JP2008171022A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】表示面を見る方向が異なる場合でも、表示画像を同一の着色や色合いで表示できる横電界方式の液晶装置と、当該液晶装置を備えた電子機器を提供する。
【解決手段】共通電極１１０と画素電極９は、第１基板１に形成される。画素電極９は複数の帯状電極９ｃを含み。帯状電極に設けられた誘電体膜９ｄと電極露出部９ｅとを対向してなる。
【選択図】図７

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。

従来、携帯端末等の電子機器の表示手段として、液晶装置が知られている。
このような液晶装置の一形態として、液晶層に基板平面方向の電界を印加して液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と称する。）が知られており、液晶に電界を印加する電極の形態によりＩＰＳ（In-Plane Switching）方式や、ＦＦＳ（Frige-Field Switching）方式と呼ばれるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２９０２８号公報

ところで、上記のＩＰＳ方式やＦＦＳ方式における液晶装置においては、電圧印加時の液晶分子の回転方向が同一に揃ってしまうことに起因して、表示面を見る方向によって着色や色合いが異なるという問題がある。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、表示面を見る方向が異なる場合でも、表示画像を同一の着色や色合いで表示できる横電界方式の液晶装置と、当該液晶装置を備えた電子機器を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、複数のドット領域の各々において表示を行う液晶装置であって、前記第１基板の前記液晶層側に、前記ドット領域内の前記液晶層に略基板平面方向の電界を印加する第１電極と第２電極とが設けられ、前記第１電極及び／又は第２電極には、電極面の一部を被覆する誘電体膜と、電極面を露出させる電極露出部とが設けられていること、を特徴としている。

ここで、第１電極と第２電極との間に電圧が印加されると、第１電極と第２電極との間において、誘電体膜の周辺の電界と、電極露出部の周辺の電界とが生じる。そして、誘電体膜の周辺においては、自身の誘電率が寄与する電界が生じるため、誘電体膜の周辺の電界と、電極露出部の周辺の電界とは、異なる強度となる。これによって、第１電極や第２電極が延在する方向に対して、等電位線が歪んで生じることとなり、斜め電界が生じる。当該斜め電界が生じることにより、液晶分子を時計回りや反時計回りに生じさせることができる。従って、液晶装置を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極と前記第２電極とのうち、一方の電極における前記誘電体膜と、他方の電極における前記電極露出部の中央部とが対向して配置されていること、を特徴としている。
このように誘電体膜と電極露出部の中央部とを対向させることで、誘電体膜から電極露出部の中央部の両側に向けて斜め電界が生じる。そして、当該斜め電界によって、液晶分子を時計回りや反時計回りに生じさせることができる。従って、液晶装置を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記電極露出部の両側には、前記誘電体膜が設けられていること、を特徴としている。
ここで、電極露出部の両側に設けられた誘電体膜においても、斜め電界が生じているので、一方の電極の斜め電界と、他方の電極の斜め電界とを共に生じさせることができ、上記の効果を相乗的に得ることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極及び／又は第２電極には、形成された電極の幅が部分的に細くなる凹部が設けられ、前記誘電体膜は前記凹部に埋設されていること、を特徴としている。
ここで、誘電体膜の表面と電極露出部の表面が連続する平坦面が形成されていることが好ましい。
このようにすれば、第１電極及び／又は第２電極において、電極延在方向に直交する方向に誘電体膜を突起させることなく設けることができる。更に、突起状に誘電体膜が設けられていなくても、上記と同様に誘電体膜の周辺の電界と電極露出部の周辺の電界とは異なる強度になるので、斜め電界を生じさせることができ、同様の効果が得られる。

また、本発明の液晶装置においては、一方の電極に形成された前記電極露出部と、他方の電極の形成された前記電極露出部は、当該電極の延在する方向において互い違いとなる位置に配置されていること、を特徴としている。
このようにすれば、電極露出部と誘電体膜との間で生じる斜め電界の分布を第１電極及び第２電極の間において、互い違いに生じさせることができる。従って、互い違いに生じる斜め電界に応じて液晶分子を時計回りに生じさせたり、反時計回りに生じさせたりすることができる。従って、液晶装置を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極及び第２電極が、ＩＰＳ方式の電極形態とされていること、を特徴としている。
即ち、前記第１電極及び第２電極が、同層で平面的に対向する構成の横電界方式を採用することができる。例えば、第１電極及び第２電極のいずれも平面視略櫛歯状の電極とし、それらの櫛歯部分を構成する帯状電極が、互いに噛み合うように配置されている電極形態とすることができる。

