く略表示画面全面に渡って形成された遮光膜とを備えた液晶表示装置であって、
隣接する上記画素電極間の隙間部分に対応する上記遮光膜の領域と上記補助容量電極の領域が少なくとも部分的に除去されており、
上記遮光膜が部分的に除去された除去部分の幅と上記補助容量電極が部分的に除去された除去部分の幅を、隣接する上記画素電極間の隙間部分の幅よりも大きくしたことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1に記載の液晶表示装置において、
上記走査線と上記信号線および上記スイッチング素子の少なくとも一部に重なるように、上記遮光膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1または2に記載の液晶表示装置において、
上記走査線と上記信号線および上記スイッチング素子の少なくとも一部に重なるように、上記補助容量電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1から3までのいずれか1つに記載の液晶表示装置において、
上記補助容量電極は、光透過性の材料からなると共に、画素の開口部の少なくとも一部に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。 - 請求項1から4までのいずれか1つに記載の液晶表示装置において、
上記画素電極が上記走査線および上記信号線の少なくとも一方に重なるように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001279821A JP4099324B2 (ja) | 2000-11-27 | 2001-09-14 | 液晶表示装置 |
US09/993,898 US6958787B2 (en) | 2000-11-27 | 2001-11-27 | Liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-359227 | 2000-11-27 | ||
JP2000359227 | 2000-11-27 | ||
JP2001279821A JP4099324B2 (ja) | 2000-11-27 | 2001-09-14 | 液晶表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002221732A JP2002221732A (ja) | 2002-08-09 |
JP4099324B2 true JP4099324B2 (ja) | 2008-06-11 |
Family
ID=26604605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001279821A Expired - Fee Related JP4099324B2 (ja) | 2000-11-27 | 2001-09-14 | 液晶表示装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6958787B2 (ja) |
JP (1) | JP4099324B2 (ja) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003075869A (ja) * | 2001-09-05 | 2003-03-12 | Toshiba Corp | 平面表示素子 |
TWI226712B (en) * | 2003-12-05 | 2005-01-11 | Au Optronics Corp | Pixel structure and fabricating method thereof |
TWI240108B (en) * | 2004-04-09 | 2005-09-21 | Quanta Display Inc | Structure of LCD panel and method of manufacturing the same |
JP4484881B2 (ja) * | 2004-12-16 | 2010-06-16 | シャープ株式会社 | アクティブマトリクス基板、表示装置、液晶表示装置およびテレビジョン装置 |
JP5117667B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2013-01-16 | カシオ計算機株式会社 | 薄膜トランジスタパネル |
JP2006245031A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Casio Comput Co Ltd | 薄膜トランジスタパネル |
JP2007025611A (ja) * | 2005-06-17 | 2007-02-01 | Seiko Epson Corp | 電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 |
CN100437318C (zh) * | 2005-11-24 | 2008-11-26 | 统宝光电股份有限公司 | 像素结构及其修补方法 |
JP4674612B2 (ja) * | 2008-03-28 | 2011-04-20 | パナソニック電工株式会社 | マッサージ椅子 |
WO2013061929A1 (ja) * | 2011-10-27 | 2013-05-02 | シャープ株式会社 | 液晶表示素子および液晶表示装置 |
CN112639598A (zh) * | 2019-07-24 | 2021-04-09 | 京东方科技集团股份有限公司 | 显示基板及显示面板 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10339860A (ja) | 1997-06-06 | 1998-12-22 | Casio Comput Co Ltd | 液晶表示装置およびその駆動方法 |
JP3941901B2 (ja) | 1998-04-28 | 2007-07-11 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP3401589B2 (ja) * | 1998-10-21 | 2003-04-28 | 株式会社アドバンスト・ディスプレイ | Tftアレイ基板および液晶表示装置 |
-
2001
- 2001-09-14 JP JP2001279821A patent/JP4099324B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-27 US US09/993,898 patent/US6958787B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20020063810A1 (en) | 2002-05-30 |
US6958787B2 (en) | 2005-10-25 |
JP2002221732A (ja) | 2002-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3289099B2 (ja) | アクティブマトリクス型液晶表示装置およびその製造方法 | |
CN101276102B (zh) | 液晶装置以及电子设备 | |
JP2975844B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
US6603524B1 (en) | LCD device having pixel electrodes asymmetrically overlapping gate and/or source signal lines | |
US8614779B2 (en) | Lateral electric field type active-matrix addressing liquid crystal display device | |
JP5246782B2 (ja) | 液晶装置および電子機器 | |
KR100741890B1 (ko) | 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그의 제조방법 | |
JP3792485B2 (ja) | アクティブマトリクス型液晶表示装置 | |
JP4554798B2 (ja) | 液晶表示装置及びその製造方法 | |
KR20000029318A (ko) | 액티브매트릭스 액정표시장치 | |
US7724325B2 (en) | Liquid crystal display device and method for manufacturing the same | |
JP5127485B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
WO2006022259A1 (ja) | アクティブマトリクス基板およびそれを備えた表示装置 | |
KR100731045B1 (ko) | 횡전계 방식의 액정표시장치 및 그 제조방법 | |
US6657694B2 (en) | In-plane switching LCD device having slanted corner portions | |
JP2000292801A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4609525B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4099324B2 (ja) | 液晶表示装置 | |
US20090009704A1 (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
JP2006031022A (ja) | 液晶表示器 | |
KR100504531B1 (ko) | 횡전계방식 액정표시장치 | |
US8842249B2 (en) | Display substrate, a method of manufacturing the same and a display apparatus having the same | |
JP2004361946A (ja) | 液晶表示装置 | |
JP4905011B2 (ja) | 液晶装置、及び電子機器 | |
JP2870075B2 (ja) | 薄膜トランジスタパネル及び液晶表示装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040618 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060403 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070327 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070524 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20071211 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080311 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080317 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4099324 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110321 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120321 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130321 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140321 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |