JP2006276583A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた場合でも、画素分割可能な構成を提供すること。
【解決手段】 液晶表示装置の複数の画素Ｐにおいて、画素Ｐは、第1の副画素Ｐ１と第２の副画素Ｐ２とに分割され、液晶容量Ｌ１は、第１の副画素Ｐ１に対応する第1の副液晶容量Ｌ１と、第２の副画素Ｐ２に対応する第２の副液晶容量Ｌ２とに分割されている。ここで、第２の副液晶容量Ｌ２とＴＦＤ４０との間には、第２の副液晶容量Ｌ２に直列、かつ、第１の副液晶容量Ｌ１に並列に補助容量Ｃが電気的に接続されている。従って、第２の副液晶容量Ｌ２は、第２の副液晶容量Ｌ２自身と、補助容量Ｃとによって容量分割された電圧が印加されることになり、第２の副液晶容量Ｌ２には、同一の画素Ｐ内に形成された第１の第１の副液晶容量Ｌ１と比較して低い電位が印加される。
【選択図】 図１２

Description

本発明は、複数の画素の各々に画素スイッチング素子として薄膜ダイオード（以下、ＴＦＤ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｄｉｏｄｅ）という）を備えた液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置において、１つの画素を複数の副画素に分割し、各副画素の液晶層に印加する電圧を変化させることによって、広い視野角で良好な多階調表示をさせて視角特性を改善する技術は、画素分割法と称せられる従来技術として周知である。このような画素分割法は、例えば、画素スイッチング素子としてＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いた液晶表示装置において、各画素に補助容量とは別に制御容量を形成することにより実現されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平７−３２５３２２号公報

しかしながら、上記特許文献に記載の技術は、画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いたものであり、本願発明者等が調査した範囲では、ＴＦＤを画素スイッチング素子として用いた液晶表示装置に画素分割法を適用した例は見出されていない。

そこで、本発明の課題は、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた場合でも、画素分割可能な構成を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明では、走査線およびデータ線のうちの一方を第１の信号線とし、他方を第２の信号線としたとき、前記第１の信号線と前記第２の信号線の交差に対応して複数の画素を備え、当該画素は、前記第１の信号線と前記第２の信号線の間で前記第１の信号線側に接続された画素スイッチング用の薄膜ダイオードと、該薄膜ダイオードに直列に電気的に接続されて前記第２の信号線側に位置する液晶容量とを備えた液晶表示装置において、前記ＴＦＤに直列、かつ、前記液晶容量に並列に電気的に接続された補助容量を有するとともに、当該補助容量は、直列に接続された複数の副補助容量に分割され、前記液晶容量は、前記複数の副補助容量によって容量分割された電圧が印加される複数の副液晶容量に分割され、前記画素は、前記複数の副補助容量の各々に対応する複数の副画素に分割されている。

本発明では、補助容量を複数の副補助容量に分割し、複数の補助容量によって容量分割された電圧が複数の副液晶容量に印加されるように構成してある。このため、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた場合でも、画素を複数の副画素に分割することによって視角特性を改善することができる。

本発明は、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶を用いた場合には比較的簡素な構成で画素分割を行うことができる。すなわち、本発明では、液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、前記素子基板には、前記第１の信号線と、前記第２の信号線と、前記ＴＦＤと、前記複数の副補助容量と、当該複数の副補助容量の各副補助容量用の上電極および各副補助用容量の下電極の各々に電気的に接続して前記複数の副液晶容量を構成する複数の液晶駆動用電極とが形成されている。

本発明においては、前記素子基板上では、前記第１の信号線およびＴＦＤ用の上電極は各々、第１の金属から構成され、前記第２の信号線およびＴＦＤ用の下電極は各々、前記第１の金属より上層側に形成された第２の金属から構成され、前記複数の副補助容量では、前記副補助容量用の下電極は前記第１の金属から構成され、前記副補助容量用の上電極は、前記第２の金属から構成されている。このように構成すると、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた液晶表示装置において、容量分割された電圧が複数の副液晶容量に印加されるように構成した場合でも、従来から用いられている金属層のみで構成することができる。

本発明において、前記複数の副補助容量に含まれる第１の副補助容量と第２の副補助容量とでは、前記第１の副補助容量の上電極が前記第２の副補助容量の下電極に直接、接続することにより、前記第１の副補助容量と前記第２の副補助容量とが直列に電気的に接続されていることが好ましい。このように構成すると、副補助容量同士を直列に電気的するのに大きなスペースが必要ないので、高い画素開口率を確保できる。