また、本発明の液晶装置においては、前記第１電極及び第２電極が、ＦＦＳ方式の電極形態とされていること、を特徴としている。
即ち、前記第１電極及び第２電極の一方の電極を平面ベタ状の電極とするとともに、該ベタ状の電極上に誘電体膜を形成し、該誘電体膜上に、平面視略櫛歯状を成す他方の電極が形成されている構成とすることができる。ＦＦＳ方式の液晶装置では、第１電極と第２電極の一方はベタ状の電極であるから、ＦＦＳ方式の電極形態を採用することで、液晶装置の構造を簡素化することができ、製造も容易なものとなる。

また、本発明の液晶装置においては、第１電極又は第２電極には、薄膜トランジスタが接続されていること、を特徴としている。
このようにすれば、第１電極及び第２電極の間の液晶層に、薄膜トランジスタのスイッチング駆動に伴わせて電圧を印加することができる。

また、本発明の液晶装置においては、第１電極又は第２電極には、薄膜ダイオードが接続されていること、を特徴としている。
このようにすれば、第１電極及び第２電極の間の液晶層に、薄膜ダイオードのスイッチング駆動に伴わせて電圧を印加することができる。

また、本発明の電子機器は、先に記載の液晶装置を備えたことを特徴としている。
このようにすれば、液晶装置を見る方向が異なる場合でも、同一の着色や色合いで画像表示可能な電子機器を実現できる。

以下、本発明の第１実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。

（第１実施形態）
本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板平面方向の電界を生じさせ、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＩＰＳ方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。
また、本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のドットで１個の画素を構成するものとなっている。したがって表示を構成する最小単位となる表示領域を「ドット領域」、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のドットから構成される表示領域を「画素領域」と称する。

図１は、本実施形態の液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数のドット領域の回路構成図である。図２は液晶装置１００の任意の１ドット領域における平面構成図である。図３は図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面構成図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図である。

図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のドット領域には、それぞれ画素電極９と画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）３０とが形成されており、データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎをデータ線６ａを介して各画素に供給する。前記画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対してグループ毎に供給するようにしてもよいし、全てのデータ線６ａに対して同時に供給してもよい。

また、ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付与されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

次に、図２から図４を参照して液晶装置１００の詳細な構成について説明する。液晶装置１００は、図３に示すようにＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えており、液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって基板１０，２０間に封止されている。対向基板２０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト９０が設けられている。

図２に示すように、液晶装置１００のドット領域には、平面視略熊手状（櫛歯状）を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第２電極）９と、平面視略櫛歯状を成してＸ軸方向に延在する共通電極（第１電極）１９とが設けられている。ドット領域の図示左上の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。

画素電極９は、Ｙ軸方向に延びる複数本（図示では２本）の帯状電極９ｃと、これら複数の帯状電極９ｃの図示下側（−Ｙ側）の各端部に接続されてＸ軸方向に延在する基端部９ａと、基端部９ａのＸ軸方向中央部から−Ｙ側に延出されたコンタクト部９ｂとからなる。また、帯状電極９ｃの各々には、当該帯状電極９ｃの一部を被覆する誘電体膜９ｄが複数設けられている。また、誘電体膜９ｄを除く部分は、帯状電極９ｃの表面が露出している電極露出部９ｅとなる。これにより、電極露出部９ｅの両側に誘電体膜９ｄが設けられた構成となる。

共通電極１９は、前記画素電極９の帯状電極９ｃと交互に配置されて帯状電極９ｃと平行（Ｙ軸方向）に延びる複数（図示では３本）の帯状電極１９ｃと、これら帯状電極１９ｃの＋Ｙ側の端部に接続されてＸ軸方向に延びる本線部１９ａとを有している。共通電極１９は、Ｘ軸方向に配列された複数のドット領域に跨って延在する平面視略櫛歯状の電極部材である。また、帯状電極１９ｃの各々には、当該帯状電極１９ｃの一部を被覆する誘電体膜１９ｄが複数設けられている。また、誘電体膜１９ｄを除く部分は、帯状電極１９ｃの表面が露出している電極露出部１９ｅとなる。これにより、電極露出部１９ｅの両側に誘電体膜１９ｄが設けられた構成となる。

