JP4946135B2 - 液晶表示素子 - Google Patents

Description

この発明は、液晶分子の配向方位を基板面と実質的に平行な面内において制御して表示する液晶表示素子に関する。

液晶表示素子として、間隙を設けて対向する一対の基板間に、液晶分子がその分子長軸を一方向に揃えて前記基板面と実質的に平行に配向した液晶層を設け、前記一対の基板の互いに対向する内面のうち、一方の基板の内面に、前記液晶分子の配向方位を前記基板面と実質的に平行な面内において制御する電界を生成するための互いに絶縁された画素電極と共通電極とを設けたものがある。

この液晶表示素子は、従来、前記一方の基板の内面に、それぞれの画素領域に対応する共通電極と、前記共通電極を覆う絶縁層の上に、前記共通電極にそれぞれ対応させて、複数の画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各行の前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する複数の走査線と、各列の前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給する複数の信号線とを設けた構成となっている（特許文献１参照）。
特開２００２−８２３５７号公報

しかし、上記従来の液晶表示素子は、前記走査線または信号線と前記画素電極との間に生じる電界の影響により、画素の周辺の領域の液晶分子の配向が乱れ、前記画素の周辺部に光漏れが生じ、コントラストが低下する。そして、この光漏れを防止するためにブラックマスクを設けると、開口率が低下して表示画像が暗くなるという問題をもっている。

この発明は、画素の周辺部の光漏れを無くして、コントラストが高く、且つ開口率を高くして明るい画像を表示することができる液晶表示素子を提供することを目的としたものである。

請求項１に記載の発明は、薄膜トランジスタに接続された画素電極と、前記画素電極との間の電位差により一対の基板間に設けられた液晶層における液晶分子の配向方向を制御する共通電極と、を有し、前記画素電極と前記共通電極とが前記一対の基板のうちの一方の基板に設けられている液晶表示素子であって、前記画素電極の長辺に沿うように配置されるとともに、前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電気的に接続される信号線を備え、前記共通電極は、前記信号線及び前記画素電極よりも前記液晶層に近い側の層として形成されているとともに、前記画素電極と重なる領域に前記画素電極の幅よりも狭い幅のスリットが前記画素電極の幅方向に並ぶように複数設けられ、前記スリットのそれぞれは、前記画素電極の前記長辺方向の長さよりも長く形成されているとともに、一対の短辺が前記画素電極と重なることのないように配置され、前記信号線と前記画素電極との間の隙間が前記共通電極によって覆われていることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の液晶表示素子において、前記共通電極は、前記信号線を覆うように設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の液晶表示素子において、前記スリットは、前記画素電極と重なる領域で、くの字状に屈曲していることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１から３の何れかに記載の液晶表示素子において、前記画素電極の短辺に沿うように配置されるとともに、前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する走査線を備え、前記共通電極は、前記走査線を覆うように設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、画素の周辺部の光漏れを無くして、コントラストが高く、且つ開口率を高くして明るい画像を表示することができる。

（第１の実施形態）
図１〜図４はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示素子の一部分の平面図、図２は図１のII−II線に沿う断面図、図３は図１のIII−III線に沿う断面図、図４は図１のIV−IV線に沿う断面図である。

この液晶表示素子は、アクティブマトリックス液晶表示素子であり、図１〜図４のように、間隙を設けて対向する一対の透明基板１，２間に、液晶分子がその分子長軸を一方向に揃えて前記基板１，２面と実質的に平行に配向した液晶層３が封入され、前記一対の基板１，２の互いに対向する内面のうち、一方の基板、例えば表示の観察側（図２及び図３において上側）とは反対側の基板２の内面に、行方向（図１において左右方向）及び列方向（図１において上下方向）に配列された複数の透明な画素電極４と、これらの画素電極４にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）５と、各画素電極行の一側にそれぞれ沿わせて形成され、各行のＴＦＴ５にゲート信号を供給する複数の走査線１２と、各画素電極列の一側にそれぞれ沿わせて形成され、各列のＴＦＴ５にデータ信号を供給する複数の信号線１３と、前記複数の画素電極４の前記液晶層３に対向する側に、絶縁膜１４を介して前記画素電極４を覆って積層され、且つ前記画素電極４に対応する領域ごとに少なくとも１つの縁部１５ｄが形成され、前記画素電極４と前記縁部１５ｄとの間に、前記液晶層３の液晶分子の配向方位を前記基板１，２面と実質的に平行な面内において制御する電界を生成する透明な共通電極１５とが設けられている。

