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Patent Searching and Data


Title:
LIQUID CRYSTAL DISPLAY AND SUBSTRATE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/117546
Kind Code:
A1
Abstract:
The TFT substrate (110) of a liquid crystal display (100) has a common electrode (112), and a drain electrode (114) facing the common electrode (112) via an insulating layer (113) and provided with an opening (114a) for making an electric field generated between the common electrode (112) and the drain electrode (114) spring out in a liquid crystal layer (130). Since the opening (114a) for making an electric field spring out in the liquid crystal layer (130) is provided in the drain electrode (114), the opening (114a) can be formed more finely than before. Thus, a liquid crystal display which can control spray-bend transition more certainly can be attained.

Inventors:
NAKANISHI YOHEI
Application Number:
PCT/JP2008/050254
Publication Date:
October 02, 2008
Filing Date:
January 11, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SHARP KK (JP)
NAKANISHI YOHEI
International Classes:
G02F1/1343
Foreign References:
JP2003107506A2003-04-09
JP2005092122A2005-04-07
Attorney, Agent or Firm:
HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK (2-6 Tenjinbashi 2-chome Kita, Kita-k, Osaka-shi Osaka 41, JP)
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Claims:
 第1の基板と、液晶層を介して上記第1の基板に対向する第2の基板とを備え、上記液晶層を構成するスプレイ配向した液晶分子を、上記基板間に生じた電界によりベンド配向に転移させる液晶表示装置において、
 上記第1の基板は、第1の電極と、絶縁層を介して上記第1の電極に対向する、開口部が設けられた第2の電極とを備え、
 上記第2の電極は金属により形成されている、ことを特徴とする液晶表示装置。
 上記第1の基板は、当該基板の上記液晶層側の面に形成された画素電極であって、上記第2の電極の上記開口部に覆い被さる領域に開口部が設けられており、当該開口部を取り囲む縁が上記第2の電極に接続されている画素電極を備えている、ことを特徴とする請求の範囲第1項に記載の液晶表示装置。
 上記第2の電極は、上記画素電極に電圧を印加する薄膜トランジスタのドレイン電極であって、上記第1の電極上に延伸されたドレイン電極の先端部である、
ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の液晶表示装置。
 上記第1の電極は、上記画素電極を横断するように形成された共通電極である、ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の液晶表示装置。
 上記第2の電極には、上記画素電極に覆われた領域にスリットが設けられ、上記画素電極には、上記第2の電極の上記スリットに覆い被さる領域に、スリットが設けられている、ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の液晶表示装置。
 上記第1の基板は、上記第2の電極の上記開口部に覆い被さる領域に開口部が設けられた平坦化層を備え、上記画素電極は、上記平坦化層上に形成されている、ことを特徴とする請求の範囲第2項に記載の液晶表示装置。
 上記画素電極は、上記第1の基板に形成されたデータバスラインに覆い被さるように拡幅されている、ことを特徴とする請求の範囲第6項に記載の液晶表示装置。
 上記第1の電極および上記第2の電極の少なくとも何れか一方が、上記平坦化層の上記開口部を覆い隠すように拡幅されている、ことを特徴とする請求の範囲第6項に記載の液晶表示装置。
 上記第1の電極および上記第2の電極の両方が、上記平坦化層の上記開口部を覆い隠すように拡幅されている、ことを特徴とする請求の範囲第8項に記載の液晶表示装置。
 液晶層を構成するスプレイ配向した液晶分子をベンド配向に転移させる液晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板において、
 第1の電極と、絶縁層を介して上記第1の電極に対向する、開口部が設けられた第2の電極とを備え、
 上記第2の電極は金属により形成されている、ことを特徴とする液晶表示装置用基板。
Description:
液晶表示装置、および、液晶表 装置用基板

 本発明は、液晶層を構成するスプレイ配 した液晶分子をベンド配向に転移させるこ により動作するOCBモードの液晶表示装置、 よび、そのような液晶表示装置に用いられ 液晶表示装置用基板に関する。

 液晶表示装置は、CRT(Cathode Ray Tube)に比 、薄くて軽量であり、また、駆動電圧が低 消費電力が小さいという利点がある。この め、液晶表示装置は、テレビ(テレビジョン 像機)、ノート型PC(Personal Computer)、デスク ップ型PC、PDA(Personal Digital Assistant)、携帯電 話など、種々の電子機器に用いられている。 これらの電子機器においては、液晶表示装置 に動画を表示することがしばしば行われる。 したがって、これらの電子機器に用いられる 液晶表示装置には、動画を良好に表示するた めに、応答速度の高速化が求められる。

 応答速度が速い液晶表示装置として最近 に注目を集めているのが、OCB(Optically self-Co mpensated Birefringence)モードの液晶表示装置で る。OCBモードの液晶表示装置は、例えば、 晶分子を平行かつ同一方向に配向させる配 処理を施した二枚のガラス基板間に挟み、 々のガラス基板表面に位相差板を設け、更 偏光板をクロスニコルになるよう両基板に 置することにより構成される。位相差板と ては、主軸がハイブリッド配列した負の位 差板などが用いられる。