ここで、帯状電極９ｃ，１９ｃにおける誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの相対的な位置関係について詳述する。
帯状電極９ｃにおいて複数の誘電体膜９ｄが設けられている間隔と、帯状電極１９ｃにおいて誘電体膜１９ｄが設けられている間隔とは、同じになっている。更に、帯状電極９ｃにおける電極露出部９ｅの中央部と、帯状電極１９ｃの誘電体膜１９ｄとは、互いに対向して配置されている。また、帯状電極１９ｃにおける電極露出部１９ｅの中央部と、帯状電極９ｃの誘電体膜９ｄとは、互いに対向して配置されている。即ち、一方の帯状電極９ｃに形成された電極露出部９ｅと、他方の帯状電極１９ｃの形成された電極露出部１９ｅは、帯状電極９ｃ，１９ｃの延在する方向において互い違いとなる位置に配置されたものとなっている。
これにより、帯状電極９ｃ，１９ｃの間において、誘電体膜９ｄ，１９ｄは等間隔で配置されたものとなる。

図２に示すドット領域では、Ｙ軸方向に延びる２本の帯状電極９ｃと、これらの帯状電極９ｃの間に配置された３本の帯状電極１９ｃとの間に電圧を印加することで、当該ドット領域の液晶にＸＹ面方向（基板平面方向）の電界を印加して駆動するようになっている。また、帯状部９ｃ，１９ｃは櫛歯状に噛み合うように配置していると共に、帯状部９ｃが帯状部１９ｃによって囲まれて配置されている。画素電極９は、ＴＦＴ３０がオフの時、ハイインピーダンスとなり、隣接するデータ線等の影響を受けやすいという特性を有している。そこで、本実施形態のように、共通電極の帯状部１９ｃによって画素電極９の帯状部９ｃを囲むことにより、画素電極９の安定化を図ることが可能となる。

また、図２に示すドット領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａと反対側のドット領域の辺縁部で走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ及びドレイン電極３２と、を備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形に形成されており、ドレイン電極３２は、その−Ｙ側の端部において接続配線３１ａと電気的に接続されている。接続配線３１ａは、ドット領域の−Ｘ側の辺端に沿って延び、画素電極９を挟んで走査線３ａと反対側に設けられた容量電極３１と電気的に接続されている。容量電極３１は、容量線３ｂと平面的に重なって形成された平面視略矩形状の導電部材であり、容量電極３１上には、画素電極９のコンタクト部９ｂが平面的に重なって配置されており、両者が重畳された位置に、容量電極３１と画素電極９とを電気的に接続する画素コンタクトホール４５が設けられている。また容量電極３１と容量線３ｂとが平面的に重なる領域に、厚さ方向で対向する容量電極３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。

ドット領域には、当該ドット領域とほぼ同一の平面形状を有するカラーフィルタ２２が設けられている。そして、液晶装置１００における全てのドット領域においては、バックライト９０の照明光を透過するようになっており、これによって透過型液晶装置１００が構成されている。

次に、図３に示す断面構造をみると、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０及び対向基板２０の外面側（液晶層５０と反対側）には、それぞれ偏光板１４，２４が配設されている。
ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成され、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆って、酸化シリコン等の透明絶縁膜からなるゲート絶縁膜１１が形成されている。

ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極３２とが設けられている。ドレイン電極３２は、接続配線３１ａ及び容量電極３１と一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。容量電極３１は、ゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向する位置に形成されており、容量電極３１と容量線３ｂとを電極とし、両者に挟持されたゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０を形成している。

半導体層３５、ソース電極６ｂ（データ線６ａ）、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、酸化シリコン等からなる層間絶縁膜１２が形成されており、層間絶縁膜１２上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９及び共通電極１９が形成されている。層間絶縁膜１２上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。第１層間絶縁膜１２を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。画素電極９の帯状電極９ｃの一部表面には、誘電体膜９ｄが設けられ、当該誘電体膜９ｄが非形成の部分は電極露出部９ｅとなる。更に、画素電極９、誘電体膜９ｄ、電極露出部９ｅ及び共通電極１９を覆ってポリイミド等からなる配向膜１８が形成されている。

また、図４に示すＢ−Ｂ’断面構造をみると、層間絶縁膜１２上の同層に画素電極９の帯状電極９ｃと、共通電極１９の帯状電極１９ｃとが交互に配列されている。また、共通電極１９の帯状電極１９ｃの表面には、誘電体膜１９ｄが設けられ、当該誘電体膜１９ｄが非形成の部分は電極露出部１９ｅとなる（図２参照）。

