JP5344253B2 - 横電界方式の液晶表示装置 - Google Patents

横電界方式の液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP5344253B2
JP5344253B2 JP2010009379A JP2010009379A JP5344253B2 JP 5344253 B2 JP5344253 B2 JP 5344253B2 JP 2010009379 A JP2010009379 A JP 2010009379A JP 2010009379 A JP2010009379 A JP 2010009379A JP 5344253 B2 JP5344253 B2 JP 5344253B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
liquid crystal
pixel electrode
display device
common electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010009379A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2011150021A (ja
Inventor
真一 西田
隆之 今野
拓 川崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tianma Japan Ltd
Original Assignee
NLT Technologeies Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NLT Technologeies Ltd filed Critical NLT Technologeies Ltd
Priority to JP2010009379A priority Critical patent/JP5344253B2/ja
Priority to CN201110030219.2A priority patent/CN102129142B/zh
Priority to US13/009,237 priority patent/US8810764B2/en
Publication of JP2011150021A publication Critical patent/JP2011150021A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5344253B2 publication Critical patent/JP5344253B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1337Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers
    • G02F1/133738Surface-induced orientation of the liquid crystal molecules, e.g. by alignment layers for homogeneous alignment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

本願発明は、液晶表示装置に関し、特に、高開口率が得られる横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置に関する。
一般に、液晶表示装置(Liquid Crystal Display、LCD)は薄型軽量・低消費電力といった特徴を有する。特に、縦横のマトリックス状に配列した個々の画素を能動素子によって駆動するアクティブマトリックス型液晶表示装置(AM−LCD)は、高画質のフラットパネル・ディスプレイとして認知されており、中でも個々の画素をスイッチングする能動素子として薄膜トランジスタ(Thin-Film Transistor、TFT)を用いたもの(TFT−LCD)が広く普及している。
多くのアクティブマトリックス型液晶表示装置では、ツイステッドネマチック(Twisted Nematic、TN)型液晶の電気光学効果を利用しており、2枚の基板間に挟持された液晶に当該基板面に概ね垂直な電界を印加して、当該液晶の分子を変位させることにより画像を表示する。これを「縦電界方式」という。一方、当該基板面に概ね平行な電界により、当該基板面に概ね平行な面内で液晶分子を変位させることによって画像を表示する「横電界方式」の液晶表示装置も、以前から知られている。この横電界方式の液晶表示装置についても、縦電界方式と同様に種々の改良がなされて来ており、その例を示す。
特許文献1(特開2002−323706号公報)には、液晶を駆動する横電界を発生させるための画素電極および共通電極(いずれも櫛歯状である)を、個々の画素を駆動するための能動素子に信号を供給するバスライン(データ線)よりも上位に(つまり液晶層により近い位置に)絶縁層を挟んで配置する構成が開示されている(請求項1、第1実施形態、図1〜2を参照)。この構成によれば、共通電極を、バスラインを覆うように形成してバスラインからの電界を遮蔽することができるため、縦クロストークに起因する表示不良を防止することができ、また、共通電極を透明な導電性材料で形成することにより、開口率を向上させることができる、とされている。
図19は、従来の一般的な横電界方式のアクティブマトリックス型液晶表示装置の構成の一例を説明する図である。図19(a)はその平面図であり、図19(b)は図19(a)のA−A’線に沿った断面図、図19(c)は図19(a)のB−B’線に沿った断面図である。また、図20(a)、(b)、(c)、(d)は、この液晶表示装置の製造工程を示す要部平面図である。これらの図はいずれも、一つの画素領域についてのみ示している。
この液晶表示装置では、図19(a)および図20(b)に示すように、図の横(左右)方向に延在する複数本のゲートバスライン155と、図の縦(上下)方向に延在する複数本のドレインバスライン156とに囲まれる矩形領域内に画素領域がそれぞれ形成されており、全体として複数の画素がマトリックス状に配列されている。複数本の共通バスライン153は、ゲートバスライン155と同様に、図の横方向に延在して形成されている。ゲートバスライン155とドレインバスライン156との各交点には、それぞれの画素に対応して薄膜トランジスタ(TFT)145が形成されている。薄膜トランジスタ145のドレイン電極141、ソース電極142および半導体膜143は、それぞれ、図20(b)に示されたパターン(形状)で形成されている。
液晶駆動電界を発生させる画素電極171及び共通電極172は、それぞれ、相互に噛合する櫛歯状部(各画素領域内に突出した細い帯状部分)を有している。ここでは、画素電極171の櫛歯状部は2本、共通電極172の櫛歯状部は1本としてある。図19(b)に示すように、画素電極171は、有機層間膜160と保護絶縁膜159を貫通するコンタクトホール161を通じて薄膜トランジスタ145のソース電極142に電気的に接続されており、共通電極172は、有機層間膜160と保護絶縁膜159と層間絶縁膜157とを貫通するコンタクトホール162を通じて共通バスライン153に電気的に接続されている。薄膜トランジスタ145のソース電極142の一部は、層間絶縁膜157を介して共通バスライン153と重畳しており、この重畳部分によって当該画素領域用の保持容量を形成している。
この従来の液晶表示装置の断面構造は、図19(b)及び(c)に示すとおりであり、アクティブマトリックス基板と対向基板とを液晶を間に挟んで接合・一体化して構成されている。
アクティブマトリックス基板は、透明なガラス基板111と、そのガラス基板111の内表面上に形成された共通バスライン153、ゲートバスライン155、ドレインバスライン156、薄膜トランジスタ145、画素電極171及び共通電極172を有している。共通バスライン153およびゲートバスライン155は、ガラス基板111の内表面上に直接形成されており、それらは層間絶縁膜157によって覆われている。薄膜トランジスタ145のドレイン電極141、ソース電極142、半導体膜143およびドレインバスライン156は、層間絶縁膜157上に形成されている。したがって、共通バスライン153およびゲートバスライン155は、層間絶縁膜157によって、ドレイン電極141、ソース電極142、半導体膜143およびドレインバスライン156から電気的に絶縁されている。ガラス基板111上に形成されたこれらの構造は、コンタクトホール161および162の部位を除いて、保護絶縁膜159により被覆されている。コンタクトホール161および162に起因する段差は、保護絶縁膜159上に形成された有機層間膜160によって平坦化されている。画素電極171及び共通電極172は、有機層間膜160上に形成されている。上述したように、画素電極171は、コンタクトホール161を通じてソース電極142に電気的に接続され、共通電極172は、コンタクトホール162を通じて共通バスライン153に電気的に接続されている。なお、図19(b)および(c)の断面図は模式的な図であり、実際の段差構造を忠実に再現したものではない。