 図17は、OCBモードを用いた従来の液晶表 装置の動作原理を示す説明図である。

 図17に示した液晶表示装置においては、 部ガラス基板11の液晶層13側に設けられた対 電極12と、下部ガラス基板16の液晶層13側に けられた画素電極14との間に印加された電 により、液晶層13中の液晶分子の配向を制御 する。すなわち、液晶層13を構成する液晶分 は、対向電極12と画素電極14との間に電圧が 印加されていないとき、図17の(a)に示したよ に、スプレイ配向に維持され、対向電極12 画素電極14との間に電圧が印加されると、図 17の(b)に示したように、ベンド配向に転移す 。

 OCBモードにおいて、液晶分子をスプレイ 向からベンド配向へ確実に転移(以下、スプ レイ-ベンド転移と称する)させるためには、 移時に液晶層内に局所的な電界を発生させ スプレイ-ベンド転移を促す転移核を形成す ると効果的であることが知られている。局所 的な電界により転移核を形成し、スプレイ- ンド転移を確実に制御する技術としては、 えば、特許文献1~4に記載のものがある。

 特許文献1には、蓄積容量電極と重なるよ うに形成された画素電極に開口部を設け、こ の開口部から液晶層に湧き出した電界を用い て転移核を形成する液晶表示装置が記載され ている。特許文献2にも、同様の液晶表示装 が開示されている。

 特許文献3には、信号線と画素電極との間 に生じた横電界により転移核を形成する技術 が開示されている。また、特許文献4には、 接する画素電極間に配線電極を設けて横電 の強度を高め、スプレイ-ベンド転移をより 実に制御する技術が開示されている。

 また、スプレイ-ベンド転移を確実に制御 するための他の技術として、特許文献5には 非視認領域に逆転移防止用の電極を設け、 プレイ-ベンド転移において未転移分子が残 することを防止し、また、ベンド配向に転 した液晶分子がスプレイ配向に逆転移する とを防止する技術が開示されている。

 また、液晶分子の配向不良を回避するため は、画素電極を平坦な下地面上に形成する 効果的であることが知られている。特許文 6には、画素電極を各配線とオーバーラップ させて開口率を向上させると同時に、画素電 極と各配線との間に層間絶縁膜を設け、該層 間絶縁膜を下地面として画素電極を形成する ことにより、液晶分子の配向不良を回避する 技術が開示されている。

日本国公開特許公報「特開2003-107531号」( 公開日:2003年 4月 9日)

日本国公開特許公報「特開2005- 31680号」 (公開日:2005年 2月 3日)

日本国公開特許公報「特開2002-207206号」( 公開日:2002年 7月26日)

日本国公開特許公報「特開2002-350902号」( 公開日:2002年12月 4日)

日本国公開特許公報「特開2002-311456号」( 公開日:2002年10月23日)

日本国公開特許公報「特開 平11-119261号 (公開日:1999年 4月30日)

 特許文献1~2に記載の従来の液晶表示装置 おいては、画素電極と蓄積容量電極(共通電 極)との間に生じた電界を液晶層に湧き出さ るための開口部が、画素電極に設けられて る。このため、電界を液晶層に湧き出させ ための開口部を微細化することが困難であ という問題があった。これは、ITO(Indium Tin  Oxide)などの非金属材料により形成される画素 電極に対して、パターニングなどの微細加工 技術を適用することが困難なためである。

 開口部が大きくなると、当該開口部から 晶層に湧き出す電界の強度が弱まり、十分 転移核を形成することができなくなってし う。このため、スプレイ-ベンド転移を確実 に制御することが困難になるという問題を生 じる。

 また、液晶分子をスプレイ配向させる必 がある黒表示時に、転移核が形成される核 成領域にある液晶分子がベンド配向のまま ってしまうことがある。このため、核形成 域において、光漏れが生じ得る。この光漏 を防止するためには、核形成領域をバック イトから遮る構成が必要となるが、これに り開口率が低下するという副作用を生じる したがって、核形成領域をできるだけコン クトに保つことが好ましいが、ITOなどの非 属材料により形成された画素電極は、上述 たように微細加工に適さないため、核形成 域をコンパクトに保つことが困難であると う問題があった。

 本発明は、上記の問題に鑑みてなされた のであり、その目的は、液晶層に電界を湧 出させるための開口部を容易に微細化する とができ、その結果、スプレイ-ベンド転移 をより確実に制御可能であり、また、高開口 率化が容易な液晶表示装置を実現することに ある。

 上記課題を解決するため、本発明に係る 晶表示装置は、第1の基板と、液晶層を介し て上記第1の基板に対向する第2の基板とを備 、上記液晶層を構成するスプレイ配向した 晶分子を、上記基板間に生じた電界により ンド配向に転移させる液晶表示装置におい 、上記第1の基板は、第1の電極と、絶縁層 介して上記第1の電極に対向する、開口部が けられた第2の電極とを備え、上記第2の電 は金属により形成されている、ことを特徴 している。

 上記の構成によれば、上記第1の電極と上 記第2の電極との間に生じた電界が、上記第2 電極に設けられた上記開口部から上記液晶 に湧き出し、湧き出した電界によりスプレ -ベンド転移の転移核を形成することができ る。したがって、上記第1の基板と上記第2の 板間の電位差により、上記液晶層を構成す 液晶分子をスプレイ配向からベンド配向に 実に転移させることができる。