本発明の別の形態では、走査線およびデータ線のうちの一方を第１の信号線とし、他方を第２の信号線としたとき、前記第１の信号線と前記第２の信号線の交差点に対応する複数の位置の各々に画素を備え、当該画素は、前記第１の信号線と前記第２の信号線の間で前記第１の信号線側に接続された画素スイッチング用のＴＦＤと、該ＴＦＤに直列に電気的に接続されて前記第２の信号線側に位置する液晶容量とを備えた液晶表示装置において、前記画素は、少なくとも第１の副画素と第２の副画素とに分割され、前記液晶容量は、前記第１の副画素に対応する第１の副液晶容量と、前記第２の副画素に対応する前記第２の副液晶容量とに分割され、前記第２の副液晶容量と前記ＴＦＤとの間には、当該第２の副液晶容量に直列、かつ、前記第１の副液晶容量に並列に補助容量が電気的に接続されていることを特徴とする。

本発明では、補助容量が第２の副液晶容量に直列、かつ、第１の副液晶容量に並列に電気的に接続されているため、第２の副液晶容量自身と補助容量とによって、駆動電圧を容量分割でき、容量分割された電圧が第１の副液晶容量と第２の副液晶容量に印加される。このため、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた場合でも、画素を複数の副画素に分割することによって視角特性を改善することができる。

本発明においては、例えば、液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、前記素子基板には、前記第１の信号線と、前記第２の信号線と、前記ＴＦＤと、前記補助容量と、前記第１の副画素電極と、前記第２の副画素電極と、前記第２の信号線から延びて前記第１の副画素電極および前記第２の副画素電極との間に前記第１の副液晶容量および前記第２の副液晶容量を構成する対向電極とが形成されている。すなわち、本発明は、ＩＰＳモード以外の各種液晶を用いた液晶表示装置に適用することができる。

本発明において、ＩＰＳモードやＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなど、横電界を利用する場合、液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、前記素子基板には、前記第１の信号線、前記ＴＦＤ、前記補助容量、前記第１の副画素電極、および前記第２の副画素電極が形成され、前記対向基板には、前記第１の副画素電極および前記第２の副画素電極との間に前記第１の副液晶容量および前記第２の副液晶容量を構成する液晶駆動用電極が形成される。

本発明において、前記素子基板上において、前記第１の信号線および前記ＴＦＤ用の上電極は各々、第１の金属から構成され、前記第２の信号線およびＴＦＤ用の下電極は各々、前記第１の金属より上層側に形成された第２の金属から構成され、前記複数の副補助容量では、前記副補助容量用の下電極は前記第１の金属から構成され、前記副補助容量用の上電極は、前記第２の金属から構成されていることが好ましい。このように構成すると、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた液晶表示装置において、容量分割された電圧が複数の副液晶容量に印加されるように構成した場合でも、従来から用いられている金属層のみで構成することができる。

本発明において、前記ＴＦＤの上電極は、前記補助容量の下電極に直接、接続することにより、前記ＴＦＤと前記補助容量とが直列に電気的に接続されていることが好ましい。このように構成すると、ＴＦＤと補助容量とを直列に電気的するのに大きなスペースが必要ないので、高い画素開口率を確保できる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。また、以下の説明では、走査線およびデータ線のうち、走査線を第１の信号線とし、データ線を第２の信号線とし説明するが、データ線を第１の信号線とし、走査線を第２の信号線としてもよい。

［実施の形態１］
（液晶表示装置の基本構成）
図１は、画素スイッチング素子としてＴＦＤを用いた液晶表示装置の基本的な電気的構成を示すブロック図である。

図１に示すように、本形態の液晶表示装置１では、複数本の走査線３ａが行方向（Ｘ方向）に延在して形成され、複数本のデータ線６ａが列（Ｙ）方向に延在して形成されている。走査線３ａとデータ線６ａとの各交差点に対応する位置には画素Ｐが形成され、これらの画素Ｐは、マトリクス状に配置されている。各画素Ｐでは、液晶容量Ｌと、画素スイッチング素子としてのＴＦＤ４０とが直列に接続しており、図１に示す例では、液晶容量Ｌが走査線３ａの側に、ＴＦＤ４０がデータ線６ａの側にそれぞれ接続されている。なお、液晶容量Ｌがデータ線６ａの側に、ＴＦＤ４０が走査線３ａの側にそれぞれ接続されることもある。ここで、各走査線３ａは、走査線駆動回路５７によって駆動される一方、各データ線６ａは、データ線駆動回路５８によって駆動される。

（画素構成）
図２、図３および図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図、この液晶表示装置の画素１つ分の断面図、および素子基板の画素１つ分の平面図である。なお、図３は、図４のＡ１−Ｂ１線での断面図に相当する。また、図４には、データ線と同時形成された導電膜に対しては右下がりの斜線を付し、走査線と同時形成された導電膜に対しては、右上がりの斜線を付してある。