次に、誘電体膜９ｄ，１９ｄの材料及び形成方法について説明する。
誘電体膜９ｄ，１９ｄの材料としては、無機物や有機物の透明性材料が採用される。このように誘電体膜９ｄ，１９ｄが透明性を有することにより、誘電体膜９ｄ，１９ｄを透過する表示光が利用可能となるので、開口率低下を招くことがなくなる。
ここで、誘電体膜９ｄ，１９ｄが無機物である場合には、ＳｉＯ₂等の透明性材料が好適に採用される。ＳｉＯ₂膜からなる誘電体膜９ｄ，１９ｄを形成する方法としては、公知のフォトリソグラフィ技術が用いられる。具体的には、画素電極９及び共通電極１９の全面にＳｉＯ₂膜を成膜し、フォトマスクを介したエッチング処理を行うことで、画素電極９及び共通電極１９上の一部に誘電体膜９ｄ，１９ｄがパターニング形成される。
一方、誘電体膜９ｄ，１９ｄが有機物である場合には、アクリル樹脂等の透明性材料が好適に採用される。アクリル樹脂からなる誘電体膜９ｄ，１９ｄを形成する方法としては、液滴吐出法（インクジェット法）等の湿式成膜法が用いられる。具体的には、アクリル樹脂の液体材料を液滴吐出ヘッドから吐出することで、画素電極９及び共通電極１９上の一部に誘電体膜９ｄ，１９ｄがパターニング形成される。

次に、図５を参照し、画素電極９の帯状電極９ｃと、共通電極１９の帯状電極１９ｃとの間に生じる電界について説明する。
図５は、図２の要部を拡大した拡大図であって、誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺の電界方向と液晶分子の回転方向を説明するための図である。

上記構成の液晶装置１００において、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に電圧が書き込まれると、帯状電極９ｃ，１９ｃの各々の周辺に電界が生じる。具体的には、誘電体膜９ｄ，１９ｄの周辺に、自身の誘電率が寄与する電界が生じる。そして、誘電体膜９ｄ，１９ｄの周辺の電界と、電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺の電界とは、異なる強度となる。
また、誘電体膜９ｄと電極露出部１９ｅとが対向し、かつ、誘電体膜１９ｄと電極露出部９ｅとが対向しているので、帯状電極９ｃ，１９ｃの延在方向に向けて等電位線Ｖが歪んで生じ、帯状電極９ｃ，１９ｃ間に電界（電気力線）Ｅ１，Ｅ２が生じる。当該電界Ｅ１，Ｅ２は、Ｙ方向成分とＸ方向成分とを有する斜め電界であり、各々は非平行に生じる。即ち、電界Ｅ１は、誘電体膜１９ｄから図５の上側の誘電体膜９ｄに向かう方向に生じ、電界Ｅ２は、誘電体膜１９ｄから図５の下側の誘電体膜９ｄに向かう方向に生じる。そして、電界Ｅ１，Ｅ２の方向に応じて、液晶分子ＬＣ１，ＬＣ２は各々が異なる回転方向で回転する。電界Ｅ１は、液晶分子ＬＣ１を反時計回りに回転させ、電界Ｅ２は、液晶分子ＬＣ２を時計回りに回転させる。
また、電界Ｅ１，Ｅ２は、図２における誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺に生じるため、ドット領域内の液晶５０は、液晶分子ＬＣ１の回転方向と、液晶分子ＬＣ２の回転方向とによって、回転することとなる。

上述したように、本実施形態の液晶装置１００においては、誘電体膜９ｄ，１９ｄと電極露出部９ｅ，１９ｅとの間に生じる斜め電界Ｅ１，Ｅ２を生じさせ、異なる回転方向で液晶分子を回転させるので、液晶装置１００を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。
また、一方の帯状電極９ｃに形成された電極露出部９ｅと、他方の帯状電極１９ｃの形成された電極露出部１９ｅは、帯状電極９ｃ，１９ｃの延在する方向において互い違いとなる位置に配置された構成となっているので、電極露出部９ｅ，１９ｅと誘電体膜膜９ｄ，１９ｄとの間で生じる斜め電界Ｅ１，Ｅ２の分布を帯状電極９ｃ，１９ｃの間において、互い違いに生じさせることができる。従って、互い違いに生じる斜め電界Ｅ１，Ｅ２に応じて液晶分子を時計回りに生じさせたり、反時計回りに生じさせたりすることができる。従って、上記の効果を相乗的に得ることができる。従って、着色や色合いを同一にすることができる。