 しかも、上記の構成によれば、上記第2の 電極が金属により形成されているので、上記 液晶層に電界を湧き出させるための上記開口 部を容易に微細化することができるという効 果を奏する。すなわち、上記液晶層に湧き出 す電界の強度を従来より強くすることが可能 であり、したがって、スプレイ-ベンド転移 従来より確実に制御することができるとい 効果を奏する。また、上記液晶層に電界を き出させるための上記開口部を従来よりコ パクトに形成することができるので、バッ ライトから遮光する必要がある核形成領域 小さくして、開口率を上げることが可能に るという効果を奏する。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 第1の基板は、当該基板の上記液晶層側の面 に形成された画素電極であって、上記第2の 極の上記開口部に覆い被さる領域に開口部 設けられており、当該開口部を取り囲む縁 上記第2の電極に接続されている画素電極を えている、ことが好ましい。

 上記の構成によれば、上記画素電極に印 された電圧により、上記第1の基板と上記第 2の基板との間に電界を生じさせることがで る。

 しかも、上記画素電極は、上記第2の電極 の上記開口部に覆い被さる領域に開口部を有 しているので、上記第2の電極の上記開口部 ら湧き出した電界が上記画素電極により遮 されてしまうことはない。すなわち、上記 成によれば、上記第2の電極の開口部から上 液晶層に電界を湧き出させることができ、 き出した電界によりスプレイ-ベンド転移の 転移核を形成することができるという更なる 効果を奏する。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 第2の電極は、上記画素電極に電圧を印加す る薄膜トランジスタのドレイン電極であって 、上記第1の電極上に延伸されたドレイン電 の先端部である、ことが好ましい。

 ドレイン電極は金属により形成されてい ので、上記構成によれば、液晶層に電界を き出させるための開口部を微細化すること でき、液晶層に湧き出す電界の強度を従来 り強くすることができる。

 上記第1の電極は、上記画素電極を横断す るように形成された共通電極である、ことが 好ましい。

 上記構成によれば、上記第2の電極と共通 電極との間に生じた補助容量によって、画素 電位の安定化を図ることができるという更な る効果を奏する。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 第2の電極には、上記画素電極に覆われた領 域にスリットが設けられ、上記画素電極には 、上記第2の電極の上記スリットに覆い被さ 領域に、スリットが設けられている、こと 好ましい。

 上記の構成によれば、第2の電極の上記ス リットから湧き出した電界は、画素電極の上 記スリットを介して液晶層に到達し得る。し たがって、第2の電極の上記開口部から湧き した電界に加え、画素電極の上記スリット ら湧き出した電界によっても転移核を形成 ることができる。このため、より大きい転 核を形成し、スプレイ-ベンド転移をより確 にすることができるという更なる効果を奏 る。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 第1の基板は、上記第2の電極の上記開口部 覆い被さる領域に開口部が設けられた平坦 層を備え、上記画素電極は、上記平坦化層 に形成されている、ことが好ましい。

 上記構成によれば、平坦化層によって、 素電極と上記第1の基板内に設けられた配線 との距離を確保することができるので、当該 配線と画素電極との間に生じる要領を小さく し、クロストークの発生を抑えることができ るという更なる効果を奏する。また、画素電 極が平坦化層の上に形成されるので、画素電 極に段差が生じにくく、画素電極の段差に起 因する液晶分子の配向乱れを抑制することが できるという更なる効果を奏する。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 画素電極は、上記第1の基板に形成されたデ ータバスラインに覆い被さるように拡幅され ている、ことが好ましい。

 上記の構成によれば、開口率が高くなる いう更なる効果を奏する。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 第1の電極および上記第2の電極の少なくと 何れか一方が、上記平坦化層の上記開口部 覆い隠すように拡幅されている、ことが好 しい。

 平坦化層の開口部においては、液晶層が 常領域とは異なるリタデーションを有する め、光学補償フィルムによってこのリタデ ションを打ち消すことができず、黒表示時 おいてバックライトを光源とする光が漏れ しまう光漏れを生じ得る。

 しかしながら、上記構成によれば、バッ ライトを光源とする光は、上記第1の電極お よび上記第2の電極の少なくとも何れか一方 より遮られ、平坦化層の開口部に入射する とがないので、黒表示時において生じえる も漏れを防止することができる。すなわち 黒輝度が上がってコントラストが低下する いう問題を解消することができるという効 を奏する。

 本発明に係る液晶表示装置において、上 第1の電極および上記第2の電極の両方が、 記平坦化層の上記開口部を覆い隠すように 幅されている、ことが好ましい。

 上記構成によれば、第1の電極と第2の電 との間の補助容量をより大きくすることが きるという更なる効果を奏する。

 なお、上記液晶表示装置における第1の基 板、すなわち、液晶層を構成するスプレイ配 向した液晶分子をベンド配向に転移させる液 晶表示装置に用いられる液晶表示装置用基板 であって、第1の電極と、絶縁層を介して上 第1の電極に対向する、開口部が設けられた 2の電極とを備え、上記第2の電極は金属に り形成されている、ことを特徴とする液晶 示用基板も本発明の範疇に含まれる。