以上の構成を持つアクティブマトリックス基板の表面(画素電極171と共通電極172が形成されている面)は、有機高分子膜からなる配向膜131で覆われている。この配向膜131の表面には、液晶分子121の初期方向を所望の方向(図19(a)の矢印を参照)に向けるための配向処理が施されている。
一方、対向基板(カラーフィルタ基板)は、透明なガラス基板112と、このガラス基板112の内表面上に各画素領域に対応して形成された、赤(R)・緑(G)・青(B)の3原色からなるカラーフィルタ(図示せず)と、各画素領域に対応する領域以外に形成された遮光用のブラックマトリックス(図示せず)とを備えている。このカラーフィルタとブラックマトリックスは、アクリル系のオーバーコート膜(図示せず)で覆われている。このオーバーコート膜の内表面上には、アクティブマトリックス基板と対向基板の間隔を制御するための柱状スペーサ(図示せず)が形成されている。そして、このオーバーコート膜の内表面は、有機高分子膜からなる配向膜132で覆われている。配向膜132の表面には、液晶分子121の初期方向を所望の方向(図19(a)の矢印を参照)に向けるための配向処理が施されている。
上述した構成を持つアクティブマトリックス基板と対向基板は、配向膜131と配向膜132が形成された面をそれぞれ内側にして対向させ、所定間隔で重ね合わされている。両基板間の隙間には液晶120が導入されており、その液晶120を閉じ込めるために、両基板の周縁はシール材(図示せず)で封止されている。両基板の外側面には、一対の偏光板(図示せず)がそれぞれ配置されている。
配向膜131及び配向膜132の表面は、上述したとおり、無電界時に液晶分子121が所定の方向に沿って平行に配向するように一様に配向処理されているが、その配向処理の方向は、画素電極171および共通電極172の櫛歯状部が延在する方向(図19(a)の上下方向)に対して、時計回りに15度傾いた方向とされている。
前記一対の偏光板の透過軸の方向は、互いに直交させてあり、それら一対の偏光板のうちの一方の透過軸は、一様に配向処理した液晶の初期配向方位(無電界時の配向方向)と一致せしめられている。
次に、図19に示した従来の液晶表示装置の製造工程を、図20を参照しながら説明する。
アクティブマトリックス基板は、次のようにして製造される。まず、ガラス基板111の一面上にクロム(Cr)膜を形成してからこれをパターン化することにより、図20(a)に示すような形状を持つ共通バスライン153とゲートバスライン155が形成される。その後、共通バスライン153及びゲートバスライン155を覆うように、窒化シリコン(SiNx)からなる層間絶縁膜157が、ガラス基板111の全面にわたって形成される。続いて、層間絶縁膜157上に、薄膜トランジスタの半導体膜143(通常はアモルファスシリコン(a−Si)膜とされる)が、層間絶縁膜157を介して対応するゲートバスライン155と重なるように、島状のパターンで形成される。さらに、層間絶縁膜157上に、Cr膜を形成してからこれをパターン化することにより、ドレインバスライン156、ドレイン電極141およびソース電極142が形成される(図20(b)参照)。その後、層間絶縁膜157上に、これらの構造を覆うように、SiNxからなる保護絶縁膜159と、感光性アクリル樹脂からなる有機層間膜160とがこの順に重ねて形成される。続いて、保護絶縁膜159と有機層間膜160を貫通する矩形のコンタクトホール161と、層間絶縁膜157と保護絶縁膜159と有機層間膜160を貫通する矩形のコンタクトホール162とが形成される(図20(c)参照)。そして、有機層間膜160上に、透明電極材料であるITO(Indium Tin Oxide)膜を形成してからこれをパターン化することにより、有機層間膜160上に画素電極171と共通電極172が形成される。画素電極171は、コンタクトホール161を介してソース電極142に接触する。共通電極172は、コンタクトホール162を介して共通バスライン153に接触する(図20(d)及び図19(b)参照)。こうしてアクティブマトリックス基板が製造される。
対向基板(カラーフィルタ基板)は、次のようにして製造される。まず、ガラス基板112の一面上に、カラーフィルタと遮光用のブラックマトリックス(いずれも図示せず)が形成され、その後、ガラス基板112の全面にわたって、前記カラーフィルタとブラックマトリックスを覆うようにオーバーコート膜(図示せず)が形成される。そして、このオーバーコート膜上に柱状スペーサ(図示せず)が形成される。こうして対向基板が製造される。
上記のようにして製造されたアクティブマトリックス基板と対向基板の表面には、それぞれ、ポリイミドからなる配向膜131と132が形成される。その後、配向膜131と132の表面は、一様に配向処理される。続いて、両基板が一定の間隔(例えば4.5μm程度)となるように重ね合わせられてから、液晶注入用の孔を除いて両基板の周縁がシール材で封止される。そして、真空チャンバー内で、液晶注入用の孔から両基板間の隙間内に所定のネマチック液晶(例えば屈折率異方性が0.067のネマチック液晶)が注入された後、液晶注入用の孔が閉鎖される。こうして両基板が接合・一体化されてから、両基板の外表面にそれぞれ偏光板(図示せず)が貼り合わせられると、図19に示す構成を持つ従来の液晶表示装置が完成する。
以上述べたような従来の横電界方式の液晶表示装置では、画素電極171および共通電極172の櫛歯状部の先端部の近傍において、液晶駆動電界の印加時に通常の液晶分子の回転方向とは逆の方向に液晶分子が回転してしまう領域(この領域は「逆回転ドメイン」と呼ばれる)が発生することが知られている。
図21は、図19〜20に示された従来の液晶表示装置において逆回転ドメインが発生する原理を模式的に説明する図である。説明をしやすくするため、図21には、画素電極171及び共通電極172と液晶分子121のみが示してあり、これらの電極171及び172の櫛歯状部によって画素領域内に発生せしめられる液晶駆動電界(電気力線)が模式的に描かれている。
この液晶駆動電界によって生じる液晶分子121の回転(この回転はアクティブマトリックス基板及び対向基板に対してほぼ平行な面内で起こる)の方向は、液晶分子121の初期配向方向と液晶駆動電界の方向との関係によって規定されるため、当該画素領域内のほとんどの部分で「時計回り」となる。しかしながら、画素電極171の櫛歯状部の先端部の近傍では、図21に示すように液晶駆動電界が放射状になるため、図中に影付きで示した領域では液晶分子が「反時計回り」に回転する。つまり、図中に影付きで示した領域が、液晶分子が「反時計回り」に回転する領域(すなわち逆回転ドメイン)となるのである。
この他の従来技術として、特許文献2(特開平10−307295号公報)には、横電界を発生させる電極を屈曲させ、その屈曲部をもって電界作用時の液晶の駆動(回転)方向を領域ごとに意図的に異ならせ、斜め視野での表示の着色を軽減する技術が開示されている(請求項1、3、5、図1〜2、4、6を参照)。
例えば、第1のサブ領域における液晶分子の初期配向方位と第2のサブ領域における液晶分子の初期配向方位とが同一であり、電圧印加時には、各々のサブ領域の液晶分子が、配向方位を互いに対称な関係に保ちながら逆の回転方向に回転する構成とされる(請求項3を参照)。そして、この構成では、好ましくは、液晶分子を駆動する横電界は平行電極対により発生され、該平行電極対を構成する電極はV形に屈曲している構成とされる(請求項5を参照)。
特開2002−323706号公報 特開平10−307295号公報
従来の構成によると、櫛歯電極先端部近傍において、液晶駆動電界が放射形状に分布し、液晶の初期配向方向との関係から所定の回転方向とは反対の方向に液晶が回転する領域(逆回転ドメイン)が形成される。櫛歯電極先端部近傍において液晶駆動電界は緩やかな放射形状となっているため、逆回転ドメインと通常ドメインとの間に発生する暗い領域(境界ドメイン)が大きくなり、またその位置も不安定である。
したがって、表示面に指押し等の外圧が加わった場合には、逆回転ドメインの形状(あるいは境界ドメインの位置)が安定せず、外圧を開放した後にも指押し痕として認識されてしまう。また、境界ドメインの幅も大きくなってしまうために、パネル透過率のロスを生じさせているという問題がある(逆回転ドメインはパネル透過率に寄与するが、境界ドメインは白表示時(電圧印加時)にも暗状態のままである。)。
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、横電界方式の液晶表示装置において、櫛歯電極終端部に発生する逆方向に液晶が回転するドメインを安定的に制御し、高透過率が得られる構造を提供することにある。
上記課題を解決するために、本願発明の液晶表示装置は、
画素電極と共通電極との間に印加する基板に略平行な横電界によりホモジニアス配向液晶を回転させて表示を行う横電界方式の液晶表示装置において、
前記画素電極と前記共通電極とは同一の層に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極は、交互に略平行に延在する櫛歯状の第1の部分を有し、