なお、前記一対の基板１，２は、それぞれの周縁部を図示しない枠状シール材を介して接合されており、前記液晶層３は、前記一対の基板１，２間の前記シール材で囲まれた領域に、正の誘電異方性を有するネマティック液晶を封入して形成されている。

前記ＴＦＴ５は、前記一方の基板２の基板面上に形成されたゲート電極６と、前記ゲート電極６を覆って前記基板２の略全面に形成された透明なゲート絶縁膜７と、このゲート絶縁膜７の上に前記ゲート電極６と対向させて形成されたｉ型半導体膜８と、前記ｉ型半導体膜８のチャンネル領域を挟む両側部の上にｎ型半導体膜９を介して設けられたソース電極１０及びドレイン電極１１とからなっている。

また、前記複数の走査線１２は、前記一方の基板２の基板面上に、前記ＴＦＴ５のゲート電極６と接続して形成されており、前記複数の信号線１３は、前記ゲート絶縁膜７の上に前記ＴＦＴ５のドレイン電極１１と接続して形成されている。

そして、前記複数の画素電極４はそれぞれ、前記ゲート絶縁膜７の上に、ＩＴＯ膜等の透明導電膜により、予め定めた実質的に矩形形状の画素領域の全域に対応する形状に形成されている。

すなわち、前記画素電極４は、前記画素に対応する面積をもった実質的に矩形形状の１つの透明導電膜からなっており、これらの画素電極４の１つの角部に、その画素電極４に対応するＴＦＴ５のソース電極１０が接続されている。

そして、前記複数の画素電極４は、前記ゲート絶縁膜７の上に、ＩＴＯ膜等の透明導電膜により、予め定めた画素領域の全域に対応する形状であって、１つの実質的な矩形形状に形成されており、これらの画素電極４の１つの角部に、その画素電極４に対応するＴＦＴ５のソース電極１０が接続されている。

さらに、前記一方の基板２の内面には、その略全面にわたって、前記複数の画素電極４とＴＦＴ５と走査線１２及び信号線１３を覆う透明な層間絶縁膜１４が形成されており、前記共通電極１５は、前記ゲート絶縁膜７と層間絶縁膜１４とからなる絶縁層の上に画素電極４を覆って形成されている。

前記共通電極１５は、前記複数の画素電極４及び前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域である周辺部分１５ｂと前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域である周辺部分１５ｃの両方に対応する部分にわたって形成され、前記複数の画素電極４に対応する領域にそれぞれ、間隔をおいて平行に並ぶ複数の部分電極１５ａを形成する複数のスリット１６が設けられ、これらの部分電極１５ａによって、前記画素電極４との間に前記液晶分子の配向方位を制御する電界を生成するための、間隔をおいて互いに平行に並ぶ複数の縁部１５ｄが形成されたＩＴＯ膜等の透明導電膜からなっている。

この実施例では、前記透明導電膜の複数の画素電極４に対応する部分にそれぞれ、前記列方向に沿う４本のスリット１６を互に平行に設け、これらのスリット間に３本の部分電極１５ａを形成している。

この共通電極１５の前記画素電極４に対応する部分に形成された複数の部分電極１５ａの幅は、隣合う部分電極１５ａの間隔（スリット１６の幅）と同程度に設定されている。

また、前記共通電極１５の前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間に対応する領域であって、前記画素電極の周辺部分１５ｃは、その両側縁部が前記隣合う画素電極４の両方の周辺部にそれぞれ対向する幅に形成されている。