 本発明の他の目的、特徴、および優れた は、以下に示す記載によって十分分かるで ろう。また、本発明の利点は、添付図面を 照した次の説明で明白になるであろう。

本発明の第1の実施形態を示すものであ り、液晶表示装置の断面図である。 本発明の第1の実施形態を示すものであ り、液晶表示装置のTFT基板の平面図である。 本発明の第1の実施形態の第1の変形例 示すものであり、液晶表示装置のTFT基板の 面図である。 本発明の第1の実施形態の第2の変形例 示すものであり、液晶表示装置のTFT基板の 面図である。 本発明の第1の実施形態の第2の変形例 示すものであり、液晶表示装置の断面図で る。 本発明の第1の実施形態の第3の変形例 示すものであり、液晶表示装置のTFT基板の 面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、 晶表示装置の断面図である。 本発明の実施形態を示すものであり、 晶表示装置のTFT基板の平面図である。 本発明の第2の実施形態を示すものであ り、液晶表示装置の断面図である。 本発明の第2の実施形態を示すもので り、液晶表示装置のTFT基板の平面図である 本発明の第2の実施形態の第1の変形例 示すものであり、液晶表示装置のTFT基板の 面図である。 本発明の第2の実施形態の第1の変形例 示すものであり、液晶表示装置の断面図で る。 本発明の第2の実施形態の第2の変形例 示すものであり、液晶表示装置のTFT基板の 面図である。 本発明の第2の実施形態の第2の変形例 示すものであり、液晶表示装置の断面図で る。 本発明の第2の実施形態の第3の変形例 示すものであり、液晶表示装置のTFT基板の 面図である。 本発明の第2の実施形態の第3の変形例 示すものであり、液晶表示装置の断面図で る。 従来技術を示すものであり、OCBモード の液晶表示装置の動作原理示す説明図である 。(a)はスプレイ配向した状態を示し、(b)はベ ンド配向した状態を示す。

符号の説明

100、300    液晶表示装置
110、310    TFT基板(第1の基板)
120、320    対向基板(第2の基板)
130、330    液晶層
111、311    ガラス基板
112、312    共通電極(第1の電極)
113、313    絶縁層
114、314    ドレイン電極(第2の電極)
115、315    絶縁層(平坦化層)
116、316    画素電極
117、317    ゲートバスライン
118、318    データバスライン
119、319    TFT(薄膜トランジスタ)

 〔実施の形態1〕
 本発明の第1の実施形態に係る液晶表示装置 100について、図1~図6に基づいて説明すれば以 下のとおりである。

 図1は、本実施形態に係る液晶表示装置100 の断面図であり、液晶表示装置100の要部構成 を模式的に示している。

 図1に示したように、液晶表示装置100は、 概略的に言えば、TFT基板110(第1の基板、液晶 示装置用基板)と、該TFT基板110に対向する対 向基板120(第2の基板)と、TFT基板110と対向基板 120との間に挟持された液晶層130とを含んで構 成されたOCBモードの液晶表示装置である。

 TFT基板110と液晶層130の界面、および、対 基板120と液晶層130との界面には、水平配向 (不図示)が形成されており、液晶層130を構 する液晶分子がスプレイ配向に維持される うになっている。TFT基板110の液晶層130側の に形成された画素電極116と、対向基板120の 晶層130側の面に形成された対向電極(不図示) との間の電位差が与えられると、液晶層130を 構成する液晶分子がベンド配向に転移する。

 TFT基板110は、ガラス基板111と、補助容量 極(Cs電極)として機能する共通電極112であっ て、ガラス基板111上に形成された共通電極112 (第1の電極)と、絶縁層113を介して共通電極112 の液晶層130側の面に対向するように形成され た、開口部114aを有するドレイン電極114(第2の 電極)と、ドレイン電極114の開口部114aを取り むように絶縁層113上に形成された絶縁層115 を備えている。上述した画素電極116は、こ 絶縁層115上に形成されている。

 ドレイン電極114には開口部114aが設けられ ており、共通電極112とドレイン電極114との間 に生じた電界は、開口部114aから液晶層130に き出す。換言すれば、液晶層130における等 位線が湾曲し、開口部114a近傍の電界が基板 平行方向の成分を有するようなる。開口部1 14aから液晶層130に湧き出した電界により、開 口部114a周辺の液晶分子がベンド配向に転移 、転移核が形成される。この転移核がスプ イ-ベンド転移を促進する。すなわち、液晶 130において、ベンド配向に転移した液晶分 が占める領域が、転移核から画素領域全体 広がっていく。

 図2は、液晶表示装置100のTFT基板110の上面 図であり、TFT基板110の要部構成を模式的に示 している。以下、図2を参照して、TFT基板110 ついて、もう少し具体的に説明する。なお 図1に示した断面図は、図2に示した平面図の A-A´断面に対応している。

 TFT基板110は、上述したガラス基板111(不図 示)、共通電極112、絶縁層113(不図示)、絶縁層 115(不図示)、および、画素電極116の他に、図2 に示したように、ゲートバスライン117、デー タバスライン118、および、TFT(Thin Film Transist or:薄膜トランジスタ)119を備えている。

 ゲートバスライン117とデータバスライン1 18とは、ガラス基板上111上に互いに直交する うに形成されている。TFT119は、ゲートバス イン117とデータバスライン118との交点ごと 設けられ、ゲート電極がゲートバスライン1 17と、また、ソース電極がデータバスライン1 18と接続されている。

 共通電極112は、ゲートバスライン117と同 層に(図1参照)、ゲートバスライン117と平行 、かつ、画素電極116の中心部を横断するよ に形成されている。なお、ゲートバスライ 117、データバスライン118、および、共通電 112は、各々駆動回路に接続されており、任 の電位を外部から独立して与えることがで る。

