WO2014007355A1 - 液晶表示装置 - Google Patents

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WO2014007355A1
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隆之 今野
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Ｎｌｔテクノロジー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal display device, and more particularly to a lateral electric field type active matrix liquid crystal display device having excellent afterimage characteristics.
  • the IPS (In-Plane Switching) method which has been widely used for large monitors, displays liquid crystal molecules by rotating the molecular axes in a plane parallel to the substrate by a horizontal electric field. Since the viewing angle dependency on the rising angle of TN is eliminated, the viewing angle characteristic is significantly more advantageous than the TN method.
  • the IPS method since the pixel electrode and the common electrode are arranged in a comb-like shape and a horizontal electric field is applied, the ratio of the area of the electrode to the display region is increased, and the aperture ratio has been disadvantageous compared to the TN method. In recent years, however, it has been improved to the same level as the TN system.
  • FIG. 7A shows a plan view of one pixel
  • FIG. 7B shows a cross-sectional view of the display region.
  • a scanning signal wiring 701 made of a first metal layer and two common signal wirings 702 in parallel are formed.
  • a gate insulating film 703 is formed on the scanning signal wiring 701 and the common signal wiring 702, and a video signal wiring 704 made of a second metal layer, a thin film semiconductor layer 705, and a source electrode 706 are formed on the first insulating film. Is done.
  • a passivation film 707 made of an inorganic film is formed on the video signal wiring 704, the thin film semiconductor layer 705, and the source electrode 706, and a planarization film 708 made of an organic film is further formed on the passivation film.
  • a pixel comb electrode 709 and a common comb electrode 710 made of a transparent conductive film are formed on the planarizing film 708. When the planarizing film 708 is not used, the pixel comb electrode 709 and the common comb electrode 710 are formed on the passivation film 707.
  • the video signal wiring 704 is completely covered in the wiring width direction by the common shield electrode 710B through the passivation film 707 and the planarization film 708.
  • the pixel comb electrode 709 and the common comb electrode 710 are electrically connected to the source electrode 706 and the common signal wiring 702 through contact holes 711 and 712, respectively.
  • a region where the common signal wiring 702 and the source electrode 706 overlap is a storage capacitor.
  • the pixel comb electrode 709 and the common comb electrode 710 are both formed of a transparent conductive film, the region on the electrode also contributes to the transmittance. Since the video signal wiring 704 is completely covered with the common shield electrode 710 ⁇ / b> B in the wiring width direction, the opening can be expanded to the vicinity of the video signal wiring 704.
  • Patent Document 1 discloses a structure in which pixel comb electrodes having different line widths are provided.
  • the width of the pixel comb electrodes having a wide line width is the same as that of the common shield electrode. It is not specified to be approximately the same as the width.
  • the position of the pixel comb electrode for increasing the line width is not defined.
  • the invention disclosed in Patent Document 1 aims to increase the aperture ratio by forming a pixel comb-teeth electrode with a thick line width as a laminate of a transparent conductive layer and a metal layer, and forming a storage capacitor at this location.
  • the present invention aims at symmetrization of the structure of the pixel electrode and the common electrode, and the object is different from that of Patent Document 1.
  • Patent Document 2 discloses a structure in which the width of the central pixel comb electrode is large.
  • the width of the thick pixel comb electrode is substantially the same as the width of the common shield electrode. It is not the same.
  • Patent Document 2 is not intended to reduce asymmetry as in the present invention.
  • the video signal wiring is completely covered with the common shield electrode in the wiring width direction, so that the total width of the common comb electrode plus the common shield electrode is wider than the total width of the pixel comb electrode and more common than the pixel potential.
  • the potential becomes dominant, and the electric field is strong near the pixel comb electrode, and the electric field is weak near the common comb electrode. For this reason, there is a difference between the way of light in the vicinity of the pixel comb electrode in the negative frame and the way of light in the vicinity of the common comb electrode in the positive frame, and the way of light between the frames is further asymmetric.
  • JP 2003-140188 A (page 5, FIG. 1) Japanese Patent No. 4047586 (page 7, FIGS. 1 and 3) Japanese Patent No. 4603560 (page 8, FIG. 1)
  • the object of the present invention is to solve the above-mentioned problem, and by making the IPS pixel comb electrode and the common comb electrode structurally symmetrical, the way of shining between frames is also symmetric, Provided is a liquid crystal display device in which a signal applied between a pixel comb electrode and a common comb electrode is also symmetric after a flicker adjustment is performed by changing a common potential so that the luminance between frames is equal. It is in.
  • the liquid crystal display device of the first invention of the present application is a state in which the liquid crystal display device is sandwiched between a first substrate, a second substrate facing each other, and the first substrate and the second substrate.
  • a first liquid crystal display device comprising: a thin film transistor having a gate electrode, a drain electrode, and a source electrode; and a transparent conductive film corresponding to a pixel to be displayed.
  • the thin film transistor is formed in the vicinity of the intersection of the scanning signal wiring and the video signal wiring, and the gate electrode is connected to the scanning signal wiring and the drain current wiring.
  • the source electrode is electrically connected to the pixel comb electrode
  • the common comb electrode and the common shield electrode are electrically connected to the common signal wiring
  • the video signal wiring is insulated.
  • a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device that performs display by rotating a molecular axis of a liquid crystal layer in a plane parallel to the first substrate, at least one of the plurality of pixel comb-teeth electrodes is used.
  • the width of the pixel comb electrode is wider than the width of the other pixel comb electrode and the common comb electrode, and the width of the other pixel comb electrode and the common comb electrode excluding the wide pixel comb electrode Mutually Are the same, the width of the HabaFutoshi pixel comb-tooth electrodes provides a liquid crystal display device is substantially the same as the width of the common shield electrode.
  • the common signal wiring is integrally formed in a lower layer of the wide pixel comb electrode in parallel with a longitudinal direction thereof.
  • the source electrode is extended and formed parallel to the longitudinal direction.
