JP4642831B2 - Liquid crystal display device and electronic device - Google Patents
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Description
本発明は電界効果型トランジスタ(FET)、例えば、薄膜トランジスタ(TFT)で構成された回路を有する半導体装置およびその作製方法に関する。TFTとは、半導体層、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を含む半導体素子をいう。 The present invention relates to a semiconductor device having a circuit formed of a field effect transistor (FET), for example, a thin film transistor (TFT), and a manufacturing method thereof. A TFT refers to a semiconductor element including a semiconductor layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode.
なお、本明細書中において素子基板とは、TFTのような半導体素子を形成した基板全般を指す。 Note that in this specification, the element substrate refers to all substrates on which semiconductor elements such as TFTs are formed.
なお、本明細書中において表示装置とは、電気的な信号の変化により明暗の表示を行う装置全般を指し、液晶に電気的な信号を印可して表示を行う表示装置を液晶表示装置という。 Note that a display device in this specification refers to all devices that perform bright and dark displays by changes in electrical signals, and a display device that performs display by applying an electrical signal to liquid crystal is referred to as a liquid crystal display device.
近年、絶縁表面を有する基板上に形成された半導体薄膜(厚さ数〜数百nm程度)を用いてTFTを構成する技術が注目されている。TFTはICや半導体装置のような電子デバイスに広く応用され、特に液晶表示装置のスイッチング素子として開発が急がれている。 2. Description of the Related Art In recent years, attention has been focused on a technique for forming a TFT using a semiconductor thin film (having a thickness of about several to several hundred nm) formed on a substrate having an insulating surface. TFTs are widely applied to electronic devices such as ICs and semiconductor devices. In particular, TFTs are urgently developed as switching elements for liquid crystal display devices.
液晶表示装置には大きく分けてアクティブマトリクス型とパッシブマトリクス型の二種類のタイプが知られている。アクティブマトリクス型の液晶表示装置はスイッチング素子としてTFTを用いており、高品位な画像を得ることができる。アクティブマトリクス型の用途としてはノート型のパーソナルコンピュータが一般的であるが、家庭用のテレビ、携帯端末としても用途も期待されている。 Liquid crystal display devices are roughly classified into two types, an active matrix type and a passive matrix type. An active matrix liquid crystal display device uses a TFT as a switching element and can obtain a high-quality image. A notebook personal computer is generally used as an active matrix type application, but it is also expected to be used as a home television or a portable terminal.
アクティブマトリクス型の液晶表示装置のうち、投影型の液晶表示装置は画面をスクリーンに拡大して大画面の表示を得ることができる。近年、投影型の液晶表示装置において、液晶パネルを小型にすることで、光学系を小型化して携帯性を持たせる技術が開発されている。光学系を小型にすることで、光学系のコストが低下して、安価に液晶表示装置を提供することもできる。 Among active matrix liquid crystal display devices, a projection liquid crystal display device can obtain a large screen display by enlarging the screen to a screen. 2. Description of the Related Art In recent years, in a projection-type liquid crystal display device, a technology has been developed that reduces the size of an optical system and makes it portable by reducing the size of a liquid crystal panel. By reducing the size of the optical system, the cost of the optical system can be reduced, and a liquid crystal display device can be provided at low cost.
ところで、アクティブマトリクス型の液晶表示装置はライン反転駆動をするのが一般的である。ライン反転駆動のうち、例えばソースライン反転駆動とは、図30の画素部の上面図のようにm列の信号線に接続した画素TFTに書き込む信号電圧の極性が隣接する信号線毎に異なる。そして、奇数フレーム(図30(1))と偶数フレーム(図30(2))とで信号線に接続した画素TFTに書き込む信号電圧の極性を変えていくものである。画素TFTに書き込む信号電圧の極性を変えて液晶を交流駆動することにより液晶の焼付きを防止する。ゲートライン反転駆動は、図30の信号線を走査線に置き換えれば良い。 By the way, the active matrix type liquid crystal display device generally performs line inversion driving. Of the line inversion driving, for example, the source line inversion driving is different for each adjacent signal line in the polarity of the signal voltage written to the pixel TFT connected to the m columns of signal lines as shown in the top view of the pixel portion in FIG. Then, the polarity of the signal voltage written to the pixel TFT connected to the signal line is changed between the odd frame (FIG. 30 (1)) and the even frame (FIG. 30 (2)). The liquid crystal burn-in is prevented by changing the polarity of the signal voltage written to the pixel TFT and driving the liquid crystal with alternating current. In the gate line inversion driving, the signal lines in FIG. 30 may be replaced with scanning lines.
アクティブマトリクス型の液晶表示装置で、液晶のディスクリネーション及び光漏れが発生する原理を体系的に調べ、光漏れ及びディスクリネーションを防止できるような素子構造を提供することが本発明の課題である。 It is an object of the present invention to systematically study the principle of occurrence of liquid crystal disclination and light leakage in an active matrix liquid crystal display device and to provide an element structure that can prevent light leakage and disclination. is there.
配向膜の界面では、液晶がその一端を持ち上げるように配向する。本明細書では、液晶分子の配向膜の界面に近い一端から、配向膜から持ちあがったところにある一端へと向かう方向を基板面に正射影したものを「プレチルトの方向」という。さらに、配向膜の界面と、配向膜の界面近傍にある液晶の長軸とのなす角度を「プレチルト角」という。プレチルト角はラビングにより付与されるものと、電界を液晶に印加することにより配向膜界面近傍の液晶がスイッチングして付与されるものがある。 At the interface of the alignment film, the liquid crystal is aligned so as to lift one end thereof. In this specification, a direction in which the direction from one end close to the interface of the alignment film of liquid crystal molecules to one end lifted from the alignment film is orthogonally projected onto the substrate surface is referred to as a “pretilt direction”. Furthermore, an angle formed by the alignment film interface and the major axis of the liquid crystal in the vicinity of the alignment film interface is referred to as a “pretilt angle”. The pretilt angle is given by rubbing, and the pretilt angle is given by switching the liquid crystal near the alignment film interface by applying an electric field to the liquid crystal.
また、本明細書では、配向膜界面で、近接する液晶のプレチルトの方向がほぼ逆向きなことから生じる配向不良を「ディスクリネーション」と称する。また、液晶のプレチルトの方向は同一だが、電界分布、ラビングむらによりプレチルト角が局所的に異なる領域がある。このように正規の配向状態でないときに生じる液晶の配向不良は液晶表示パネル(液晶パネル)に二枚の偏光板を配置したときに局所的に明度が高く光が漏れたように見える。そこで、プレチルトの向きは同じだがプレチルト角が局所的に異なる液晶の配向を本明細書では「光漏れ」と称する。 Further, in the present specification, an alignment defect caused by the fact that the pretilt direction of the adjacent liquid crystal is almost opposite at the alignment film interface is referred to as “disclination”. Further, although the pretilt direction of the liquid crystal is the same, there is a region where the pretilt angle is locally different due to electric field distribution and rubbing unevenness. Thus, the alignment defect of the liquid crystal that occurs when the alignment state is not in a normal state appears to have high brightness locally and light leaks when two polarizing plates are arranged on the liquid crystal display panel (liquid crystal panel). Therefore, the alignment of liquid crystals having the same pretilt direction but locally different pretilt angles is referred to as “light leakage” in this specification.
アクティブマトリクス方式により液晶表示装置を駆動するときに、光漏れ及びディスクリネーションによって表示品質が損なわれる。つまり、ノーマリーホワイトモードにおいては、光漏れ及びディスクリネーションを隠すために遮光膜が必要であり開口率が低下する。 When a liquid crystal display device is driven by the active matrix method, display quality is impaired by light leakage and disclination. That is, in the normally white mode, a light shielding film is necessary to hide light leakage and disclination, and the aperture ratio is reduced.
投影型の液晶表示装置のような微細な画素が形成されている液晶表示装置においては、ディスクリネーション及び光漏れが発生すると、これらが画素に占める割合が無視できないくらいに大きい。さらに、遮光膜のアライメントずれにより、光漏れ及びディスクリネーションが隠しきれないと、黒表示をするときに輝線の如く光漏れ及びディスクリネーションが視認されてコントラストが低下する。
つまり、投影型の液晶表示装置において、光漏れ及びディスクリネーションをいかに抑えるかが重要となる。
In a liquid crystal display device in which fine pixels are formed, such as a projection type liquid crystal display device, when disclination and light leakage occur, the ratio of these to the pixels is so large that it cannot be ignored. Furthermore, if the light leakage and disclination cannot be hidden due to misalignment of the light shielding film, the light leakage and disclination are visually recognized like a bright line when displaying black, and the contrast is lowered.
That is, it is important how to suppress light leakage and disclination in a projection-type liquid crystal display device.
層構造を有し配向秩序が高いスメクチック液晶に比べて、ネマチック液晶は画素電極と画素電極の間にできる電界によりディスクリネーション及び光漏れが起こりやすい。このため、特にネマチック液晶を用いた配向方式において、ディスクリネーション及び光漏れを低減するような対策を行う必要がある。 Compared to a smectic liquid crystal having a layer structure and high alignment order, a nematic liquid crystal is more susceptible to disclination and light leakage due to an electric field generated between the pixel electrodes. For this reason, it is necessary to take measures to reduce disclination and light leakage, particularly in an alignment method using nematic liquid crystals.
なぜ、光漏れ及びディスクリネーションが起こるかを図12の液晶表示装置の画素部の断面を示す模式図を用いて説明する。図12で互いに隣接する画素電極において、画素電極101aは+5Vの電位を有し、画素電極101bは−5Vの電位を有するとする。対向電極102は0Vの電位とする。画素電極の表面に対し等電位線103が平行にできる領域ではポジ型の液晶は画素電極の表面に対し液晶分子108の長軸が垂直になるように配向する。ポジ型の液晶とは、正の誘電率異方性を有する液晶をいう。しかし、画素電極の端では等電位線が屈曲するため液晶分子106が画素電極の表面に対し斜め方向に配向して配向不良となる。いかに画素電極の端の等電位線の屈曲を低減するかが、配向不良を低減する上で重要と考えられる。
The reason why light leakage and disclination occur will be described with reference to a schematic diagram showing a cross section of a pixel portion of the liquid crystal display device of FIG. In the pixel electrodes adjacent to each other in FIG. 12, the
画素電極の端に局所的にプレチルト角の異なる光漏れの領域104が発生する。等電位線が画素電極の端部で屈曲をしているため、画素電極の端部では液晶分子106が画素電極の表面に長軸が垂直になるようにスイッチングできないからである。
A
また、画素電極の端にできる電界により液晶のプレチルトの方向が、ラビング方向107により定められたプレチルトの方向と逆になった領域ができる。すると、配向膜界面のプレチルト角、プレチルトの向きが局所的に急激に変化するため、液晶の配向の歪が大きくなり、ディスクリネーションの発生する領域105ができる。
In addition, a region in which the pretilt direction of the liquid crystal is opposite to the pretilt direction determined by the
つまり、ディスクリネーション及び光漏れは画素電極の表面に平行にできる等電位線が、画素電極の端部において屈曲してしまうことが一因となってできることがわかる。以下に示す本発明は、等電位線の屈曲をできるだけ抑え、かつ、等電位線が屈曲したとしても出来るだけ画素電極の端に近く等電位線が屈曲するように構造的な工夫をしている。 That is, it can be seen that disclination and light leakage can be caused by the fact that equipotential lines that can be parallel to the surface of the pixel electrode are bent at the end of the pixel electrode. The present invention described below is structurally devised to suppress bending of the equipotential line as much as possible and to bend the equipotential line as close as possible to the end of the pixel electrode even if the equipotential line is bent. .
上述した課題を解決するために以下の手段を講じた。なお、本明細書において、画素電極の端部は帯状の第1の端部、第2の端部、第3の端部及び第4の端部に分類される。また、画素電極のうち第1の端部、第2の端部、第3の端部及び第4の端部に囲まれた平坦面を画素電極の主面という。なお、本明細書で画素電極の端部とは、画素電極の端を含み、画素電極の端から数μmの帯状に広がる部分である。画素電極の主面とは画素電極のうち、その面積の20%以上好ましくは50%以上を占める平坦面をいう。すなわち、画素電極の最大の広さを占める平坦面が、画素電極の主面である。 In order to solve the above-mentioned problems, the following measures were taken. Note that in this specification, the end portions of the pixel electrode are classified into strip-shaped first end portions, second end portions, third end portions, and fourth end portions. A flat surface surrounded by the first end, the second end, the third end, and the fourth end of the pixel electrode is referred to as a main surface of the pixel electrode. Note that in this specification, the end portion of the pixel electrode is a portion including the end of the pixel electrode and extending in a strip shape of several μm from the end of the pixel electrode. The main surface of the pixel electrode refers to a flat surface occupying 20% or more, preferably 50% or more of the area of the pixel electrode. That is, the flat surface occupying the largest area of the pixel electrode is the main surface of the pixel electrode.