 ドレイン電極114は、ゲートバスライン117 データバスライン118とにより区画された画 領域の隅に設けられたTFT119から当該画素領 の中心部にまで延伸されている。すなわち ドレイン電極114の矩形状の先端部114bが、共 通電極112と対向するよう構成されている。ド レイン電極114の先端部114bと共通電極112との に生じる補助容量によって、画素電位の安 化が図られている。また、TFT119と先端部114b を繋ぐドレイン電極114の延伸部114cは、開口 率を低下させないよう、細線状に形成されて いる。

 電界を液晶層130に湧き出させるための開 部114aは、金属により形成されたドレイン電 極114の先端部114bに設けられている。ITOなど 透明な非金属材料により形成された画素電 116は、パターンのつぶれが生じやすく5μm以 の微細構造の形成に適さないのに対し、金 により形成されたドレイン電極114には、5μm 程度の微細構造を容易に形成することができ る。このため、開口部114aを構成するスリッ 幅を5μm程度に形成することができ、スリッ 幅が10μm程度の従来構成と比べ、核形成領 のサイズ(幅)を半分程度に抑えることができ る。このため、例えば、15インチのXGAにおい は、開口率を5%程度改善することができる

 なお、図2に示したドレイン電極114の開口 部114aは、矩形スリットを略S字状に組み合わ て構成されており、スリット幅を小さく維 しつつ、十分なスリット面積を確保するよ に考慮されている。ただし、開口部114aは、 共通電極112との間に生じた電界を液晶層130に 湧き出させることができるものなら何でもよ く、例えば、形成がより容易な単一の矩形ス リットであってもよい。

 画素電極116には、図2に示したように、ド レイン電極114の開口部114aに覆い被さる領域 矩形状の開口部116aが設けられている。また 画素電極116の開口部116aを取り囲む縁は、絶 縁層115の側壁に沿ってドレイン電極114の先端 部114bに達している(図1参照)。この構成によ 、ドレイン電極114の開口部114aから湧き出し 電界を、画素電極116により遮蔽されること く、液晶層130に到達させることが可能にな 。

 なお、液晶表示装置100において、液晶層1 30に電界を湧き出させるための開口部はドレ ン電極114に設けられているが、開口部が形 されるのはドレイン電極114に限定されるわ ではない。例えば、トップゲート型TFTのよ に、共通電極とドレイン電極との配置が逆 なる場合には、液晶層側に配置された共通 極に開口部を設け、ドレイン電極には開口 を設けない構成としてもよい。

 (変形例1)
 なお、液晶表示装置100において、ドレイン 極114の開口部114aは、画素電極116により被覆 されていない領域内に設けられているが(図2 照)、液晶表示装置100は、これに限定される ものではない。すなわち、ドレイン電極114の 開口部114aは、画素電極116により被覆された 域にまで拡張されていてもよい。この場合 画素電極116の開口部116aも、これに応じて拡 されていることが好ましい。

 図3は、ドレイン電極114の開口部114aが画 電極116により被覆された領域にまで拡張さ た、液晶表示装置100のTFT基板110の平面図で る。図3に示したように、ドレイン電極114の 端部114bには、開口部114aと連続したスリッ 114dが設けられており、画素電極116には、開 部116aと連続したスリット116bが設けられて る。

 ドレイン電極114のスリット114dと画素電極 116のスリット116bとは、図3に示したように、 同一のスリット幅を有し、互いに重なり合 ように形成されている。このため、ドレイ 電極114のスリット114dから湧き出した電界は 、画素電極116のスリット116b介して液晶層130 到達する。これにより、ドレイン電極114の 口部114aから湧き出した電界に加え、画素電 116のスリット116bから湧き出した電界によっ ても転移核を形成することができる。このた め、より大きい転移核を形成し、スプレイ- ンド転移をより確実にすることができる。

 (変形例2)
 液晶表示装置100において、画素電極116は、 ータバスライン118に覆い被さることがない うに形成されている。これは、画素電極116 データバスライン118との間に生じる静電容 の影響による、クロストークなどの表示不 を防止するためである。

 しかしながら、画素電極116とデータバス イン118とが十分隔てられているのであれば 両者間に生じる静電容量は小さくなるので 画素電極116をデータバスライン118に覆い被 るように拡幅し、開口率を改善することが きる。このためには、画素電極116とデータ スライン118との間に生じる静電容量が十分 さくなるよう、画素電極116の下層に形成さ た絶縁層(平坦化層)115の厚みを大きくすれ よい。

 図4は、画素電極116をデータバスライン118 に覆い被さるように拡幅した、液晶表示装置 100のTFT基板110の平面図である。また、図5は 画素電極116とデータバスライン118との間に じる静電容量が表示品質に影響しないよう 絶縁層115の厚みを十分大きくした液晶表示 置100の断面図である。

 絶縁層の厚みを大きくした場合、転移核 形成するための開口部を従来のように当該 縁層上の画素電極に設けると、液晶層内に 移核を形成するために十分な電界の歪みを ることができない。しかしながら、液晶表 装置100においては、図5に示したように、ド レイン電極114に設けられた開口部114aが、画 電極116に被覆されることなく液晶層130に直 的に露出する構成を採用しているので、液 層130内に転移核を形成するために十分な電 の歪みを得ることができる。

 (変形例3)
 図4および図5に示した、絶縁層115の厚みを きくした液晶表示装置100においても、ドレ ン電極114の開口部114aを画素電極116により被 された領域にまで拡張した構成を採用して よい。