前記画素電極もしくは前記共通電極のうちの一方の電極の第1の部分の終端部が、前記画素電極もしくは前記共通電極のうちの他方の電極の2本の第1の部分と当該2本の第1の部分を接続する第2の部分とで3方が囲まれた領域が一つ以上存在し、
少なくとも一つの前記領域には、
前記第1の部分の終端部に接続される突起部が存在し、前記突起部は、前記終端部を基点として、前記第1の部分の延在方向から液晶の配向方向へ鋭角回転により重なる方向に90度以上180度未満回転させた方向に延在しており、
更に、前記第1の部分の終端部に絶縁膜を介してオーバーラップするフローティング電極が存在し、前記フローティング電極は、前記第1の部分の終端部よりも前記他方の電極の第2の部分に近づいた位置まで、前記第1の部分の延在方向と概ね同一方向に延在していることを特徴とする液晶表示装置を提供する。
この効果を図3に示す。前記フローティング電極は、当該部で先端を有する電極の櫛歯電極と略等しい電位を有し、この櫛歯電極の突起部とフローティング電極と当該部で先端を有する櫛歯電極に対向する電極とで囲まれた領域で、逆回転ドメインを閉じ込めることができる(以下、この閉じ込めた領域を逆回転閉じ込め領域と呼ぶ。)。
これにより、従来技術で問題となったような、逆回転ドメインと通常ドメインとの間に発生する暗い領域(境界ドメイン)が大きくなったり、その位置が不安定になったりする現象は、完全に抑制できる。このため、表示面に指押し等の外圧が加わった場合でも、逆回転閉じ込め領域は安定しているため、外圧を開放した後の指押し痕等は全く発生しない構造が得られる。
また、このフローティング電極は、対向する電極と非常に近接したところもしくはわずかにオーバーラップするところまで延在させることができるため、対向する電極のところまで、十分強い横電界を生成することができ、光利用効率を高めることができる。また、フローティング電極と櫛歯電極の突起部とで形成する逆回転閉じ込め領域においても、積極的に透過光を利用することができ、光利用効率を改善することができる。
また、本願発明の液晶表示装置においては、前記画素電極と前記共通電極との第1の部分は屈曲した構造を有し、液晶の配向方向に対して、一定角度θだけ傾斜した部分と、−θだけ傾斜した部分とを有し、前記画素電極もしくは前記共通電極の第2の部分は液晶配向方向に略垂直に形成することができる。
このようにすることにより、さらに広い視野角を得ることができる。
また、本願発明の液晶表示装置の望ましい形として、前記第1の部分の終端部において、第1の部分が屈曲する方向が、他方の電極の第2の部分に略平行とすることができる。
これにより、効率よく、逆回転領域を閉じ込めることができ、かつ、順方向の領域を広くとることができる。
本願発明により、櫛歯電極と略同一方向に延在したフローティング電極と、櫛歯電極端に設けられた突起部とにより、液晶が逆方向に回転する領域を効率よく、電極端近傍に閉じ込めることができ、かつ、フローティング電極を対向する電極の近傍まで近づけることができるため、液晶逆回転領域の外側のほぼすべての領域で正常な横電界を印加することができ、かつ液晶逆回転領域をより小さな領域まで押し込めることができるため、光利用効率を顕著に高めることができる。
本願発明により、IPS(In Plane Switching)方式の液晶表示装置において、非常に高い光利用効率を得ることができる。
本発明の第1の実施例からなる液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。 図1(a)におけるA−A’断面図である。 本発明の第1の実施例からなる液晶表示装置の平面図を示す図1における画素電極の先端部分を中心とした主要部分である。 本発明の第1の実施例からなる液晶表示装置の平面図の主要部分を示す図2における液晶の動作を説明する図である。 特願2008−188243を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第1の実施例の変形例を説明する図である。 本発明の第2の実施例からなる液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。 本発明の第2の実施例からなる液晶表示装置の平面図を示す図12における画素電極の先端部分を中心とした主要部分である。 本発明の第2の実施例からなる液晶表示装置の平面図の主要部分を示す図13における液晶の動作を説明する図である。 本発明の第3の実施例からなる液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。 本発明の第4の実施例からなる液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。 本発明の第5の実施例からなる液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。 本発明の第6の実施例からなる液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。 従来の一般的な横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置の構成の一例を示す図である。(a)は一画素の平面図、(b)は(a)におけるA−A’の断面図、(c)は(a)におけるB−B’断面図である。 図19に示す液晶表示装置の製造工程を示す要部平面図である。 図19に示す液晶表示装置の画素領域の上部側について、画素電極と共通電極との間に電圧を印加して液晶駆動電界を印加させたときの様子を示す図である。
特願2008−188243で、IPSの櫛歯状電極の先端を二股に分岐させ、分岐した電極の中に、所定の方向とは異なる方向に液晶が回転する領域を閉じこめる技術が提案されている。図4に、この従来例の主要な考えを示してある。画素電極の櫛歯電極部分(この発明では第1の部分3と称する。)の先端は二股に分岐し、櫛歯の延在方向と異なる方向に突起部26が設けられている。この突起部26と共通電極の櫛歯電極部分(この発明では第1の部分4)との間には、突起部26の下側の領域において、画素電極の第1の部分3と共通電極の第1の部分4との間に印加される電界16によって液晶分子15を回転させる方向と同じ方向(以下、順方向と記す。)に回転させるような、いわゆる順方向の電界22が働く。
一方、画素電極の先端の二股部と共通電極の第1の部分4と共通電極の櫛歯電極を接続する第2の部分6とで囲まれた領域27では、液晶を順方向とは逆の方向に回転させる電界20が働き、画素電極の突起部26と共通電極の第1の部分4との間に働く逆方向の電界により、この領域27全体の液晶分子15を逆方向に安定的に回転させることができる。また、領域27の外側の領域では、液晶分子15を順方向に回転させることができる。これにより、櫛歯電極の先端部で液晶を効率よく制御することができ、光利用効率を高めることができていた。
しかしながら、特願2008−188243で開示された先行技術では、二股に分かれた部分で、逆回転領域を閉じ込め、これを積極的に用いることができるものの、二股に分かれた部分のうち、櫛歯電極と略平行に延在する部分が、これに対向する電極、図では共通電極と同層である場合には、プロセス制御の観点から、あまり近接することができない。通常のLCDの設計ルールでは、5μm程度、高度に制御されたプロセスであっても2μm程度の距離を置く必要があるため、この分だけ、逆回転閉じ込め領域27が大きくなってしまう。また、順方向電界は働くものの櫛歯電極先端部と対向する電極との距離が離間してしまい、電界が十分に印加されない領域18が形成されてしまう。これらの要因により、光利用効率を落としてしまうという課題があった。
本発明では、画素電極と共通電極との間に印加する基板に略平行な横電界によりホモジニアス配向液晶を回転させて表示を行う横電界方式の液晶表示装置において、
前記画素電極と前記共通電極とは同一の層に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極は、交互に略平行に延在する櫛歯状の第1の部分を有し、
前記画素電極もしくは前記共通電極のうちの一方の電極の第1の部分の終端部が、前記画素電極もしくは前記共通電極のうちの他方の電極の2本の第1の部分と当該2本の第1の部分を接続する第2の部分とで3方が囲まれた領域が一つ以上存在し、
少なくとも一つの前記領域には、
前記第1の部分の終端部に接続される突起部が存在し、前記突起部は、前記終端部を基点として、前記第1の部分の延在方向から液晶の配向方向へ鋭角回転により重なる方向に90度以上180度未満回転させた方向に延在しており、
更に、前記第1の部分の終端部に絶縁膜を介してオーバーラップするフローティング電極が存在し、前記フローティング電極は、前記第1の部分の終端部よりも前記他方の電極の第2の部分に近づいた位置まで、前記第1の部分の延在方向と概ね同一方向に延在していることを特徴とする液晶表示装置により、この課題を解決している。
以下、具体的な実施例に沿って、その詳細を述べる。