図2の液晶表示装置の画素部の上面図を用いて本発明の画素の一例を説明すると、ゲートライン反転駆動をする液晶表示装置において、第1の画素電極208の端部のうち、画素電極の第1の端部201は、第1の走査線207Aに沿って設けられている。第1の画素電極の第1の端部201と対向する第3の端部203は、第1の走査線と隣接する第2の走査線207Bに沿って設けられている。
第2の端部202は、第1の信号線212Aに沿って設けられている。第4の端部204は第2の信号線212Bに沿って設けられている。第2の信号線212Bは第1の信号線212Aと隣接している。第1の端部の両端部206A〜206Bはそれぞれ、一辺が第1の信号線212A、第2の信号線212Bに沿って設けられている。第3の端部の両端部205A〜205Bはそれぞれ、一辺が第1の信号線212A、第2の信号線212Bに沿って設けられている。
An example of the pixel of the present invention will be described with reference to the top view of the pixel portion of the liquid crystal display device in FIG. The
The
第1の端部201及び第3の端部203は、その端部と隣接する画素電極が第1の端部及び第3の端部と異極性の電位を有する。第2の端部202及び第4の端部204はその端部と隣接する画素電極が第1の端部及び第3の端部と同極性の電位を有する。図2を用いて説明すると、ゲートライン反転駆動をする液晶表示装置において、第1の画素電極208と第1の走査線207Aを挟んで隣接する第2の画素電極209がある。すると、第1の画素電極208の第1の端部201と第2の画素電極209の第3の端部203とが隣接している。走査線を挟んで隣接する画素電極において、第1の画素電極の第1の端部と第2の画素電極の第3の端部との間には、異極性の電位を有する画素電極が隣接することにより形成される電界がある。
In the
ソースライン反転駆動をする液晶表示装置においては、図2の第1の走査線207Aを第1の信号線に置き換えて、かつ、第2の走査線207Bを第2の信号線に置き換えれば良い。当然、第1の信号線212Aを第1の走査線に置き換え、第2の信号線212Bを第2の走査線に置き換えることが必要である。つまり、ソースライン反転駆動をする液晶表示装置においても、第1の画素電極の第1の端部と第2の画素電極の第3の端部との間には、異極性の画素電極が隣接することにより形成される電界があることはゲートライン反転駆動をする液晶表示装置と変わらない。
In a liquid crystal display device that performs source line inversion driving, the
光漏れ及びディスクリネーションは画素電極の端にできる等電位線の屈曲をおさえることで低減できると考えられる。しかし、隣接する画素電極が同極性か異極性かで画素電極端部での等電位線の屈曲の度合いがかわる。そこで、隣接する画素電極が異極性か同極性かを考慮した上で、等電位線の屈曲を抑える構造を提案する必要があると予測して、下記(1)、(2)のように場合わけをして対策を行った。 It is considered that light leakage and disclination can be reduced by suppressing the bending of the equipotential line formed at the end of the pixel electrode. However, the degree of bending of the equipotential line at the end of the pixel electrode varies depending on whether the adjacent pixel electrodes have the same polarity or different polarities. Therefore, it is predicted that it is necessary to propose a structure that suppresses the bending of equipotential lines in consideration of whether adjacent pixel electrodes have different polarities or the same polarity, and the following cases (1) and (2) I took measures after a break.
[画素電極端部の凸部]
(1)隣接する画素電極が異極性の電位の場合画素電極の第1の端部及び第3の端部を画素電極の主面に対して、対向電極に近い高さに設けることで液晶の配向がどのように変るかをシミュレーションした。
シミュレーションモデルを図3に示す。図3のシミュレーションモデルは液晶表示装置の画素部の断面を示す。セルギャップ(d)とは、対向電極の表面から画素電極の主面までの距離をいう。画素電極の間の距離(s)とは、互いに隣接する画素電極の形状を画素電極の主面に接する面に正射影して形成される図形において、行方向に隣接する画素電極においては表示領域の行方向と平行な方向で測定した画素電極の端の点から隣接する画素電極の端までの距離をいう。列方向に隣接する画素電極においては、画素電極の端の点から表示領域の列方向と平行な方向で測定した隣接する画素電極の端の点までの距離をいう。局所的に画素電極の間の距離が異なることもありうるが、このようなときは、画素電極の間の距離の分布のうち、最大の割合を占める距離で代表させる。図2の上面図でゲートライン反転駆動をする液晶表示装置を仮定すると本シミュレーションにおける画素電極の間の距離(s)とは、第1の画素電極208と第2の画素電極209との間の距離をいう。
[Convex part of pixel electrode end]
(1) When adjacent pixel electrodes have different polar potentials The first end and the third end of the pixel electrode are provided at a height close to the counter electrode with respect to the main surface of the pixel electrode. We simulated how the orientation changed.
A simulation model is shown in FIG. The simulation model in FIG. 3 shows a cross section of the pixel portion of the liquid crystal display device. The cell gap (d) refers to the distance from the surface of the counter electrode to the main surface of the pixel electrode. The distance (s) between the pixel electrodes is a figure formed by orthogonally projecting the shape of the pixel electrodes adjacent to each other on the surface in contact with the main surface of the pixel electrode. The distance from the end point of the pixel electrode measured in a direction parallel to the row direction to the end of the adjacent pixel electrode. In the pixel electrode adjacent in the column direction, it means the distance from the end point of the pixel electrode to the end point of the adjacent pixel electrode measured in a direction parallel to the column direction of the display area. Although the distance between the pixel electrodes may be locally different, in such a case, the distance occupying the maximum ratio in the distribution of the distance between the pixel electrodes is represented. Assuming a liquid crystal display device that performs gate line inversion driving in the top view of FIG. 2, the distance (s) between the pixel electrodes in this simulation is between the
図3において、各電極の電位は、第1の画素電極303aは+5V、第2の画素電極303bは−5V、対向電極301は0Vである。液晶302はメルク社製の液晶であるZLI4792であり、液晶のプレチルト角は6.0°、カイラルピッチは左巻きで70μm、ツイスト角が90°である。画素のピッチ(p)
は18μmである。第1の画素電極と第2の画素電極との間の距離(s)は2.0μmである。セルギャップ(d)は4.5μmである。画素電極、対向電極は透光性の基板307上に設けられていると仮定する。図3のシミュレーションモデルを一単位として、それが周期的に繰り返された構造とする。図3にラビング方向305〜306を示す。シミュレーションのソフトはシンテック社製のLCD Masterを用いた。
In FIG. 3, the potential of each electrode is + 5V for the
Is 18 μm. The distance (s) between the first pixel electrode and the second pixel electrode is 2.0 μm. The cell gap (d) is 4.5 μm. It is assumed that the pixel electrode and the counter electrode are provided on a light-transmitting
そして、凸部304の有無及び第1の端部の幅(L1)をパラメーターとしてシミュレーションをした。第1の端部及び第3の端部は平坦面から盛り上がった高さに形成されている。凸部と画素電極の重なる幅つまり第1の端部の幅(L1)及び第3の端部の幅(L2)とは、画素電極の主面に対し、盛り上がった部分を、画素電極の主面と接する面に正射影して形成される多角形において、画素電極の端の各点からその各点と対向する辺までの最短の長さをいう。なお、凸部上に画素電極の端部が設けられた構成において、第1の端部の高さとは画素電極の主面に接する面と第1の端部の最上端部との距離をいう。第3の端部の高さとは、画素電極の主面に接する面と第3の端部の最上端部との距離をいう。第1の端部の高さ及び第3の端部の高さは(h)はシミュレーションでは0.5μmとする。シミュレーションにおいて第1の端部の幅(L1)と第3の端部の幅(L2)
を同じにしてある。また、第1の端部の高さと第3の端部の高さを同じにしてある。
The simulation was performed using the presence or absence of the
Are the same. The height of the first end is the same as the height of the third end.
シミュレーションの条件において、互いに異極性の電位を有する第1の画素電極303a及び第2の画素電極303bが隣接する。つまり、ゲートライン反転駆動をする液晶表示装置においては、図3のモデルは第1の画素電極303aと、第1の画素電極と列方向に隣接する第2の画素電極303bとが互いに異極性の電位を有していて、第1の画素電極の第1の端部1001と第2の画素電極の第3の端部1002とが隣接していることを示している。
Under simulation conditions, a
また、ソースライン反転駆動をする液晶表示装置においては、第1の画素電極303aと、第1の画素電極と行方向に隣接する第2の画素電極303bとが、互いに異極性の電位を有していて、第1の画素電極の第1の端部1001と第2の画素電極の第3の端部1002とが隣接していることを示している。
In the liquid crystal display device that performs source line inversion driving, the
特徴を示す代表的なシミュレーションの結果を図13〜図14に示す。図13〜図14は、凸部と重なる画素電極の幅と透過率との関係を示している。図13(A)は平坦面上に画素電極が形成されている場合、図13(B)は画素電極の端(第1の端部、第3の端部)が凸部上に1.4μm重なって形成されている場合、図14は画素電極の端(第1の端部、第3の端部)が凸部上に4.0μm重なって形成されている場合を示す。透過率が低いほど良質な黒表示が実現されていることを示す。シミュレーションの結果には画素電極、対向電極、液晶のダイレクタ、等電位線、透過率が示されている。実際のシミュレーションでは、横軸のスケールの1μm〜16μmの部分に画素電極が設けられ、かつ、横軸のスケールの19μm〜35μmの部分に画素電極が設けられている。そして、画素電極同士は、2μmの間隙をおいて、隣接している。ただし、図13〜図14においては、画素電極の端の部分でのディスクリネーション及び光漏れに注目するため、横軸のスケールの10μm〜26μmの部分だけを拡大して示している。図13(A)のように画素電極が平坦面上にあると、画素電極の端部で等電位線が屈曲する。しかし、図13(B)のように第1の画素電極の第1の端部及び第2の画素電極の第3の端部が画素電極の主面に比べて、対向電極に近い高さに設けられているときは、第1の画素電極の第1の端部及び第2の画素電極の第3の端部の近傍では、画素電極の表面に沿って等電位線ができることから、第1の画素電極の第1の端部及び第2の画素電極の第3の端部の近傍での等電位線の屈曲が若干抑えられて、ディスクリネーション及び光漏れの低減につながる。しかし、図14のように、第1の端部の幅及び第3の端部の幅を広くすると、本来第1の画素電極及び第3の画素電極が形成された平坦面に平行であった等電位線ですらも、画素電極の主面に対して盛り上がった第1の端部及び第3の端部のせいで対向電極の側へと屈曲してしまい、ディスクリネーション及び光漏れが増加する。
つまり、隣接する画素電極が異極性の電位のときには、第1の画素電極の第1の端部及び第2の画素電極の第3の端部を画素電極の主面に対して盛り上げて形成し、対向電極に近い高さにすると良いが、光漏れ及びディスクリネーションを低減するためには、第1の端部の幅及び第3の端部の幅は最適値があることがわかった。
Results of typical simulations showing the characteristics are shown in FIGS. 13 to 14 show the relationship between the width of the pixel electrode that overlaps the convex portion and the transmittance. FIG. 13A shows a case where the pixel electrode is formed on a flat surface, and FIG. 13B shows that the end (first end, third end) of the pixel electrode is 1.4 μm on the convex portion. FIG. 14 shows a case where the ends (first end and third end) of the pixel electrode are formed to overlap 4.0 μm on the convex portion. The lower the transmittance, the better the black display is realized. The simulation results show pixel electrodes, counter electrodes, liquid crystal directors, equipotential lines, and transmittance. In an actual simulation, a pixel electrode is provided in a 1 μm to 16 μm portion of the horizontal axis scale, and a pixel electrode is provided in a 19 μm to 35 μm portion of the horizontal axis scale. The pixel electrodes are adjacent to each other with a gap of 2 μm. However, in FIGS. 13 to 14, in order to pay attention to disclination and light leakage at the end portion of the pixel electrode, only the 10 μm to 26 μm portion of the scale on the horizontal axis is shown enlarged. When the pixel electrode is on a flat surface as shown in FIG. 13A, the equipotential line is bent at the end of the pixel electrode. However, as shown in FIG. 13B, the first end of the first pixel electrode and the third end of the second pixel electrode are closer to the counter electrode than the main surface of the pixel electrode. When provided, equipotential lines are formed along the surface of the pixel electrode in the vicinity of the first end of the first pixel electrode and the third end of the second pixel electrode. Bending of the equipotential lines in the vicinity of the first end of the pixel electrode and the third end of the second pixel electrode is slightly suppressed, leading to reduction of disclination and light leakage. However, as shown in FIG. 14, when the width of the first end portion and the width of the third end portion are increased, the width is originally parallel to the flat surface on which the first pixel electrode and the third pixel electrode are formed. Even equipotential lines are bent toward the counter electrode due to the first and third edges raised with respect to the main surface of the pixel electrode, increasing disclination and light leakage. To do.
That is, when adjacent pixel electrodes have different polar potentials, the first end of the first pixel electrode and the third end of the second pixel electrode are raised with respect to the main surface of the pixel electrode. Although the height is preferably close to the counter electrode, it has been found that the widths of the first end and the third end have optimum values in order to reduce light leakage and disclination.
具体的な数値で図13〜図14の結果をまとめる。光漏れ及びディスクリネーションの幅の和をx(μm)で示す。
図13(A)のように画素電極が平坦面上にあるとき…xは9.2μm図13(B)のように第1の画素電極の第1の端部の幅が1.4μmであり、第2の画素電極の第3の端部の幅が1.4μmのとき…xは6.8μm図14のように第1の画素電極の第1の端部の幅が4.0μmであり、第2の画素電極の第3の端部の幅が4.0μmのとき…xは9.3μmつまり、三つのシミュレーション結果を比較すると、第1の端部の幅及び第3の端部の幅が1.4μmのときは光漏れ及びディスクリネーションを抑制する効果が高い。
The results of FIGS. 13 to 14 are summarized with specific numerical values. The sum of the light leakage and disclination width is indicated by x (μm).