 図6は、絶縁層115の厚みを十分大きくする とともに、ドレイン電極114の開口部114aが画 電極116により被覆された領域にまで拡張さ た、液晶表示装置100のTFT基板110を示す平面 である。図6に示したように、ドレイン電極1 14の先端部114bには、開口部114aと連続したス ット114dが設けられており、画素電極116には 開口部116aと連続したスリット116bが設けら ている。ここでも、ドレイン電極114のスリ ト114dと画素電極116のスリット116bとは、略同 一のスリット幅を有し、互いに重なり合うよ うに形成されており、ドレイン電極114のスリ ット114dから湧き出した電界が、画素電極116 スリット116b介して液晶層130に到達可能にな ている。

 〔実施の形態2〕
 まず、本実施形態に係る液晶表示装置によ て解決しようとする問題点を、図7~8に基づ て説明する。

 図7は、平坦化層上に画素電極が形成され た液晶表示装置に本発明を適用して得られる 液晶表示装置200の構成を示す断面図である。 図8は、図7に示した液晶表示装置200のTFT基板 構成を示す平面図である。なお、図7に示し た断面図は、図8に示したA-A´断面に対応して いる。

 液晶表示装置200は、図7に示したように、 概略的に言えば、TFT基板210と、該TFT基板210に 対向する対向基板220と、TFT基板210と対向基板 220との間に挟持された液晶層230とからなる。 TFT基板210は、ガラス基板211と、ガラス基板211 上に形成された共通電極212と、絶縁層213を介 して共通電極212の液晶層230側に対向するよう に形成されたドレイン電極であって、開口部 214aを有するドレイン電極214と、ドレイン電 214の開口部214aを取り囲むように絶縁層213上 形成された平坦化層215とを備えている。

 平坦化層215には、ドレイン電極214の開口 214aを液晶層230に対して露出させるために、 開口部215aが設けられている。画素電極216は 平坦化層215の開口部215aの傾斜した側壁に沿 てドレイン電極214に達するように構成され いる。

 図7および図8に示した構成では、ドレイ 電極214の開口部から湧き出した電界により 平坦化層215の開口部215a内に転移核が形成さ る。このため、液晶層230を構成する液晶分 を確実にスプレイ-ベンド転移させることが 可能であるが、同時に以下のような問題を生 じ得る。

 OCBモードの黒表示は、液晶層のリタデー ョンを光学補償フィルムのリタデーション 打ち消すことによって実現される。ここで 開口部215aは通常領域bとはセル厚が異なり 更に開口部215aの境界は斜面を有するので通 領域bとは液晶分子の配向が異なる。つまり 、開口部215aにおいては、通常領域bの液晶層 リタデーションとは異なり、光学補償フィ ムにより液晶層のリタデーションを打ち消 ことができず、光が漏れてしまう。

 以下、上記の問題を解決するべく工夫さ た、本実施形態に係る液晶表示装置300につ て、図9~15に基づいて説明する。

 図9は、本実施形態に係る液晶表示装置300 の断面図であり、液晶表示装置300の要部構成 を模式的に示している。

 図9に示したように、液晶表示装置300は、 概略的に言えば、TFT基板310(第1の基板、液晶 示装置用基板)と、該TFT基板310に対向する対 向基板320(第2の基板)と、TFT基板310と対向基板 320との間に挟持された液晶層330とを含んで構 成されたOCBモードの液晶表示装置である。

 TFT基板310と液晶層330の界面、および、対 基板320と液晶層330との界面には、水平配向 (不図示)が形成されており、液晶層330を構 する液晶分子がスプレイ配向に維持される うになっている。TFT基板310の液晶層330側の に形成された画素電極316と、対向基板320の 晶層330側に形成された対向電極(不図示)との 間の電位差が与えられると、液晶層330を構成 する液晶分子がベンド配向に転移する。

 TFT基板310は、ガラス基板311と、補助容量 極(Cs電極)として機能する共通電極であって 、ガラス基板311上に形成された共通電極312( 1の電極)と、絶縁層313を介して共通電極312の 液晶層330側に対向するように形成されたドレ イン電極であって、開口部314aを有するドレ ン電極314(第2の電極)と、ドレイン電極314の 口部314aを取り囲むように絶縁層313上に形成 れた平坦化層315とを備えている。上述した 素電極316は、この平坦化層315上に形成され いる。

 ドレイン電極314には、共通電極312とドレ ン電極314との間に生じた電界を湧き出させ ための開口部314aが設けられている。また、 平坦化層315にも、ドレイン電極314の開口部314 aを液晶層330に対して露出させるための開口 31530aが設けられており、画素電極316は、平 化層315の開口部315aの傾斜した側壁に沿って レイン電極314に達するように構成されてい 。このため、共通電極312とドレイン電極314 の間に生じた電界は、開口部314aから液晶層 330に湧き出す。これにより、平坦化層315の開 口部315a内にベンド配向に転移した液晶分子 らなる転移核が形成される。

 図10は、液晶表示装置300のTFT基板310の上 図であり、TFT基板310の要部構成を模式的に している。なお、図9に示した断面図は、図1 0に示した平面図のA-A´断面に対応している。

 TFT基板310は、上述したガラス基板311(不図 示)、共通電極312、絶縁層313(不図示)、平坦化 層315(不図示)、および、画素電極316の他に、 10に示したように、ゲートバスライン317、 ータバスライン318、および、TFT(薄膜トラン スタ)319(不図示)を備えている。