本願発明の第1の実施例について、図1(a)、(b)、図2、図3を用いて説明する。図1(a)は本願発明の第1の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。図1(b)は、図1(a)におけるA−A’断面図である。図2は、図1の画素の櫛歯電極(画素電極の第1の部分3)の上端部近傍の拡大図である。図3は、図2における液晶の動作を説明する図である。
図1(a)、(b)に示す第1の実施例の画素を以下、作成順を追って、詳細に説明する。
まず、ガラス基板100上に、第1の金属層(例えば、Cr、250nm)により、走査線1、共通信号配線12、および逆回転閉じ込めフローティング電極7を形成する。
次に、ゲート絶縁膜101(例えば、SiNx、500nm)、薄膜半導体層13(例えば、a−Si/n−a−Si、200nm/50nm)を形成し、薄膜半導体層13を画素のスイッチング素子として設けるTFT部分のみを残して、パターニングする。さらに、第2の金属層(例えば、Cr、250nm)により、データ線2およびTFTのソース・ドレイン電極30および第2の金属層からなる画素電極部分31を形成する。
次に、TFTのソース・ドレイン電極30をマスクとして、TFT部のn−a−Siを除去する。
次に、保護絶縁膜102(例えば、SiNx、600nm)を形成し、画素電極を接続するスルーホール14および共通電極を接続するスルーホール11を形成する。
さらに、この上に、透明電極(例えば、ITO、80nm)により、画素電極の第1の部分3、画素電極の第2の部分5、共通電極の第1の部分4、共通電極の第2の部分6、データ線をシールドする共通電極の第1の部分8、画素電極の先端の突起部10からなるパターンを形成する。
以上の方法により、TFTアレイを形成する。
カラーフィルタとしてRGBの色層105およびオーバーコート層104が形成された対向ガラス基板107を準備する。カラーフィルタのオーバーコート層104上には、液晶層の厚さは3.5μmとなるように柱状スペーサを設けた。
上記アレイを形成したTFT基板とカラーフィルタ基板の両方に配向膜103を塗布焼成して、図1の液晶初期配向方向9の向きに両基板にラビング処理を行って、両基板を貼りあわせて、この中に液晶109を注入する。液晶109はΔn=0.086、Δε=9となる液晶材を用い、液晶初期配向方向9の向きにホモジニアス配向する。
さらに、液晶初期配向方向9の向きに一方の偏光軸を有する2枚の偏光板106をガラス基板100、対向ガラス基板107の外側に貼る。これにより、液晶パネルは、液晶に電圧を印加しない状態で、良好な黒表示を得ることができた。
また、走査線1、データ線2を駆動させ、画素電極の第1の部分3と共通電極の第1の部分4との間に電圧を印加することにより、基板の略平行な電界16を印加させることができ、これにより液晶分子15を回転させて表示を制御することができる。
画素電極の第1の部分3、共通電極の第1の部分4とデータ線をシールドする共通電極の第1の部分8は、画素の中央付近で屈曲する形になっている。画素電極の第1の部分3の上半分は、液晶初期配向方向9に対して時計回りにθ、下半分は−θだけ傾いている。これにより、画素電極の第1の部分3と共通電極の第1の部分4との間に、画素の図で上半分では、水平方向(走査線1の延在方向)から時計回りにθ回転した方向の電界が印加され、画素の図で下半分では、水平方向から−θ回転した方向の電界が印加されることとなる。本実施例では、θ=15°とした。
これらの電界により、画素の上下で、液晶分子15は互いに逆方向に回転することになるので、これらが互いに光学的に補償しあうことにより、階調反転や色つきのない広い視野角特性を得ることができる。
共通電極の第2の部分6は、共通電極の第1の部分4とデータ線をシールドする共通電極の第1の部分8とを接続し、スルーホールを介して、共通信号配線12に接続させている。また、共通電極の第2の部分6は、走査線1をシールドするように覆っている。これにより、走査線1からの電界の影響を受けることがなく、画素の有効表示領域を広くとることができる。
データ線をシールドする共通電極の第1の部分8は、データ線の電界をシールドして、表示部に影響を及ぼさないようにすると同時に、共通電極の第1の部分4と等価の役割、すなわち、画素電極の第1の部分3との間の横電界を印加する機能も果たしている。
図2及び図3を用いて、本発明に関わる主要部分の説明を行う。
画素電極の第1の部分3の上側の端部には、端部を基点として、画素電極の第1の部分3の延在方向から、液晶初期配向方向9に鋭角回転する方向で(すなわち、第1の部分3の端部から基部に向かう方向(図の斜め左下方向)が液晶初期配向方向9に鋭角回転により重なる方向に)90度以上、180度未満の角度回転させた方向に、突起部10を形成する。この場合は、光利用効率が最も高くなるように、この突起部10を水平方向(走査線の延在方向)と同一方向、すなわち、画素電極の第1の部分3からの回転角としてはθ+90°の方向に延在させた。
画素電極の先端の突起部10は、共通電極の第1の部分4に可能な限り近接させることが望ましい。この実施例では、画素電極の第1の部分3と共通電極の第1の部分4の水平方向の間隔を10μmとしており、画素電極と共通電極とは、露光等の製造プロセスの制約上6μm離す必要があるため、突起部10は、画素電極の第1の部分の先端から、4μm延在させることとした。
前記突起部10を延在させる長さは、経験的に少なくとも2μm以上、望ましくは4μm以上であることが望ましいことがわかった。これにより、突起部10の図で上側の逆回転閉じ込め領域28における逆方向電界20と、突起部10の図で下側の領域における順方向電界22とを十分に強く形成することができ、液晶の配向を安定にできる。
なお、画素電極と共通電極との間の電極間隔が狭い場合には、図5のように、共通電極の第1の部分4を変形することにより、突起部10の長さを確保することができる。
さらに、画素電極の第1の部分3の延在方向に延在させた逆回転閉じ込めフローティング電極7が形成されている。逆回転閉じ込めフローティング電極7は、第1の金属層で形成されており、画素電極の第1の部分3と、ゲート絶縁膜101および保護絶縁膜102を介して、容量結合している。
逆回転閉じ込めフローティング電極7は、画素電極の第1の部分3の終端部よりも、共通電極の第2の部分6に、より近接した位置まで近づけることができる。この逆回転閉じ込めフローティング電極7は、共通電極の第2の部分6に、重ならないことが望ましい。これにより、逆回転閉じ込めフローティング電極7は、画素電極とのみ主要な容量を有し、共通電極とは重ならないため、共通電極との間にはわずかな容量しか有さないことになり、容量結合の大小関係により、ほぼ画素電極と等電位とすることができる。
これにより、図3において、前記逆回転閉じ込めフローティング電極7と画素電極の先端の突起部10とが画素電極の電位を有し、これと対向する共通電極の第1の部分4と第2の部分6とで囲まれた領域は、液晶を図で時計回りの方向に回転させる電界20となっており、このドメインを逆回転閉じ込め領域28とすることができる。
一方、逆回転閉じ込め領域28の境界の外側で、突起部10の図で下側に相当する領域は、突起部10と共通電極の第1の部分4との間に強い電界22が働く。画素電極の第1の部分(櫛歯電極部分)3と共通電極の第1の部分(櫛歯電極部分)4との間の望ましい電界16によって液晶に引き起こされる回転方向(順方向という。この図では反時計回り)と、この強い電界22に引き起こされる液晶の回転方向は一致するため、突起部10の下側の領域では液晶分子15は、乱れなく順方向に回転させることができる。
また、逆回転閉じ込めフローティング電極7の図で左側に相当する部分では、該電極7が画素電極の電位とほぼ等しくなっているため、データ線2をシールドする共通電極の第1の部分8および共通電極の第2の部分6との間に、液晶分子15を順方向に回転する有効な電界23を共通電極の第2の部分6のエッジのところまで効率よく印加することができる。
以上のことにより、逆回転閉じ込め領域28の図で下側と左側の領域で、ほぼ理想どおりの順方向回転を引き起こすことができ、光利用効率を高くできる。
また、図19〜21に示す従来技術で問題となったような、逆回転ドメインと通常ドメインとの間に発生する暗い領域(境界ドメイン)が大きくなったり、その位置が不安定になったりする現象は、完全に抑制できることが確認できた。このため、表示面に指押し等の外圧が加わった場合でも、逆回転閉じ込め領域は安定しているため、外圧を開放した後の指押し痕等は全く発生しない構造が得られた。
また、画素電極と共通電極とは同一の層で形成しており、画素電極の第1の部分3と共通電極の第1の部分4とを、ともに透明導電膜で形成することにより、両電極上を通過する光を利用することができ、光利用効率の点でメリットがある。画素電極と共通電極とを同一層で形成することにより、この透明導電層の形成を1回で済ませることができ、製造上工程が簡略化される。
一方で、画素電極と共通電極を同層で形成するため、画素電極の第1の部分3の終端部は、共通電極の第2の部分6と一定距離以上離す必要がある。この実施例においては、両者はITOで形成してあり、6μm離すように形成されている。