When the pixel electrode is on a flat surface as shown in FIG. 13A ... x is 9.2 μm As shown in FIG. 13B, the width of the first end of the first pixel electrode is 1.4 μm. When the width of the third end of the second pixel electrode is 1.4 μm, x is 6.8 μm, and the width of the first end of the first pixel electrode is 4.0 μm as shown in FIG. When the width of the third end of the second pixel electrode is 4.0 μm, x is 9.3 μm. That is, comparing the three simulation results, the width of the first end and the width of the third end When the width is 1.4 μm, the effect of suppressing light leakage and disclination is high.
図3のモデルにおいて、第1の端部の幅(L1)と光漏れ及びディスクリネーションの幅の和(x)との関係をセルギャップ(d)、第1の端部の高さ(h)
、第1の画素電極と第2の画素電極との間の距離(s)、画素のピッチ(p)を変えてシミュレーションした結果を図11に示す。図11は、横軸は画素電極と凸部が重なる幅(第1の端部の幅)を示し、縦軸は光漏れ及びディスクリネーションの幅の和を示す。光漏れ及びディスクリネーションの幅の和が少ないほど、黒表示の質が良いことを示す。図3のモデルで示したように、第1の端部1001の高さと第3の端部1002の高さは同じにしてシミュレーションを行っている。このため、第1の端部の高さが0.5μmであれば、必然的に第3の端部の高さが0.5μmであることを示す。また、第1の端部の幅(L1)と第2の画素電極の幅(L2)を同じにして、シミュレーションをしている。このため、第1の端部の幅が0.5μmであれば、必然的に第3の端部の幅が0.5μmであることを示す。
In the model of FIG. 3, the relationship between the width (L 1 ) of the first end and the sum (x) of the width of light leakage and disclination is expressed as cell gap (d), height of the first end ( h)
FIG. 11 shows the result of simulation by changing the distance (s) between the first pixel electrode and the second pixel electrode and the pitch (p) of the pixels. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the width where the pixel electrode and the convex portion overlap (the width of the first end portion), and the vertical axis indicates the sum of the light leakage and disclination width. The smaller the sum of light leakage and disclination width, the better the quality of black display. As shown in the model of FIG. 3, the simulation is performed with the height of the
傾向としては、第1の端部及び第3の端部の高さが低いとディスクリネーション及び光漏れを抑制する効果が低いため、第1の端部及び第3の端部の高さは0.5μm以上ある方が好ましかった。第1の端部及び第3の端部の高さが0.5μm以上あるときに、セルギャップが4.5μm以下であり、画素電極の間の距離が4.0μm以下のときは、第1の端部の幅及び第3の端部の幅は画素電極の端から3.0μm以下に抑えないと、光漏れ及びディスクリネーションの幅の和が、第1の端部及び第3の端部がないときよりも増加してしまうことがわかった。 As a tendency, since the effect of suppressing disclination and light leakage is low when the height of the first end and the third end is low, the height of the first end and the third end is The one with 0.5 μm or more was preferred. When the height of the first end and the third end is 0.5 μm or more, the cell gap is 4.5 μm or less, and when the distance between the pixel electrodes is 4.0 μm or less, the first If the width of the end portion and the width of the third end portion are not limited to 3.0 μm or less from the end of the pixel electrode, the sum of the light leakage and the width of the disclination results in the first end portion and the third end portion. It turns out that it increases more than when there is no part.
図11(A)、図11(B)を比較すると、第1の端部及び第3の端部を画素電極の主面に対して盛り上げ、対向電極に近い高さに設けることの効果は特にセルギャップが大きくなるほど顕著に現れることがわかる。セルギャップが大きいと、対向電極と画素電極との間にできる電界が弱く、画素電極の端部で等電位線が屈曲しやすい。このように、画素電極の端部での等電位線の屈曲が大きいときに、第1の端部及び第3の端部を画素電極の主面に対して盛り上げて形成して、等電位線の屈曲を抑えることが有効であることがわかる。 When comparing FIG. 11A and FIG. 11B, the effect of raising the first end and the third end with respect to the main surface of the pixel electrode and providing them at a height close to the counter electrode is particularly significant. It can be seen that the larger the cell gap, the more prominent it appears. When the cell gap is large, the electric field generated between the counter electrode and the pixel electrode is weak, and the equipotential lines are easily bent at the end of the pixel electrode. As described above, when the equipotential line is bent at the end portion of the pixel electrode, the first end portion and the third end portion are formed so as to be raised with respect to the main surface of the pixel electrode. It can be seen that it is effective to suppress the bending of the film.
また、画素ピッチ(p)を変えてシミュレーションしたが、18μmピッチの画素においても、43μmピッチの画素においても、光漏れ及びディスクリネーションの出方は大きく変わらなかった。これは、ディスクリネーション及び光漏れが画素電極の端部で起こる現象だからである(図11(A))。 In addition, although the simulation was performed by changing the pixel pitch (p), the light leakage and the appearance of disclination did not change greatly in the pixels of 18 μm pitch and 43 μm pitch. This is because disclination and light leakage occur at the edge of the pixel electrode (FIG. 11A).
(2)同極性の電位を有する画素電極が隣接する場合図2の画素部の上面図に示す画素電極の端部のうち、ゲートライン反転駆動をする液晶表示装置においては、第1の画素電極208の第4の端部204は、同極性の電位を有する第3の画素電極210の第2の端部202と隣接する。そこで、互いに同極性の電位を有して隣接し合う第2の端部および第4の端部の構造をどのようにすれば良いかを詳細に説明する。
(2) In the case where pixel electrodes having the same polarity of potential are adjacent to each other, in the liquid crystal display device that performs gate line inversion driving among the end portions of the pixel electrode shown in the top view of the pixel portion in FIG. The
図2を用いて説明すると、ゲートライン反転駆動をする液晶表示装置において、信号線212Bを挟んで隣接する画素電極が同極性の電位であるときに、第1の画素電極208の第4の端部204及び第3の画素電極210の第2の端部202において、第2の端部及び第4の端部が画素電極の主面に対して盛り上がっていて、対向電極に近い高さに設けられているか、平坦面に形成されているかで液晶の配向の変化を比べた。
Referring to FIG. 2, in a liquid crystal display device that performs gate line inversion driving, when the pixel electrodes adjacent to each other across the
図3のシミュレーションモデルにおいて、第1の画素電極303aと隣接する画素電極を第3の画素電極303bとする。さらに、第2の端部の幅(L1)及び第4の端部の幅(L2)は同一の長さとする。
In the simulation model of FIG. 3, a pixel electrode adjacent to the
第1の画素電極303a及び第3の画素電極303bとも+5Vの電位を有すること以外は、[画素電極端部の凸部]の(1)のシミュレーションの条件と同じである。つまり、対向電極の電位は0Vであり、第1の画素電極303aと第3の画素電極303bの間の距離(s)は2.0μmである。第2の端部の高さ(h)及び第4の端部の高さ(h)は0.5μmである。セルギャップ(d)は4.5μmである。シミュレーションの液晶の物性値は室温のZLI4792のデータを用いている。液晶のプレチルト角は6°、ツイスト角は90°、ラビング方向は305〜306で示されている。
Except that both the
シミュレーションの結果を図15及び図16に示す。図15、図16は同極性の電位を有する画素電極が隣接している場合の、画素電極と凸部の重なる幅による透過率の変化を示す。透過率が低いほど良好な黒表示がされていることを示す。図15(A)は平坦面上に画素電極が形成されている場合、図15(B)は画素電極の端(第1の端部、第3の端部)が凸部上に1.4μm重なって形成されている場合、図16は画素電極の端(第1の端部、第3の端部)が凸部上に4.0μm重なって形成されている場合を示す。実際のシミュレーションでは、横軸のスケールの1μm〜16μmの部分に画素電極が設けられ、かつ、横軸のスケールの19μm〜35μmの部分に画素電極が設けられている。そして、画素電極同士は、2μmの間隙をおいて、隣接している。ただし、図15〜図16においては、画素電極の端の部分でのディスクリネーション及び光漏れに注目するため、横軸のスケールの10μm〜26μmの部分だけを拡大して示している。具体的な数値で図15〜図16のシミュレーションの結果をまとめる。光漏れの大きさを光漏れの透過率の最大値(%)で示す。なお、配向膜の界面でプレチルトの向きが逆になることからできるディスクリネーションはなかった。
図15(A)のように画素電極が平坦面上にあるとき…光漏れの透過率の最大値は0.3%図15(B)のように第1の画素電極の第2の端部の幅が1.4μmであり、第3の画素電極の第4の端部の幅が1.4μmであるとき…光漏れの透過率の最大値は1.0%図16のように第1の画素電極の第2の端部の幅が4.0μmであり、第3の画素電極の第4の端部の幅が4.0μmであるとき…光漏れの透過率の最大値は1.0%
The simulation results are shown in FIGS. FIGS. 15 and 16 show changes in transmittance depending on the overlapping width of the pixel electrode and the convex portion when pixel electrodes having the same polarity are adjacent to each other. The lower the transmittance, the better the black display. 15A shows the case where the pixel electrode is formed on a flat surface, and FIG. 15B shows the case where the end (first end, third end) of the pixel electrode is 1.4 μm on the convex portion. In the case of overlapping, FIG. 16 shows a case where the ends (first end and third end) of the pixel electrode are formed to overlap 4.0 μm on the convex portion. In an actual simulation, a pixel electrode is provided in a 1 μm to 16 μm portion of the horizontal axis scale, and a pixel electrode is provided in a 19 μm to 35 μm portion of the horizontal axis scale. The pixel electrodes are adjacent to each other with a gap of 2 μm. However, in FIGS. 15 to 16, only the portion of 10 μm to 26 μm of the horizontal scale is shown in an enlarged manner in order to pay attention to disclination and light leakage at the end portion of the pixel electrode. The simulation results of FIGS. 15 to 16 are summarized with specific numerical values. The magnitude of light leakage is indicated by the maximum value (%) of light leakage transmittance. In addition, there was no disclination that can be performed because the pretilt direction is reversed at the interface of the alignment film.
When the pixel electrode is on a flat surface as shown in FIG. 15A, the maximum value of the light leakage transmittance is 0.3%, as shown in FIG. 15B, the second end of the first pixel electrode. When the width of the fourth pixel electrode is 1.4 μm and the width of the fourth end of the third pixel electrode is 1.4 μm, the maximum value of the light leakage transmittance is 1.0% as shown in FIG. When the width of the second end of the pixel electrode is 4.0 μm and the width of the fourth end of the third pixel electrode is 4.0 μm, the maximum value of the light leakage transmittance is 1. 0%
隣接する画素電極が同極性の電位のときは、等電位線は画素電極が形成された平坦面にほぼ平行にできる。等電位線が屈曲するのは画素電極の間の領域である。このため、画素電極の第2の端部及び第4の端部の下方に凸部がないときは、光漏れはあったとしても少ない(図15(A))。また、画素電極の第2の端部及び第4の端部が画素電極の主面に対して盛り上がって形成され、対向電極に近い高さにあるときは、もともと画素電極が形成された平坦面に平行であった等電位線が凸部があるために屈曲してしまい、凸部の両端にあたる位置に光漏れができる(図15(B))。第2の端部及び第4の端部の幅が大きくなり、凸部の両端が画素電極の内側寄りになればなるほど凸部の両端にできる光漏れが画素電極の内側にできて、光漏れを隠す遮光膜が広い幅で必要となる(図16)。このため、互いに隣接する画素電極が同極性の電位であるときは、画素電極の第2の端部及び第4の端部は画素電極の主面と同一の高さである方が良好な液晶の配向が得られることがわかった。つまり、隣接する画素電極が同極性のときにも、画素電極の第2の端部及び第4の端部において、若干の光漏れができる。しかし、画素電極の端部を盛り上げるような対策はかえって逆効果であると予測される。 When adjacent pixel electrodes have the same potential, the equipotential lines can be substantially parallel to the flat surface on which the pixel electrodes are formed. The equipotential lines are bent in the region between the pixel electrodes. For this reason, when there is no convex part below the second end part and the fourth end part of the pixel electrode, there is little light leakage (FIG. 15A). Further, when the second end portion and the fourth end portion of the pixel electrode are formed so as to be raised with respect to the main surface of the pixel electrode and are at a height close to the counter electrode, the flat surface on which the pixel electrode is originally formed The equipotential lines that are parallel to each other are bent due to the convex portion, and light leaks at positions corresponding to both ends of the convex portion (FIG. 15B). As the widths of the second end portion and the fourth end portion become larger and the both ends of the convex portion are closer to the inside of the pixel electrode, light leakage that can be made at both ends of the convex portion is formed inside the pixel electrode. A light shielding film for hiding the light is necessary with a wide width (FIG. 16). For this reason, when the pixel electrodes adjacent to each other have the same polarity, it is preferable that the second end and the fourth end of the pixel electrode have the same height as the main surface of the pixel electrode. It was found that the following orientation was obtained. That is, even when adjacent pixel electrodes have the same polarity, slight light leakage can occur at the second end portion and the fourth end portion of the pixel electrode. However, it is predicted that a countermeasure for raising the end of the pixel electrode is rather counterproductive.
図17〜18のシミュレーションは、同電位を有する画素電極が隣接している場合に、画素電極間の距離を変えて、透過率の変化を調べたものである。画素電極間の距離を2.0μm、4.0μm、6.0μmと変えて傾向を調べた。 In the simulations of FIGS. 17 to 18, when pixel electrodes having the same potential are adjacent to each other, the change in transmittance is examined by changing the distance between the pixel electrodes. The tendency was examined by changing the distance between the pixel electrodes to 2.0 μm, 4.0 μm, and 6.0 μm.