図２に示すように、画素Ｐは、ＴＦＤ４０に直列、かつ、液晶容量Ｌに並列に電気的に接続された補助容量Ｃを有するとともに、補助容量Ｃは、直列に接続された第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２に分割されている。また、液晶容量Ｌは、第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２によって容量分割された電圧が印加される第１の副液晶容量Ｌ１と第２の副液晶容量Ｌ２とに分割され、画素Ｐは、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２とに分割されている。２つの副液晶容量Ｌ１、Ｌ２のうち、第１の副液晶容量Ｌ１は、２つの副補助容量Ｃ１、Ｃ２からなる補助容量Ｃに並列に電気的に接続し、第２の副液晶容量Ｌ２は、第２の副補助容量Ｃ２に並列に電気的に接続している。

このように構成した液晶表示装置１では、画素Ｐが選択されたとき、走査線３ａとデータ線６ａの差に相当する電圧が第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２とによって分割され、第２の副液晶容量Ｌ２には、同一の画素Ｐ内に形成された第１の第１の副液晶容量Ｌ１と比較して低い電位が印加される。それ故、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１の視角特性と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２の視角特性が補完し合う結果、視角特性の向上が図られる。

本形態の液晶表示装置１を構成するにあたっては、図３に示すように、素子基板１０と対向基板２０とが対向配置され、かつ、これらの基板間に液晶層２が保持されている。本形態では、液晶層２にはＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードの液晶が用いられているため、対向基板２０には、配向膜２２は形成されているが、対向電極は形成されていない。また、ＩＰＳモードでは、液晶に水平方向の電界を印加するため、後述するように、副液晶容量Ｌ１、Ｌ２（副画素Ｐ１、Ｐ２）を構成する液晶駆動電極は全て素子基板２０の方に形成されることになる。

図３および図４に示すように、ＴＦＤ４０は、２つのＴＦＤが直列に接続されたＢａｃｋ−ｔｏ−Ｂａｃｋ構造を有している。すなわち、ＴＦＤ４０は、素子基板２０の表面に形成された下地層１１上に下電極６ｂを有し、この下電極６ｂの上面および側面には絶縁膜７ａが形成され、かつ、絶縁膜７ａの上層には、走査線３ａと上電極３ｂとが離間した位置に形成されている。下地層１１は、例えば、厚さが８０ｎｍ程度のタンタル酸化膜などの絶縁膜によって構成され、下電極６ｂの構成によっては省略してもよい。なお、データ線６ａは、厚さ約２００ｎｍ程度のタンタルやタンタル合金から形成され、走査線３ａおよび上電極３ｂは、厚さが３００ｎｍ程度のクロムから構成されている。

ＴＦＤ４０とデータ線６ａとの間には、第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２とが形成されている。第１の副補助容量Ｃ１は、島状のタンタル膜からなる下電極６ｃと、この下電極６ｃの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜７ｃと、ＴＦＤ４０の上電極３ｂから延びた上電極３ｃとによって構成されている。第２の副補助容量Ｃ２は、データ線６ａから延びた下電極６ｄと、この下電極６ｄの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜７ｄと、島状のクロム膜からなる上電極３ｄとによって構成されている。ここで、誘電体膜７ｃ、７ｄは、ＴＦＤ４０の絶縁膜７ａよりも厚く、その厚さは２００ｎｍ程度である。

第２の副補助容量Ｃ２の上電極３ｄは、第１の副補助容量Ｃ１の下電極６ｃの切断面（露出部分６ｃ′）に接触しており、上電極３ｄと下電極６ｃとは直接、接続されている。このようにして、第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２とが直列に電気的に接続されている。

本形態では、液晶をＩＰＳモードで使用するため、第１の副補助容量Ｃ１の上電極３ｃには、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第１の液晶駆動電極８ａが積層され、この第１の液晶駆動電極８ａは、データ線６ａと平行に延びている。また、第２の副補助容量Ｃ２の上電極３ｄには、同じく、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第２の液晶駆動電極８ｂが積層され、この第２の液晶駆動電極８ｂも、データ線６ａと平行に延びている。第１の液晶駆動電極８ａおよび第２の液晶駆動電極８ｂの上層側には配向膜１９が形成されている。データ線６ａからは、第１の液晶駆動電極８ａおよび第２の液晶駆動電極８ｂを両側で挟むように櫛歯状の電極６ｅが延びている。従って、第１の液晶駆動電極８ａと櫛歯状の電極６ｅとの間には、第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）が形成され、第２の液晶駆動電極８ｂと櫛歯状の電極６ｅおよびデータ線６ａとの間には、第２の副液晶容量Ｌ２（第１の副画素Ｐ２）が形成されている。

なお、タンタル膜に関して点線で示す部分６ｘ、６ｙは、後述する製造工程の途中まで、陽極酸化を行うために給電用にタンタル膜が形成されていた部分を示しており、かかる部分は、素子基板２０の完成までの間に切除される。