この点に関し、図4に示す特願2008−188243で提案された技術では、この6μmに加えて、二股に分かれる電極の櫛歯の延在方向に略平行に伸びる部分の長さ(略電極間隔と同等)が必要であるため、二股の分岐点は共通電極の接続部分(第2の部分)から10〜16μm程度離れることになる。このため、逆回転閉じ込め領域27の面積が大きくなってしまう。この逆回転閉じ込め領域27は、液晶分子15の回転を利用して、光を利用することができるものの、順方向の電界が印加される領域の下側と左側の領域に比べて、電界のかかり方が非効率的であるため、やや透過率が落ちる。
また、図4の上方に伸びる二股電極の左上方に形成される領域18では、電極の終端部から離れてしまうため、電界21が弱く液晶が十分に回転せず、光透過率を大きくすることができない。
これに対して、本発明を適用した実施例1の場合は、画素電極の第1の部分3の終端部は共通電極の第2の部分6から6μm離すのみでよく、逆回転閉じ込め領域28をよりコンパクトにすることができる。したがって、順方向に回転する突起部10の下側の正常ドメインの面積をより広くとることができる。
また、画素電極とほぼ等電位となる逆回転閉じ込めフローティング電極7は、共通電極の第2の部分6の極近傍まで近接することができるため、データ線2をシールドする共通電極の第1の部分8および共通電極の第2の部分6との間に、液晶分子15を順方向に回転する有効な電界23を共通電極の第2の部分6のエッジのところまで効率よく印加することができるため、特願2008−188243の場合のように領域18のようなところがなく逆回転閉じ込め領域の外側の光利用効率を高めることができる。
以上により、本発明の実施例1では、特願2008−188243と比較しても良好な光利用効率が得られる。
実施例1においては、逆回転閉じ込めフローティング電極7は、画素電極の第1の部分3に延在するように、線状に形成されているが、必ずしも線状である必要はなく、図6に示すように、画素電極の突起部10に沿って、逆回転閉じ込めフローティング電極7にも突起を形成してもよい。
さらに、逆回転閉じ込めフローティング電極7の突起は、図7に示すように、画素電極の突起部10に沿って延在させて、突起部を超えて、共通電極の第1の部分4にさらに近づけることも可能である。この場合、第1の金属層で形成した逆回転閉じ込めフローティング電極7の段差がラビング方向と垂直に当たるため、配向制御がより困難になるものの、電界の制御はより安定となる利点がある。
また、実施例1においては、逆回転閉じ込めフローティング電極7は、共通電極の第2の部分6と重ならないように形成したが、図8のように、目ずれ等のマージンを考慮して、多少オーバーラップさせる構造としてもよい。この場合は、逆回転閉じ込めフローティング電極7が、画素電極の電位とほぼ等しくなるように、逆回転閉じ込めフローティング電極7と共通電極の第2の部分6との重なり面積は、画素電極との重なり面積に比べて十分小さいことが望ましい。
さらに、実施例1においては、逆回転閉じ込めフローティング電極7は、直線状に画素電極の第1の部分3の延在方向に沿って形成したが、図9のように、逆回転閉じ込めフローティング電極7を端部で屈曲させたり、延在部分を画素電極の第1の部分3の延在方向とはやや異なる方向にしてもよい。その場合でも、逆回転閉じ込め領域28を安定に形成し、その外側の順方向回転領域をきちんと形成できる。ただし、光利用効率を最大化できるのは、画素電極の第1の部分3に沿った方向に延在させた場合であり、そこから外れる場合でも、液晶初期配向方向9と画素電極の第1の部分3の延在方向とのなす角θに対して、±2θ以内であることが望ましい。これにより、逆回転閉じ込め領域28を安定に閉じ込めることができる。
さらに、実施例1においては、画素電極の第1の部分3と、画素電極の第1の部分の先端の突起部10とは折れ線状に屈曲させた形状としたが、図10のように、曲線状に屈曲させてもよい。この場合でも逆回転閉じ込め領域28の閉じ込めには、影響はない。
さらに、実施例1においては、画素電極の第1の部分の先端の突起部10より共通電極の第2の部分6に近づいた位置まで、画素電極の第1の部分3を延在させていないが、図11のように、画素電極の第1の部分3を、画素電極を逆回転閉じ込めフローティング電極7に沿って、わずかに出っ張らせるような構造をとることも可能である。
また、実施例1においては、画素電極の第1の部分3が、共通電極の第1の部分4および共通電極の第2の部分6とで3方を囲まれる領域において、画素電極の第1の部分の先端の突起部10と、逆回転閉じ込めフローティング電極7とにより、逆回転閉じ込め領域28を閉じ込める例について、説明したが、同じようなことを共通電極の第1の部分の先端部が、画素電極によって、三方を囲まれている箇所で実施することもできる。
本願発明の第2の実施例について、図12、13、14を用いて説明する。図12は、本願発明の第2の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。図13は、図12の画素の櫛歯電極(画素電極の第1の部分3)の上端部近傍の拡大図である。図14は、図13における液晶の動作を説明する図である。
図12に示す本願の第2の実施例の画素は、第1の実施例と同じ手順によって作成される。第1の実施例では、画素電極の第1の部分3、共通電極の第1の部分4、およびデータ線をシールドする共通電極の第1の部分8は、画素の中央部で屈曲しているのに対して、実施例2では、画素電極の第1の部分3、共通電極の第1の部分4、およびデータ線をシールドする共通電極の第1の部分8は、屈曲させず、直線状に形成してある。
液晶初期配向方向9は、画素電極の第1の部分3の延在方向から反時計周りに15°回転させた方向とし、この方向にホモジニアス配向させてある。
図13を用いて、本発明に関わる主要部分の説明を行う。
画素電極の第1の部分3の上側の端部には、端部を基点として、画素電極の第1の部分3の延在方向から、液晶初期配向方向9に鋭角回転する方向で(すなわち、第1の部分3の端部から基部に向かう方向(図の下方向)が液晶初期配向方向9に鋭角回転により重なる方向に)90度以上、180度未満の角度回転させた方向に、画素電極の先端の突起部10を形成する。この場合は、光利用効率が最も高くなるように、この突起部10を水平方向(走査線の延在方向)と同一方向、すなわち、画素電極の第1の部分3からの回転角としては90°の方向に延在させた。
さらに、画素電極の第1の部分3の延在方向に延在させた逆回転閉じ込めフローティング電極7が形成されている。逆回転閉じ込めフローティング電極7は、第1の金属層で形成されており、画素電極の第1の部分3とゲート絶縁膜101および保護絶縁膜102を介して、容量結合している。
逆回転閉じ込めフローティング電極7は、画素電極の第1の部分3の端部よりも共通電極の第2の部分6により近接した位置まで近づける。この逆回転閉じ込めフローティング電極7は、共通電極の第2の部分6に重ならないことが望ましい。これにより、逆回転閉じ込めフローティング電極7は、画素電極とのみ主要な容量を有し、共通電極とは重ならないため、共通電極とはわずかな容量しか有さないことになり、ほぼ画素電極と等電位とすることができる。
このようにすることにより、図14のように、前記逆回転閉じ込めフローティング電極7と画素電極の先端の突起部10とが画素電極の電位を有し、これと対向する共通電極の第1の部分4と共通電極の第2の部分6とで囲まれた領域は、液晶を図で時計回りの方向に回転させる電界となっており、このドメインを逆回転閉じ込め領域28とすることができる。
一方、逆回転閉じ込め領域28の境界の外側で、突起部10の図で下側に相当する領域は、突起部10と共通電極の第1の部分4との間に強い電界22が働く。画素電極の第1の部分(櫛歯電極部分)3と共通電極の第1の部分(櫛歯電極部分)4との間の望ましい電界16によって液晶に引き起こされる回転方向(順方向という。この図では反時計回り)と、この強い電界22に引き起こされる液晶の回転方向は一致するため、突起部10の下側の領域では液晶分子15は順方向にきれいに配向することとなる。
また、逆回転閉じ込めフローティング電極7の図で左側に相当する部分では、該電極7が画素電極の電位をほぼ等しくなっているため、データ線をシールドする共通電極の第1の部分8および共通電極の第2の部分6との間に、液晶分子15を順方向に回転する有効な電界23を共通電極の第2の部分6のエッジのところまで効率よく印加することができる。
以上のことにより、逆回転閉じ込め領域28の図で下側と左側の領域をほぼ理想どおりの順方向回転を引き起こすことができ、光利用効率を高くできる。
また、図19〜21に示す従来技術で問題となったような、逆回転ドメインと通常ドメインとの間に発生する暗い領域(境界ドメイン)が大きくなったり、その位置が不安定になったりする現象は、完全に抑制できることが確認できた。このため、表示面に指押し等の外圧が加わった場合でも、逆回転閉じ込め領域は安定しているため、外圧を開放した後の指押し痕等は全く発生しない構造が得られた。
以上のとおり、本発明を適用した実施例2では、配向が安定し、かつ高い光利用効率を得ることができた。
本願発明の第3の実施例について、図15を用いて説明する。図15は本願発明の第3の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