図17〜図18のシミュレーションにより、画素電極が同電位で隣接するときに、第1の画素電極と第3の画素電極との間の距離は短ければ短いほど、等電位線の屈曲が少ないことがわかる。図17〜図18は隣接する第1の画素電極と第3の画素電極が+5Vと同極性であり、対向電極が0Vのときの液晶の配向を示したものである。液晶はZLI4792を用いている。画素電極は平坦面上に形成されている。図17(A)は画素電極の間の距離が2.0μmのときの液晶の配向を示したものである。図17(B)は画素電極の間の距離が4.0μmのときの液晶の配向を示したものである。図18は画素電極の間の距離が6.0μmのときの液晶の配向を示したものである。 According to the simulations of FIGS. 17 to 18, when the pixel electrodes are adjacent at the same potential, the shorter the distance between the first pixel electrode and the third pixel electrode, the less the equipotential line is bent. I understand. 17 to 18 show the alignment of the liquid crystal when the adjacent first pixel electrode and third pixel electrode have the same polarity as + 5V and the counter electrode is 0V. The liquid crystal uses ZLI4792. The pixel electrode is formed on a flat surface. FIG. 17A shows the alignment of the liquid crystal when the distance between the pixel electrodes is 2.0 μm. FIG. 17B shows the alignment of the liquid crystal when the distance between the pixel electrodes is 4.0 μm. FIG. 18 shows the alignment of the liquid crystal when the distance between the pixel electrodes is 6.0 μm.
図17〜図18に示されるように同極性で隣接する画素電極の間の距離が2.0μm以下であれば、等電位線の屈曲はそれほど大きくないことがわかる。このため、画素電極の間の距離が2.0μm以下のときは、特に、画素電極の第2の端部及び第4の端部を画素電極の主面に対して盛り上げて形成するのは液晶の配向という点では逆効果であることが予測される。画素電極の第2の端部及び画素電極の第4の端部は画素電極の主面と同一の高さにした方が、等電位線を画素電極の形成された面に平行にでき、液晶の配向が良好になる。 As shown in FIGS. 17 to 18, it can be seen that if the distance between adjacent pixel electrodes having the same polarity is 2.0 μm or less, the bending of the equipotential line is not so large. Therefore, when the distance between the pixel electrodes is 2.0 μm or less, the liquid crystal is formed by raising the second and fourth end portions of the pixel electrode with respect to the main surface of the pixel electrode. It is expected to be counterproductive in terms of orientation. When the second end of the pixel electrode and the fourth end of the pixel electrode have the same height as the main surface of the pixel electrode, the equipotential lines can be made parallel to the surface on which the pixel electrode is formed. The orientation of is improved.
[本発明の画素部の構成1]
以上の解析を踏まえて、本発明の特徴を図1〜図2及び図4を用いて説明する。図1(A)に画素電極の上面図を示し、マトリクス状に配置された画素電極の斜視図を図1(B)に示す。図2の上面図は図1(A)で示した画素電極を2×2のマトリクス状に配置したときの信号線、走査線と画素電極の第1の端部〜第4の端部との位置関係を示す。図2を鎖線A−A’及び鎖線B−B’で切断した断面を図4に示す。図1(B)の画素電極の斜視図に示した鎖線A−A’及び鎖線B−B’は図2の上面図、図4の断面図に示したものと対応する。
[
Based on the above analysis, features of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1A shows a top view of the pixel electrode, and FIG. 1B shows a perspective view of the pixel electrode arranged in a matrix. The top view of FIG. 2 shows signal lines, scanning lines, and first to fourth ends of the pixel electrodes when the pixel electrodes shown in FIG. 1A are arranged in a 2 × 2 matrix. Indicates the positional relationship. FIG. 4 shows a cross section of FIG. 2 taken along the chain line AA ′ and the chain line BB ′. The chain lines AA ′ and BB ′ shown in the perspective view of the pixel electrode in FIG. 1B correspond to those shown in the top view of FIG. 2 and the cross-sectional view of FIG.
本発明の画素部の特徴を図2を用いて説明する。画素電極は第1の端部201、第2の端部202、第3の端部203及び第4の端部204及びそれらに囲まれた画素電極の主面からなり、前記主面は平坦面上に設けられている。また、図示してはいないが、前記画素電極と対向して設けられた対向電極を有する。前記第1の端部は第1の走査線207Aに沿って設けられ、前記第3の端部は前記第1の走査線に隣接する第2の走査線207Bに沿って設けられ、前記第2の端部は第1の信号線212Aに沿って設けられ、前記第4の端部は前記第1の信号線に隣接する第2の信号線212Bに沿って設けられている。前記第1の端部201の両端部206A〜206Bは第1の信号線及び前記第2の信号線に沿って設けられている。前記第3の端部203の両端部205A〜205Bは第1の信号線及び前記第2の信号線に沿って設けられている。そして、前記第1の端部及び前記第3の端部は前記平坦面に対して前記対向電極に近い高さに設けられており、前記第2の端部及び前記第4の端部は前記平坦面と同一の高さに設けられていることを特徴とする。本発明はゲートライン反転駆動をする液晶表示装置に適用することができる。
The features of the pixel portion of the present invention will be described with reference to FIG. The pixel electrode includes a
また、ゲートライン反転駆動をする液晶表示装置において、画素電極は、第1の画素電極208と第1の画素電極と列方向に隣接する第2の画素電極209とを有し、第1の画素電極208における第1の端部201と第2の画素電極における前記第3の端部203とが隣接することを特徴とする。図1(B)の斜視図を用いて説明すると、走査線213の上方に、第1の画素電極208における第1の端部及び第2の画素電極209における第3の端部がある。第1の画素電極〜第4の画素電極における第2の端部及び第4の端部は画素電極の主面と同一の高さである。
In the liquid crystal display device that performs gate line inversion driving, the pixel electrode includes a
つまり、ゲートライン反転駆動をするときは、図2のように第1の走査線207Aを挟んで互いに対向する第1の画素電極208と第2の画素電極209とが互いに異極性の電位となるため、第1の画素電極208における第1の端部201及び第2の画素電極における第3の端部を対向電極に近い高さに設けることで、第1の画素電極208における第1の端部201及び第2の画素電極209における第3の端部203において等電位線の屈曲が抑えられて、ディスクリネーション及び光漏れを低減する効果がある([画素電極端部の凸部](1)参照)。第1の画素電極208における第2の端部202および第1の画素電極における第4の端部204は平坦面上に設けられている。第1の画素電極208における第4の端部204と隣接する第3の画素電極210の第2の端部202とは同極性の電位を有し互いに隣接する。そこで隣接する画素電極の端部が同極性である第1の画素電極の第2の端部及び第3の画素電極の第4の端部は平坦面上にある方が、等電位線の不必要な屈曲が抑えられてディスクリネーション及び光漏れを抑える効果がある。特に第1の画素電極と第3の画素電極との間の距離が2.0μm以下のときにその効果が大きい([画素電極端部の凸部](2)参照)。
That is, when the gate line inversion drive is performed, the
また、本発明において、第1の端部の高さ及び第3の端部の高さは画素電極の主面に対して、0.5μm以上ある方が望ましい。換言すれば、第1の端部の高さ及び第3の端部の高さは画素電極の主面に対して、0.5μm以上対向電極に近い高さにあることが望ましい。このとき、図1(A)に示す第1の端部の幅(L1)及び第3の端部の幅(L2)は、最適な値があり長すぎてもディスクリネーション及び光漏れを低減する効果が得られない。セルギャップが4.5μm以下であり、第1の画素電極と第2の画素電極との間の距離が4.0μm以下のときに、第1の端部及び第2の端部の幅を画素電極の端から3.0μm以下に抑えないと、第1の端部及び第3の端部が画素電極の主面と同一の高さに形成されたときに比べて光漏れ及びディスクリネーションの幅の和が増加してしまう。このことは図11の画素電極と凸部の重なる幅(第1の端部の幅)と、光漏れ及びディスクリネーションの幅の和との関係を示したグラフを用いて既に説明した。([画素電極端部の凸部](2)参照)。 In the present invention, the height of the first end and the height of the third end are preferably 0.5 μm or more with respect to the main surface of the pixel electrode. In other words, the height of the first end and the height of the third end are desirably 0.5 μm or more and close to the counter electrode with respect to the main surface of the pixel electrode. At this time, the width (L 1 ) of the first end portion and the width (L 2 ) of the third end portion shown in FIG. The effect of reducing is not obtained. When the cell gap is 4.5 μm or less and the distance between the first pixel electrode and the second pixel electrode is 4.0 μm or less, the width of the first end portion and the second end portion is set to the pixel. If it is not suppressed to 3.0 μm or less from the end of the electrode, light leakage and disclination are caused as compared with the case where the first end and the third end are formed at the same height as the main surface of the pixel electrode. The sum of widths will increase. This has already been described with reference to the graph in FIG. 11 showing the relationship between the width of the pixel electrode and the convex portion (the width of the first end) and the sum of the light leakage and disclination width. (Refer to [Projection at end of pixel electrode] (2)).
図4(A)の異極性の電位を有して隣接する画素電極の端部を示す断面図において、第1の端部の幅(L1)、第3の端部の幅(L2)、第1の端部の高さ及び第3の端部の高さ(h)がどこを示すかが図示されている。第1の端部201及び第3の端部203は画素電極の主面に対して盛り上がっており、対向電極に近い高さにある。図4(B)の同極性の電位を有して隣接する画素電極の端部を示す断面図において、第2の端部202及び第4の端部204が平坦面上に形成されていることを示している。
FIG. 4A is a cross-sectional view showing the ends of adjacent pixel electrodes having different polar potentials, the first end width (L 1 ) and the third end width (L 2 ). , Where the height of the first end and the height (h) of the third end are shown. The
ソースライン反転駆動をする液晶表示装置においては、図2及び図1(B)の第1の信号線212Aを第1の走査線に置き換え、第2の信号線212Bを第2の走査線に置き換えて画素電極の端部の位置関係を考えれば良い。当然、第1の走査線207Aは第1の信号線に置き換え、第2の走査線207Bは第2の信号線に置き換える。
In a liquid crystal display device that performs source line inversion driving, the
つまり、ソースライン反転駆動をする液晶表示装置において、本発明は、画素電極は帯状の第1の端部、第2の端部、第3の端部及び第4の端部とそれらに囲まれた主面からなり、前記主面は平坦面上に設けられており、前記画素電極と対向して設けられた対向電極を有し、前記第1の端部は第1の信号線に沿って設けられ、前記第3の端部は前記第1の信号線に隣接する第2の信号線に沿って設けられ、前記第2の端部は第1の走査線に沿って設けられ、前記第4の端部は前記第1の走査線に隣接する第2の走査線に沿って設けられており、前記第1の端部及び前記第3の端部はその両端部が前記第1の走査線及び前記第2の走査線に沿って設けられており、前記第1の端部及び前記第3の端部は前記平坦面に対して前記対向電極に近い高さに設けられており、前記第2の端部及び前記第4の端部は前記平坦面と同一の高さに設けられていることを特徴とする液晶表示装置である。 That is, in a liquid crystal display device that performs source line inversion driving, the pixel electrode is surrounded by a band-shaped first end, second end, third end, and fourth end. The main surface is provided on a flat surface, has a counter electrode provided to face the pixel electrode, and the first end portion extends along the first signal line. The third end is provided along a second signal line adjacent to the first signal line, the second end is provided along a first scan line, and 4 end portions are provided along a second scanning line adjacent to the first scanning line, and both end portions of the first end portion and the third end portion are the first scanning line. Line and the second scanning line, and the first end and the third end are higher than the counter electrode with respect to the flat surface. Provided on the second end and the fourth end portion is a liquid crystal display device, characterized in that provided at the same height and the flat surface.
さらに、前記画素電極は、第1の画素電極と前記第1の画素電極と行方向に隣接する第2の画素電極とがあり、前記第1の画素電極の前記第1の端部と前記第2の画素電極の前記第3の端部とが隣接することを特徴とする液晶表示装置である。 Further, the pixel electrode includes a first pixel electrode and a second pixel electrode adjacent to the first pixel electrode in a row direction, and the first end portion of the first pixel electrode and the first pixel electrode The liquid crystal display device is characterized in that the third end of each of the two pixel electrodes is adjacent.
そして、前記第1の端部及び前記第3の端部が前記主面に対して0.5μm以上前記対向電極に近い高さに設けられており、前記液晶表示装置のセルギャップが4.5μm以下であり、前記第1の画素電極と前記第2の画素電極との間の距離が4.0μm以下であるときに、前記第1の端部の幅及び前記第3の端部の幅が前記画素電極の端から3.0μm以下であることを特徴とする液晶表示装置である。 The first end and the third end are provided at a height of 0.5 μm or more to the counter electrode with respect to the main surface, and the cell gap of the liquid crystal display device is 4.5 μm. When the distance between the first pixel electrode and the second pixel electrode is 4.0 μm or less, the width of the first end and the width of the third end are The liquid crystal display device is characterized by being 3.0 μm or less from the end of the pixel electrode.