 ゲートバスライン317とデータバスライン3 18とは、ガラス基板上311上に互いに直交する うに形成されている。TFT319は、ゲートバス イン317とデータバスライン318との交点ごと 設けられ、ゲート電極がゲートバスライン3 17と、また、ソース電極がデータバスライン3 18と接続されている。

 共通電極312は、ゲートバスライン117と同 層に(図9参照)、ゲートバスライン317と平行 、かつ、画素電極316の中心部を横断するよ に形成されている。なお、ゲートバスライ 317、データバスライン318、および、共通電 312は、各々駆動回路に接続されており、任 の電位を外部から独立して与えることがで る。

 ドレイン電極314は、ゲートバスライン317 データバスライン318とにより区画された画 領域の隅に設けられたTFT319から当該画素領 の中心部にまで延伸されており、矩形状の 端部314bが、共通電極312と対向するよう構成 されている。また、TFT319と先端部314bとを繋 ドレイン電極314の延伸部314cは、細線状に形 されている。

 図9および図10に示した液晶表示装置300に いて注目すべきは、ドレイン電極314の先端 314bが、平坦化層315の開口部315aを覆い隠す うに拡幅されている点である。このため、TF T基板310の下から照射されるバックライトを 源とする光が平坦化層315の開口部315aに入射 ることがなく、黒表示時において、液晶層 通常領域部とは異なるリタデーションを有 光学補償フィルムによりリタデーションを ち消せないことにより開口部315aより光漏れ が生じることを防止することが出来る。すな わち、黒輝度が上がってコントラストが低下 するという問題は生じない。

 なお、図9に示したように、平坦化層315の 開口部315aがすり鉢状に形成され、その断面 液晶層330側に近づくに従って徐々に大きく っているような場合、ドレイン電極314の先 部314bは、開口部315aの最大断面、すなわち、 開口部315aの液晶層330に最も近い断面よりも きく形成されていることが好ましい。これ より、平坦化層315の開口部315aに入射するバ クライトを完全に遮り、光漏れをより確実 防止することができる。

 (変形例1)
 なお、液晶表示装置300において、ドレイン 極314の開口部314aは、画素電極316により被覆 されていない領域内に設けられているが(図10 参照)、液晶表示装置300は、これに限定され ものではない。すなわち、ドレイン電極314 開口部314aは、画素電極316により被覆された 域にまで拡張されていてもよい。この場合 画素電極316の開口部316aも、これに応じて拡 張されていることが好ましい。

 図11は、ドレイン電極314の開口部314aが画 電極316により被覆された領域にまで拡張さ た、液晶表示装置300のTFT基板310の平面図で る。また、図12は、図11に示した液晶表示装 置300のB-B´断面を示す断面図である。

 図11に示したように、ドレイン電極314の 端部314bには、開口部314aと連続したスリット 314dが設けられており、画素電極316には、開 部316aと連続したスリット316bが設けられてい る。ドレイン電極314のスリット314dと画素電 316のスリット316bとは、図11~12に示したよう 、略同一のスリット幅を有し、互いに重な 合うように形成されている。このため、ド イン電極314のスリット314dから湧き出した電 は、画素電極316のスリット316b介して液晶層 330に到達する。これにより、開口部314aから き出した電界に加え、画素電極316のスリッ 316bから湧き出した電界によっても転移核を 成することができる。このため、より大き 転移核を形成し、スプレイ-ベンド転移をよ り確実にすることができる。

 (変形例2)
 液晶表示装置300において、平坦化層315の開 部315aを、ドレイン電極314により遮光するよ うにしているが(図9参照)、液晶表示装置300は これに限定されるものではない。

 すなわち、共通電極312を平坦化層315の開 部315aを覆い隠すように拡幅し、平坦化層315 の開口部315aに入射するバックライトを共通 極312によって遮るようにしてもよい。

 図13は、共通電極312が平坦化層315の開口 315aを覆い隠すように拡幅された、液晶表示 置300のTFT基板310の平面図である。また、図1 4は、図13に示した液晶表示装置300のA-A´断面 示す断面図である。

 図13に示したように、共通電極312の中間 分312aが、平坦化層315の開口部315aの最大断面 よりも大きく拡幅されており、共通電極312の 中間部分312aによって、平坦化層315の開口部31 5aに入射するバックライトを遮っている。な 、開口率をできるたけ高くするために、共 電極312は、中間部分312aのみを太くするよう に形成されているが、共通電極312全体を太く しても所期の目的を達成することができる。

 (変形例3)
 平坦化層315の開口部315aに入射するバックラ イトを遮るために、ドレイン電極314の先端部 314bを拡幅する構成(図9~10参照)と、共通電極31 2の中間部分312aを拡幅する構成(図12~13参照)と について説明したが、液晶表示装置300はこれ に限定されるものではない。すなわち、ドレ イン電極314の先端部314bと、共通電極312の中 部分312aとの両方を、平坦化層315の開口部315a を覆い隠すように拡幅してもよい。

 図15は、ドレイン電極314の先端部314bと共 電極312の中間部分312aとの両方が平坦化層315 の開口部315aを覆い隠すように拡幅された、 晶表示装置300のTFT基板310の平面図である。 た、図16は、図15に示した液晶表示装置300のA -A´断面を示す断面図である。