  • the wide pixel comb electrode is formed at the center of the unit pixel or at a position closest to the center.
  • the number of the common comb electrode and the number of the pixel comb electrodes is the same on both sides of the wide pixel comb electrode.
  • the common comb-tooth electrode and the number of the pixel comb-tooth electrodes are the same on one side of the wide pixel comb-tooth electrode.
  • the flickering between frames is also symmetric, and after adjusting the flicker by adjusting the common potential so that the luminance between frames is equal.
  • the signal applied between the pixel comb electrode and the common comb electrode is also symmetric. For this reason, the afterimage is improved.
  • FIG. 1 is a schematic view of a cross section of a display region and a potential distribution of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. It is sectional drawing of the liquid crystal display device which concerns on 1st Example of this invention. It is a top view of the liquid crystal display device which concerns on 2nd Example of this invention. 4 is a schematic view of a cross section of a display region and a potential distribution of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention. It is a top view of the liquid crystal display device which concerns on 3rd Example of this invention.
  • FIG. 1 shows an example in which the number of columns is an odd multiple of 2, and there are an odd number of pixel comb electrodes.
  • the difference from the conventional example 1 described in FIG. 7 is that one of the plurality of pixel comb electrodes 109B is wider than the other pixel comb electrodes 109 and the common comb electrodes 110, and the video signal This is the same as the width of the common shield electrode 110 ⁇ / b> B that covers the wiring 104 through the passivation film 107.
  • the display area is divided into two sub areas by the thick pixel comb electrode 109B. In each sub-region, the number of the pixel comb electrodes 109 and the common comb electrodes 110 is the same. Further, since the common shield electrode 110B and the thick pixel comb electrode 109B have the same width, the electric field concentration in the vicinity of the pixel comb electrode as in the conventional example is reduced.
  • FIG. 1A is a plan view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a schematic view of a cross section of a display region and a potential distribution
  • FIG. 1C is a cross-sectional view in which the first substrate and the second substrate are opposed to each other and the liquid crystal layer is sandwiched.
  • the lateral electric field type active matrix liquid crystal display device includes a first glass substrate 118 as a first substrate, a second glass substrate 119 as a second substrate facing each other, The liquid crystal layer 122 is held while being sandwiched between the first glass substrate 118 and the second glass substrate 119.
  • Embodiment 1 configured as described above is an example in which the number of columns is an odd multiple of two, and there are an odd number of pixel comb electrodes.
  • the scanning signal wiring 101 and the common signal wiring 102 made of the first metal layer are laminated on the first glass substrate 118 with an alloy mainly composed of molybdenum and an alloy mainly composed of aluminum. Let it form.
  • a thin film semiconductor layer 105 is formed.
  • the video signal wiring 104 and the source electrode 106 of the thin film transistor are formed using a metal layer in which an alloy containing molybdenum as a main component and an alloy containing aluminum as a main component are stacked.
  • n-type semiconductor layer is formed over the thin-film semiconductor layer 105, and the n-type semiconductor layer other than the source / drain electrodes is removed by dry etching after forming an electrode made of the second metal layer.
  • a passivation film 107 made of silicon nitride is formed thereon.
  • a photosensitive acrylic resin is applied thereon as the flattening film 108, and a predetermined pattern is formed by performing exposure, development, and baking.
  • the pixel comb electrode 109 and the common comb electrode 110 are formed using a transparent conductive film such as ITO.
  • the common shield electrode 110 ⁇ / b> B is formed so as to cover the video signal wiring 104, and shields the electric field from the video signal wiring 104. As a result, the display area can be widened, and the aperture ratio can be increased.
  • the pixel comb electrode 109 is electrically connected to the source electrode 106 through a contact hole 111 between the source electrode and the pixel comb electrode.
  • the common comb electrode 110 is electrically connected to the common signal wiring 102 via the contact hole 112 between the common signal wiring and the common comb electrode.
  • the contact hole 112 is not necessarily required for all pixels, and may be thinned out or not provided at all.
  • the center one 109B has the same width as the common shield electrode 110B.
  • the number of the common comb electrode 110 and the number of the pixel comb electrodes 109 are the same.
  • a light shielding layer 117, color layers 116r, 116g, and 116b, and an overcoat layer 115 are sequentially formed on a second glass substrate 119.
  • a color layer is unnecessary.
  • Alignment layers 813 and 814 are applied and fired on the first substrate and the second substrate, respectively, and after rubbing in a predetermined direction, the first substrate and the second substrate are overlapped, and a spacer material is used with a predetermined gap.
  • the liquid crystal layer 122 is held.
  • Polarizing plates 120 and 121 are attached to the outer sides of the first substrate and the second substrate, respectively.
  • the molecular axis of the liquid crystal layer 122 is changed to the first by an electric field which is applied between the pixel comb electrode 109 and the common comb electrode 110 and is substantially parallel to the surface of the first glass substrate 118. Display is performed by rotating in a plane parallel to the glass substrate 118.
  • the display area is divided into two sub-areas by the thick pixel comb electrode 109B.
  • the number of the pixel comb electrodes 109 and the common comb electrodes 110 is the same.
  • the width of the common shield electrode 110B and the width of the thick pixel comb electrode 109B are the same at both ends of each sub-region, and the electric field concentrates in the vicinity of the pixel comb electrode as in the conventional example. Absent. Since the structure is symmetrical as described above, the potential distribution is symmetric as shown in FIG. 1B, and the light asymmetry between frames is eliminated.
  • the flickering between frames is also symmetric, and after adjusting the flicker by adjusting the common potential so that the luminance between frames is equal.
  • the signal applied between the pixel comb electrode and the common comb electrode is also symmetric. For this reason, the afterimage is improved.
  • the width of the thick pixel comb electrode 109B is ideally the same as that of the common shield electrode 110B, but it may be difficult depending on the pixel pitch. Depending on the design, it is desirable to make the width of the thick pixel comb electrode 109B as close as possible to the width of the common shield electrode 110B.
