JP5203061B2 - 液晶表示パネル - Google Patents
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Description
歯状の画素電極を備え、信号線に印加される信号による影響を受け難く、高い開口率を有
すると共に表示画質が良好なFFSモードの液晶表示パネルに関する。
あるため、表示用として多くの電子機器に使用されている。液晶表示パネルは、配向膜に
ラビング処理することにより、所定方向に整列した液晶分子の向きを電界により変えて、
光の透過量ないし反射量を変化させて画像を表示させるものである。
ものとがある。縦電界方式の液晶表示パネルは、液晶を挟んで配置される一対の電極によ
り、概ね縦方向の電界を液晶分子に印加するものである。この縦電界方式の液晶表示パネ
ルとしては、TN(Twisted Nematic)モード、VA(Vertical Alignment)モード、M
VA(Multi-domain Vertical Alignment)モード等のものが知られている。横電界方式
の液晶表示パネルは、液晶を挟んで配設される一対の基板のうちの一方の内面側に一対の
電極を互いに絶縁して設け、実質的に横方向の電界を液晶分子に対して印加するものであ
る。この横電界方式の液晶表示パネルとしては、一対の電極が平面視で重ならないIPS
(In-Plane Switching)モードのものと、重なるFFS(Fringe Field Switching)モー
ドのものとが知られている。
極をそれぞれ互いに電気的に絶縁された状態で噛み合うようにくし歯状に形成し、画素電
極と共通電極との間に横方向の電界を液晶に印加するものである(下記特許文献1参照)
。これに対し、FFSモードの液晶表示パネルは、電極間絶縁膜を介して画素電極と共通
電極とからなる一対の電極をそれぞれ異なる層に配置し、画素電極にスリット状の開口を
形成し、このスリット状開口を通る実質的に横方向の電界を液晶に印加するものである(
下記特許文献2参照)。このFFSモードの液晶表示パネルは、IPSモードの液晶表示
パネルに比すると、高開口率であり、広い視野角を得ることができると共に液晶に対する
駆動効率が良好であるために低電圧で駆動できるという長所も存在する。
板面内に実質的に平行な電界を発生させて液晶を駆動している。一方、液晶表示パネルの
個々の画素の周囲には、走査線及び信号線が存在しているため、この走査線ないし信号線
に印加される信号と画素電極との間に発生する電界によって液晶が駆動され、光漏れの原
因となることがある。また、カラー表示を行うために1画素を色毎に区分して区分された
各々のサブ画素を駆動する場合、各サブ画素の形状は縦長となる。そして、IPSモード
の液晶表示パネル及びFFSモードの液晶表示パネルは、共にこのサブ画素の形状に合わ
せてサブ画素の長辺方向に平行にくし歯状電極を配置すれば、くし歯状電極のうち液晶の
駆動に使用し得る部分が大きくなり、高い開口率を得ることができる。しかしながら、こ
のような構成を採用すると、くし歯状電極と信号線等が平行になるため、前述の画素電極
と信号線等間での電界の発生に起因する問題が生じる。この光漏れに対する対応策として
遮光膜等による遮光を行う構成を採用すると、その分だけ開口率が低くなってしまうため
に、採用することが困難である。
ーバーレイヤーを必要とせず、各サブ画素が信号線に沿った縦方向に長いスリットを有し
ながらも光漏れが生じ難く、しかも、高開口率で、表示画質が良好な可能なFFSモード
の液晶表示パネルを得ることを目的とする。
導電性材料層は共通配線と同電位とされているため、スイッチング素子の表面まで被覆す
ると、スイッチング素子の動作特性に影響を与えてしまうことがある。それに対し、上記
態様の液晶表示パネルによれば、導電性材料層は平面視でスイッチング素子と重複しない
部分に設けられているので、上記効果を奏しながらもスイッチング素子の動作特性に悪影
響を与えることがない液晶表示パネルが得られる。
め、画素電極の形成時に同時に導電性材料層を形成することができ、特に導電性材料層の
形成のために工数を増やす必要がなくなる。
ないしIZO等の透明酸化物導電性材料から形成され、走査線及び共通配線は共にアルミ
ニウムないしアルミニウム合金等の金属材料で形成される。しかしながら、透明酸化物導
電性材料を複層構造とすると、導電性材料層間の接触抵抗が大きくなる。それに対し、共
通電極を共通配線と直接電気的に接続すると共に、導電性材料層を絶縁膜に形成されたコ
ンタクトホールを介して共通配線と直接電気的に接続すると、共通電極と導電性材料層と
の間の抵抗値が小さくなる。そのため、上記態様の液晶表示パネルによれば、導電性材料
層に印加されている共通電位が劣化しないため、フリッカが少なく、表示画質が良好な液
晶表示パネルが得られる。
くなり、信号線と画素電極との間の寄生容量は増大する。しかしながら、上記態様の液晶