通常のアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、画素電極は画素電極下方の走査線及び信号線の上方に重なって形成されることが多い。このため、画素電極の端部は必然的に画素電極の主面に対し、盛り上がって対向電極に近い高さに形成されることが多い。しかし、ただ単に画素電極の端部を画素電極の主面に対して盛り上げただけでは、ディスクリネーション及び光漏れを低減する効果は得られない。たとえば、図31(A)のマトリクス状に配置された画素電極の斜視図のように、画素電極の端部のうち走査線3005及び信号線(図示せず)
上方が画素電極の主面に対して盛り上がるとする。このような単純な構成では、例えば、ゲートライン反転駆動をするときに、走査線3005にほぼ平行に発生するディスクリネーション及び光漏れは画素電極の端部が画素電極の主面に対して盛り上がっていることから抑えられる。しかし、同極性で隣接する画素電極3006の端部3010及び画素電極3008の端部が画素電極の主面に対して盛り上がっているため、画素電極の信号線と平行にディスクリネーション及び光漏れが発生するであろう。
In a normal active matrix liquid crystal display device, a pixel electrode is often formed to overlap a scanning line and a signal line below the pixel electrode. For this reason, the end of the pixel electrode is inevitably formed with respect to the main surface of the pixel electrode so as to be close to the counter electrode. However, the effect of reducing disclination and light leakage cannot be obtained simply by raising the end of the pixel electrode with respect to the main surface of the pixel electrode. For example, as shown in the perspective view of the pixel electrodes arranged in a matrix in FIG. 31A,
It is assumed that the upper part rises with respect to the main surface of the pixel electrode. In such a simple configuration, for example, when gate line inversion driving is performed, disclination and light leakage that occur almost in parallel with the
また、画素電極に接続して設けられる画素TFTを構成するさいに、図31(B)のマトリクス状に配置された画素電極の斜視図のように、画素TFTに直列に接続した保持容量や半導体層の厚みで画素電極の端部が局所的に盛り上がることもありうる。しかし、ただ単に保持容量の厚みで画素電極の端部が局所的に画素電極の主面に対して盛り上がっただけでは、ディスクリネーション及び光漏れを低減する効果は得られない。例えば、ソースライン反転駆動をする液晶表示装置において、走査線3005沿いに画素電極の主面に対して画素電極の端部を盛り上げても意味がない。つまり、液晶表示装置の駆動方法がゲートライン反転駆動か、ソースライン反転駆動かによって、第1の端部及び第3の端部のように画素電極の主面に対して盛り上がった部分を走査線に沿って設けるかあるいは信号線に沿って設けるか選択する必要がある。特に、図1(A)の画素電極の上面図のように、異極性の画素電極と接し、等電位線が屈曲しやすい画素電極の第1の端部201の両端部206A〜206B及び第3の端部の両端部205A〜205Bは、画素電極の主面に対して盛り上げて、対向電極に近い高さに形成しなければいけない。図31(B)の斜視図の構成は、画素電極の端部3012に発生する光漏れ又はディスクリネーションを抑えきれない。
Further, when the pixel TFT provided to be connected to the pixel electrode is configured, a storage capacitor or a semiconductor connected in series to the pixel TFT as shown in the perspective view of the pixel electrode arranged in a matrix in FIG. 31B. The end of the pixel electrode may locally rise with the thickness of the layer. However, the effect of reducing disclination and light leakage cannot be obtained simply by raising the edge of the pixel electrode locally with respect to the main surface of the pixel electrode with the thickness of the storage capacitor. For example, in a liquid crystal display device that performs source line inversion driving, it does not make sense to raise the edge of the pixel electrode along the
つまり、本発明の画素部の構成は、隣接する画素電極の電位、画素電極の構造に起因する等電位線を考慮して決定された構造であり、必然的にできてしまう構造とは全くことなる。また、シミュレーションにより等電位線のでき方を体系的に調べて得られた構造であるため、従来のディスクリネーション及び光漏れを低減するための方法に比べてその効果は非常に大きいと考えられる。 In other words, the structure of the pixel portion of the present invention is a structure determined in consideration of the potential of an adjacent pixel electrode and an equipotential line resulting from the structure of the pixel electrode. Become. In addition, since it is a structure obtained by systematically examining how equipotential lines are formed by simulation, the effect is considered to be very large compared to conventional methods for reducing disclination and light leakage. .
図3のように、シミュレーションは画素電極の第1の端部及び第3の端部の下方の凸部304の断面を矩形状にしている。しかし、本発明は図3のシミュレーションモデルにおいて、凸部の側面と画素電極の主面に接する面とのなす角度(以降、凸部のテーパー角と称する)が90°以下のものにも適用可能である。図5(A)の画素電極の端部を示す断面図において凸部304のテーパー角が90°未満の場合、凸部の断面が矩形のときに比べて、凸部の頂点付近での電界の急激な変化が抑えられる。このようにすると図15(B)のシミュレーションの結果にあるような矩形の凸部の頂点で電界が急激に変わることにより、局所的に透過率が高くなる現象を防止することができ好ましい。図5(B)の画素電極の端部を示す上面図のように凸部の断面が曲面のときも同様なことが言える。このように画素電極の第1の端部及び第3の端部の下方にある凸部の断面が矩形でなくても、第1の端部及び第3の端部の高さ(h)が0.5μm以上であり、セルギャップが4.5μm以下であり、画素電極の間の距離(s)が4.0μm以下のときに、画素電極の第1の端部の幅(L1)及び第3の端部の幅(L2)は3.0μm以下に抑えれば、第1の端部及び第3の端部があることにより、光漏れ及びディスクリネーションが逆に増加するようなことはないと予測される。なお、第1の端部の幅(L1)及び第3の端部の幅(L2)は画素電極の主面に対して局所的に盛り上がった部分について適用する。
As shown in FIG. 3, in the simulation, a cross section of the first end portion of the pixel electrode and the
[本発明の画素部の構成2]
本発明の画素部の構成を以下に説明する。図13〜図16の隣接する画素電極が、同極性の電位を有するか、異極性の電位を有するかによって、光漏れ及びディスクリネーションの出方を調べたシミュレーション結果を比較すると、等電位線の屈曲が激しく起こるところでは、画素電極端部の等電位線の屈曲を抑えるために、画素電極の端部の高さを局所的に高くした方がよいと考えられる。
[
The configuration of the pixel portion of the present invention will be described below. Comparing the simulation results obtained by examining how light leakage and disclination occur depending on whether adjacent pixel electrodes in FIGS. 13 to 16 have the same or different polarity, It is considered that the height of the end portion of the pixel electrode should be locally increased in order to suppress the bending of the equipotential line at the end portion of the pixel electrode.
しかし、画素電極の端部を画素電極の主面に対してどれだけ高くするかは、互いに隣接する画素電極により形成される等電位線の屈曲の度合いにより決定しなければいけない。このことは図13〜図16のシミュレーション結果を比較すればわかる。つまり、等電位線の屈曲がほとんどないのに、不用意に画素電極の端部の高さを対向電極に近い高さにすると、かえってディスクリネーション及び光漏れを増やすことにつながる(図15〜図16)。しかし、画素電極の端部で等電位線が顕著に屈曲しているときは、画素電極の端部を画素電極の主面に対して高くし、対向電極に近い高さにする方が良い(図13〜図14)。 However, how high the end of the pixel electrode is with respect to the main surface of the pixel electrode must be determined by the degree of bending of equipotential lines formed by adjacent pixel electrodes. This can be understood by comparing the simulation results of FIGS. That is, if the height of the end of the pixel electrode is inadvertently made close to the counter electrode even though the equipotential line is hardly bent, it leads to an increase in disclination and light leakage. FIG. 16). However, when the equipotential lines are significantly bent at the end of the pixel electrode, it is better to make the end of the pixel electrode higher than the main surface of the pixel electrode and close to the counter electrode ( 13 to 14).
さらに、この考えを発展させると、画素電極の端部において等電位線の屈曲の激しいところほど、画素電極の端部の高さを高くすれば良いことになる。つまり、等電位線の屈曲の度合いに応じて、画素電極の端部の高さを決定することが光漏れ及びディスクリネーションを防止する上で効果的である。 Further, when this idea is developed, the higher the end of the pixel electrode, the higher the equipotential line is bent at the end of the pixel electrode. That is, determining the height of the end of the pixel electrode according to the degree of bending of the equipotential line is effective in preventing light leakage and disclination.
図6(A)の画素電極の上面図を用いて説明すると、具体的に等電位線の屈曲の激しいところと言えば、矩形の画素電極258の場合は、画素電極の頂点の近傍255A〜255B、256A〜256Bである。異極性の電位を有する二つの画素電極と近接する画素電極の頂点の近傍255A〜255B、256A〜256Bでは、異極性の電位を有する画素電極の影響で等電位線が激しく屈曲する。矩形の画素電極においては、画素電極の頂点の近傍例えば、第1の端部251の両端部256A〜256Bを画素電極の第1の端部251の中央部263に対して高くなるようにすれば良い。また、画素電極の第3の端部253における両端部255A〜255Bを第3の端部253の中央部に比べて局所的に高くする。ここで第1の端部の中央部とは、第1の端部の両端部256Aに含まれる画素電極の端の上の一点(A)から画素の行方向に平行に伸びる直線が第1の端部のもう一方の両端部256Bの端と交点(B)を形成し、これら二点からなる線分を二等分する位置にある。上述の説明を第1の端部から第3の端部に置き換えれば、第3の端部の中央部を定義できる。
Referring to the top view of the pixel electrode in FIG. 6A, specifically speaking, the equipotential lines are severely bent. In the case of the
図7の画素電極がマトリクス状に配置された画素部の上面図を用いて本発明の画素電極の特徴を説明する。第1の画素電極258〜第4の画素電極261は2×2のマトリクスで示されている。ゲートライン反転駆動をするときは、第1の画素電極258に対して極性の異なる電位を持つ画素電極が第2の画素電極259及び第4の画素電極261である。つまり、第1の画素電極の第1の端部251の両端部256A〜256Bのうち一方の両端部256Aは第1の画素電極と極性の異なる電位を有する第2の画素電極259及び第4の画素電極261と近接する。すると、第2の画素電極及び第4の画素電極と第1の画素電極の第1の端部の両端部256Aにより形成される電界の影響で第1の画素電極の第1の端部の両端部256Aで等電位線が激しく屈曲してしまう。
Features of the pixel electrode of the present invention will be described using a top view of a pixel portion in which the pixel electrodes in FIG. 7 are arranged in a matrix. The
そこで、図7の上面図に示された第1の画素電極〜第4の画素電極のうち、第1の端部の両端部256A〜256B及び第3の端部の両端部255A〜255Bのように、異極性の電位を有する二つの画素電極に近接している部分はその高さを局所的に高くすることが望ましい。つまり、画素電極端部での等電位線の屈曲の度合いに合わせて、画素電極の端部の高さを決定すると、第1の端部の両端部及び第3の端部の両端部は等電位線の屈曲が大きいため、必然的に画素電極の主面に対し盛り上がった位置にする必要がある。換言すれば、第1の端部の両端部及び第3の端部の両端部が対向電極に近い位置になるようにする必要がある。
Therefore, among the first to fourth pixel electrodes shown in the top view of FIG. 7, both
例えばゲートライン反転駆動をする液晶表示装置のときは、図6(B)のマトリクス状に配置された画素電極を示す斜視図のように、画素電極の端部のうち走査線263近傍の第1の端部及び第3の端部の両端部を局所的に高くするような構造にすれば良い。
For example, in the case of a liquid crystal display device that performs gate line inversion driving, as shown in the perspective view of the pixel electrodes arranged in a matrix in FIG. 6B, the first portion near the
図7を用いて説明すると、本発明はゲートライン反転駆動をする液晶表示装置において、画素電極は帯状の第1の端部251、第2の端部252、第3の端部253及び第4の端部254とそれらに囲まれた主面からなり、前記主面は平坦面上に設けられており、前記画素電極と対向して設けられた対向電極を有する。
そして、前記第1の端部は第1の走査線257Aに沿って設けられ、前記第3の端部は前記第1の走査線に隣接する第2の走査線257Bに沿って設けられ、前記第2の端部は第1の信号線262Aに沿って設けられ、前記第4の端部は前記第1の信号線に隣接する第2の信号線262Bに沿って設けられている。前記第1の端部及び前記第3の端部はその両端部255A〜255B、256A〜256Bが前記第1の信号線及び前記第2の信号線に沿って設けられている。前記第1の端部及び前記第3の端部は前記平坦面に対して前記対向電極に近い高さに設けられており、前記第2の端部及び前記第4の端部は前記平坦面と同一の高さに設けられていることを特徴とする。
Referring to FIG. 7, the present invention relates to a liquid crystal display device that performs gate line inversion driving, and the pixel electrode has a strip-like
The first end is provided along the
さらに、このような液晶表示装置において、本発明は、前記第1の端部の両端部は前記第1の端部の中央部に比べて前記対向電極に近い高さに設けられており、前記第3の端部の両端部は前記第3の端部の中央部に比べて前記対向電極に近い高さに設けられていることを特徴とする。 Further, in such a liquid crystal display device, the present invention is such that both end portions of the first end portion are provided at a height closer to the counter electrode than the center portion of the first end portion, Both end portions of the third end portion are provided at a height closer to the counter electrode than the central portion of the third end portion.
具体的には、前記第1の端部の両端部は前記第1の端部の中央部に比べて有意な差として0.2μm以上前記対向電極に近い高さに設けられており、前記第3の端部の両端部は前記第3の端部の中央部に比べて0.2μm以上前記対向電極に近い高さに設けられていることを特徴とする。 Specifically, both end portions of the first end portion are provided at a height close to the counter electrode by 0.2 μm or more as a significant difference as compared with the central portion of the first end portion. Both end portions of the third end portion are provided at a height of 0.2 μm or more close to the counter electrode as compared with the central portion of the third end portion.