なお、本実施形態の液晶装置１００においては、帯状電極９ｃ，１９ｃの各々に誘電体膜９ｄ，１９ｄを複数設けた構成を示したが、必ずしも複数設ける必要はない。帯状電極９ｃ，１９ｃのうち、一方の帯状電極に誘電体膜が１つ形成されている場合でも、誘電体膜と電極露出部との位置関係が上記実施形態と同様であれば、斜め電界Ｅ１，Ｅ２を生じさせることができ、上記と同様の効果が得られる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置について、図６を参照して説明する。
本実施形態においては、既述の第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同一構成には同一符号を付して説明を省略する。

図６は、図２の要部を拡大した拡大図であり、帯状電極９ｃ，１９ｃの構成と、誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺の電界方向と液晶分子の回転方向を説明するための図である。
図６に示すように、本実施形態においては、帯状電極９ｃ，１９ｃの各々に凹部９ｆ，１９ｆを設け、当該凹部９ｆ，１９ｆを埋設するよう誘電体膜９ｄ，１９ｄが設けられている。また、帯状電極９ｃ，１９ｃの各々において、誘電体膜９ｄ，１９ｄの表面と電極露出部９ｅ，１９ｅとの面は連続する平坦面が形成されたものとなる。
従って、本実施形態と第１実施形態と比較すると、第１実施形態においては、帯状電極９ｃ，１９ｃに誘電体膜９ｄ，１９ｄの突起部が形成されていたのに対し、本実施形態においては、帯状電極９ｃ，１９ｃに誘電体膜９ｄ，１９ｄが埋設され、突起部が設けられていない構成となっている。

このような構成において、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に電圧が書き込まれると、帯状電極９ｃ，１９ｃに埋設された誘電体膜９ｄ，１９ｄの周辺に、自身の誘電率が寄与する電界が生じる。また、誘電体膜９ｄ，１９ｄの周辺の電界と、電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺の電界とは、異なる強度となる。
従って、既述の第１実施形態と同様に、等電位線Ｖが歪んで生じ、電界Ｅ１，Ｅ２の方向に応じて、液晶分子ＬＣ１，ＬＣ２は各々が異なる回転方向で回転する。電界Ｅ１は、液晶分子ＬＣ１を反時計回りに回転させ、電界Ｅ２は、液晶分子ＬＣ２を時計回りに回転させる。
また、電界Ｅ１，Ｅ２は、図２における誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺に生じるため、ドット領域内の液晶５０は、液晶分子ＬＣ１の回転方向と、液晶分子ＬＣ２の回転方向とによって、回転することとなる。

上述したように、本実施形態の液晶装置においては、誘電体膜９ｄ，１９ｄを帯状電極９ｃ，１９ｃの凹部９ｆ，１９ｆに埋設させた構成としているが、既述の第１実施形態と同様の効果が得られる。従って、液晶装置１００を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。

なお、本実施形態においては、帯状電極９ｃ，１９ｃの各々に対して凹部９ｆ，１９ｆを設け、誘電体膜９ｄ，１９ｄを埋設した構成を示したが、帯状電極９ｃ，１９ｃのうち一方の帯状電極のみに凹部を設けて誘電体膜を埋設し、他方の帯状電極には突起凹部を設けずに、誘電体膜を突起状に設けた構成であってもよい。このような場合でも、電界Ｅ１，Ｅ２を生じさせることができ、異なる回転方向で液晶分子ＬＣ１，ＬＣ２を回転させることができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶装置について、図７及び図８を参照して説明する。
図７は、本実施形態の液晶装置３００における任意の１ドット領域を示す平面構成図である。図８は、図７のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図である。

本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板平面方向の電界を印加して、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。なお、本実施形態の液晶装置３００の回路構成、及び全体構成は先の第１実施形態の液晶装置１００と同様であり、本実施形態で参照する各図において、図１から図５に示した第１実施形態の液晶装置１００と共通の構成要素には同一の符号を付すこととし、以下ではそれら共通構成要素の説明は省略する。

図７に示すように、液晶装置３００のドット領域には、平面視略熊手状（櫛歯状）を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第２電極）９と、画素電極９と平面的に重なって配置された平面略ベタ状の共通電極（第１電極）１１９とが設けられている。ドット領域の図示左上の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。

共通電極１１９は、画像表示領域全体では、Ｘ軸方向に延びて配列されている。
本実施形態の場合、共通電極１１９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる導電膜である。