（本形態の効果）
このように本形態では、導電膜としては、従来の液晶表示装置で使用されているクロム膜、タンタル膜、およびＩＴＯ膜のみを用いるだけで、図２に示す電気的構成を備えた画素Ｐが構成されている。また、第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２とを直列に接続するにあたって、第２の副補助容量Ｃ２の上電極３ｄと、第１の副補助容量Ｃ１の下電極６ｃとを直接、接続しているので、かかる接続を行うのに大きなスペースが必要ない。従って、高い画素開口率を確保できる。

（製造方法）
図５（ａ）〜（ｇ）は、本形態の液晶表示装置１の製造工程のうち、素子基板１０の製造工程を示す工程断面図である。

本形態の素子基板１０を形成するにあたっては、まず、図５（ａ）に示すように、素子基板２０の表面に下地層１１を形成する。次に、図５（ｂ）に示すように、タンタル膜の成膜後、パターニングすることにより、データ線６ａ、下電極６ｂ、６ｃ、６ｄを形成する。その際、図４に点線で示す部分６ｘ、６ｙにもタンタル膜を形成する。

次に、データ線６ａを給電線としてタンタル膜に陽極酸化を施し、図５（ｃ）に示すように、下電極６ｂの表面にタンタル酸化膜からなる絶縁膜７ａを形成する。次に、図４に点線で示す部分６ｘのタンタル膜を除去した後、さらに高い電圧で陽極酸化を行い、図５（ｄ）に示すように、下電極６ｃ、６ｄの表面にタンタル酸化膜からなる誘電体膜７ｃ、７ｄを形成する。

次に、図５（ｅ）に示すように、図４に点線で示す部分６ｙのタンタル膜を除去する。次に、図５（ｆ）に示すように、クロム膜の成膜後、パターニングすることにより、走査線３ａ、上電極３ｂ、３ｃ、３ｄを形成する。次に、図５（ｇ）に示すように、ＩＴＯ膜の成膜後、パターニングすることにより、第１の液晶駆動電極８ａおよび第２の液晶駆動電極８ｂを形成する。以降の工程については、説明を省略する。

［実施の形態２］
図６および図７は、本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図、および素子基板の画素１つ分の平面図である。なお、本形態および後述する形態はいずれも、基本的な構成が実施の形態１と共通しているので、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図６に示すように、本形態の液晶表示装置においても、実施の形態１と同様、補助容量Ｃは、直列に接続された第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２とに分割されている。液晶容量Ｌは、副補助容量Ｃ１、Ｃ２によって容量分割された電圧が印加される副液晶容量Ｌ１、Ｌ２に分割され、画素Ｐは、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２とに分割されている。本形態において、第１の副液晶容量Ｌ１は、実施の形態１と同様、２つの副補助容量Ｃ１、Ｃ２からなる補助容量Ｃに並列に電気的に接続しているが、第２の副液晶容量Ｌ２は、実施の形態１と違って、第１の副補助容量Ｃ１に並列に電気的に接続している。

本形態の液晶表示装置１でも、液晶層２にはＩＰＳモードの液晶が用いられているため、図７に示すように、素子基板２０では、第１の副補助容量Ｃ１の上電極３ｃに、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる液晶駆動電極８ｃが積層され、この液晶駆動電極８ｃは、データ線６ａと平行に延びた後、コの字状に屈曲している。また、第１の副補助容量Ｃ２の下電極６ｄからは、２本の液晶駆動電極６ｇ、６ｉが櫛歯状にデータ線６ａと平行に延びている。従って、液晶駆動電極８ｃの先端部分８ｅと、液晶駆動電極６ｉおよびデータ線６ａとの間に第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）が形成され、液晶駆動電極８ｃの根元部分８ｄと液晶駆動電極６ｇ、６ｉとの間に第２の副液晶容量Ｌ２（第１の副画素Ｐ２）が形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

［実施の形態３］
図８および図９は、本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図、および素子基板の画素１つ分の平面図である。

図８に示すように、本形態の液晶表示装置においては、補助容量Ｃは、直列に接続された第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２と第３の副補助容量Ｃ３とに分割されている。また、液晶容量Ｌは、副補助容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって容量分割された電圧が印加される副液晶容量Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３に分割され、画素Ｐは、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２と、第３の副液晶容量Ｌ３に対応する第３の副画素Ｐ３とに分割されている。本形態において、副液晶容量Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は各々、副補助容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３に並列に電気的に接続している。