あるいは、前記第1の端部の両端部は前記第1の端部の中央部に比べて有意な差として0.5μm以上前記対向電極に近い高さに設けられており、前記第3の端部の両端部は前記第3の端部の中央部に比べて0.5μm以上前記対向電極に近い高さに設けられていることを特徴とする。 Alternatively, both end portions of the first end portion are provided at a height close to the counter electrode by 0.5 μm or more as a significant difference compared to the central portion of the first end portion, and the third end portion Both end portions of the portion are provided at a height close to the counter electrode by 0.5 μm or more as compared with the central portion of the third end portion.
画素電極が0.2μm以上、又は0.5μm以上凸状に盛り上がっていれば、等電位線の出方を変える有意な効果があり、液晶の配向が変わることは、図11のシミュレーションの結果を示すグラフからわかる。 If the pixel electrode bulges in a convex shape of 0.2 μm or more, or 0.5 μm or more, there is a significant effect of changing the appearance of equipotential lines. It can be seen from the graph shown.
図8の画素電極の断面図に図7の上面図を鎖線C−C’、鎖線D−D’で切断した断面を示す。図8(B)に画素電極261の第1の端部及び第3の端部の高さ(h1)及び第1の端部の幅(L1)が定義されている。本明細書では、第1の端部の高さがh1であること、つまり、画素電極の主面に接する面と第1の端部の最上端部との間の距離がh1であることは、同時に画素電極の第1の端部が対向電極に対しh1近い高さに設けられていることを意味する。図8(A)に画素電極259の第1の端部の両端部が第1の端部の中央部に対してh2の高さで盛り上がっていることを示す。本明細書では、第1の端部の中央部に接する面と第1の端部の両端部の最上端部との距離がh2であることは、同時に、第1の端部の両端部が中央部に対して、h2だけ対向電極に近い高さに設けられていることを意味する。
The cross-sectional view of the pixel electrode of FIG. 8 shows a cross section of the top view of FIG. 7 taken along chain lines CC ′ and DD ′. In FIG. 8B, the height (h 1 ) and the width (L 1 ) of the first end and the third end of the
ソースライン反転駆動をする液晶表示装置においては、走査線を信号線に置き換え、信号線を走査線に置き換えて考えれば良い。 In a liquid crystal display device that performs source line inversion driving, the scanning lines may be replaced with signal lines, and the signal lines may be replaced with scanning lines.
[本発明の適用範囲の例] このように定めた、本発明の画素部の構造は電界を印加した時の電気力線を画素電極の形成された平坦面に対して垂直にするものであるため、ノーマリーホワイトモード、ノーマリーブラックモードの配向方式の両方において液晶の配向不良を低減する手段として広く用いることができる。 [Example of Applicable Range of the Present Invention] The structure of the pixel portion of the present invention determined as described above makes electric lines of force when an electric field is applied perpendicular to a flat surface on which pixel electrodes are formed. Therefore, it can be widely used as a means for reducing alignment defects of liquid crystals in both the normally white mode and normally black mode alignment methods.
また、凹凸に起因する液晶の配向欠陥を誘起しないのであれば、スメクチック液晶を用いた配向方式に本発明を適用することが可能である。例えば、強誘電性液晶、反強誘電性液晶を用いた液晶表示装置に本発明を適用可能である。また、これらのスメクチック液晶に液晶性高分子を添加して光(例えば紫外線)照射により硬化した材料を用いた液晶表示装置にも適用可能である。 In addition, the present invention can be applied to an alignment method using a smectic liquid crystal as long as alignment defects of the liquid crystal due to unevenness are not induced. For example, the present invention can be applied to a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal or an antiferroelectric liquid crystal. Further, the present invention can also be applied to a liquid crystal display device using a material obtained by adding a liquid crystalline polymer to these smectic liquid crystals and cured by irradiation with light (for example, ultraviolet rays).
本発明の画素部の構成は、半導体素子により電圧を調光層に印可して、調光層を光学変調させる表示装置において、電界分布を調節する手段として広く用いることができる。 The structure of the pixel portion of the present invention can be widely used as a means for adjusting the electric field distribution in a display device in which a voltage is applied to a light control layer by a semiconductor element to optically modulate the light control layer.
特に投影型の液晶表示装置においては光漏れ及びディスクリネーションがレンズ等を用いた光学系により拡大されてスクリーンに投影される。このため、本発明は投影型の液晶表示装置において特に有効である。 Particularly in a projection type liquid crystal display device, light leakage and disclination are magnified by an optical system using a lens or the like and projected onto a screen. Therefore, the present invention is particularly effective in a projection type liquid crystal display device.
本発明の第1の端部、第2の端部、第3の端部、第4の端部は上面図で図示したように矩形状である必要はない。液晶表示装置を駆動するさいに、等電位線の屈曲が激しいところは画素電極の端部を画素電極の主面に比べて盛り上げるという考えに基づいて自由に設計すれば良い。 The first end, the second end, the third end, and the fourth end of the present invention do not need to be rectangular as illustrated in the top view. When driving the liquid crystal display device, the portion where the bending of the equipotential line is severe may be freely designed based on the idea that the end of the pixel electrode is raised compared to the main surface of the pixel electrode.
以上のように、本発明によれば、黒レベルを表示するときの液晶表示装置のディスクリネーション及び光漏れといった液晶の配向不良を低減でき、コントラストが高く、視認性の良い液晶表示装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reduce liquid crystal alignment defects such as disclination and light leakage of a liquid crystal display device when displaying a black level, and provide a liquid crystal display device with high contrast and good visibility. can do.
図29の断面図に示すように、隣接する画素電極の極性が異なるときは画素電極901a及び画素電極901bの端部で等電位線903が屈曲する。対向電極902は0Vである(図29(A))。画素電極901a〜901bの第1の端部の下方に凸部904を設けると画素電極に沿って等電位線ができるため、画素電極の端部での等電位線の屈曲が抑えられる(図29(B))。しかし、画素電極と凸部が重なる幅905を増やしていくと、もともと画素電極面に平行な等電位線すらも屈曲してしまう(図29(C))。それにともなって光漏れ及びディスクリネーションが増加する。このため、隣接する画素電極の極性の異なるときは、画素電極の第1の端部の下方に凸部を設け、画素電極と凸部が重なる幅を最適化することが好ましい。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 29, when the polarities of adjacent pixel electrodes are different, the
図28の断面図に示すように、隣接する画素電極の極性が同じときは、画素電極901a及び画素電極901bの端部で等電位線903が屈曲するがその屈曲の度合いは少ない(図28(A))。このため、画素電極の端部の下方に凸部904を設けることは逆に、等電位線の屈曲を増やして逆効果である(図28(B))。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 28, when the polarities of adjacent pixel electrodes are the same, the
本発明は、このような原理を利用して、画素電極の端部での等電位線の屈曲を防止して、対向電極の表面に対し垂直な電界を増加し、ディスクリネーション及び光漏れの低減を図る。 The present invention utilizes such a principle to prevent bending of equipotential lines at the end of the pixel electrode, increase the electric field perpendicular to the surface of the counter electrode, and prevent disclination and light leakage. Reduce.
液晶表示装置の画素部の開口率を確保するためには、走査線、信号線、容量電極上に層間膜を設けて、走査線、信号線、容量電極上に重なって画素電極の端部を形成することが推奨される方法である。しかし、本発明の実施の形態で示す上面図においては、画素電極の特徴的な部分と走査線、信号線との位置関係をわかりやすくするために、あえて、走査線及び信号線と画素電極を離して図示している。推奨される液晶表示装置の作製方法は実施例でもって詳しく説明する。 In order to ensure the aperture ratio of the pixel portion of the liquid crystal display device, an interlayer film is provided on the scanning line, the signal line, and the capacitor electrode, and the end portion of the pixel electrode is overlapped on the scanning line, the signal line, and the capacitor electrode. It is a recommended method to form. However, in the top view shown in the embodiment mode of the present invention, in order to make it easy to understand the positional relationship between the characteristic part of the pixel electrode and the scanning line and the signal line, the scanning line, the signal line, and the pixel electrode are dared. Shown away. A recommended method for manufacturing a liquid crystal display device will be described in detail in Examples.
図9の上面図は、ソースライン反転駆動をする液晶表示装置において、信号線206を挟んで互いに対向する第1の画素電極208の第1の端部201及び第2の画素電極209の第3の端部203が画素電極の主面に対して盛り上がって形成されていることを示す。
9 is a top view of the
隣接する画素電極が異極性の電位のときに、その隣接する画素電極の端部において等電位線が屈曲しやすい。具体的には第1の画素電極208と第2の画素電極209の間において等電位線が屈曲しやすい。このため、等電位線が屈曲しやすい画素電極の第1の端部201及び第3の端部203を画素電極の主面に対して盛り上げて形成すると良い。
When adjacent pixel electrodes have different polar potentials, the equipotential lines tend to bend at the ends of the adjacent pixel electrodes. Specifically, the equipotential line is easily bent between the
第1の画素電極208と第3の画素電極210は同極性の電位である。第1の画素電極208と第3の画素電極210の間隙において等電位線が屈曲するが、同電位の画素電極の間隙における等電位線の屈曲はそれほど大きくない。このため、第1の画素電極208と第3の画素電極210が隣接するときに、その画素電極の間隙を挟むような位置にある画素電極の第2の端部及び第4の端部は画素電極の主面と同じ高さに形成すると良い。
The
図10では、画素電極の形状は矩形以上の頂点を持つ多角形となっている。駆動はゲートライン反転駆動をすることを仮定している。画素サイズが小さい液晶表示装置においては、ゲートライン反転駆動をする方が保持容量に電荷を書き込むときに有利である。 In FIG. 10, the shape of the pixel electrode is a polygon having a vertex that is equal to or greater than a rectangle. The driving is assumed to be gate line inversion driving. In a liquid crystal display device with a small pixel size, gate line inversion driving is more advantageous when writing charges to a storage capacitor.
走査線257を挟んで対向する第1の画素電極258及び第2の画素電極259の第1の端部251及び第3の端部253が画素電極の主面に対して盛り上がった構造としている。さらに第1の端部の中央部及び第3の端部の中央部に比べて第1の端部の両端部256A〜256B及び第3の端部の両端部255A〜255Bは画素電極の主面に対して盛り上がった構造としていて、等電位線の屈曲の激しい領域において、等電位線の屈曲を補正できるようにしている。画素電極の第2の端部及び第4の端部は画素電極の主面と同じ高さに設けられている。
The
第1の端部及び第3の端部の下方には、感光性有機樹脂膜や有機樹脂膜をフォトリソ工程によりパターニングして形成すると良い。もちろん、酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜のような無機膜をパターニングして形成することも可能である。 A photosensitive organic resin film or an organic resin film is preferably patterned by a photolithography process below the first end and the third end. Needless to say, an inorganic film such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon oxynitride film can be formed by patterning.
第1の端部の両端部を第1の端部の中央部に比べて局所的に高くするには、感光性樹脂膜を二回に分けて形成すると良い。また、素子基板の、半導体層、走査線、信号線等を第1の端部の両端部において形成し、選択的に画素電極の主面に対して盛り上がった領域を形成しておいても良い。 In order to make the both end portions of the first end portion locally higher than the central portion of the first end portion, the photosensitive resin film may be formed in two steps. Further, a semiconductor layer, a scanning line, a signal line, or the like of the element substrate may be formed at both ends of the first end portion, and a region that is selectively raised with respect to the main surface of the pixel electrode may be formed. .
本発明の実施例を図19〜図23を用いて説明する。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図23のように、まず、絶縁表面を有する基板601上に導電膜を形成し、パターニングを施すことにより、走査線602を形成する。この走査線は後に形成される活性層を光から保護する遮光膜としても機能する。ここでは、基板601として石英基板を用い、走査線602としてポリシリコン膜(膜厚50nm)とタングステンシリサイド(W-Si)膜(膜厚100nm)の積層構造を用いた。また、ポリシリコン膜はタングステンシリサイドから基板への汚染を防止するものである。
As shown in FIG. 23, first, a conductive film is formed over a
次いで、走査線602を覆う絶縁膜603を膜厚100〜1000nm(代表的には300〜500nm)で形成する。ここでは、CVD法を用いた膜厚100nmの酸化シリコン膜とLPCVD法を用いた膜厚280nmの酸化シリコン膜を積層させた。
Next, an insulating
次いで、非晶質半導体膜を膜厚10〜100nmで形成する。ここでは、膜厚69nmの非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜)をLPCVD法を用いて形成した。次いで、この非晶質シリコン膜(アモルファスシリコン膜)を結晶化させる技術として特開平8−78329号記載の技術を用いて結晶化させた。
同公報記載の技術は、非晶質シリコン膜に対して結晶化を促進する金属元素を選択的に添加し、加熱処理を行うことで添加領域を起点として広がる結晶質シリコン膜を形成するものである。ここでは結晶化を促進する金属元素としてニッケルを用い、脱水素化のための加熱処理(450℃、1時間)の後、結晶化のための熱処理(600℃、12時間)を行った。
Next, an amorphous semiconductor film is formed with a thickness of 10 to 100 nm. Here, an amorphous silicon film (amorphous silicon film) having a thickness of 69 nm was formed by LPCVD. Next, the amorphous silicon film (amorphous silicon film) was crystallized using the technique described in JP-A-8-78329 as a technique for crystallizing the amorphous silicon film.