ドット領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極１３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形に形成されており、ドレイン電極１３２は、−Ｙ側に延びて平面視略矩形状の容量電極１３１と電気的に接続されている。容量電極１３１上には、画素電極９のコンタクト部９ｂが−Ｙ側から進出して配置されており、両者が平面的に重なる位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極１３１と画素電極９とが電気的に接続されている。また容量電極１３１は、容量線３ｂの平面領域内に配置されており、当該位置に、厚さ方向で対向する容量電極１３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。

また、画素電極９は、コンタクト部９ｂに接続されていると共にＸ軸方向に延在する基端部９ａと、当該基端部９ａから−Ｙ側に延びる３本の帯状電極９ｃとを有している。また、帯状電極９ｃの各々には、当該帯状電極９ｃの一部を被覆する誘電体膜９ｄが複数設けられている。また、誘電体膜９ｄを除く部分は、帯状電極９ｃの表面が露出している電極露出部９ｅとなる。これにより、電極露出部９ｅの両側に誘電体膜９ｄが設けられた構成となる。

ここで、帯状電極９ｃにおける誘電体膜９ｄ及び電極露出部９ｅの相対的な位置関係について詳述する。
図７に示すように、３本の帯状電極９ｃのうち、左側及び右側の帯状電極９ｃに設けられている誘電体膜９ｄの間隔は同じになっている。更に、中央の帯状電極９ｃの誘電体膜９ｄは、左側及び右側の帯状電極９ｃにおける電極露出部９ｅの中央部とは、互いに対向して配置されている。即ち、一方の帯状電極９ｃに形成された電極露出部９ｅと、他方の帯状電極１９ｃの形成された電極露出部１９ｅは、帯状電極９ｃの延在する方向において互い違いとなる位置に配置されたものとなっている。これにより、帯状電極９ｃの間において、誘電体膜９ｄは等間隔で配置されたものとなる。

また、誘電体膜９ｄの材料としては、第１実施形態に示した無機物や有機物の透明性材料が採用される。このように誘電体膜９ｄ，１９ｄが透明性を有することにより、誘電体膜９ｄを透過する表示光が利用可能となり、開口率低下を招くことがなくなる。また、誘電体膜９ｄの形成方法も、第１実施形態と同様である。

図８に示す断面構造をみると、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に液晶層５０が挟持されている。ＴＦＴアレイ基板１０は、基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆ってゲート絶縁膜１１が形成されている。

ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極１３２とが設けられている。ドレイン電極１３２の図示右側には容量電極１３１が一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。
容量電極１３１は、ゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極１３１と容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。

半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極１３２、及び容量電極１３１を覆って、第１層間絶縁膜１２が形成されており、第１層間絶縁膜１２上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１１９が形成されている。したがって、本実施形態の液晶装置３００は、図７に示す１ドット領域内のうち、共通電極１１９の平面領域と、画素電極９を内包する平面領域とが重なる領域が、バックライト９０から入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行うようになっている。

また、共通電極１１９上には、当該共通電極１１９を覆って酸化シリコンや窒化シリコン等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている。
本実施形態においては、共通電極を形成した後、プラズマＣＶＤ法等によって窒化シリコンを４００ｎｍ程堆積させて第２層間絶縁膜１３を形成している。また、第２層間絶縁膜１３上にＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。更に、第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して容量電極３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。なお、上記画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して共通電極１１９にも開口部が設けられており、共通電極１１９と画素電極９とが接触しないようになっている。画素電極９上には、当該画素電極９を覆う第２層間絶縁膜１３上の領域に配向膜１８が形成されている。

本実施形態のＦＦＳ方式の液晶装置３００においては、第１実施形態のＩＰＳ方式と比較して、電界が生じる方向が若干異なっている。ＩＰＳ方式では、基板平面方向において画素電極９及び共通電極１９の帯状電極９ｃ，１９ｃが対向配置し、略基板平面方向の電界を生じさせるものとなっている。これに対して、ＦＦＳ方式では、基板垂直方向において画素電極９の帯状電極９ｃと共通電極１１９が対向配置しているため、帯状電極９ｃから略基板平面方向の電界を生じると共に、帯状電極９ｃの側方から生じる電気力線が帯状電極９ｃから遠ざかる程に共通電極１１９に向けて生じるものとなる。
また、帯状電極９ｃと共通電極１１９の一部とが対向配置していることから、当該第２層間絶縁膜１３を誘電体とする保持容量が形成される。従って、本実施形態においては、蓄積容量７０による容量と、帯状電極９ｃと共通電極１１９とによる保持容量とを利用する構成となる。