さらに、前記複数のスリット１６は、前記画素電極４の前記列方向の幅より長く形成されており、したがって、画素電極４に対応するスリット１６，１６の端部間の幅は、その両側縁部が前記隣合う画素電極４の両方の周辺部と重なる幅に形成されている。

なお、前記一方の基板（観察側とは反対側の基板）２には、行方向と列方向の一方または両方の一端の縁部に、他方の基板１の外方に張出す端子配列部が形成されており、前記複数の走査線１２と信号線１３は、前記端子配列部に配列形成された複数の走査線端子と信号線端子に接続され、前記共通電極１５は、その外周縁の一部または複数箇所から導出されたリード配線を介して前記端子配列部に形成された共通電極端子に接続されている。

一方、前記他方の基板１の内面には、前記複数のＴＦＴ５にそれぞれ対向させて、前記ＴＦＴ５の光による誤動作を防ぐための遮光膜１７が設けられるとともに、前記複数の画素電極４と前記共通電極１５とにより形成された複数の画素（画素電極４と共通電極１５の各部分電極１５ａの側縁との間に生成された電界により液晶分子の配向状態が制御される領域）にそれぞれ対応させて、赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂが設けられている。

また、前記一対の基板１，２の前記枠状シール材で囲まれた領域の内面にはそれぞれ、前記共通電極１５及びカラーフィルタ１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂを覆って水平配向膜１９，２０が設けられている。

これらの配向膜１９，２０はそれぞれ、前記共通電極１５の各部分電極１５ａの長さ方向に対して５°〜１５°の範囲の予め定めた角度で斜めに交差する方向に沿って互いに逆方向にラビングすることにより配向処理されており、前記液晶層３の液晶分子は、前記配向膜１９，２０の配向処理方向に分子長軸を揃えて、前記基板１，２面と実質的に平行に配向している。

また、図では省略しているが、この液晶表示素子は、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板を備えており、これらの偏光板のうち、一方の偏光板は、その透過軸を前記配向膜１９，２０の配向処理と実質的に平行にして配置され、他方の偏光板は、その透過軸を前記一方の偏光板の透過軸と実質的に直交または平行にして配置されている。

この液晶表示素子は、前記複数の画素電極４に前記ＴＦＴ５を介して表示信号を印加することにより、前記共通電極１５の各部分電極１５ａの縁部と前記画素電極４の前記部分電極１５ａ，１５ａ間に対応する部分との間に電界を生成させ、その電界により前記液晶分子の配向方位を前記基板１，２面と実質的に平行な面内において制御して表示する。

この液晶表示素子は、前記共通電極１５を、前記画素電極４より前記液晶層３側に、絶縁膜（層間絶縁膜）１４を介して前記画素電極４を覆って積層し、且つ前記画素電極４に対応する領域ごとに少なくとも１つの縁部１５ｄを形成し、前記画素電極４と前記縁部１５ｄとの間に、前記液晶分子の配向方位を前記基板１，２面と実質的に平行な面内において制御する電界を生成するようにしたので、前記画素電極４の周辺部に発生する前記画素電極４と共通電極１５との間以外の電界を液晶層３に対して遮断するから、前記画素周辺部の配向の乱れを無くして、光漏れを防止することができる。

また、この液晶表示素子においては、前記共通電極１５に、前記複数の画素電極４に対応する領域ごとに、間隔をおいて互いに平行に並ぶ複数の縁部１５ｄを形成するための複数のスリット１６を設けているため、前記共通電極１５の各縁部１５ｄと前記画素電極４の間に、実質的に均一な強さの電界を生成させ、高品質の画像を表示することができる。