本形態の液晶表示装置１でも、液晶層２にはＩＰＳモードの液晶が用いられているため、図９に示すように、ＴＦＤ４０とデータ線６ａとの間には、第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２と第３の副補助容量Ｃ３とこの順に配置され、かつ、直列に接続されている。第１の副補助容量Ｃ１は、島状のタンタル膜からなる下電極６ｃと、この下電極６ｃの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜と、ＴＦＤ４０の上電極３ｂから延びた上電極３ｃとによって構成されている。第２の副補助容量Ｃ２は、島状のタンタル膜からなる下電極６ｅと、この下電極６ｅの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜と、島状のクロム膜からなる上電極３ｅとによって構成されている。第３の副補助容量Ｃ３は、データ線６ａから延びた下電極６ｆと、この下電極６ｆの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜７ｄと、島状のクロム膜からなる上電極３ｆとによって構成されている。

第２の副補助容量Ｃ２の上電極３ｅは、第１の副補助容量Ｃ１の下電極６ｃの切断面（露出部分６ｃ′）に接触しており、上電極３ｅと下電極６ｃとは直接、接続されている。第３の副補助容量Ｃ３の上電極３ｆは、第２の副補助容量Ｃ２の下電極６ｅの切断面（露出部分６ｅ′）に接触しており、上電極３ｆと下電極６ｅは直接、接続されている。このようにして、ＴＦＤ４０とデータ線６ａとの間において、副補助容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が直列に電気的に接続されている。

本形態では、液晶をＩＰＳモードで使用するため、第１の副補助容量Ｃ１の上電極３ｃには、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第１の液晶駆動電極８ｆが積層され、この第１の液晶駆動電極８ｆは、データ線６ａと平行に延びている。また、第２の副補助容量Ｃ２の上電極３ｅには、同じく、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第２の液晶駆動電極８ｇが積層され、この第２の液晶駆動電極８ｇも、データ線６ａと平行に延びている。さらに、第３の副補助容量Ｃ３の上電極３ｆには、同じく、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第３の液晶駆動電極８ｉが積層され、この第３の液晶駆動電極８ｉも、データ線６ａと平行に延びている。一方、第１の副補助容量Ｃ１の下電極６ｃからは、データ線６ａと平行に第４の液晶駆動電極６ｊが延びている。従って、第１の液晶駆動電極８ｆと第４の液晶駆動電極６ｊとの間には、第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）が形成され、第１の液晶駆動電極８ａと第２の液晶駆動電極８ｇとの間にも第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）が形成されている。また、第２の液晶駆動電極８ｇと第３の液晶駆動電極８ｈとの間には、第２の副液晶容量Ｌ２（第２の副画素Ｐ２）が形成され、第３の液晶駆動電極８ｈとデータ線６ａとの間には第３の副液晶容量Ｌ３（第３の副画素Ｐ３）が形成されている。

［実施の形態４］
図１０および図１１は、本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図、および素子基板の画素１つ分の平面図である。

図１０に示すように、本形態の液晶表示装置において、補助容量Ｃは、直列に接続された第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２と第３の副補助容量Ｃ３とに分割されている。また、液晶容量Ｌは、副補助容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３によって容量分割された電圧が印加される４つの副液晶容量Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４に分割され、画素Ｐは、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２と、第３の副液晶容量Ｌ３に対応する第３の副画素Ｐ３と、第４の副液晶容量Ｌ４に対応する第４の副画素Ｐ４に分割されている。本形態において、副液晶容量Ｌ２、Ｌ３は各々、副補助容量Ｃ１、Ｃ２に並列に電気的に接続している。また、副液晶容量Ｌ１は、３つの副補助容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を合成した補助容量Ｃに並列に電気的に接続し、副液晶容量Ｌ４は、２つの副補助容量Ｃ１、Ｃ２を合成した容量に並列に電気的に接続している。

本形態の液晶表示装置１でも、液晶層２にはＩＰＳモードの液晶が用いられているため、実施の形態３と同様、図１１に示すように、ＴＦＤ４０とデータ線６ａとの間には、第１の副補助容量Ｃ１と第２の副補助容量Ｃ２と第３の副補助容量Ｃ３とこの順に配置され、かつ、直列に接続されている。

また、第１の副補助容量Ｃ１の上電極３ｃには、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第１の液晶駆動電極８ｉが積層され、この第１の液晶駆動電極８ｉは、データ線６ａに平行に延びた後、コの字状に屈曲している。第１の副補助容量Ｃ１の下電極６ｃからは、第１の液晶駆動電極８ｉを間に挟むように第２の液晶駆動電極６ｍと第３の液晶駆動電極６ｎが延びている。さらに、第２の副補助容量Ｃ２の下電極６ｅからは、第３の液晶駆動電極６ｎと並列して第４の液晶駆動電極６ｓが延びている。従って、第１の液晶駆動電極８ｉの先端部分８ｋとデータ線６ａとの間には、第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）が形成され、第２の液晶駆動電極６ｍと第１の液晶駆動電極８ｉの根元部分８ｊとの間に第２の副液晶容量Ｌ２（第２の副画素Ｐ２）が形成され、第３の液晶駆動電極６ｍと第４の液晶駆動電極６ｃとの間には、第４の副液晶容量Ｌ４（第４の副画素Ｐ４）が形成されている。