  • FIG. 2A is a plan view of a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 2B is a schematic view of the cross section of the display region and the potential distribution. The sectional view is the same as that of the first embodiment.
  • a common signal wiring is formed under and in parallel with the pixel comb electrode 209B.
  • the common signal wiring is integrally formed with two common signal wirings 202 parallel to the scanning signal wiring 201.
  • the display area is divided into two sub areas by the thickest pixel comb electrode 209B at the center.
  • the number of the pixel comb electrodes 209 and the common comb electrodes 210 is the same.
  • the width of the common shield electrode 210B and the width of the thick pixel comb electrode 209B are the same at both ends of each sub-region, so that the electric field is not concentrated near the pixel electrode unlike the conventional example. Since the structure is symmetrical as described above, the potential distribution is symmetric as shown in FIG. 2B, and the thicker pixel comb electrode 209B is shielded from light. Better than Example 1.
  • the flickering between frames is also symmetric, and after adjusting the flicker by adjusting the common potential so that the luminance between frames is equal.
  • the signal applied between the pixel comb electrode and the common comb electrode is also symmetric. For this reason, the afterimage is improved.
  • the storage capacity can be secured in the region where the thick pixel comb electrode 209B and the common signal wiring 202 overlap.
  • the lateral aperture ratio is disadvantageous, but by securing a storage capacitor in a region where the thick pixel comb electrode 209B and the common signal wiring 202 overlap each other.
  • the aperture ratio in the vertical direction can be increased. Total aperture ratio can be maintained as compared with the conventional IPS system.
  • the width of the thick pixel comb electrode 209B is ideally the same as that of the common shield electrode 210B, but the width of the thick pixel comb electrode 209B is as common as possible depending on the design. It is desirable to approach the width of the shield electrode 210B.
  • FIG. 3A is a plan view of a liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a schematic view of the cross section of the display region and the potential distribution. The sectional view is the same as that of the first embodiment.
  • the difference from the second embodiment is that the common signal wiring is formed under and in parallel with the thick pixel comb electrode 309B, and the second metal layer is further under and in parallel with the thick pixel comb electrode 309B.
  • the source electrode 306 made of is stretched.
  • the display area is divided into two sub areas by the thick pixel comb electrode 309B.
  • the number of pixel comb electrodes 309 and common comb electrodes 310 is the same.
  • the width of the common shield electrode 110B and the width of the thick pixel comb electrode 109B are the same at both ends of each sub-region, and the electric field concentrates in the vicinity of the pixel electrode as in the conventional example. Absent. Since the structure is symmetrical as described above, the potential distribution is symmetric as shown in FIG. 3B, and the thicker pixel comb electrode 309B is shielded from light. Better than Example 1.
  • the IPS pixel electrode and the common electrode are symmetrical in structure, the light emission between frames is also symmetric, and the pixel comb after flicker adjustment is performed by changing the common potential so that the luminance between frames is equal.
  • the signal applied between the tooth electrode and the common comb electrode is also symmetric. For this reason, the afterimage is improved.
  • the storage capacity can be secured in the region where the thick pixel comb electrode 309B and the common signal wiring 302 overlap.
  • the lateral aperture ratio is disadvantageous, but in the region where the common signal wiring 302 and the source electrode 306 overlap under the thick pixel comb electrode 309B.
  • the aperture ratio in the vertical direction can be increased. Since more storage capacity can be secured than in the second embodiment, the effect of widening the aperture ratio in the vertical direction is greater than that in the second embodiment.
  • the width of the thick pixel comb electrode 309B is ideally the same as that of the common shield electrode 310B. However, depending on the design, the width of the thick pixel comb electrode 309B is increased. It is desirable to make it as close to the width of the common shield electrode 310B as possible.
  • FIG. 4 is a plan view of a liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the potential distribution and the sectional view are the same as those in the first embodiment.
  • the pixel comb electrode 409, the thick pixel comb electrode 409B, the common comb electrode 410, the common shield electrode 410B, and the video signal wiring 404 are bent and are multi-domained. Is a point.
  • the common signal wiring may be formed under and in parallel with the thick pixel comb electrode 409B as in the second embodiment, or the second signal may be formed under and in parallel with the thick pixel comb electrode 409B as in the third embodiment.
  • a source electrode 306 made of a metal layer may be stretched.
  • the width of the thick pixel comb electrode 409B is ideally the same as that of the common shield electrode 410B. However, depending on the design, the width of the thick pixel comb electrode 409B is increased. It is desirable to make it as close to the width of the common shield electrode 410B as possible.
  • FIG. 5A is a plan view of a liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a schematic view of the cross section of the display region and the potential distribution.
  • the sectional view is the same as that of the first embodiment.
  • the fifth embodiment is an example when the number of columns is a multiple of four, and there are an even number of pixel comb electrodes.
  • the width of one of the even number of pixel comb electrodes 509 closest to the center 509B is set to be equal to the width of the common shield electrode 510B.
  • the thick pixel comb electrode 509B is not located at the center of the pixel and does not divide the pixel symmetrically, but the common comb electrode on both sides of the thick pixel comb electrode 509B. 510 and the number of pixel comb electrodes 509 are the same, and the width of the common shield electrode 510B and the width of the thick pixel comb electrodes 509B are the same at both ends of each region, so that symmetry is maintained.
  • the effect of improving the afterimage by making the way of illuminating between the frames symmetrical is the same as in Examples 1 to 4, and is not affected by whether the number of columns is an odd multiple of 2 or a multiple of 4.
  • the width of the thick pixel comb electrode 509B is ideally the same as that of the common shield electrode 510B. However, depending on the design, the width of the thick pixel comb electrode 509B is increased. It is desirable to make it as close to the width of the common shield electrode 510B as possible.
  • FIG. 6A is a plan view of a liquid crystal display device according to a sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a schematic diagram of a cross section of the display region and a potential distribution.
  • the sectional view is the same as that of the first embodiment.