実施例3の実施例1からの差異は、画素電極の第1の部分3、共通電極の第1の部分4およびデータ線をシールドする共通電極の第1の部分8の屈曲部において、これらとオーバーラップして、容量結合するようにフローティングのドメイン安定化電極25を形成してある点である。これにより、画素の上下で液晶の回転方向が分割される状態が、さらに安定し、画素電極の第1の部分3の終端部で形成した逆回転閉じ込め構造がより安定に機能する。
本願発明の第4の実施例について、図16を用いて説明する。図16は本願発明の第4の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
実施例4の実施例1からの差異は、共通電極を接続するスルーホール11をなくした点である。このようにすることにより、第2の金属層からなる画素電極部分31をより広くとることができ、また、スルーホール11形成に必要な面積を開口部にまわすことができるため、さらに光利用効率を高めることができる。
本願発明の第5の実施例について、図17を用いて説明する。図17は本願発明の第5の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
実施例5の実施例4からの差異は、画素に隣接する2本の走査線1のうち、スイッチを行う走査線でない方の走査線と重畳するように第2の金属層からなるゲートストレージ形成用画素電極部分32を形成し、画素電極を接続する第2のスルーホール33を形成して、画素電極の第1の部分3を介して、第2の金属層からなる画素電極部分31に接続してある点である。また、この接続部分を形成するために、共通電極の第2の部分6は、走査線1をすべて覆うのではなく、画素電極を接続する第2のスルーホール33およびこれを接続するITO画素電極の部分をえぐるように形成されている。
第2の金属層からなるゲートストレージ形成用画素電極部分32と走査線1との間には、ゲート絶縁膜を介して蓄積容量(ゲートストレージ)が形成されている。さらに、第2の金属層からなるゲートストレージ形成用画素電極部分32は、この上に形成されている共通電極の第2の部分6との間にも容量が形成されている。これにより、第2の金属層からなる画素電極部分31と共通信号配線12との間で形成する蓄積容量は小さくすることができるため、この部分の面積を小さくすることができる。これにより、表示領域の面積をさらに広げることが可能になる。
本願発明の第6の実施例について、図18を用いて説明する。図18は本願発明の第6の実施例に係る液晶表示装置の1画素の構成を示す平面図である。
実施例6の実施例5からの差異は、共通電極の第2の部分6が、第2の金属層からなるゲートストレージ形成用画素電極部分32と重なる部分ができるだけ減るように、さらにパターンをえぐってあるところである。
実施例5、6のように、画素内にコンタクトホール電極を形成しない場合、表示部の外側の配線引き出し部等の表示装置の4辺に形成された共通電極のバスラインから画素内のITO電極で形成された縦横に接続したネットワークのみで各画素のITOの共通電極電位を供給する必要がある。ITO電極は一般に第1、第2の金属層に用いるCr等の配線金属等に比べて抵抗が高いため、データ線とのカップリング等による遅延によりITOの共通電極電位は、書き込み終了時に所定の共通電極の電位に到達しない場合がありえる。
この場合、一画素内での、画素電極とITO共通電極との間で形成される容量をC1、画素電極と走査線1との間の容量と画素電極と共通信号配線12との間の容量の和をC2とした場合、当該画素の書き込み終了時点でのITO共通電極電位の所定の共通電極電位からのずれをΔVf、書き込み終了から1フレーム内での画素電極と共通電極との間の実効電圧の時間平均の遅延がない場合の理想的な実効電圧とのずれをΔVeffとの間には、
ΔVeff = ΔVf・C1/(C1+C2)
の関係があることが検討の結果、判明した。
いくつかの検討の結果、C1/(C1+C2)<1/5であれば、ほぼITOの遅延の影響は表示上問題ないレベルとなり、C1/(C1+C2)<1/3であれば、実用上はほぼ問題ないレベルとなることが判明した。
上記の事実を踏まえて、実施例6の実施例5からの差異は、共通電極の第2の部分6が、第2の金属層からなるゲートストレージ形成用画素電極部分32と重なる部分ができるだけ減るように、さらにパターンをえぐってあり、C1/(C1+C2)=1/4とした。
これにより、ITOの抵抗に起因する遅延の影響をほぼ実用的に問題ないレベルまで抑えることができた。
なお、本発明は上記実施例の記載に限定されるものではなく、櫛歯電極の先端部に、櫛歯電極の延在方向に対して屈曲する突起部と、櫛歯電極の延在方向に延在する逆回転閉じ込めフローティング電極とを備える限りにおいて、その構成や配置、形状等は適宜変更可能である。
本願発明は、横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及び該液晶表示装置を表示装置として利用する任意の機器に利用可能である。
1 走査線
2 データ線
3 画素電極の第1の部分
4 共通電極の第1の部分
5 画素電極の第2の部分
6 共通電極の第2の部分
7 逆回転閉じ込めフローティング電極
8 データ線をシールドする共通電極の第1の部分
9 液晶初期配向方向
10 突起部
11 共通電極を接続するスルーホール
12 共通信号配線
13 薄膜半導体層
14 画素電極を接続するスルーホール
15 液晶分子
16 電界(画素電極の第1の部分と共通電極の第1の部分との間に印加される電界)
18 透過率が落ちる領域
20 電界(液晶を逆方向に回転させる電界)
21 電界(液晶を順方向に回転させる電界)
22 電界(画素電極の突起部と共通電極の第1の部分との間に形成される電界)
23 電界(逆回転閉じ込めフローティング電極と共通電極の第1の部分及び第2の部分との間に形成される電界)
24 画素電極の第1の部分の延在方向
25 ドメイン安定化電極
26 従来例における分岐による突起部
27 従来例における逆回転閉じ込め領域
28 逆回転閉じ込め領域
30 ソース・ドレイン電極
31 第2の金属層からなる画素電極部分
32 第2の金属層からなるゲートストレージ形成用画素電極部分
33 画素電極を接続する第2のスルーホール
100 ガラス基板
101 ゲート絶縁膜
102 保護絶縁膜
103 配向膜
104 オーバーコート膜
105 色層
106、109 偏光板
107 対向ガラス基板
108 裏面ITO
111,112 基板
120 液晶
121 液晶分子
131,132 配向膜
141 ドレイン端子
142 ソース端子
143 半導体膜
145 薄膜トランジスタ
153 共通バスライン
155 ゲートバスライン
156 ドレインバスライン
157 層間絶縁膜
159 保護絶縁膜
160 有機層間膜
161,162 コンタクトホール
171 画素電極
172 共通電極

Claims (5)

  1. 画素電極と共通電極との間に印加する基板に略平行な横電界によりホモジニアス配向液晶を回転させて表示を行う横電界方式の液晶表示装置において、
    前記画素電極と前記共通電極とは同一の層に形成されており、前記画素電極及び前記共通電極は、交互に略平行に延在する櫛歯状の第1の部分を有し、
    前記画素電極もしくは前記共通電極のうちの一方の電極の第1の部分の終端部が、前記画素電極もしくは前記共通電極のうちの他方の電極の2本の第1の部分と当該2本の第1の部分を接続する第2の部分とで3方が囲まれた領域が一つ以上存在し、
    少なくとも一つの前記領域には、
    前記第1の部分の終端部に接続される突起部が存在し、前記突起部は、前記終端部を基点として、前記第1の部分の延在方向から液晶の配向方向へ鋭角回転により重なる方向に90度以上180度未満回転させた方向に延在しており、
    更に、前記第1の部分の終端部に絶縁膜を介してオーバーラップするフローティング電極が存在し、前記フローティング電極は、前記第1の部分の終端部よりも前記他方の電極の第2の部分に近づいた位置まで、前記第1の部分の延在方向と概ね同一方向に延在していることを特徴とする液晶表示装置。
  2. 請求項1に記載の液晶表示装置において、前記画素電極及び前記共通電極の第1の部分は屈曲した構造を有し、液晶の配向方向に対して、一定角度θだけ傾斜した部分と、−θだけ傾斜した部分とを有し、前記画素電極もしくは前記共通電極の第2の部分は、液晶配向方向に略直交する方向に延在していることを特徴とする液晶表示装置。
  3. 請求項1又は2に記載の液晶表示装置において、前記突起部の延在方向が、前記他方の電極の第2の部分に略平行であることを特徴とする液晶表示装置。
  4. 請求項1乃至3のいずれか一に記載の液晶表示装置において、前記フローティング電極は、前記第1の部分の終端部と前記突起部の少なくとも一部とに重なるように形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
  5. 請求項4に記載の液晶表示装置において、前記フローティング電極は、前記突起部よりも前記他方の電極の第1の部分に近づいた位置まで延在していることを特徴とする液晶表示装置。