［実施の形態５］
上記実施の形態は、駆動電圧を複数の副補助容量によって容量分割する構成であったが、本形態および後述する実施の形態６では、液晶容量自身を容量分割に利用する形態であり、補助容量は１つだけである。かかる構成を図１２、図１３および図１４を参照して説明する。

図１２、図１３および図１４は、本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図、この液晶表示装置の画素１つ分の断面図、および素子基板の画素１つ分の平面図である。なお、図１３は、図１４のＡ５−Ｂ５線での断面図に相当する。また、図１４には、データ線と同時形成された導電膜に対しては右下がりの斜線を付し、走査線と同時形成された導電膜に対しては、右上がりの斜線を付してある。

図１２に示すように、画素Ｐは、第１の副画素Ｐ１と第２の副画素Ｐ２とに分割され、液晶容量Ｌ１は、第１の副画素Ｐ１に対応する第１の副液晶容量Ｌ１と、第２の副画素Ｐ２に対応する第２の副液晶容量Ｌ２とに分割されている。ここで、第２の副液晶容量Ｌ２とＴＦＤ４０との間には、第２の副液晶容量Ｌ２に直列、かつ、第１の副液晶容量Ｌ１に並列に補助容量Ｃが電気的に接続されている。従って、第２の副液晶容量Ｌ２は、第２の副液晶容量Ｌ２自身と、補助容量Ｃとによって容量分割された電圧が印加されることになり、第２の副液晶容量Ｌ２には、同一の画素Ｐ内に形成された第１の第１の副液晶容量Ｌ１と比較して低い電位が印加される。それ故、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１の視角特性と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２の視角特性が補完し合う結果、視角特性の向上が図られる。

本形態の液晶表示装置１を構成するにあたっては、図１３および図１４に示すように、素子基板１０では、ＴＦＤ４０とデータ線６ａとの間に補助容量Ｃが構成されている。補助容量Ｃは、島状のタンタル膜からなる下電極６ｔと、この下電極６ｔの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜７ｔと、島状のクロム膜からなる上電極３ｔとによって構成されている。

ここで、ＴＦＤ４０の上電極３ｂは、補助容量Ｃの下電極６ｔの切断面（露出部分６ｔ′）に接触しており、上電極３ｂと下電極６ｔとは直接、接続されている。このようにして、ＴＦＤ４０と補助容量Ｃが直列に電気的に接続されている。なお、本形態でも、タンタル膜に関して点線で示す部分６ｘ、６ｙは、実施の形態１と同様、製造工程の途中まで、陽極酸化を行うために給電用にタンタル膜が形成されていた部分を示しており、かかる部分は各々、実施の形態１で説明したタイミングで切除される。

本形態では、液晶をＩＰＳモードで使用するため、ＴＦＤ４０の上電極３ｂには、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第１の液晶駆動電極８ｓが積層され、この第１の液晶駆動電極８ｓは、データ線６ａと平行に延びている。また、補助容量Ｃの上電極３ｔには、同じく、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第２の液晶駆動電極８ｔが積層され、この第２の液晶駆動電極８ｔも、データ線６ａと平行に延びている。さらに、データ線６ａからは、第１の液晶駆動電極８ｓおよび第２の液晶駆動電極８ｔを両側で挟むように櫛歯状の電極６ｅが延びている。従って、第１の液晶駆動電極８ｓと櫛歯状の電極６ｅとの間には、第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）が形成され、第２の液晶駆動電極８ｔと櫛歯状の電極６ｅおよびデータ線６ａとの間には、第２の副液晶容量Ｌ２（第１の副画素Ｐ２）が形成されている。

このように本形態では、補助容量Ｃが第２の副液晶容量Ｌ２に直列、かつ、第１の副液晶容量Ｌ１に並列に電気的に接続されているため、第２の副液晶容量Ｌ２自身と補助容量Ｃとによって、駆動電圧を容量分割でき、容量分割された電圧が第１の副液晶容量Ｌ１と第２の副液晶容量Ｌ２に印加される。このため、画素スイッチング素子としてＴＦＤ４０を用いた場合でも、画素Ｐを複数の副画素Ｌ１、Ｌ２に分割することによって視角特性を改善することができる。

また、ＴＦＤ４０の上電極３ｂは、補助容量Ｃの下電極６ｔの切断面（露出部分６ｔ′）に接触して上電極３ｂと下電極６ｔとは直接、接続されているため、ＴＦＤ４０と補助容量Ｃを直列に電気的に接続するにあたって、かかる接続に要する領域が狭くて済む。それ故、高い画素開口率を確保することができる。