  • Example 6 is an example in which the number of columns is 4, which is the minimum multiple of 4, and there are two pixel comb electrodes.
  • the common comb electrode is located at the center of the pixel as in the fifth embodiment, and the width of one of the two pixel comb electrodes 609 is equal to the width of the common shield electrode 610B. I have to.
  • the number of the common comb electrode 510 and the pixel comb electrode 509 is the same as one, whereas the number on the left side is zero. The symmetry is maintained.
  • the effect of improving the afterimage by making the illuminating method between frames symmetrical is the same as in Examples 1 to 5, and is not affected by whether the number of columns is an odd multiple of 2 or a multiple of 4.
  • the width of the thick pixel comb electrode 609B is ideally the same as the width of the common shield electrode 610B, but the width of the thick pixel comb electrode 509B is set according to the design. It is desirable to make it as close to the width of the common shield electrode 610B as possible.
  • the present invention can be applied to a horizontal electric field type active matrix liquid crystal display device and any device that uses the liquid crystal display device as a display device.

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Abstract

　残像を改善できる横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置を提供する。　複数本ある画素櫛歯電極１０９のうちの１本１０９Ｂが、他の画素櫛歯電極１０９、共通櫛歯電極１１０よりも幅が太く、映像信号配線１０４上を第２の絶縁膜を介して覆う共通シールド電極１１０Ｂの幅と同等である。太い画素櫛歯電極１０９Ｂにより、表示領域は２つのサブ領域に分割される。それぞれのサブ領域で、画素櫛歯電極１０９と共通櫛歯電極１１０の本数は同じになる。また、前記共通シールド電極１１０Ｂと、前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂの幅が同等になり、画素櫛歯電極近傍での電界集中が緩和される。構造的に対称になることから、電位分布が対称になり、フレーム間の光り方の非対称性が緩和される。これにより、フリッカ調整後の映像信号のＤＣオフセット成分が小さくなり、残像が改善される。

Description

液晶表示装置
　本願発明は、液晶表示装置に関し、特に、残像特性に優れた、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。
　近年、大型モニター向けに採用が広がっているＩＰＳ（Ｉｎ－Ｐｌａｎｅ　Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式は、液晶の分子軸を横電界によって基板に対して平行な面内で回転させて表示を行うものであり、分子軸の立ち上がり角に対する視角依存性がなくなるため、ＴＮ方式よりも視角特性が大幅に有利となる。一方、ＩＰＳ方式は画素電極と共通電極を櫛歯状に配置して横電界を印加するため、電極の面積の表示領域に占める割合が高くなり、開口率はＴＮ方式よりも不利とされてきたが、近年はＴＮ方式と同等まで改善されている。
（従来例１）
　ＩＰＳ方式の例を示す。図７（ａ）に１画素の平面図を、図７（ｂ）に表示領域の断面図を示す。第１の基板上に、第１の金属層からなる走査信号配線７０１と、並行する２本の共通信号配線７０２が形成されている。前記走査信号配線７０１と共通信号配線７０２上にゲート絶縁膜７０３が形成され、前記第１の絶縁膜上に第２の金属層からなる映像信号配線７０４、薄膜半導体層７０５、ソース電極７０６が形成される。前記映像信号配線７０４、薄膜半導体層７０５、ソース電極７０６上には無機膜からなるパッシベーション膜７０７が形成され、さらに前記パッシベーション膜上に有機膜からなる平坦化膜７０８が形成される。前記平坦化膜７０８上に、透明性の導電膜からなる画素櫛歯電極７０９、共通櫛歯電極７１０が形成される。なお、前記平坦化膜７０８を用いない場合は、前記パッシベーション膜７０７上に前記画素櫛歯電極７０９、共通櫛歯電極７１０が形成される。
　前記映像信号配線７０４は、前記パッシベーション膜７０７、前記平坦化膜７０８を介して共通シールド電極７１０Ｂによって配線幅方向に完全に覆われている。前記画素櫛歯電極７０９、前記共通櫛歯電極７１０はコンタクトホール７１１、７１２を介してそれぞれ前記ソース電極７０６、前記共通信号配線７０２と電気的に接続されている。前記共通信号配線７０２と前記ソース電極７０６がオーバーラップした領域は蓄積容量となる。
　また、前記画素櫛歯電極７０９、前記共通櫛歯電極７１０はともに透明性の導電膜で形成されているため、電極上の領域も透過率に寄与する。前記映像信号配線７０４上を前記共通シールド電極７１０Ｂによって配線幅方向に完全に覆う構造のため、前記映像信号配線７０４付近まで開口部を広げることができる。
　ところで、出願人の知見によれば、特許文献１において、線幅が異なる画素櫛歯電極を設ける構造が開示されているが、線幅を太くした画素櫛歯電極の幅が、共通シールド電極の幅と略同じであると規定されていない。また、線幅を太くする画素櫛歯電極の位置も規定されていない。特許文献１で開示された発明は、線幅を太くした画素櫛歯電極を透明導電層と金属層との積層とし、この箇所で蓄積容量を形成することにより、高開口率化することを目的としているが、本願発明は画素電極と共通電極の構造の対称化を目的としており、特許文献１の発明と目的が異なる。