この実施例の液晶表示素子は、前記一方の基板２の内面に、各画素電極行にそれぞれ沿わせて形成され、各行のＴＦＴ５にゲート信号を供給する複数の走査線１２と、各画素電極列にそれぞれ沿わせて形成され、各列のＴＦＴ５にデータ信号を供給する複数の信号線１３とが設けられ、前記共通電極１５は、複数の画素電極４とＴＦＴ５と走査線１２及び信号線１３を覆う絶縁層（ＴＦＴ５のゲート電極６及び走査線１２を覆うゲート絶縁膜７と、画素電極４とＴＦＴ５と信号線１３を覆う層間絶縁膜１４との積層膜）の上に、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方を覆う領域によって、前記画素電極行方向及び画素電極列方向に延出した形状に形成され、前記画素電極４に対応する部分が、間隔をおいて互いに平行に並ぶ複数の部分電極１５ａからなり、その各部分電極１５ａの縁部と前記画素電極４との間に、前記液晶分子の配向方位を制御する電界を生成するため、前記走査線１２及び信号線１３と前記画素電極４の縁部との間に生じる電界を前記共通電極１５により遮蔽し、その電界による画素周辺の液晶分子の配向の乱れを無くすことができ、したがって、隣合う画素間の光漏れを無くし、良好な品質の画像を表示することができる。

すなわち、この液晶表示素子は、前記共通電極１５を、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方に対応させて形成され、前記複数の画素電極４に対応する部分にそれぞれ、間隔をおいて平行に並ぶ複数の部分電極１５ａを形成する複数のスリット１６が設けられた導電膜により形成しているため、前記走査線１２と前記画素電極４の縁部との間に生じる電界及び前記信号線１３と前記画素電極４の縁部との間に生じる電界の両方を、前記共通電極１５の前記隣合う画素電極４，４間の領域に対応する部分１５ｂ，１５ｃにより遮蔽することができる。

そのため、前記走査線１２と前記画素電極４の縁部との間に生じた電界及び前記信号線１３と前記画素電極４の縁部との間に生じた電界が液晶層３に作用し、その電界により前記隣合う画素間の領域の液晶分子の配向が乱れることは無く、したがって、画素周辺部の全周に亙って光漏れを無くすことができる。

しかも、この液晶表示素子は、前記共通電極１５を、前記複数の画素電極４に対応する部分にそれぞれ複数の部分電極１５ａを形成する複数のスリット１６が設けられた導電膜により形成しているため、前記共通電極１５の前記画素電極４に対応する部分の複数の部分電極１５ａ及び前記隣合う画素電極４，４間の領域に対応する部分１５ｂ，１５ｃの電位を実質的に等しくし、前記共通電極１５の各部分電極１５ａの縁部と前記画素電極４の前記部分電極１５ａ間に対応する部分との間に、実質的に均一な強さの電界を生成させて、前記画素の全域にわたって液晶分子の配向方位を一様に制御することができる。

そのため、この液晶表示素子は、前記走査線１２を挟んで隣合う画素間及び前記信号線１３を挟んで隣合う画素間の両方の光漏れが無い。したがって、画素周辺の漏れ光を遮光するブラックマスクを設ける必要がなくなって、開口率が高くなり、明るく且つコントラストの高い画像を表示させることができる。また、共通電極１５よりも基板側に画素電極４を配置しているため、ＴＦＴ５のソース電極と接続するためにスルーホール等を設ける必要がないので、製造工程が単純になり、また前記スルーホールによる開口率の低下を生じることがない。しかも、前記共通電極１５が実質的に基板の略全面に渡って電気的に接続された状態で形成されているため、各画素の光の透過率が画素の全域にわたって均一な高品質の画像を表示することができる。

さらに、この液晶表示素子は、前記複数の画素電極４は、予め定めた画素領域の全域に対応する形状に形成しているため、前記画素電極４の電位をその全体にわたって実質的に等しくし、前記共通電極１５の各部分電極１５ａの縁部と前記画素電極４の前記部分電極１５ａ間に対応する部分との間に、より均一な強さの電界を生成させ、前記画素の全域にわたって液晶分子の配向方位をさらに一様に制御することができ、したがって、より高品質の画像を表示することができる。