［実施の形態６］
上記実施の形態５は、液晶をＩＰＳモードで使用する場合であったが、液晶容量自身を容量分割に利用する形態については、ＩＰＳモード以外の全ての液晶、例えば、ＴＮ液晶、ＥＣＢモードの液晶、ゲストホストタイプの液晶、垂直配向の液晶を用いた場合にも適用できるので、かかる構成を図１５、図１６および図１７を参照して説明する。

図１５、図１６および図１７は、本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図、この液晶表示装置の画素１つ分の断面図、および素子基板の画素１つ分の平面図である。なお、図１６は、図１７のＡ６−Ｂ６線での断面図に相当する。また、図１７には、データ線と同時形成された導電膜に対しては右下がりの斜線を付し、走査線と同時形成された導電膜に対しては、右上がりの斜線を付してある。

図１５に示すように、本形態でも、実施の形態５と同様、画素Ｐでは、走査線３ａとデータ線６ａとの間にＴＦＤ４０と液晶容量Ｌとが直列に接続しているが、本形態においては、ＩＰＳモード以外の全ての液晶、例えば、ＴＮ液晶、ＥＣＢモードの液晶、ゲストホストタイプの液晶、あるいは垂直配向の液晶が使用されるので、データ線６ａは、図１６に示す対向基板２０に形成した帯状の対向電極２１によって構成されている。なお、対向基板２０には配向膜２２も形成されている。

再び図１５において、本形態でも、実施の形態５と同様、画素Ｐは、第１の副画素Ｐ１と第２の副画素Ｐ２とに分割され、液晶容量Ｌ１は、第１の副画素Ｐ１に対応する第１の副液晶容量Ｌ１と、第２の副画素Ｐ２に対応する第２の副液晶容量Ｌ２とに分割されている。ここで、第２の副液晶容量Ｌ２とＴＦＤ４０との間には、第２の副液晶容量Ｌ２に直列、かつ、第１の副液晶容量Ｌ１に並列に補助容量Ｃが電気的に接続されている。従って、第２の副液晶容量Ｌ２は、第２の副液晶容量Ｌ２自身と、補助容量Ｃとによって容量分割された電圧が印加されることになり、第２の副液晶容量Ｌ２には、同一の画素Ｐ内に形成された第１の第１の副液晶容量Ｌ１と比較して低い電位が印加される。それ故、第１の副液晶容量Ｌ１に対応する第１の副画素Ｐ１の視角特性と、第２の副液晶容量Ｌ２に対応する第２の副画素Ｐ２の視角特性が補完し合う結果、視角特性の向上が図られる。

本形態の液晶表示装置１を構成するにあたっては、図１６および図１７に示すように、ＴＦＤ４０とデータ線６ａとの間に補助容量Ｃが構成されている。補助容量Ｃは、島状のタンタル膜からなる下電極６ｔと、この下電極６ｔの表面を覆うタンタル酸化膜からなる誘電体膜７ｔと、島状のクロム膜からなる上電極３ｔとによって構成されている。ここで、ＴＦＤ４０の上電極３ｂは、補助容量Ｃの下電極６ｔの切断面（露出部分６ｔ′）に接触しており、上電極３ｂと下電極６ｔとは直接、接続されている。このようにして、ＴＦＤ４０と補助容量Ｃが直列に電気的に接続されている。

ＴＦＤ４０の上電極３ｂには、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第１の副画素電極８ｕが積層され、この第１の副画素電極８ｕは、対向電極２１との間に第１の副液晶容量Ｌ１（第１の副画素Ｐ１）を構成している。また、保持容量Ｃの上電極３ｔには、同じく、厚さが５０ｎｍ程度のＩＴＯ膜からなる第２の副画素電極８ｖが積層され、この第２の副画素電極８ｖは、対向電極２１との間に第２の副液晶容量Ｌ２（第２の副画素Ｐ２）を構成している。

なお、本形態でも、タンタル膜に関して点線で示す部分６ｘ、６ｙは、実施の形態１と同様、製造工程の途中まで、陽極酸化を行うために給電用にタンタル膜が形成されていた部分を示しており、かかる部分は各々、実施の形態１で説明したタイミングで切除される。

［電子機器への搭載例］
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、エンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、３０インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。

画素スイッチング素子としてＴＦＴを用いた液晶表示装置の基本的な電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の画素１つ分の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の画素１つ分の平面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶表示装置の製造方法を示す工程断面図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図である。 本発明の実施の形態２に係る液晶表示装置の画素１つ分の平面図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図である。 本発明の実施の形態３に係る液晶表示装置の画素１つ分の平面図である。 本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図である。 本発明の実施の形態４に係る液晶表示装置の画素１つ分の平面図である。 本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図である。 本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の画素１つ分の断面図である。 本発明の実施の形態５に係る液晶表示装置の画素１つ分の平面図である。 本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の画素１つ分の等価回路図である。 本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の画素１つ分の断面図である。 本発明の実施の形態６に係る液晶表示装置の画素１つ分の平面図である。