表示パネルによれば、信号線の表面に第2絶縁膜を介して導電性材料層が形成されている
ため、等価的に画素電極と信号線との間で生じる寄生容量が小さくなり、特に信号線と画
素電極との間の距離が短くなったことの悪影響が抑制される。加えて、上記態様の液晶表
示パネルによれば、画素電極の表面が第2の絶縁膜で被覆されているので、FFSモード
の液晶表示パネルにおいて発生し易い焼き付き現象が抑制された液晶表示パネルが得られ
る。
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示パネルを例示するものであって、本発
明をこの液晶表示パネルに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含ま
れるその他の実施形態のものも等しく適応し得るものである。更に、この明細書における
説明のために用いられた各図面においては、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おり、必ずしも実際の寸法
に比例して表示されているものではない。
。図2Aは図1のIIA−IIA線に沿った断面図であり、図2Bは図1のIIB−IIB線に沿った
断面図である。図3は第2の実施形態のFFSモードの液晶表示パネルの1サブ画素分の
平面図である。図4Aは図3のIVA−IVA線に沿った断面図であり、図4Bは図3のIVB−I
VB線に沿った断面図である。図5は第3の実施形態のFFSモードの液晶表示パネルの1
サブ画素分の平面図である。図6Aは図5のVIA−VIA線に沿った断面図であり、図6Bは
図5のVIB−VIB線に沿った断面図である。
第1の実施形態の液晶表示パネル10Aを図1及び図2を用いて製造工程順に説明する
。FFSモードの液晶表示パネル10Aのアレイ基板ARは、ガラス基板等の透明基板1
1の表面に、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、例えばアルミニウム金
属ないしアルミニウム合金からなる複数の走査線12及び複数の共通配線13を互いに平
行になるように形成する。共通配線13は、ここでは同一のサブ画素の走査線12に沿っ
て設けられている例を示したが、列方向に隣接するサブ画素の走査線12側に形成しても
よい。次いで、走査線12及び共通配線13を形成した透明基板11の表面に、フォトリ
ソグラフィー法及びエッチング法によって、サブ画素毎に例えばITOやIZO等からな
る共通電極14を矩形状に形成する。この共通電極14は、共通配線13とは接続されて
いるが、走査線12ないしゲート電極Gとは接続されていない。
被覆し、次いで、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、例えばアモルファ
ス・シリコン(以下「a−Si」という。)からなる半導体層16をTFT形成領域に形
成する。この半導体層16が形成されている位置の走査線12の領域がTFTのゲート電
極Gを形成する。次いで、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、例えばア
ルミニウム金属又はアルミニウム合金からなるドレイン電極D及びソース電極S部分を有
する信号線17を形成する。この信号線17のソース電極S部分及びドレイン電極D部分
は、いずれも半導体層16の表面に部分的に重なっている。更に、この基板の表面全体に
例えば窒化ケイ素層からなるパッシベーション膜18を被覆する。
19aを形成してドレイン電極Dの一部を露出させると共に、共通配線13上のパッシベ
ーション膜18及びゲート絶縁膜15にもコンタクトホール19bを形成して共通配線1
3の一部を露出させる。更に、この表面全体に亘って例えばITOやIZO等からなる透
明導電性層を被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、図1に
示したように、くし歯状のパターンとなるように画素電極20を形成すると共に、信号線
17の表面を被覆するように導電性材料層21を形成する。また、画素電極20は、走査
線12及び信号線17で囲まれたサブ画素毎に、パッシベーション膜18の表面に切り欠
き部22を有するくし歯状に形成される。この画素電極20のくし歯状部分は信号線17
に沿って平行に延在するように形成する。また、導電性材料層21は、走査線12よりも
広幅に、かつ平面視で共通配線13の一部を被覆するように形成されると共に、画素電極
20のくし歯部分と平行になるように形成される。
、導電性材料層21はコンタクトホール19bを介して共通配線13と接続されている。
従って、第1の実施形態のFFSモードの液晶表示パネル10Aにおいては、導電性材料
層21は共通電極14と同電位になっている。なお、TFTの動作特性に影響を与えない
ようにするため、導電性材料層21はTFTの表面を覆わないようにした方がよい。また