（第２の実施形態）
図５及び図６はこの発明の第２の実施例を示しており、図５は液晶表示素子の一部分の平面図、図６は図５のVI−VI線に沿う断面図である。

この実施例の液晶表示素子は、前記共通電極１５の前記画素電極４，４間の領域に対応する部分に、その領域の全長にわたって、低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線２１を設けたものであり、他の構成は上述した第１の実施例と同じである。したがって、上述した第１の実施例と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

前記共通電極線２１は、前記層間絶縁膜１４の上に、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域のいずれか一方、例えば信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域にそれぞれ対応させて、前記信号線１３と重なる位置に前記信号線１３と平行に形成されており、これらの共通電極線２１は、前記画素電極４の配列領域の外側において共通接続され、その共通接続部を一方の基板２の端子配列部に形成された共通電極端子に接続されている。

そして、前記共通電極１５は、前記層間絶縁膜１４の上に、前記共通電極線２１の上に重ねて形成されている。

この実施例の液晶表示素子は、前記共通電極１５の前記画素電極４，４間の領域に対応する部分に、その領域の全長にわたって、低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線２１を設けているため、行方向及び列方向に配列する複数の画素の共通電極１５の電位を実質的に等しくし、輝度むらの無い画像を表示することができる。

なお、この実施例では、共通電極１５の信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域に対応する部分に共通電極線２１を設けているが、前記共通電極線２１は、走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域に対応する部分に設けてもよい。また、前記共通電極線２１は、前記共通電極１５の上に設けてもよい。

なお、上述した第１及び第２の実施例では、共通電極１５を、複数の画素電極４及び走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方に対応させて形成しているが、前記共通電極１５は、複数の画素電極４及び走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域のいずれか一方に対応させて形成してもよい。

その場合も、前記走査線１２と信号線１３の少なくとも一方と前記画素電極４の縁部との間に生じる電界を前記共通電極１５により遮蔽し、その電界による隣合う画素間の領域の液晶分子の配向の乱れを無くすことができるため、隣合う画素間の光漏れを無くし、良好な品質の画像を表示することができる。

このように、前記共通電極１５を、複数の画素電極４及び走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域のいずれか一方に対応させて形成する場合、前記共通電極１５は、各画素行ごとまたは各画素列ごとに、複数の画素電極４及び前記隣合う画素電極４，４間の領域に対応させて形成され、前記複数の画素電極４に対応する部分にそれぞれ、間隔をおいて平行に並ぶ複数の部分電極１５ａを形成する複数のスリットまたは櫛状の細長切欠部が設けられた複数本の部分電極と、これらの部分電極の端部を共通接続する接続部とからなる導電膜により形成すればよい。

（第３の実施形態）
図７、図８及び図９は、この発明の第３の実施例を示しており、図７は液晶表示素子の一部分の平面図、図８は図７のVIII−VIII線に沿う断面図、図９は図７のIX−IX線に沿う断面図である。

この実施例の液晶表示素子は、低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線１２１を、前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方に対応させて格子状に形成したものであり、他の構成は上述した第２の実施例と同じである。したがって、上述した第２の実施例と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

この液晶表示素子は、低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線１２１が、前記層間絶縁膜１４の上に、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方にそれぞれ対応させて、前記信号線１３と重なる位置に前記信号線１３と平行に延出する列配線部分１２１ａと、前記走査線１２と重なる位置に前記走査線１２と平行に延出する行配線部分１２１ｂとが互いに接続された形状に形成されている。すなわち、この共通電極線１２１は、前記列配線部分１２１ａと前記行配線部分１２１ｂとにより、前記画素電極４の外側の四方を取り囲む格子状に形成されている。そして、前記共通電極線１２１の走査線１２と平行に形成された行配線部分１２１ｂには、ＴＦＴ５に対応する領域が幅広に形成され、前記ＴＦＴ５上を覆う遮光部分１２１ｃが形成されている。