上記構成を具備した液晶装置３００においては、ＴＦＴ３０を介して画素電極９に電圧が書き込まれると、誘電体膜９ｄの周辺に自身の誘電率が寄与する電界が生じる。また、誘電体膜９ｄの周辺の電界と、電極露出部９ｅの周辺の電界とは、異なる強度となる。また、これらの電界は、帯状電極９ｃの側方に向けて生じると共に、帯状電極９ｃから遠ざかる程に共通電極１１９に向けて生じる。
これにより、誘電体膜９ｄ及び電極露出部９ｅの周辺には、等電位線が歪んで生じて、斜め電界が生じ、当該斜め電界の方向に応じて液晶分子は回転する。また、斜め電界は、図７の誘電体膜９ｄと電極露出部９ｅとが設けられている部分の周辺に生じるため、ドット領域内の液晶５０は、反時計回りに液晶分子を回転させたり、時計回りに液晶分子を回転させたりする。

上述したように、本実施形態の液晶装置においては、既述の第１及び第２の実施形態と同様の効果が得られる。従って、液晶装置１００を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。
また、本実施形態においては、ＦＦＳ方式による画像表示を行っていることから、帯状電極９ｃから略基板平面方向の電界を生じると共に、帯状電極９ｃの側方から生じる電気力線が帯状電極９ｃから遠ざかる程に共通電極１１９に向けて生じるものとなる。従って、帯状電極９ｃにおける誘電体膜９ｄ及び電極露出部９ｅの周辺の等電位線を歪ませて液晶分子を回転させるだけでなく、共通電極１１９に向けた電界を利用して、液晶分子を回転させることができる。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る液晶装置について、図９を参照して説明する。
図９は、本実施形態の液晶装置４００における任意の１ドット領域を示す平面構成図である。

本実施形態の液晶装置は、スイッチング素子としてＴＦＤ（Thin Film Diode）を備え、かつ、ＩＰＳ方式の液晶装置である。
なお、本実施形態で参照する各図において、図１から図５に示した第１実施形態の液晶装置１００と共通の構成要素には同一の符号を付すこととし、以下ではそれら共通構成要素の説明は省略する。

図９に示すように、液晶装置４００のドット領域には、図中縦方向に共通電極線４１が延在し、図中横方向に信号線４７が延在し、当該共通電極線４１及び信号線４７は、相互に交差するように設けられている。
また、共通電極線４１においては、その途中から分岐して共通電極（第１電極）１９が形成されている。これら共通電極線４１及び共通電極１９は、例えばタンタル（Ｔａ）等の金属から構成されている。更に、共通電極１９は、共通電極線４１から分岐して横方向に延びる本線部１９ａと、当該本線部１９ａからさらに分岐して縦方向に延びる２本の帯状電極１９ｃとを有している。この中で帯状電極１９ｃが主に共通電極として機能する。

また、図９に示すように、１つのドットにおける共通電極線４１と信号線４７の交差部の近傍にはＴＦＤ素子（薄膜ダイオード）４３が形成されている。
ＴＦＤ素子４３の概略構成としては、下部電極と上部電極との間に絶縁膜が挟持されたものとなっている。ＴＦＤ素子４３を具体的に説明すると、下部電極４４と、下部電極４４の上面を覆う素子絶縁膜４６と、素子絶縁膜４６を介して下部電極４４と対向するように設けられた信号線４７及び画素電極（第２電極）９とによってＴＦＤ素子４３は構成されている。
即ち、本実施形態では、信号線４７や画素電極９がそのままＴＦＤ素子４３の上部電極として機能させている。なお、信号線４７や画素電極９と電気的に接続された上部電極を別途設けてもよい。このようなＴＦＤ素子４３は、２つのダイオードが背中合わせに接続された、いわゆるバック・トゥー・バック（Back-to-Back）構造のＴＦＤ素子となっている。

また、ＴＦＤ素子４３を構成する下部電極４４の一端側には、下部電極４４と交差するように信号線４７が形成されている。一方、下部電極４４の他端側には、下部電極４４と交差するように画素電極９が形成されている。画素電極９は、図中下部電極４４と交差する側で横方向に延びる基端部９ａと、当該基端部９ａから分岐して縦方向に延びる２本の帯状電極９ｃと、下部電極４４と交差する側と反対側で横方向に延びる延出部９ｇとを有している。この中で帯状電極９ｃが主に画素電極として機能する。信号線４７および画素電極９は、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属から構成されている。