The technology described in this publication is to selectively add a metal element that promotes crystallization to an amorphous silicon film, and to perform a heat treatment to form a crystalline silicon film that starts from the added region. is there. Here, nickel was used as a metal element for promoting crystallization, and after heat treatment for dehydrogenation (450 ° C., 1 hour), heat treatment for crystallization (600 ° C., 12 hours) was performed.
次いで、TFTの活性層とする領域からNiをゲッタリングする。TFTの活性層とする領域をマスク(酸化シリコン膜)で覆い、結晶質シリコン膜の一部に燐(P)を添加して、熱処理(窒素雰囲気下で600℃、12時間)を行った。 Next, Ni is gettered from the region used as the active layer of the TFT. A region to be an active layer of the TFT was covered with a mask (silicon oxide film), phosphorus (P) was added to part of the crystalline silicon film, and heat treatment (600 ° C., 12 hours in a nitrogen atmosphere) was performed.
次いで、マスクを除去した後、パターニングを行い結晶質シリコン膜の不要な部分を除去して、半導体層604a、604bを形成する。半導体層604a及び604bは同一の半導体層である。なお、半導体層を形成した後の画素上面図を図19(A)に示す。走査線602と半導体層604が図示されている。
Next, after removing the mask, patterning is performed to remove unnecessary portions of the crystalline silicon film, so that
次いで、保持容量を形成するために、レジストを形成して半導体層の一部(保持容量とする領域)604bに燐をドーピングする。 Next, in order to form a storage capacitor, a resist is formed, and a part of the semiconductor layer (a region to be a storage capacitor) 604b is doped with phosphorus.
次いで、レジストを除去して、半導体層を覆う絶縁膜を形成する。その後保持容量の容量を大きくするため、レジストを形成して、保持容量とする領域604b上の絶縁膜を除去する。
Next, the resist is removed to form an insulating film that covers the semiconductor layer. Thereafter, in order to increase the capacity of the storage capacitor, a resist is formed, and the insulating film over the
次いで、熱酸化を行って絶縁膜(ゲート絶縁膜)605を形成する。この熱酸化によって最終的なゲート絶縁膜の膜厚は80nmとなった。なお、保持容量とする領域上に他の領域より薄い絶縁膜を形成した。保持容量とする領域の絶縁膜は膜厚が40〜50nmにすることが望ましい。 Next, thermal oxidation is performed to form an insulating film (gate insulating film) 605. By this thermal oxidation, the final gate insulating film thickness was 80 nm. Note that an insulating film thinner than other regions was formed over the region serving as the storage capacitor. The thickness of the insulating film in the region to be the storage capacitor is desirably 40 to 50 nm.
次いで、TFTのチャネル領域となる領域にp型又はn型の不純物を低濃度に添加するチャネルドープを全面または選択的に行った。このチャネルドープ工程は、TFTしきい値電圧を制御するための工程である。なお、ここでは、ジボラン(B2H6)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法でボロンを添加した。もちろん、質量分離を行うイオンプランテーション法を用いても良い。 Next, channel doping in which a p-type or n-type impurity is added at a low concentration in a region to be a channel region of the TFT was performed over the entire surface or selectively. This channel doping process is a process for controlling the TFT threshold voltage. Here, boron was added by an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) was plasma-excited without mass separation. Of course, an ion plantation method that performs mass separation may be used.
次いで、絶縁膜をエッチングして、走査線に達するコンタクトホールを形成する。 Next, the insulating film is etched to form a contact hole reaching the scanning line.
次いで、導電膜を形成し、パターニングを行ってゲート電極606a及び容量配線606bを形成する。ここでは、燐がドープされたシリコン膜(膜厚150nm)とタングステンシリサイド(膜厚150nm)との積層構造を用いた。なお、保持容量は、絶縁膜605を誘電体として、容量配線と半導体層の一部とで形成されている。
Next, a conductive film is formed and patterned to form the
なお、ゲート電極及び容量配線を形成した後の画素の上面図を図19(B)に示す。ゲート電極606aはコンタクトホール801により、走査線602と導通している。半導体層604と容量配線606bが絶縁膜を挟んで重なる領域が保持容量として機能する。
Note that FIG. 19B is a top view of the pixel after the gate electrode and the capacitor wiring are formed. The
次いで、ゲート電極及び容量配線をマスクとして、自己整合的に燐を低濃度に添加する。この低濃度に添加された領域の燐の濃度が、1×1016〜5×1018atoms/cm3、代表的には1×1016〜5×1018atoms/cm3となるように調整する。 Next, phosphorus is added at a low concentration in a self-aligning manner using the gate electrode and the capacitor wiring as a mask. The concentration of phosphorus in this low concentration region is adjusted so as to be 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3 , typically 1 × 10 16 to 5 × 10 18 atoms / cm 3. To do.
次いで、レジストを形成し、レジストをマスクとして燐を高濃度に添加し、ソース領域又はドレイン領域となる高濃度不純物領域を形成する。この高濃度不純物領域の燐の濃度が1×1020〜1×1021atoms/cm3、代表的には2×1020〜5×1020atoms/cm3となるように調整する。なお、半導体層のうち、ゲート電極と重なる領域はチャネル領域となり、レジストで覆われた領域は低濃度不純物領域となりLDD領域として機能する。そして、不純物を添加した後、レジストを除去する。 Next, a resist is formed, and phosphorus is added at a high concentration using the resist as a mask to form a high-concentration impurity region serving as a source region or a drain region. The concentration of phosphorus in this high concentration impurity region is adjusted to 1 × 10 20 to 1 × 10 21 atoms / cm 3 , typically 2 × 10 20 to 5 × 10 20 atoms / cm 3 . Note that in the semiconductor layer, a region overlapping with the gate electrode serves as a channel region, and a region covered with the resist serves as a low concentration impurity region and functions as an LDD region. Then, after adding impurities, the resist is removed.
次いで、ここでは図示しないが、画素と同一基板上に形成される駆動回路に用いるpチャネル型TFTを形成するために、レジストでnチャネル型TFTとなる領域を覆い、ボロンを添加してソース領域またはドレイン領域を形成する。 Next, although not shown here, in order to form a p-channel TFT used for a driver circuit formed over the same substrate as the pixel, a region that becomes an n-channel TFT is covered with a resist, and boron is added to form a source region. Alternatively, a drain region is formed.
次いで、レジストを除去した後に、ゲート電極606a及び容量配線606bを覆うパッシベーション膜607を形成する。ここでは、酸化シリコン膜を70nmの膜厚で形成した。次いで、半導体層にそれぞれの濃度で添加されたn型又はp型不純物を活性化するための熱処理工程を行う。ここでは、950℃、30分の加熱処理を行った。
Next, after removing the resist, a
次いで、無機材料からなる層間絶縁膜608を形成する。本実施例では、窒化酸化珪素膜を800nmの膜厚で形成した。
Next, an
次いで、半導体層に達するコンタクトホールを形成した後、電極610及び信号線609を形成する。本実施例では、電極及び信号線を、Ti膜を60nm、TiN膜を40nm、Siを含むアルミニウム膜を300nm、TiN膜100nmをスパッタ法で連続して形成した4層構造の積層膜とした。
Next, after forming a contact hole reaching the semiconductor layer, an
なお、電極及び信号線を形成した後の画素の上面図を図20(A)に示す。信号線609はコンタクトホール802を介して半導体層と導通する。電極803はコンタクトホール803を介して半導体層と導通する。
Note that FIG. 20A is a top view of the pixel after the electrodes and the signal lines are formed. The
次いで、350℃、1時間の水素化処理を行う。 Next, hydrogenation treatment is performed at 350 ° C. for 1 hour.
次いで、有機樹脂材料からなる層間絶縁膜612を形成する。ここでは、膜厚1.0μmのアクリル樹脂膜を用いた。次いで、層間絶縁膜上に遮光性を有する導電膜を100nm成膜して、遮光層613を形成する。
Next, an
なお、遮光層613が形成された後の画素部の上面図を図20(B)に示す。
遮光層613は液晶の光漏れ及びディスクリネーションが視認されないようにする役目と、信号線の有する電位により、液晶の配向が乱れないように、信号線が電位を持つことによりできる電界を遮蔽する役目がある。このため、信号線609の上方を遮光層が重なるようにしている。
Note that FIG. 20B is a top view of the pixel portion after the
The
信号線609上方の遮光膜613は後述する画素電極と画素電極の間隙に形成されている。このため、遮光膜の膜厚による凹凸が信号線に沿った画素電極の端部には形成されない。信号線に沿った画素電極616の端部は平坦面上に形成されている。
The
次いで、絶縁膜614を100nmの膜厚で形成する。絶縁膜は、100nm〜300nmの膜厚の酸化窒化珪素膜を形成する。
Next, an insulating
次いで、感光性樹脂膜を用いて、フォトリソ工程を行い、0.5μmの厚さで、走査線に沿って凸部615を形成する。感光性樹脂膜は、JSR社製のBPR−107VLをPGMEA(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)で希釈して、粘度を下げた材料を用いる。
Next, a photolithography process is performed using the photosensitive resin film, and a
次いで、電極に達するコンタクトホールを形成する。次いで、100nmの透明導電膜(ここでは、酸化インジウム錫(ITO)膜)を形成した後、パターニングして画素電極616を形成する。
Next, a contact hole reaching the electrode is formed. Next, after forming a 100 nm transparent conductive film (here, indium tin oxide (ITO) film), the
なお、画素電極と遮光膜613を電極として、絶縁膜614を誘電体とする保持容量617を形成することができる。
Note that a
なお、画素電極616を形成した後の画素の上面図を図21に示す。電極610と画素電極がコンタクトホール804を介して導通している。走査線に沿って設けられた凸部615は細長い長方形のパターンである。画素電極と画素電極の間の距離(s)は2.0μmであり、画素電極と凸部の重なる幅(L)はそれぞれ1.0μmである。
A top view of the pixel after the
以上の工程で作製される基板を本明細書ではアクティブマトリクス基板と称する。 The substrate manufactured through the above steps is referred to as an active matrix substrate in this specification.
画素部に設けられた電極、配線、半導体層を示した上面図が図22である。図22の上面図を鎖線E−E’及び鎖線F−F’で切断した断面図を図23に示す。 FIG. 22 is a top view showing electrodes, wirings, and semiconductor layers provided in the pixel portion. FIG. 23 shows a cross-sectional view of the top view of FIG. 22 taken along the chain line E-E ′ and the chain line F-F ′.
本実施例は一例であって、本実施例の工程に限定されないことはいうまでもない。例えば、各導電膜としては、タンタル(Ta)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、タングステン(W)、クロム(Cr)、シリコン(Si)からなる導電膜を用いても良い。 This example is an example, and it is needless to say that the process is not limited to the process of this example. For example, as each conductive film, a conductive film made of tantalum (Ta), titanium (Ti), molybdenum (Mo), tungsten (W), chromium (Cr), or silicon (Si) may be used.
本実施例のアクティブマトリクス基板は、透過型の液晶表示装置に用いることができる。なお、画素電極として、透明導電膜の代わりに、光を反射する機能を有する導電膜を用いるときは、本実施例のアクティブマトリクス基板を反射型の液晶表示装置に用いることができる。 The active matrix substrate of this embodiment can be used for a transmissive liquid crystal display device. Note that when a conductive film having a function of reflecting light is used as the pixel electrode instead of the transparent conductive film, the active matrix substrate of this embodiment can be used for a reflective liquid crystal display device.
本実施例では、実施例1で作製したアクティブマトリクス基板から、アクティブマトリクス型液晶表示装置を作製する工程を以下に説明する。説明には図24を用いる。
In this embodiment, a process for manufacturing an active matrix liquid crystal display device from the active matrix substrate manufactured in
まず、実施例1に従い、アクティブマトリクス基板を得る。 First, an active matrix substrate is obtained according to Example 1.
次いで、透光性の基板700上に透明導電膜からなる透明電極701を形成する。以上の構成でなる基板を本実施例では対向基板と称する。
Next, a
次いで、アクティブマトリクス基板及び対向基板上に配向膜703を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例により作製する液晶表示装置は投影型の対角0.3インチ〜1.0インチ程度のパネルとする。このようなパネルは画素のサイズが10μm〜20μmと小さく、スペーサーによる欠陥が無視できないくらいに大きい。このため、本実施例においてスペーサーは液晶表示装置に用いない。
Next, an
そして、画素部と駆動回路が形成されたアクティブマトリクス基板と対向基板とをシール材で貼り合わせる。シール材にはフィラーが混入されていて、このフィラーによって均一な間隔を持って2枚の基板が貼り合わせられる。このとき、画素のセルギャップが4.5μmとなるようにした。 Then, the active matrix substrate on which the pixel portion and the driving circuit are formed and the counter substrate are bonded together with a sealant. A filler is mixed in the sealing material, and the two substrates are bonded to each other with a uniform interval. At this time, the cell gap of the pixel was set to 4.5 μm.
その後、両基板の間に液晶材料704を注入し、封止剤(図示せず)によって完全に封止する。液晶材料704には公知の液晶材料を用いれば良い。このようにして図24に示すアクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板等を適宜設けた。そして、公知の技術を用いてFPCを貼りつけた。
Thereafter, a
実施例1を参照すると、セルギャップが4.5μm、画素電極の間の距離が2.0μm、凸部の高さが0.5μmで画素電極と凸部が重なる幅(L)が1.0μmの液晶表示装置が作製される。凸部がないときに比べて光漏れ及びディスクリネーションが低減する幅の和は図11のグラフより2.2μmの幅と見積もられる。 Referring to Example 1, the cell gap is 4.5 μm, the distance between the pixel electrodes is 2.0 μm, the height of the convex portion is 0.5 μm, and the width (L) where the convex portion overlaps the pixel electrode is 1.0 μm. A liquid crystal display device is manufactured. The sum of the widths where light leakage and disclination are reduced as compared with the case where there is no projection is estimated to be 2.2 μm from the graph of FIG.