そして、前記共通電極１５は、前記層間絶縁膜１４の上と、前記共通電極線１２１の上に重ねて形成されている。

つまりこの液晶表示素子では、前記共通電極１５が、一方の基板の絶縁膜１４上に、各画素に対応する領域に間隔をおいて互いに平行に並ぶ複数の縁部１５ｄが形成された透明導電膜と、隣接する画素の間で行方向に延出する走査線１２、及び列方向に延出する信号線１３の両方に沿って形成された金属導電膜とから構成されている。

この実施例の液晶表示素子は、前記共通電極１５の隣接する画素電極４，４間の領域に対応する部分に、前記走査線１２及び信号線１３に沿わせて低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線１２１を設けているため、行方向及び列方向に配列する複数の画素の共通電極１５の電位を実質的に等しくし、輝度むらの無い画像を表示することができる。また、信号線１３に沿わせて形成された行配線部分１２１ｂに遮光部分１２１ｃを形成しているため、前記ＴＦＴ５の半導体層を遮光することができる。したがって、対向する観察側の基板に遮光膜を形成する必要が無くなり、開口率を高くすることができる。

（第４の実施形態）
図１０及び図１１は、この発明の第４の実施例を示しており、図１０は液晶表示素子の一部分の平面図、図１１は図１０のXI−XI線に沿う断面図である。

この実施例の液晶表示素子は、低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線２２１を、前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方に対応させて格子状に、且つＴＦＴ５に対応する領域を除いて形成し、対向する基板の前記ＴＦＴ５に対向する領域に遮光膜２１７を形成したものであり、他の構成は上述した第３の実施例と同じである。したがって、上述した第３の実施例と同一の部材には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

この液晶表示素子は、低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線２２１が、前記層間絶縁膜１４の上に、前記走査線１２を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域と、前記信号線１３を挟んで隣合う画素電極４，４間の領域の両方にそれぞれ対応させて、前記信号線１３と重なる位置に前記信号線１３と平行に延出する列配線部分２２１ａと、前記走査線１２と重なる位置に前記走査線１２と平行に延出する行配線部分２２１ｂとが互いに接続された形状に形成されている。すなわち、この共通電極線２２１は、前記列配線部分２２１ａと前記行配線部分２２１ｂとにより、前記画素電極４の外側の四方を取り囲む格子状に形成されている。そして、前記共通電極線２２１の走査線１２と平行に形成された行配線部分２２１ｂには、ＴＦＴ５に対応する領域に幅広部２２１ｃが形成され、この幅広部２２１ｃの前記ＴＦＴ５に対応する部分に開口２２１ｄが形成されている。

透明導電膜は、前記層間絶縁膜１４の上と、前記行配線部分２２１ｂの開口２２１ｄを除いた前記共通電極線２２１の上に重ねて形成されている。したがって、透明導電膜と金属導電膜とからなる前記共通電極１５は、ＴＦＴ５の上以外の領域に形成されている。

そして、観察側の基板１の、前記観察側とは反対側の基板２に対向する内面には、前記ＴＦＴに対応する領域に遮光膜２１７が設けられている。

このように、この液晶表示素子では、前記共通電極１５が、前記画素電極４より前記液晶層３側に、絶縁膜１４を介して前記画素電極４に対応させて形成され、各画素に対応する領域に間隔をおいて互いに平行に並ぶ複数の縁部が形成された透明導電膜と、隣接する画素の間で行方向に延出する走査線１２、及び列方向に延出する信号線１３の両方に沿って、これらの走査線１２と信号線１３を覆い、且つ前記薄膜トランジスタ５に対応する領域を除いた部分に形成された金属導電膜とから構成されている。そして、ＴＦＴ５に対応する領域には遮光膜２１７が配置されているのである。