　また、出願人の別の知見によれば、特許文献２において、中央の画素櫛歯電極の幅が太い構造が開示されているが、太い画素櫛歯電極の幅は共通シールド電極の幅と略同じにはなっていない。特許文献２は、本願発明のように、非対称性の緩和を目的としたものではない。
　特許文献３に挙げたＩＰＳ方式では、表示領域内に画素櫛歯電極が３本、共通櫛歯電極が２本あり、画素櫛歯電極の方が１本多い。一般に、負フレーム時（画素櫛歯電極の電位が共通櫛歯電極の電位より低い）は共通櫛歯電極近傍に電子が集まり、この結果画素櫛歯電極近傍が明るく光る。逆に正フレーム時（画素櫛歯電極の電位が共通櫛歯電極の電位より高い）は画素櫛歯電極近傍に電子が集まり、この結果共通櫛歯電極近傍が明るく光る。このため、負フレームと正フレームで明るく光る櫛歯電極の本数が異なり、正負フレーム間で光り方が非対称になる。
　さらに、映像信号配線上を共通シールド電極によって配線幅方向に完全に覆う構造により、共通櫛歯電極に共通シールド電極を加えた総幅が、画素櫛歯電極の総幅より広く、画素電位より共通電位が優勢となり、画素櫛歯電極近傍では電界が強く、共通櫛歯電極近傍では電界が弱くなる。このため、負フレームにおける画素櫛歯電極近傍の光り方と、正フレームにおける共通櫛歯電極近傍の光り方に差があり、フレーム間の光り方がさらに非対称になる。このような状態で、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振りフリッカ調整を行うと、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号にはＤＣオフセットが乗り、フレーム間で信号が非対称になる。このため、残像が悪化すると考えられる。
先行技術文献
特許文献
特開２００３－１４０１８８号公報（第５頁、第１図） 特許４０４７５８６号公報（第７頁、第１図および第３図） 特許４６０３５６０号公報（第８頁、第１図）
　以上より、本発明の目的は前記課題を解決するものであって、ＩＰＳ方式の画素櫛歯電極と共通櫛歯電極を構造的に対称にすることにより、フレーム間の光り方も対称になり、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振ってフリッカ調整した後の、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号も対称になるようにする液晶表示装置を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本願第１の発明の液晶表示装置は、第一の基板と、対向する第二の基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に挟まれた状態で保持されている液晶層とからなる液晶表示装置であって、前記第一基板は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有する薄膜トランジスタと、表示すべき画素に対応して透明性の導電膜からなる画素櫛歯電極と、基準電位が与えられる共通櫛歯電極および共通シールド電極と、走査信号配線と、前記走査信号配線と平行するように配置される共通信号配線と、前記共通信号配線と直交するように配置される映像信号配線を備え、前記薄膜トランジスタは前記走査信号配線と前記映像信号配線の交点付近に形成されており、前記ゲート電極は前記走査信号配線に、前記ドレイン電極は前記映像信号配線に、前記ソース電極は前記画素櫛歯電極に、前記共通櫛歯電極及び前記共通シールド電極は前記共通信号配線に、それぞれ電気的に接続されており、前記映像信号配線は絶縁膜を介して配線幅方向に前記共通シールド電極で覆われており、前記画素櫛歯電極と前記共通櫛歯電極の間に印加される、前記第一基板の表面に略平行な電界により、前記液晶層の分子軸を前記第一基板に平行な面内において回転させることにより表示を行う横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、複数本の前記画素櫛歯電極のうち少なくとも１本の前記画素櫛歯電極の幅は、他の前記画素櫛歯電極及び前記共通櫛歯電極の幅より太く、その幅太画素櫛歯電極を除く他の前記画素櫛歯電極及び前記共通櫛歯電極の幅は互いに略同じであり、前記幅太画素櫛歯電極の幅は、前記共通シールド電極の幅と略同じである液晶表示装置を提供する。
　また、前記幅太画素櫛歯電極の下層であって、その長手方向に平行に前記共通信号配線が一体的に形成されていることを特徴とする。
　さらに、前記幅太画素櫛歯電極の下層であって、その長手方向に平行に前記ソース電極が延伸形成されていることを特徴とする。
　その上、前記幅太画素櫛歯電極は、単位画素の中央または最も中央に近い位置に形成されることを特徴とする。
　続いて、前記幅太画素櫛歯電極の両側で、前記共通櫛歯電極と前記画素櫛歯電極の本数が同じであることを特徴とする。
　さらに、前記幅太画素櫛歯電極の片側で、前記共通櫛歯電極と前記画素櫛歯電極の本数が同じであることを特徴とする。
　ＩＰＳ方式の画素櫛歯電極と共通櫛歯電極を構造的に対称にすることにより、フレーム間の光り方も対称になり、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振ってフリッカ調整した後の、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号も対称になる。このため、残像が改善される。
本願発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。 本願発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の表示領域の断面と電位分布の略図である。 本願発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の断面図である。 本願発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。 本願発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の表示領域の断面と電位分布の略図である。 本願発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。 本願発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の表示領域の断面図である。 本願発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。 本願発明の第５の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。 本願発明の第５の実施例に係る液晶表示装置の表示領域の断面と電位分布の略図である。 本願発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。 本願発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の表示領域の断面と電位分布の略図である。 従来例１の液晶表示装置の平面図である。 従来例１の液晶表示装置の表示領域の断面と電位分布の略図である。