JP2010009379A 2010-01-19 2010-01-19 横電界方式の液晶表示装置 Active JP5344253B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010009379A JP5344253B2 (ja) 2010-01-19 2010-01-19 横電界方式の液晶表示装置
CN201110030219.2A CN102129142B (zh) 2010-01-19 2011-01-19 横向电场模式液晶显示装置
US13/009,237 US8810764B2 (en) 2010-01-19 2011-01-19 Lateral-electric-field mode liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010009379A JP5344253B2 (ja) 2010-01-19 2010-01-19 横電界方式の液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011150021A JP2011150021A (ja) 2011-08-04
JP5344253B2 true JP5344253B2 (ja) 2013-11-20

Family

ID=44267286

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010009379A Active JP5344253B2 (ja) 2010-01-19 2010-01-19 横電界方式の液晶表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8810764B2 (ja)
JP (1) JP5344253B2 (ja)
CN (1) CN102129142B (ja)

Families Citing this family (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102629045B (zh) * 2011-06-17 2015-02-18 北京京东方光电科技有限公司 一种阵列基板及液晶显示器
CN102262326B (zh) * 2011-08-02 2014-08-13 深超光电(深圳)有限公司 面内切换型液晶显示面板
JP5906043B2 (ja) * 2011-09-01 2016-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP5937389B2 (ja) * 2011-10-25 2016-06-22 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置、電子機器、および、表示装置の製造方法
JP2013101183A (ja) * 2011-11-07 2013-05-23 Japan Display Central Co Ltd 液晶表示装置
CN202421682U (zh) * 2011-12-06 2012-09-05 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及液晶显示器
JP5888557B2 (ja) * 2012-03-14 2016-03-22 Nltテクノロジー株式会社 液晶表示装置
JP5875001B2 (ja) * 2012-03-14 2016-03-02 Nltテクノロジー株式会社 横電界方式の液晶表示装置
JP5906138B2 (ja) * 2012-05-29 2016-04-20 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
JP2015163908A (ja) * 2012-06-21 2015-09-10 シャープ株式会社 液晶表示装置
US9025120B2 (en) 2012-07-23 2015-05-05 Industrial Technology Research Institute Liquid crystal display
CN103018989A (zh) * 2012-12-07 2013-04-03 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板及其制造方法和液晶显示装置
CN103941485B (zh) * 2013-02-26 2017-03-08 厦门天马微电子有限公司 边缘场开关模式液晶显示装置的像素单元和阵列基板
KR102095027B1 (ko) * 2013-07-12 2020-04-16 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
KR102211598B1 (ko) * 2014-07-10 2021-02-03 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
JP2016051101A (ja) * 2014-09-01 2016-04-11 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN104317119B (zh) * 2014-11-05 2017-09-08 京东方科技集团股份有限公司 阵列基板、显示装置及阵列基板的制作方法
CN104375341A (zh) * 2014-11-18 2015-02-25 深圳市华星光电技术有限公司 一种阵列基板及液晶显示面板
CN204314581U (zh) * 2015-01-08 2015-05-06 京东方科技集团股份有限公司 一种阵列基板、显示面板和显示装置
CN104865726B (zh) 2015-06-04 2018-08-14 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板、显示装置以及制备方法
US9754612B2 (en) 2015-11-20 2017-09-05 Headway Technologies, Inc. Areal density improvement of perpendicular magnetic recording (PMR) write head by tuning magnetic flux loops
KR102420398B1 (ko) * 2015-11-24 2022-07-14 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 그 제조방법
CN105760031B (zh) * 2016-01-27 2018-09-04 厦门天马微电子有限公司 一种触控显示面板和一种触控显示设备
TWI634536B (zh) * 2017-08-16 2018-09-01 友達光電股份有限公司 顯示面板
US10366713B1 (en) 2018-03-06 2019-07-30 Headway Technologies, Inc. Designs for multiple perpendicular magnetic recording (PMR) writers and related head gimbal assembly (HGA) process
US10418054B1 (en) 2018-03-06 2019-09-17 Headway Technologies, Inc. Dual perpendicular magnetic recording (PMR) writer base structures and mirror imaged asymmetrical magnetic core shapes for reduced writer-writer spacing (WWS)
US10279451B1 (en) 2018-04-02 2019-05-07 Headway Technologies, Inc. Dual perpendicular magnetic recording (PMR) writer application with special up and down head assignment for best areal density in hard disk drive (HDD)
US10777220B2 (en) 2018-04-30 2020-09-15 Headway Technologies, Inc. Coil routing designs for dual and triple perpendicular magnetic recording (PMR) writers
US10360935B1 (en) 2018-05-22 2019-07-23 Headway Technologies, Inc. Dual write heater for slider surface topography control in double perpendicular magnetic recording (PMR) writers
US10643640B1 (en) 2019-01-23 2020-05-05 Headway Technologies, Inc. Ultimate double yoke (uDY) combined with one turn coil designs for perpendicular magnetic recording (PMR)