この実施例の液晶表示素子は、前記共通電極１５の隣接する画素電極４，４間の領域に対応する部分に、前記走査線１２及び信号線１３に沿わせて低抵抗の金属導電膜からなる共通電極線２２１を設けているため、行方向及び列方向に配列する複数の画素の共通電極１５の電位を実質的に等しくし、輝度むらの無い画像を表示することができる。そして、透明導電膜と金属導電膜とからなる前記共通電極１５は、ＴＦＴ５の上以外の領域に形成されているので、前記共通電極１５と前記ＴＦＴ５との間に形成される浮遊容量を小さくすることができ、液晶表示素子のドライバにかかる負荷を少なくすることができる。また、他方の基板（観察側基板）１には、前記ＴＦＴ５のみを遮光する遮光膜２１７を形成するだけで足りるため、各画素の開口率を高くすることができる。

（第５の実施形態）
上述した第１乃至第４の実施例の液晶表示素子は、共通電極１５に、信号線１３と平行なスリット１６を設けたものであるが、画素電極４との間に液晶分子の配向方位を基板１，２面と実質的に平行な面内において制御する電界を生成する共通電極は、前記信号線１３に対して斜めに傾斜させたスリットを設けたものでもよい。

図１２は、この発明の第５の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図であり、この図では、一方の基板（観察側とは反対側の基板）２の内面に設けられたＴＦＴ５と走査線１２及び信号線１３を省略している。この第５の実施例は、上述した第３の実施例と比べて、前記共通電極の形状のみが異なっており、その他の構成は同一であるから、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施例の液晶表示素子は、共通電極１１５に、信号線１３に対して斜めに傾斜させたスリット１１６を設けたものであり、この共通電極１１５は、前記複数の画素電極４とＴＦＴ５と走査線１２及び信号線１３を覆う絶縁層絶縁層（ＴＦＴ５のゲート電極６及び走査線１２を覆うゲート絶縁膜７と、画素電極４とＴＦＴ５と信号線１３を覆う層間絶縁膜１４との積層膜）上の実質的に全面に形成され、前記画素電極４に対応する領域に、前記画素電極４との間に前記液晶分子の配向方位を制御する電界を生成するための、間隔をおいて互いに平行に並び、且つ前記一方の基板２面に形成された配向膜２０の配向処理方向２０ａに対して直交及び平行以外の斜めに交差する〈 形状に屈曲した複数の縁部１１５ｄを形成する複数のスリット１１６が設けられた透明導電膜からなっている。

すなわち、この液晶表示素子は、共通電極１１５の複数の画素電極４に対応する領域にそれぞれ、〈 形状に屈曲した複数のスリット１６を設けることにより、間隔をおいて平行に並ぶ複数の部分電極１１５ａを形成し、これらの部分電極１１５ａによって、前記一方の基板２の内面の配向膜２０の配向処理方向２０ａに対して斜めに交差する〈 形状に屈曲した縁部１１５ｄを形成したものである。

この構成によれば、一対の基板１，２の内面の配向膜１９，２０の配向処理方向に分子長軸を揃えて配向した初期配向状態の液晶分子に対して、画素電極４と共通電極１１５の間に電圧が印加されたときに、前記初期配向状態での分子長軸に対して斜めに交差する方向の電界が印加されるので、液晶分子の挙動方向を揃えることができ、各画素内における液晶分子の配向が乱れるのを防止することができる。

なお、この実施例における共通電極１１５の形状は、前述した第１乃至第４の実施例のいずれにも適用することができる。

（第６の実施形態）
上述した第１乃至第５の実施例では、前記複数の画素電極４を、予め定めた画素領域の全域に対応する実質的に矩形形状に形成しているが、前記画素電極４は、前記共通電極１５の複数の部分電極１５ａ，１５ａ間に対応する櫛形形状に形成してもよい。