符号の説明

１・・液晶表示装置、２・・液晶層、３ａ・・走査線、６ａ・・データ線、１０・・素子基板、２０・・対向基板、２１対向電極、４０・・ＴＦＤ、Ｃ・・補助容量、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３・・副補助容量、Ｌ・・液晶容量、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４・・副液晶容量、Ｐ・・画素、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４・・副画素

Claims (9)

1. 走査線およびデータ線のうちの一方を第１の信号線とし、他方を第２の信号線としたとき、前記第１の信号線と前記第２の信号線の交差に対応して複数の画素を備え、当該画素は、前記第１の信号線と前記第２の信号線の間で前記第１の信号線側に接続された画素スイッチング用の薄膜ダイオードと、該薄膜ダイオードに直列に電気的に接続されて前記第２の信号線側に位置する液晶容量とを備えた液晶表示装置において、
   前記薄膜ダイオードに直列、かつ、前記液晶容量に並列に電気的に接続された補助容量を有するとともに、当該補助容量は、直列に接続された複数の副補助容量に分割され、
   前記液晶容量は、前記複数の副補助容量によって容量分割された電圧が印加される複数の副液晶容量に分割され、
   前記画素は、前記複数の副補助容量の各々に対応する複数の副画素に分割されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、
   前記素子基板には、前記第１の信号線と、前記第２の信号線と、前記薄膜ダイオードと、前記複数の副補助容量と、当該複数の副補助容量の各副補助容量用の上電極および各副補助用容量の下電極の各々に電気的に接続して前記複数の副液晶容量を構成する複数の液晶駆動用電極とが形成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. 前記素子基板上において、前記第１の信号線および薄膜ダイオード用の上電極は各々、第１の金属から構成され、前記第２の信号線および薄膜ダイオード用の下電極は各々、前記第１の金属より上層側に形成された第２の金属から構成され、
   前記複数の副補助容量では、前記副補助容量用の下電極は前記第１の金属から構成され、前記副補助容量用の上電極は、前記第２の金属から構成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記複数の副補助容量に含まれる第１の副補助容量と第２の副補助容量とでは、前記第１の副補助容量の上電極が前記第２の副補助容量の下電極に直接、接続することにより、前記第１の副補助容量と前記第２の副補助容量とが直列に電気的に接続されていることを特徴とする請求項２または３に記載の液晶表示装置。
5. 走査線およびデータ線のうちの一方を第１の信号線とし、他方を第２の信号線としたとき、前記第１の信号線と前記第２の信号線の交差に対応して複数の画素を備え、当該画素は、前記第１の信号線と前記第２の信号線の間で前記第１の信号線側に接続された画素スイッチング用の薄膜ダイオードと、該薄膜ダイオードに直列に電気的に接続されて前記第２の信号線側に位置する液晶容量とを備えた液晶表示装置において、
   前記画素は、少なくとも第１の副画素と第２の副画素とに分割され、
   前記液晶容量は、前記第１の副画素に対応する第１の副液晶容量と、前記第２の副画素に対応する前記第２の副液晶容量とに分割され、
   前記第２の副液晶容量と前記薄膜ダイオードとの間には、当該第２の副液晶容量に直列、かつ、前記第１の副液晶容量に並列に補助容量が電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、
   前記素子基板には、前記第１の信号線と、前記第２の信号線と、前記薄膜ダイオードと、前記補助容量と、前記第１の副画素電極と、前記第２の副画素電極と、前記第２の信号線から延びて前記第１の副画素電極および前記第２の副画素電極との間に前記第１の副液晶容量および前記第２の副液晶容量を構成する液晶駆動用電極とが形成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. 液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、
   前記素子基板には、前記第１の信号線、前記薄膜ダイオード、前記補助容量、前記第１の副画素電極、および前記第２の副画素電極が形成され、
   前記対向基板には、前記第１の副画素電極および前記第２の副画素電極との間に前記第１の副液晶容量および前記第２の副液晶容量を構成する液晶駆動用電極が形成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。
8. 前記素子基板上において、前記第１の信号線および前記薄膜ダイオード用の上電極は各々、第１の金属から構成され、前記第２の信号線および薄膜ダイオード用の下電極は各々、前記第１の金属より上層側に形成された第２の金属から構成され、
   前記複数の副補助容量では、前記副補助容量用の下電極は前記第１の金属から構成され、前記副補助容量用の上電極は、前記第２の金属から構成されていることを特徴とする請求項６または７に記載の液晶表示装置。
9. 前記薄膜ダイオードの上電極は、前記補助容量の下電極に直接、接続することにより、前記薄膜ダイオードと前記補助容量とが直列に電気的に接続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。

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