以上のようにして作製される液晶表示パネルは各種電子機器の表示部として用いることができる。 The liquid crystal display panel manufactured as described above can be used as a display portion of various electronic devices.
上記各実施例1または実施例2を実施して形成された液晶表示装置は様々な電気光学装置に用いることができる。即ち、それら電気光学装置を表示部に組み込んだ電子機器全てに本発明を適用できる。 The liquid crystal display device formed by implementing each of the first and second embodiments can be used for various electro-optical devices. That is, the present invention can be applied to all electronic devices in which these electro-optical devices are incorporated in a display unit.
その様な電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ヘッドマウントディスプレイ(ゴーグル型ディスプレイ)、カーナビゲーション、カーステレオ、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話または電子書籍等)などが挙げられる。それらの一例を図25、図26及び図27に示す。 Such electronic devices include video cameras, digital cameras, projectors, head-mounted displays (goggles type displays), car navigation systems, car stereos, personal computers, personal digital assistants (mobile computers, mobile phones, electronic books, etc.), etc. Can be mentioned. Examples of these are shown in FIGS. 25, 26 and 27. FIG.
図25(A)はパーソナルコンピュータであり、本体2001、画像入力部2002、表示部2003、キーボード2004等を含む。本発明を表示部2003に適用することができる。
FIG. 25A illustrates a personal computer, which includes a main body 2001, an image input portion 2002, a display portion 2003, a
図25(B)はビデオカメラであり、本体2101、表示部2102、音声入力部2103、操作スイッチ2104、バッテリー2105、受像部2106等を含む。本発明を表示部2102に適用することができる。
FIG. 25B shows a video camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an
図25(C)はモバイルコンピュータ(モービルコンピュータ)であり、本体2201、カメラ部2202、受像部2203、操作スイッチ2204、表示部2205等を含む。本発明は表示部2205に適用できる。
FIG. 25C illustrates a mobile computer, which includes a main body 2201, a camera unit 2202, an
図25(D)はゴーグル型ディスプレイであり、本体2301、表示部2302、アーム部2303等を含む。本発明は表示部2302に適用することができる。
FIG. 25D illustrates a goggle type display including a
図25(E)はプログラムを記録した記録媒体(以下、記録媒体と呼ぶ)を用いるプレーヤーであり、本体2401、表示部2402、スピーカ部2403、記録媒体2404、操作スイッチ2405等を含む。なお、このプレーヤーは記録媒体としてDVD(Digtial Versatile Disc)、CD等を用い、音楽鑑賞や映画鑑賞やゲームやインターネットを行うことができる。
本発明は表示部2402に適用することができる。
FIG. 25E shows a player using a recording medium (hereinafter referred to as a recording medium) on which a program is recorded, and includes a main body 2401, a
The present invention can be applied to the
図25(F)はデジタルカメラであり、本体2501、表示部2502、接眼部2503、操作スイッチ2504、受像部(図示しない)等を含む。本発明を表示部2502に適用することができる。
FIG. 25F illustrates a digital camera, which includes a main body 2501, a
図26(A)はフロント型プロジェクターであり、投射装置2601、スクリーン2602等を含む。本発明は投射装置2601の一部を構成する液晶表示装置2808に適用しプロジェクターを完成することができる。
FIG. 26A shows a front projector, which includes a
図26(B)はリア型プロジェクターであり、本体2701、投射装置2702、ミラー2703、スクリーン2704等を含む。本発明は投射装置2702の一部を構成する液晶表示装置2808に適用しプロジェクターを完成することができる。
FIG. 26B shows a rear projector, which includes a main body 2701, a
なお、図26(C)は、図26(A)及び図26(B)中における投射装置2601、2702の構造の一例を示した図である。投射装置2601、2702は、光源光学系2801、ミラー2802、2804〜2806、ダイクロイックミラー2803、プリズム2807、液晶表示装置2808、位相差板2809、投射光学系2810で構成される。投射光学系2810は、投射レンズを含む光学系で構成される。本実施例は三板式の例を示したが、特に限定されず、例えば単板式であってもよい。また、図26(C)中において矢印で示した光路に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するためのフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
Note that FIG. 26C is a diagram illustrating an example of the structure of the
また、図26(D)は、図26(C)中における光源光学系2801の構造の一例を示した図である。本実施例では、光源光学系2801は、リフレクター2811、光源2812、レンズアレイ2813、2814、偏光変換素子2815、集光レンズ2816で構成される。なお、図26(D)に示した光源光学系は一例であって特に限定されない。例えば、光源光学系に実施者が適宜、光学レンズや、偏光機能を有するフィルムや、位相差を調節するフィルム、IRフィルム等の光学系を設けてもよい。
FIG. 26D is a diagram illustrating an example of the structure of the light source
ただし、図26に示したプロジェクターにおいては、透過型の電気光学装置を用いた場合を示しており、反射型の電気光学装置での適用例は図示していない。 However, the projector shown in FIG. 26 shows a case where a transmissive electro-optical device is used, and an application example of the reflective electro-optical device is not shown.
図27(A)は携帯電話であり、本体2901、音声出力部2902、音声入力部2903、表示部2904、操作スイッチ2905、アンテナ2906等を含む。本発明を表示部2904に適用することができる。
FIG. 27A shows a cellular phone, which includes a
図27(B)は携帯書籍(電子書籍)であり、本体3001、表示部3002、3003、記憶媒体3004、操作スイッチ3005、アンテナ3006等を含む。本発明は表示部3002、表示部3003に適用することができる。
FIG. 27B illustrates a portable book (electronic book), which includes a
図27(C)はディスプレイであり、本体3101、支持台3102、表示部3103等を含む。本発明は表示部3103に適用することができる。本発明のディスプレイは特に大画面化した場合において有利であり、対角10インチ以上(特に30インチ以上)のディスプレイには有利である。
FIG. 27C illustrates a display, which includes a
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。また、本実施例の電子機器は実施例1〜2のどのような組み合わせからなる構成を用いても実現することができる。 As described above, the application range of the present invention is extremely wide and can be applied to electronic devices in various fields. Moreover, the electronic apparatus of a present Example is realizable even if it uses the structure which consists of what combination of Examples 1-2.
Claims (6)
第1及び第2の信号線と、
前記第1及び第2の走査線と前記第1及び第2信号線とによって囲まれた領域に設けられた第1の画素電極と、
前記第2及び第3の走査線と前記第1及び第2の信号線とによって囲まれた領域に設けられた第2の画素電極と、
前記第1及び第2の画素電極の上方に設けられた対向電極を有する液晶表示装置であって、
前記第1の画素電極と前記第2の画素電極には異極性の信号が入力され、
前記第1の画素電極は、前記第1の画素電極の最大の面積を占める第1の面と、前記第1の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第1及び第2の走査線に沿って前記第1の画素電極の端部に設けられた第2の面と、前記第2の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第2の面よりも小さい面積で設けられた第3の面とを有し、
前記第2の画素電極は、前記第1の画素電極の最大の面積を占める第1の面と、前記第1の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第2及び第3の走査線に沿って前記第2の画素電極の端部に設けられた第2の面と、前記第2の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第2の面よりも小さい面積で設けられた第3の面とを有し、
前記第1及び第2の画素電極が有する第3の面は、前記第1及び第2の画素電極が有する第2の面の両端部に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 First, second and third scan lines;
First and second signal lines;
A first pixel electrode provided in a region surrounded by the first and second scanning lines and the first and second signal lines;
A second pixel electrode provided in a region surrounded by the second and third scanning lines and the first and second signal lines;
A liquid crystal display device having a counter electrode provided above the first and second pixel electrodes,
Signals of different polarities are input to the first pixel electrode and the second pixel electrode,
The first pixel electrode includes a first surface that occupies a maximum area of the first pixel electrode, and a distance between the first electrode surface and the surface of the counter electrode that is narrower than the first surface. The second surface so that the distance between the second surface provided at the end of the first pixel electrode along the second scanning line and the surface of the counter electrode is narrower than the second surface. And a third surface provided with a smaller area,
The second and second pixel electrodes are arranged such that a distance between a first surface occupying the largest area of the first pixel electrode and the surface of the counter electrode is narrower than the first surface. The second surface so that the distance between the second surface provided at the end of the second pixel electrode along the scanning line 3 and the surface of the counter electrode is narrower than the second surface. And a third surface provided with a smaller area,
The third surface having the first and second pixel electrodes, a liquid crystal display device, characterized in that provided at both end portions of the second surface with said first and second pixel electrodes.
第1、第2及び第3の信号線と、
前記第1及び第2の走査線と前記第1及び第2信号線とによって囲まれた領域に設けられた第1の画素電極と、
前記第1及び第2の走査線と前記第2及び第3の信号線とによって囲まれた領域に設けられた第2の画素電極と、
前記第1及び第2の画素電極の上方に設けられた対向電極を有する液晶表示装置であって、
前記第1の画素電極と前記第2の画素電極には異極性の信号が入力され、
前記第1の画素電極は、前記第1の画素電極の最大の面積を占める第1の面と、前記第1の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第1及び第2の信号線に沿って前記第1の画素電極の端部に設けられた第2の面と、前記第2の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第2の面よりも小さい面積で設けられた第3の面とを有し、
前記第2の画素電極は、前記第1の画素電極の最大の面積を占める第1の面と、前記第1の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第2及び第3の信号線に沿って前記第2の画素電極の端部に設けられた第2の面と、前記第2の面よりも前記対向電極表面との間隔が狭くなるように前記第2の面よりも小さい面積で設けられた第3の面とを有し、
前記第1及び第2の画素電極が有する第3の面は、前記第1及び第2の画素電極が有する第2の面の両端部に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 First and second scan lines;
First, second and third signal lines;
A first pixel electrode provided in a region surrounded by the first and second scanning lines and the first and second signal lines;
A second pixel electrode provided in a region surrounded by the first and second scanning lines and the second and third signal lines;
A liquid crystal display device having a counter electrode provided above the first and second pixel electrodes,
Signals of different polarities are input to the first pixel electrode and the second pixel electrode,
The first pixel electrode includes a first surface that occupies a maximum area of the first pixel electrode, and a distance between the first electrode surface and the surface of the counter electrode that is narrower than the first surface. The second surface so that the distance between the second surface provided at the end of the first pixel electrode along the two signal lines and the surface of the counter electrode is narrower than the second surface. And a third surface provided with a smaller area,
The second and second pixel electrodes are arranged such that a distance between a first surface occupying the largest area of the first pixel electrode and the surface of the counter electrode is narrower than the first surface. The second surface so that the distance between the second surface provided at the end of the second pixel electrode along the signal line 3 and the surface of the counter electrode is narrower than the second surface. And a third surface provided with a smaller area,
The third surface having the first and second pixel electrodes, a liquid crystal display device, characterized in that provided at both end portions of the second surface with said first and second pixel electrodes.
前記第1及び第2の画素電極が有する前記第2の面は、前記第1及び第2の画素電極が有する前記第1の面よりも0.5μm以上高く設けられ、
前記対向電極表面と前記第1及び第2の画素電極が有する前記第1の面との間隔が4.5μm以下であり、
前記第1の画素電極と前記第2の画素電極との間隔が4.0μm以下であり、
前記第1及び第2の画素電極が有する前記第2の面の幅が3.0μm以下であり、
前記第1及び第2の画素電極が有する前記第3の面は、前記第2の面よりも0.2μm以上高く設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 1 or claim 2,
The second surface of the first and second pixel electrodes is provided by 0.5 μm or more higher than the first surface of the first and second pixel electrodes,
The distance between the surface of the counter electrode and the first surface of the first and second pixel electrodes is 4.5 μm or less,
An interval between the first pixel electrode and the second pixel electrode is 4.0 μm or less;
A width of the second surface of the first and second pixel electrodes is 3.0 μm or less;
The liquid crystal display device, wherein the third surface of the first and second pixel electrodes is provided to be 0.2 μm or more higher than the second surface.
前記第1及び第2の画素電極が有する前記第2の面は、前記第1及び第2の画素電極が有する前記第1の面よりも0.5μm以上高く設けられ、
前記対向電極表面と前記第1及び第2の画素電極が有する前記第1の面との間隔が4.5μm以下であり、
前記第1の画素電極と前記第2の画素電極との間隔が4.0μm以下であり、
前記第1及び第2の画素電極が有する前記第2の面の幅が3.0μm以下であり、
前記第1及び第2の画素電極が有する前記第3の面は、前記第2の面よりも0.5μm以上高く設けられていることを特徴とする液晶表示装置。 In claim 1 or claim 2,
The second surface of the first and second pixel electrodes is provided by 0.5 μm or more higher than the first surface of the first and second pixel electrodes,
The distance between the surface of the counter electrode and the first surface of the first and second pixel electrodes is 4.5 μm or less,
An interval between the first pixel electrode and the second pixel electrode is 4.0 μm or less;
A width of the second surface of the first and second pixel electrodes is 3.0 μm or less;
The liquid crystal display device, wherein the third surface of the first and second pixel electrodes is provided to be higher by 0.5 μm or more than the second surface.
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