、工程数が増加してもよいのであれば、導電性材料層21を画素電極20の形成材料とは
異なる材料、例えばアルミニウム等の導電性金属で形成してもよい。更に、この表面全体
に亘り所定の配向膜23を形成することによりアレイ基板ARが完成される。
成を備えている。すなわち、ガラス基板等の透明基板25の表面に、アレイ基板ARの走
査線12、信号線17及びTFT部分を遮光するように遮光部材26が形成され、また、
サブ画素毎に周囲が遮光部材26で囲まれた異なる色光(例えば、R、G、B、無色等)
を透過するカラーフィルタ層27が形成されている。このカラーフィルタ層27の表面を
覆うようにオーバーコート層28及び配向膜29が順に積層されている。
周囲をシール材でシールして両基板間に液晶30を封入する。その後、アレイ基板AR及
びカラーフィルタ基板CFのそれぞれ表面に偏光板31及び32を貼付することにより、
第1の実施形態に係るFFSモードの液晶表示パネル10Aが得られる。
表面が導電性材料層21で被覆されている。このような構成を備えていると、信号線17
と導電性材料層21との間の距離は信号線17と画素電極20との間の距離よりも短く、
しかも画素電極20と導電性材料層21との間の距離は画素電極20と信号線17との間
の距離よりも短くなる。そのため、画素電極20のくし歯部分が信号線17に沿って平行
に延在されているとしても、信号線17に印加された信号による電界は導電性材料層21
に収束するため、画素電極20と信号線17との間には、実質に電界は生じ難くなると共
に寄生容量が小さくなる。従って、第1の実施形態に係る液晶表示パネル10Aによれば
、従来例のFFSモードの液晶表示パネルに比すると、信号線17に印加された信号によ
る光漏れが生じることがなくなると共に、クロストークが抑制され、表示画質が良好とな
る。
線13との接続のためのコンタクトホール19bをTFTのドレイン電極Dと画素電極2
0との接続のためのコンタクトホール19aの形成時に同時に形成することができる。そ
のため、特に導電性材料層21用のコンタクトホール19bの形成のための工数が増える
ことがない。同様に、導電性材料層21と画素電極20を同時に形成することもできるた
め、特に導電性材料層21を形成するための工数が増えることもない。また、第1の実施
形態の液晶表示パネル10Aにおいては、導電性材料層21に直接共通配線13から信号
が印加されているため、特に導電性材料層21を共通電極14を介して共通配線13に接
続した場合と比すると、導電性材料層21と共通電極14との間に生じる接触抵抗の影響
を受けなくなるので、フリッカが少なく、表示画質が良好な液晶表示パネルが得られる。
4と同電位とされているので、導電性材料層21と画素電極20との間は実質的にIPS
モードの液晶表示パネルと同様の構成となっている。この導電性材料層21と画素電極2
0との間の部分は、従来例のFFSモードの液晶表示パネルでは表示に寄与することがな
かった部分である。そのため、第1の実施形態の液晶表示パネル10Aでは、導電性材料
層21と画素電極20との間の部分が付加的にIPSモードで作動することになるので、
より開口率が大きく、明るい表示が可能となる。
第2の実施形態の液晶表示パネル10Bを図3及び図4を用いて説明する。なお、第2
の実施形態の液晶表示パネル10Bにおいては、第1の実施形態の液晶表示パネル10A
と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して、その詳細な説明は省略する。第2の実
施形態の液晶表示パネル10Bと第1の実施形態の液晶表示パネル10Aは、共に導電性
材料層21が信号線17の表面を被覆しているとともに、共通配線13の一部を被覆して
いる点では共通している。しかしながら、第2の実施形態の液晶表示パネル10Bにおい
ては、導電性材料層21が更に走査線12の一部をも被覆している点で第1の実施形態の
液晶表示パネル10Aと構成が相違している。
値が大きな信号が印加されている。そのため、従来のFFSモードの液晶表示パネルと同
様の構成では、走査線に印加されている絶対値が大きな信号よって焼き付き現象が生じや
すい。しかしながら、第2の実施形態の液晶表示パネル10Bにおいては、導電性材料層
21が走査線12も被覆しており、しかも、この導電性材料層21は共通配線13と同電
位に維持されているので、走査線12の表面が絶縁膜を介して共通配線13と同電位に維
持されていることになる。そのため、この導電性材料層21はシールド電極としての機能
を果たすので、第2の実施形態の液晶表示パネル10Bにおいては、第1の実施形態の液
晶表示パネル10Aと同様の作用及び効果を奏しながらも、更に焼き付き現象が少なくな
るという効果も奏するようになる。
第3の実施形態の液晶表示パネル10Cを図5及び図6を用いて説明する。なお、第3
の実施形態の液晶表示パネル10Cにおいては、第2の実施形態の液晶表示パネル10B