　図１（ａ）および図１（ｂ）に本願発明の構造を示す。図１はコラム数が２の奇数倍であるときの例であり、画素櫛歯電極は奇数本ある。図７で説明した従来例１との違いは、複数本ある画素櫛歯電極１０９のうちの１本１０９Ｂが、他の画素櫛歯電極１０９、共通櫛歯電極１１０よりも幅が太く、映像信号配線１０４上をパッシベーション膜１０７を介して覆う共通シールド電極１１０Ｂの幅と同等である点である。前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂにより、表示領域は２つのサブ領域に分割される。それぞれのサブ領域で、前記画素櫛歯電極１０９と前記共通櫛歯電極１１０の本数は同じになる。また、前記共通シールド電極１１０Ｂと、前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂの幅が同等であることから、従来例のような画素櫛歯電極近傍での電界集中が緩和される。
　このように構造的に対称になることから、図１（ｂ）のように電位分布が対称になり、フレーム間の光り方の非対称性が緩和される。これにより、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振ってフリッカ調整を行うと、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号のＤＣオフセット成分が小さくなり、フレーム間で信号が対称に近くなる。このため、残像が改善される。
　本願発明の第１の実施例について、図１（ａ）、（ｂ）および（ｃ）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平面図であり、図１（ｂ）は表示領域の断面と電位分布の略図である。図１（ｃ）は断面図であり、第１の基板と第２の基板を対向させ、液晶層を狭持させている。
　より詳細には、本発明に係る横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置は、第一の基板である第１のガラス基板１１８と、対向する第二の基板たる第２のガラス基板１１９と、前記第１のガラス基板１１８と前記第２のガラス基板１１９との間に挟まれた状態で保持されている液晶層１２２とから構成される。
　以上のように構成される実施例１は、コラム数が２の奇数倍であるときの例であり、画素櫛歯電極は奇数本ある。
　続いて、図１からなる画素の形成方法について以下に説明する。
　第１の基板は、まず、第１のガラス基板１１８上に第１の金属層からなる走査信号配線１０１および共通信号配線１０２を、モリブデンが主成分の合金と、アルミニウムが主成分の合金を積層させて形成する。
　次にゲート絶縁膜として、窒化シリコン膜を形成した後、薄膜半導体層１０５を形成する。
　さらに、第２の金属層として、モリブデンを主成分とする合金とアルミニウムを主成分とする合金を積層させた金属層により、映像信号配線１０４および薄膜トランジスタのソース電極１０６を形成する。
　薄膜半導体層１０５の上層にはｎ型半導体層が形成されており、ソース・ドレイン電極以外の場所のｎ型半導体層は、第２の金属層からなる電極を形成した後、ドライエッチングにより除去される。
　さらに、この上に窒化シリコンからなるパッシベーション膜１０７を形成する。
　さらに、この上には、平坦化膜１０８として、感光性アクリル樹脂を塗布し、露光・現像・焼成を行うことにより、所定のパタンを形成する。
　次に、ＩＴＯ等の透明導電膜を用いて、画素櫛歯電極１０９および共通櫛歯電極１１０を形成する。共通シールド電極１１０Ｂは、映像信号配線１０４を覆うように形成されており、映像信号配線１０４からの電界をシールドする。これにより表示領域を広くとることができ、高開口率化が可能となっている。
　画素櫛歯電極１０９は、ソース電極－画素櫛歯電極間のコンタクトホール１１１を介して、ソース電極１０６に電気的に接続されている。
　共通櫛歯電極１１０は、前記共通信号配線－共通櫛歯電極間のコンタクトホール１１２を介して、共通信号配線１０２に電気的に接続されている。コンタクトホール１１２は必ずしもすべての画素に必要ではなく、間引いたり、まったく設けない場合もある。
　ここで、奇数本の画素櫛歯電極１０９のうち、中央の１本１０９Ｂは、前記共通シールド電極１１０Ｂと同等の幅を持つ。前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂの両側では、前記共通櫛歯電極１１０と前記画素櫛歯電極１０９の本数が同じとなる。
　第２の基板は、第２のガラス基板１１９上に、遮光層１１７、色層１１６ｒ、１１６ｇ、１１６ｂ、オーバーコート層１１５を順に形成する。モノクロの場合、色層は不要である。第１の基板、第２の基板それぞれに配向層８１３、８１４を塗布・焼成し、所定の方向にラビング処理後、第１の基板と第２の基板を重ね合わせ、スペーサ材によって所定のギャップで液晶層１２２を狭持する。第１の基板、第２の基板それぞれの外側に偏光板１２０、１２１を貼り付ける。
　ここで、前記画素櫛歯電極１０９と前記共通櫛歯電極１１０の間に印加される、前記第１のガラス基板１１８の表面に略平行な電界により、前記液晶層１２２の分子軸を前記第１のガラス基板１１８に平行な面内において回転させることにより表示を行う。
　前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂにより、表示領域は２つのサブ領域に分割される。それぞれのサブ領域で、前記画素櫛歯電極１０９と前記共通櫛歯電極１１０の本数は同じになる。また、それぞれのサブ領域の両端で、前記共通シールド電極１１０Ｂの幅と、前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂの幅が同じになり、従来例のように画素櫛歯電極近傍で電界が集中することはない。このように構造的に対称なことから、図１（ｂ）のように電位分布が対称になり、フレーム間の光り方の非対称性が解消される。