図９に示すように、共通電極１９の本線部１９ａと、画素電極９の延出部９ｇとの一部は、平面的に重なるように配置されている。この部分では、本線部１９ａと延出部９ｇとが、例えばタンタル酸化膜等からなる厚い上層絶縁膜４９を介して対向しており、蓄積容量７０を構成している。また、この部分に比べると面積は小さいが、共通電極１９の帯状電極１９ｃの先端と、画素電極９の基端部９ａも平面的に一部重なっており、前述の箇所と同様に蓄積容量７０を構成している。
また、共通電極１９の帯状電極１９ｃ、及び画素電極９の帯状電極９ｃは、図中縦方向に延在し、両者は等間隔で対向して配設されている。

更に、本実施形態においては、第１実施形態と同様に、帯状電極９ｃ，１９ｃに誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅが設けられている。また、誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの相対的な位置関係も第１実施形態と同様となっている。また、本実施形態においては、誘電体膜１９ｄが帯状電極１９ｃに１つ設けられ、誘電体膜９ｄが帯状電極１９ｃに２つ設けられている。

また、本実施形態と第１実施形態との相違点について説明すると、第１実施形態においては、誘電体膜９ｄ，１９ｄが同一工程によって形成されているのに対し、本実施形態においては、誘電体膜１９ｄと上層絶縁膜４９とを、同一工程の陽極酸化処理によって形成した後に、帯状電極１９ｃの陽極酸化膜を部分的に除去することで、電極露出部１９ｅを形成し、誘電体膜１９ｄをパターニング形成している。

上述したように、本実施形態においては、第１実施形態と同様の効果が得られる。具体的には、帯状電極９ｃ，１９ｃにおける誘電体膜９ｄ，１９ｄ及び電極露出部９ｅ，１９ｅの周辺に、方向が異なる斜め電界Ｅ１，Ｅ２を生じさせることができ、当該斜め電界Ｅ１，Ｅ２によって反時計回りと時計回りに液晶分子を回転させるので、液晶装置４００を見る方向が異なる場合でも、着色や色合いを同一にすることができる。

（電子機器）
図１０は、本発明に係る液晶装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。

上記実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、表示部１３０１を見る方向が異なっていても、着色や色合いを同一にすることができる。

本発明の第１実施形態に係る液晶装置の回路構成を示す図。 本発明の第１実施形態に係る液晶装置の１ドット領域の平面構成図。 図２のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図。 図２のＢ−Ｂ’線に沿う断面構成図。 本発明の第１実施形態に係る液晶装置の１ドット領域の要部の拡大図。 本発明の第２実施形態に係る液晶装置の１ドット領域の要部の拡大図。 本発明の第３実施形態に係る液晶装置の１ドット領域の平面構成図。 図７のＤ−Ｄ’線に沿う断面構成図。 本発明の第４実施形態に係る液晶装置の１ドット領域の平面構成図。 電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

９…画素電極（第２電極）、９ｄ，１９ｄ…誘電体膜、９ｆ，１９ｆ…凹部、１０…ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、１９，１１９…共通電極（第１電極）、２０…対向基板（第２基板）、３０…ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）、４３…ＴＦＤ素子（薄膜ダイオード）、５０…液晶層、１００，３００，４００…液晶装置、１３００…携帯電話（電子機器）。

Claims (10)

1. 液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、複数のドット領域の各々において表示を行う液晶装置であって、
   前記第１基板の前記液晶層側に、前記ドット領域内の前記液晶層に略基板平面方向の電界を印加する第１電極と第２電極とが設けられ、
   前記第１電極及び／又は第２電極には、電極面の一部を被覆する誘電体膜と、電極面を露出させる電極露出部とが設けられていること、
   を特徴とする液晶装置。
2. 前記第１電極と前記第２電極とのうち、
   一方の電極における前記誘電体膜と、他方の電極における前記電極露出部の中央部とが対向して配置されていること、
   を特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記電極露出部の両側には、前記誘電体膜が設けられていること、
   を特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記第１電極及び／又は第２電極には、形成された電極の幅が部分的に細くなる凹部が設けられ、前記誘電体膜は前記凹部に埋設されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の液晶装置。
5. 一方の電極に形成された前記電極露出部と、他方の電極の形成された前記電極露出部は、当該電極の延在する方向において互い違いとなる位置に配置されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記第１電極及び第２電極が、ＩＰＳ方式の電極形態とされていること、
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記第１電極及び第２電極が、ＦＦＳ方式の電極形態とされていること、
   を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記第１電極又は第２電極には、薄膜トランジスタが接続されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 前記第１電極又は第２電極には、薄膜ダイオードが接続されていること、
   を特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の液晶装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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