と同一の構成部分には同一の参照符号を付与して、その詳細な説明は省略する。第3の実
施形態の液晶表示パネル10Cと第2の実施形態の液晶表示パネル10Bは、共に導電性
材料層21が信号線17の表面、共通配線13の一部及び走査線12の一部をも被覆して
いる点では共通する。しかしながら、第2の実施形態の液晶表示パネル10Bでは画素電
極20がパッシベーション膜18の表面に形成されているのに対し、第3の実施形態の液
晶表示パネル10Cでは画素電極20がゲート絶縁膜15の表面に形成されている点で、
両者は構成が相違している。すなわち、第2の実施形態の液晶表示パネル10Bでは画素
電極20と信号線17とが互いに異なるレイヤー上に位置しているが、第3の実施形態の
液晶表示パネル10Bでは画素電極20と信号線17とが同一のレイヤー(ゲート絶縁膜
15)上に形成されているわけである。
素電極20と信号線17との間の寄生容量が大きくなってしまうため、通常はクロストー
クが大きくなって表示画質の悪化に繋がる。しかしながら、第3の実施形態の液晶表示パ
ネル10Cにおいては、信号線17の表面にパッシベーション膜18を介して導電性材料
層21が形成されている。このパッシベーション膜18の厚さは画素電極20と信号線1
7との間の距離よりも十分に薄く、しかも、導電性材料層21は共通配線13と同電位と
なっているので、信号線17に印加されている信号による電界は導電性材料層21に収束
し、信号線17と画素電極20との間に形成される電界は非常に弱くなる。そのため、第
3の実施形態の液晶表示パネル10Cにおいては、等価的に信号線17と画素電極20と
の間で生じる寄生容量は小さくなるので、特に信号線17と画素電極20との間の距離が
短くなったことの悪影響が抑制される。加えて、第3の実施形態の液晶表示パネル10C
においては、画素電極20の表面がパッシベーション膜18で被覆されているので、従来
のFFSモードの液晶表示パネルにおいて発生し易い焼き付き現象が抑制されるという効
果も奏するようになる。
4:共通電極 15:ゲート絶縁膜 16:半導体層 17:信号線 18:パッシベー
ション膜 19a、19b:コンタクトホール 20:画素電極 21:導電性材料層
22:切り欠き部 AR:アレイ基板 CF:カラーフィルタ基板
Claims (7)
- 液晶層を挟持した一対の基板のうち、一方の基板上には平行に設けられた複数の走査線及び共通配線と、前記走査線と交差する方向に設けられた複数の信号線と、前記走査線及び前記信号線の交差部近傍に設けられたスイッチング素子と、を備え、前記走査線及び前記信号線で区画された領域を各画素の画素領域とする液晶表示パネルであって、
前記画素領域内に矩形状に形成されていると共に、前記共通配線に接続された共通電極と、
前記信号線に沿って延在される棒状部を有し、前記共通電極の表面に絶縁膜を介して形成されていると共に、前記スイッチング素子に電気的に接続された画素電極と、
前記信号線の表面及び前記走査線の表面に絶縁膜を介して形成され、前記信号線及び前記走査線を被覆すると共に、前記共通配線に電気的に接続されている導電性材料層と、
を有し、
前記画素電極の棒状部のうち、平面視において前記信号線に最も近い位置に形成される棒状部は、前記共通電極よりも前記導電性材料層の近くに配置される、
液晶表示パネル。 - 前記導電性材料層は、前記信号線より平面視で幅広である、請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記導電性材料層は、平面視で前記スイッチング素子と重複しない部分に設けられている、請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記導電性材料層は、前記画素電極と同一の材料で形成されている、請求項1に記載の液晶表示パネル。
- 前記共通電極は前記共通配線と直接電気的に接続されており、前記導電性材料層は絶縁膜を介して前記共通配線上にも形成され、当該絶縁膜に形成されたコンタクトホールを経て前記共通配線と直接電気的に接続されている、請求項3に記載の液晶表示パネル。
- 前記共通電極が形成される層と前記導電性材料層との間に形成される絶縁膜は第1絶縁膜及び第2絶縁膜の複層構造からなり、前記信号線及び前記画素電極は前記第1絶縁膜と第2絶縁膜との間に形成されていると共に、前記導電性材料層は前記第2絶縁膜の表面に形成されている、請求項1〜5の何れかに記載の液晶表示パネル。
- 前記共通電極が形成される層と前記導電性材料層との間に形成される絶縁膜は第1絶縁膜及び第2絶縁膜の複層構造からなり、前記信号線は前記第1絶縁膜と第2絶縁膜との間に形成されていると共に、前記導電性材料層及び前記画素電極は前記第2絶縁膜の表面に形成されている、請求項1〜5の何れかに記載の液晶表示パネル。
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