 画素の静電容量が小さい場合は、液晶の 抗が低いときなどに電圧を保持することが きず、所定の表示ができなかったり、部分 に輝度が異なったりといった表示品位の低 が発生することがある。しかしながら、図1 5~16に示した液晶表示装置300においては、互 に対向するドレイン電極314の先端部314bと共 電極312の中間部分312aとの面積が大きく形成 されているため、両電極間の生じる補助容量 が大きくなり、上記のような表示品質の低下 を防止することができる。

 (付記事項)
 本発明は上述した各実施形態に限定される のではなく、請求項に示した範囲で種々の 更が可能であり、異なる実施形態にそれぞ 開示された技術的手段を適宜組み合わせて られる実施形態についても本発明の技術的 囲に含まれる。

 例えば、本発明に係る液晶表示装置は、 互に対向して配置された第1及び第2の基板 、前記第1及び第2の基板間には、電圧非印加 時にスプレイ配向しており、表示時にはベン ド配向させる必要がある液晶が封入されてお り、前記第1の基板に形成されたゲートバス インと、前記ゲートバスラインと概垂直方 に配置されるデータバスラインと、前記ゲ トバスライン及び前記データバスラインに 続されたTFTと、前記ゲートバスライン及び 記データバスラインにより区画される画素 域内に形成された透明画素電極と、前記ゲ トバスラインに概平行に配置される共通電 と、を有する液晶表示装置において、前記TF Tのドレイン電極が前記中間電極上に延長さ 、その重なった部分において当該ドレイン 極がスリットを有する、ように構成されて てもよい。

 本発明に係る液晶表示装置において、前 画素電極とドレイン電極は、前記中間電極 ドレイン電極が重なった部分で接続されて る、ように構成されていてもよい。

 本発明に係る液晶表示装置において、前 画素電極の前記中間電極と重なった部分に 前記ドレイン電極のスリットと連続するス ットを有する、ように構成されていてもよ 。

 本発明に係る液晶表示装置において、前 画素電極とデータバスラインとが重なるよ に構成されていてもよい。

 また、例えば、本発明に係る液晶表示装 は、相互に対向して配置された第1及び第2 基板と、前記第1及び第2の基板間には、電圧 非印加時にスプレイ配向しており、表示時に はベンド配向させる必要がある液晶が封入さ れており、前記第1の基板に形成されたゲー バスラインと、前記ゲートバスラインと概 直方向に配置されるデータバスラインと、 記ゲートバスライン及び前記データバスラ ンに接続されたTFTと、前記ゲートバスライ 及び前記データバスラインにより区画され 画素領域内に形成された透明画素電極と、 記ゲートバスラインに概平行に配置される 通電極と、前記データバスラインと画素電 の間に配置される平坦化層とを有する液晶 示装置において、前記TFTのドレイン電極が 記中間電極上に延長され、前記平坦化層に けられた穴の占める領域は延伸されたドレ ン電極の占める領域内である、ように構成 れていてもよい。

 本発明に係る液晶表示装置において、前 TFTのドレイン電極が前記中間電極上に延長 れ、その重なった部分において当該ドレイ 電極がスリットを有し、前記画素電極は前 ドレイン電極のスリットと連続するスリッ を有する、ように構成されていてもよい。

 また、例えば、本発明に係る液晶表示装 は、相互に対向して配置された第1及び第2 基板と、前記第1及び第2の基板間には、電圧 非印加時にスプレイ配向しており、表示時に はベンド配向させる必要がある液晶が封入さ れており、前記第1の基板に形成されたゲー バスラインと、前記ゲートバスラインと概 直方向に配置されるデータバスラインと、 記ゲートバスライン及び前記データバスラ ンに接続されたTFTと、前記ゲートバスライ 及び前記データバスラインにより区画され 画素領域内に形成された透明画素電極と、 記ゲートバスラインに概平行に配置される 通電極と、前記データバスラインと画素電 の間に配置される平坦化層とを有する液晶 示装置において、前記平坦化層に設けられ 穴の占める領域は延伸された共通電極の占 る領域内であるように構成されていてもよ 。

 本発明に係る液晶表示装置において、前 平坦化層に設けられた穴周辺の共通電極及 前記ドレイン電極の外郭が概一致するよう 構成されていてもよい。

 本発明によれば、以上のように、液晶層 電界を湧き出させるための開口部が金属に り形成された第2の電極に設けられる。した がって、液晶層に電界を湧き出させるための 開口部を容易に微細化することができる。そ の結果、上記液晶層に湧き出す電界の強度が 従来より強く、スプレイ-ベンド転移が従来 り確実に制御可能な液晶表示装置を容易に 現することができる。また、バックライト ら遮光する必要がある核形成領域が小さく 高開口率化が可能な液晶表示装置を容易に 現することができる。

 発明の詳細な説明の項においてなされた 体的な実施形態または実施例は、あくまで 、本発明の技術内容を明らかにするもので って、そのような具体例にのみ限定して狭 に解釈されるべきものではなく、本発明の 神と次に記載する請求の範囲内で、いろい と変更して実施することができるものであ 。

 本発明は、OCB(Optically self-Compensated Birefri ngence)モードを適用した液晶表示装置、およ 、OCB(Optically self-Compensated Birefringence)モード を適用した液晶表示装置用の基板に対して適 用することができる。なお、液晶表示装置は 、透過型、半透過型、反射型、および、透過 反射両用型を問わない。また、特に用途は問 わないが、車載用、モバイル機器用、テレビ 用などの液晶表示装置として好適に利用する ことができる。




 
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