図１３は、この発明の第６の実施例を示す液晶表示素子の一部分の断面図である。この第５の実施例は、上述した第３の実施例と比べて、前記画素電極の形状のみが異なっており、その他の構成は同一であるから、同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。

この実施例の液晶表示素子は、画素電極１０４を、共通電極１５の前記画素電極１０４に対応する領域に設けられた複数のスリット１６にそれぞれ対応した形状の複数の部分電極（以下、画素部分電極という）１０４ａを有する櫛形形状に形成したものであり、前記複数の画素部分電極１０４ａは、前記画素電極１０４に、前記共通電極１５の複数の部分電極（以下、共通部分電極という）１５ａにそれぞれ対応した形状の複数のスリット１０４ｂを設けることにより形成されている。

この実施例において、前記画素電極１０４の複数の画素部分電極１０４ａは、その両側縁が、前記共通電極１５の前記画素部分電極１０４ａを挟んで隣合う共通部分電極１５ａ，１５ａの縁部にそれぞれ対向する幅に形成するのが望ましい。

なお、この画素電極１０４の形状は、前述した第１乃至第５実施例のいずれにも適用することができる。

この実施例の液晶表示素子によれば、前記画素電極１０４の前記共通電極１５と重なる部分の面積が減少するから、前記画素電極１０４と前記共通電極１５の間に発生する浮遊容量が小さくなり、液晶表示素子のドライバにかかる負荷を小さくすることができる。

この発明の第１の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図。 図１のII−II線に沿う断面図。 図１のIII−III線に沿う断面図。 図１のIV−IV線に沿う断面図。 この発明の第２の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図。 図５のVI−VI線に沿う断面図。 この発明の第３の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図。 図７のVIII−VIII線に沿う断面図。 図７のIX−IX線に沿う断面図。 この発明の第４の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図。 図１のXI−XI線に沿う断面図。 この発明の第５の実施例を示す液晶表示素子の一部分の平面図。 この発明の第６の実施例を示す液晶表示素子の一部分の断面図。

符号の説明

１，２…基板、３…液晶層、４，１０４…画素電極、５…ＴＦＴ、６…ゲート電極、７…ゲート絶縁膜、８…ｉ型半導体膜、９…ｎ型半導体膜、１０…ソース電極、１１…ドレイン電極、１２…走査線、１３…信号線、１４…層間絶縁膜、１５，１１５…共通電極、１５ａ，１１５ａ…部分電極、１６，１１６…スリット、１７…遮光膜、１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…カラーフィルタ、１９，２０…配向膜、２１，１２１，２２１…共通電極線。

Claims (4)

1. 薄膜トランジスタに接続された画素電極と、前記画素電極との間の電位差により一対の基板間に設けられた液晶層における液晶分子の配向方向を制御する共通電極と、を有し、前記画素電極と前記共通電極とが前記一対の基板のうちの一方の基板に設けられている液晶表示素子であって、
   前記画素電極の長辺に沿うように配置されるとともに、前記薄膜トランジスタを介して前記画素電極に電気的に接続される信号線を備え、
   前記共通電極は、前記信号線及び前記画素電極よりも前記液晶層に近い側の層として形成されているとともに、前記画素電極と重なる領域に前記画素電極の幅よりも狭い幅のスリットが前記画素電極の幅方向に並ぶように複数設けられ、
   前記スリットのそれぞれは、前記画素電極の前記長辺方向の長さよりも長く形成されているとともに、一対の短辺が前記画素電極と重なることのないように配置され、
   前記信号線と前記画素電極との間の隙間が前記共通電極によって覆われていることを特徴とする液晶表示素子。
2. 前記共通電極は、前記信号線を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子。
3. 前記スリットは、前記画素電極と重なる領域で、くの字状に屈曲していることを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示素子。
4. 前記画素電極の短辺に沿うように配置されるとともに、前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する走査線を備え、
   前記共通電極は、前記走査線を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の液晶表示素子。

Images