　ＩＰＳ方式の画素櫛歯電極と共通櫛歯電極を構造的に対称にすることにより、フレーム間の光り方も対称になり、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振ってフリッカ調整した後の、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号も対称になる。このため、残像が改善される。なお、太い画素櫛歯電極１０９Ｂの幅は、共通シールド電極１１０Ｂと同等であることが理想的だが、画素のピッチによっては難しい場合も考えられる。設計に応じ、太い画素櫛歯電極１０９Ｂの幅をできるだけ共通シールド電極１１０Ｂの幅に近づけることが望ましい。
　本願発明の第２の実施例について、図２（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図２（ａ）は本願発明の第２の実施例に係る液晶表示装置の平面図であり、図２（ｂ）は表示領域の断面と電位分布の略図である。断面図は第１の実施例と同様である。
　第１の実施例との違いは、画素櫛歯電極２０９Ｂの下かつ平行に共通信号配線が形成されている点である。この共通信号配線は、走査信号配線２０１と平行な２本の共通信号配線２０２と一体形成される。
　太い画素櫛歯電極２０９Ｂと共通信号配線２０２がオーバーラップしていることにより、この領域で蓄積容量を形成することができる。
　中央の最も太い画素櫛歯電極２０９Ｂにより、表示領域は２つのサブ領域に分割される。それぞれのサブ領域で、前記画素櫛歯電極２０９と前記共通櫛歯電極２１０の本数は同じになる。また、それぞれのサブ領域の両端で、前記共通シールド電極２１０Ｂの幅と、前記太い画素櫛歯電極２０９Ｂの幅が同じになり、従来例のように画素電極近傍で電界が集中することはない。このように構造的に対称なことから、図２（ｂ）のように電位分布が対称になり、さらに太い画素櫛歯電極２０９Ｂが遮光されることから、フレーム間の光り方の対称性が実施例１よりも良い。
　ＩＰＳ方式の画素櫛歯電極と共通櫛歯電極を構造的に対称にすることにより、フレーム間の光り方も対称になり、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振ってフリッカ調整した後の、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号も対称になる。このため、残像が改善される。
　また、太い画素櫛歯電極２０９Ｂと共通信号配線２０２がオーバーラップした領域で蓄積容量を確保できる。
　本願発明では、中央に太い画素櫛歯電極を設けるため、横方向の開口率は不利になるが、太い画素櫛歯電極２０９Ｂと共通信号配線２０２がオーバーラップした領域で蓄積容量を確保することにより、縦方向の開口率を広げることができる。トータルで従来のＩＰＳ方式と比較して同等の開口率を維持できる。
　なお、実施例１と同様に、太い画素櫛歯電極２０９Ｂの幅は、共通シールド電極２１０Ｂと同等の幅を持つことが理想的だが、設計に応じ、太い画素櫛歯電極２０９Ｂの幅をできるだけ共通シールド電極２１０Ｂの幅に近づけることが望ましい。
　本願発明の第３の実施例について、図３（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は本願発明の第３の実施例に係る液晶表示装置の平面図であり、図３（ｂ）は表示領域の断面と電位分布の略図である。断面図は第１の実施例と同様である。
　第２の実施例との違いは、太い画素櫛歯電極３０９Ｂの下かつ平行に共通信号配線が形成されていることに加え、さらに太い画素櫛歯電極３０９Ｂの下かつ平行に第２の金属層からなるソース電極３０６が延伸形成されている点である。
　太い画素櫛歯電極３０９Ｂの下で、共通信号配線３０２とソース電極３０６がオーバーラップしていることにより、この領域で蓄積容量を形成することができる。
　太い画素櫛歯電極３０９Ｂにより、表示領域は２つのサブ領域に分割される。それぞれのサブ領域で、画素櫛歯電極３０９と共通櫛歯電極３１０の本数は同じになる。また、また、それぞれのサブ領域の両端で、前記共通シールド電極１１０Ｂの幅と、前記太い画素櫛歯電極１０９Ｂの幅が同じになり、従来例のように画素電極近傍で電界が集中することはない。このように構造的に対称なことから、図３（ｂ）のように電位分布が対称になり、さらに太い画素櫛歯電極３０９Ｂが遮光されることから、フレーム間の光り方の対称性が実施例１よりも良い。
　ＩＰＳ方式の画素電極と共通電極を構造的に対称にすることにより、フレーム間の光り方も対称になり、フレーム間の輝度が同等になるよう共通電位を振ってフリッカ調整した後の、画素櫛歯電極と共通櫛歯電極の間に印加される信号も対称になる。このため、残像が改善される。
　また、太い画素櫛歯電極３０９Ｂと共通信号配線３０２がオーバーラップした領域で蓄積容量を確保できる。
　本願発明では、中央に太い画素櫛歯電極を設けるため、横方向の開口率は不利になるが、太い画素櫛歯電極３０９Ｂの下で、共通信号配線３０２とソース電極３０６がオーバーラップした領域で蓄積容量を確保することにより、縦方向の開口率は広げることができる。実施例２よりも多くの蓄積容量が確保できるため、実施例２よりも縦方向の開口率を広げる効果が大きい。
　なお、実施例１～２と同様に、太い画素櫛歯電極３０９Ｂの幅は、共通シールド電極３１０Ｂと同等の幅を持つことが理想的だが、設計に応じ、太い画素櫛歯電極３０９Ｂの幅をできるだけ共通シールド電極３１０Ｂの幅に近づけることが望ましい。
　本願発明の第４の実施例について、図４を用いて説明する。図４は本願発明の第４の実施例に係る液晶表示装置の平面図である。電位分布や断面図は第１の実施例と同様である。
　第１の実施例との違いは、画素櫛歯電極４０９、太い画素櫛歯電極４０９Ｂ、共通櫛歯電極４１０、共通シールド電極４１０Ｂ、および映像信号配線４０４が屈曲しており、マルチドメイン化している点である。さらに、実施例２のように太い画素櫛歯電極４０９Ｂの下かつ平行に共通信号配線を形成してもよいし、実施例３のように太い画素櫛歯電極４０９Ｂの下かつ平行に第２の金属層からなるソース電極３０６を延伸形成してもよい。
　フレーム間の光り方は実施例１～３と同等である。加えて、マルチドメイン化していることから屈曲部を境に液晶分子の回転方向が異なる。
　フレーム間の光り方を対称にし、残像を改善する効果は実施例１～３と同等である。加えて、マルチドメイン化していることから、実施例１～３より視野角特性が良好である。
　なお、実施例１～３と同様に、太い画素櫛歯電極４０９Ｂの幅は、共通シールド電極４１０Ｂと同等の幅を持つことが理想的だが、設計に応じ、太い画素櫛歯電極４０９Ｂの幅をできるだけ共通シールド電極４１０Ｂの幅に近づけることが望ましい。
　本願発明の第５の実施例について、図５（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は本願発明の第５の実施例に係る液晶表示装置の平面図であり、図５（ｂ）は表示領域の断面と電位分布の略図である。断面図は第１の実施例と同様である。実施例５はコラム数が４の倍数であるときの例であり、画素櫛歯電極は偶数本ある。