CN112698532A (zh) * 2019-10-23 2021-04-23 群创光电股份有限公司 显示装置
US10916261B1 (en) 2019-11-04 2021-02-09 Headway Technologies, Inc. True one turn (T1T) perpendicular magnetic recording (PMR) writer designs
US11380355B2 (en) 2020-10-27 2022-07-05 Headway Technologies, Inc. Adaptive bias control for magnetic recording head
US11152021B1 (en) 2020-11-12 2021-10-19 Headway Technologies, Inc. Perpendicular magnetic recording (PMR) writer with tunable pole protrusion (TPP) designs for 2 terabytes/platter (TB/P) and beyond

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2985734B2 (ja) * 1995-05-24 1999-12-06 日本ビクター株式会社 カラー液晶表示装置
JP2973934B2 (ja) * 1996-07-11 1999-11-08 日本電気株式会社 液晶表示装置、及び液晶表示装置を搭載した電子機器
JP3120751B2 (ja) 1996-11-06 2000-12-25 日本電気株式会社 横電界方式の液晶表示装置
JP3383205B2 (ja) * 1997-12-26 2003-03-04 シャープ株式会社 液晶表示パネル
JP3449537B2 (ja) * 1999-05-17 2003-09-22 株式会社アドバンスト・ディスプレイ 液晶表示装置
JP2002040456A (ja) 2000-07-28 2002-02-06 Nec Corp 液晶表示装置
US6459464B1 (en) * 2000-08-14 2002-10-01 Kabushiki Kaisha Advanced Display Liquid crystal display device with reduced weighting trace defects
JP2002323706A (ja) * 2001-02-23 2002-11-08 Nec Corp 横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置及びその製造方法
JP2003280017A (ja) * 2002-03-20 2003-10-02 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP4604145B2 (ja) * 2003-08-20 2010-12-22 奇美電子股▲ふん▼有限公司 Ips液晶ディスプレイ及び輝点の滅点化方法
TWI335483B (en) * 2006-03-16 2011-01-01 Au Optronics Corp Pixel structure and liquid crystal display panel
JP2007279634A (ja) 2006-04-12 2007-10-25 Nec Lcd Technologies Ltd 横電界方式の液晶表示装置
JP2008065300A (ja) * 2006-08-11 2008-03-21 Nec Lcd Technologies Ltd 液晶表示装置
JP2008262006A (ja) * 2007-04-11 2008-10-30 Nec Lcd Technologies Ltd アクティブマトリクス基板及び液晶パネル
JP5266578B2 (ja) * 2008-07-22 2013-08-21 Nltテクノロジー株式会社 横電界方式の液晶表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US8810764B2 (en) 2014-08-19
US20110176100A1 (en) 2011-07-21
CN102129142A (zh) 2011-07-20
JP2011150021A (ja) 2011-08-04
CN102129142B (zh) 2015-09-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5344253B2 (ja) 横電界方式の液晶表示装置
JP5224237B2 (ja) 横電界方式のアクティブマトリックス型液晶表示装置
US9316851B2 (en) Liquid crystal display device of lateral electric field type capable of reducing width of black matrix
JP3120751B2 (ja) 横電界方式の液晶表示装置
JP4863102B2 (ja) 液晶駆動電極、液晶表示装置およびその製造方法
US8194220B2 (en) In-plane switching mode liquid crystal display device
US6856371B2 (en) In plane fringe field switching mode LCD realizing high screen quality
JP5881057B2 (ja) 横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法
US6724454B2 (en) Ips lcd device having a light shielding layer under at least one common or data electrodes so that light transmittance areas of the common and data electrodes are the same and a method of manufacturing the same
KR101439605B1 (ko) 액정 표시 장치
US9389464B2 (en) Liquid crystal display device
US20020041354A1 (en) Fringe field switching mode LCD
US7430032B2 (en) Multi-domain liquid crystal display device and fabrication method with central and peripheral control electrodes formed on same layer and plurality of field distortion slits formed in pixel electrode
JP2007279634A (ja) 横電界方式の液晶表示装置
US20080284965A1 (en) Liquid crystal display device and fabricating method thereof
WO2011040080A1 (ja) 液晶表示装置
JP2002139727A (ja) 液晶表示装置及びその製造方法
US20090201451A1 (en) Liquid crystal display panel
JP5532497B2 (ja) 横電界方式のアクティブマトリックス型液晶表示装置
JP6086403B2 (ja) 横電界方式の液晶表示装置及びその製造方法
KR101544767B1 (ko) 어레이 기판 및 액정 디스플레이
KR100269354B1 (ko) 횡전계방식 액정표시소자
US20190171069A1 (en) Liquid crystal display device
KR100864924B1 (ko) 액정표시소자 및 그 제조방법
KR20060129878A (ko) 수평 전계 인가형 액정 표시 패널 및 그 제조방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20121219

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130626

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130709

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130731

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5344253

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250