　この場合、画素の中央に来るのは共通櫛歯電極であるので、偶数本の画素櫛歯電極５０９のうち最も中央に近い１本５０９Ｂの幅を、共通シールド電極５１０Ｂと同等の幅にしている。実施例１～４と違い、太い画素櫛歯電極５０９Ｂは画素の中央に位置しておらず、画素を左右対称に分割していないが、太い画素櫛歯電極５０９Ｂの両側で、共通櫛歯電極５１０と画素櫛歯電極５０９の本数は同じであり、それぞれの領域の両端で共通シールド電極５１０Ｂの幅と、太い画素櫛歯電極５０９Ｂの幅が同じになり、対称性が保たれる。
　フレーム間の光り方を対称にし、残像を改善する効果は実施例１～４と同等であり、コラム数が２の奇数倍であるか、４の倍数であるかに影響されない。
　なお、実施例１～４と同様に、太い画素櫛歯電極５０９Ｂの幅は、共通シールド電極５１０Ｂと同等の幅を持つことが理想的だが、設計に応じ、太い画素櫛歯電極５０９Ｂの幅をできるだけ共通シールド電極５１０Ｂの幅に近づけることが望ましい。
　本願発明の第６の実施例について、図６（ａ）および（ｂ）を用いて説明する。図６（ａ）は本願発明の第６の実施例に係る液晶表示装置の平面図であり、図６（ｂ）は表示領域の断面と電位分布の略図である。断面図は第１の実施例と同様である。実施例６は、コラム数が４の倍数として最小である４のときの例であり、画素櫛歯電極は２本である。
　この場合も、実施例５と同様に画素の中央に来るのは共通櫛歯電極であり、２本の画素櫛歯電極６０９のうちの１本６０９Ｂの幅を、共通シールド電極６１０Ｂと同等の幅にしている。太い画素櫛歯電極５０９Ｂの右側では、共通櫛歯電極５１０と画素櫛歯電極５０９の本数は１本で同じになるのに対し、左側は０本となるが、このような場合でもそれぞれの領域で対称性が保たれる。
　フレーム間の光り方を対称にし、残像を改善する効果は実施例１～５と同等であり、コラム数が２の奇数倍であるか、４の倍数であるかに影響されない。
　なお、実施例１～５と同様に、太い画素櫛歯電極６０９Ｂの幅は、共通シールド電極６１０Ｂと同等の幅を持つことが理想的だが、設計に応じ、太い画素櫛歯電極５０９Ｂの幅をできるだけ共通シールド電極６１０Ｂの幅に近づけることが望ましい。
　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。
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１　走査信号配線
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２　共通信号配線
１０３、２０３、３０３、５０３、６０３、７０３　ゲート絶縁膜
１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４　映像信号配線
１０５、２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５　薄膜半導体層
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６　ソース電極
１０７、２０７、３０７、５０７、６０７、７０７　パッシベーション膜
１０８、２０８、３０８、５０８、６０８、７０８　平坦化膜
１０９、２０９、３０９、４０９、５０９、６０９、７０９　画素櫛歯電極
１０９Ｂ、２０９Ｂ、３０９Ｂ、４０９Ｂ、５０９Ｂ、６０９Ｂ　太い画素櫛歯電極
１１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０　共通櫛歯電極
１１０Ｂ、２１０Ｂ、３１０Ｂ、４１０Ｂ、５１０Ｂ、６１０Ｂ、７１０Ｂ　共通シールド電極
１１１、２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１　ソース電極－画素櫛歯電極間コンタクトホール
１１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２　共通信号配線－共通櫛歯電極間コンタクトホール
１１３　第１の基板の配向層
１１４　第２の基板の配向層
１１５　オーバーコート層
１１６ｒ、１１６ｇ、１１６ｂ　色層
１１７　遮光層
１１８　第１のガラス基板
１１９　第２のガラス基板
１２０　第１の基板側の偏光板
１２１　第２の基板側の偏光板
１２２　液晶層

Claims (6)

  1. 　第一の基板と、対向する第二の基板と、前記第一基板と前記第二基板との間に挟まれた状態で保持されている液晶層とからなる液晶表示装置であって、
    　前記第一基板は、ゲート電極、ドレイン電極、ソース電極を有する薄膜トランジスタと、表示すべき画素に対応して透明性の導電膜からなる画素櫛歯電極と、基準電位が与えられる共通櫛歯電極および共通シールド電極と、走査信号配線と、前記走査信号配線と平行するように配置される共通信号配線と、前記共通信号配線と直交するように配置される映像信号配線を備え、
    　前記薄膜トランジスタは前記走査信号配線と前記映像信号配線の交点付近に形成されており、
    　前記ゲート電極は前記走査信号配線に、前記ドレイン電極は前記映像信号配線に、前記ソース電極は前記画素櫛歯電極に、前記共通櫛歯電極及び前記共通シールド電極は前記共通信号配線に、それぞれ電気的に接続されており、
    　前記映像信号配線は絶縁膜を介して配線幅方向に前記共通シールド電極で覆われており、
    　前記画素櫛歯電極と前記共通櫛歯電極の間に印加される、前記第一基板の表面に略平行な電界により、前記液晶層の分子軸を前記第一基板に平行な面内において回転させることにより表示を行う横電界方式のアクティブマトリクス型液晶表示装置において、
    　複数本の前記画素櫛歯電極のうち少なくとも１本の前記画素櫛歯電極の幅は、他の前記画素櫛歯電極及び前記共通櫛歯電極の幅より太く、その幅太画素櫛歯電極を除く他の前記画素櫛歯電極及び前記共通櫛歯電極の幅は互いに略同じであり、
    　前記幅太画素櫛歯電極の幅は、前記共通シールド電極の幅と略同じである液晶表示装置。
  2. 　前記幅太画素櫛歯電極の下層であって、その長手方向に平行に前記共通信号配線が一体的に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
  3. 　前記幅太画素櫛歯電極の下層であって、その長手方向に平行に前記ソース電極が延伸形成されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
  4. 　前記幅太画素櫛歯電極は、単位画素の中央または最も中央に近い位置に形成されることを特徴とする請求項１乃至３に記載の液晶表示装置。
  5. 　前記幅太画素櫛歯電極の両側で、前記共通櫛歯電極と前記画素櫛歯電極の本数が同じであることを特徴とする、請求項１乃至４に記載の液晶表示装置。
  6. 　前記幅太画素櫛歯電極の片側で、前記共通櫛歯電極と前記画素櫛歯電極の本数が同じであることを特徴とする、請求項１乃至４に記載の液晶表示装置。
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