JP2000047256A - 液晶表示素子 - Google Patents

液晶表示素子

Info

Publication number
JP2000047256A
JP2000047256A JP21263198A JP21263198A JP2000047256A JP 2000047256 A JP2000047256 A JP 2000047256A JP 21263198 A JP21263198 A JP 21263198A JP 21263198 A JP21263198 A JP 21263198A JP 2000047256 A JP2000047256 A JP 2000047256A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
electrode
common electrode
layer
crystal display
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.)
Pending
Application number
JP21263198A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoneji Takubo
米治 田窪
Keisuke Tsuda
圭介 津田
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co 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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP21263198A priority Critical patent/JP2000047256A/ja
Publication of JP2000047256A publication Critical patent/JP2000047256A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画素電極と共通電極とを同一層上に配置する
ことにより、表示ムラを防止し、かつ液晶層に印加され
る電界の低下を防止することができる液晶表示素子を提
供する。 【解決手段】 第1のガラス基板109の主平面上に、
マトリクス状に配置された走査電極101と信号電極1
02と、画素電極104と、画素電極104に咬合して
配置された第2の共通電極106とを備え、画素電極1
04と第2の共通電極106とは、同一層上に配置さ
れ、その上に平滑層として絶縁層108が形成されてい
る。このことにより、基板上の段差を抑えることがで
き、ギャップの不均一による表示ムラを防止することが
でき、かつ共通電極と液晶層との間の距離を抑えること
ができるので、液晶層に印加される電界の低下を防止す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、AV・OA機器等
の平面ディスプレイ用として用いるアクティブマトリク
ス型の液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶表示素子は、ビデオカメラの
ビューファインダー、ポケットTV、さらには高精細投
写型TV、パソコン、ワープロ等の情報表示端末等の種
々の分野で応用されており、開発、商品化が活発に行わ
れている。特に、スイッチング素子として薄膜トランジ
スタ(TFT)を用いたアクティブマトリクス型の液晶
表示装置は、大容量の表示を行っても高いコントラスト
が保たれるという大きな利点を持っている。このため、
市場要望が極めて高く、ラップトップパソコンやノート
パソコン、さらには、エンジニアリングワークステーシ
ョン用の大型・大容量フルカラーディスプレイの本命と
して開発、商品化が盛んである。
【0003】このようなアクティブマトリクス型の液晶
表示装置において、広く用いられている方式として、T
N(Twisted Nematic)方式がある。TN方式とは、液
晶層を狭持する電極基板間で液晶分子が90゜捻れた構
造をとるパネルを2枚の偏光板によりはさんだものであ
る。2枚の偏光板は互いの偏光軸方向が直交し、一方の
偏光板はその偏光軸が一方の基板に接している液晶分子
の長軸方向と平行か垂直になるように配置されている。
【0004】電圧無印加の場合は白表示であるが、2枚
の基板間すなわち液晶パネルに対して垂直方向に電圧を
印加していくと、徐々に光透過率が低下して黒表示とな
る。このような表示特性が得られるのは、液晶パネルに
電圧を印加すると液晶分子は捻れ構造をほどきながら電
界の向きに配列しようとし、このために分子の配列状態
が変化し、偏光状態が変わり、光の透過率が変調される
からである。
【0005】しかし同じ分子配列状態でも、液晶パネル
に入射してくる光の入射方向によって透過光の偏光状態
は変化するので、入射方向に対応して光の透過率は異な
ってくる。すなわち液晶パネルの特性は視角依存性を持
つ。この視角特性は主視角方向(液晶層の中間層におけ
る液晶分子の長軸方向)に対し視点を斜めに傾けると輝
度の逆転現象を引き起こし、液晶パネルの画質上、重要
な課題となっている。
【0006】従来より、この課題を解決するために、各
種の方式が提案され、開発されている。特に、近年注目
されている方式として、IPS(In-Plane Switchin
g)方式があり、例えば特公昭63−21907号公報
や特開平6−160878号公報に提案されている。
【0007】IPS方式とは、TN型液晶表示方式のよ
うに基板垂直方向に電界を印加するのではなく、主平面
上に形成された画素電極と共通配線電極を互いに櫛状に
咬合して配置し、それらの間に電圧を印加し、液晶に印
加する方向をガラス基板に対してほぼ平行な方向とし、
液晶分子の配列方向をガラス基板に対して平行な平面上
で制御する方式である。
【0008】図3に、一般的なIPS方式の液晶表示素
子の一例の構成図を示す。第1のガラス基板1上には、
走査電極2及び共通電極3が形成されている。走査電極
2と共通電極3とは同一層で、同一の形成工程で形成さ
れる。走査電極2、共通電極3上には、絶縁層4が形成
されている。絶縁層4には、SiNx(窒化シリコン)
またはSiNxを含む積層構造が一般的によく用いられ
ている。絶縁層4上には、同一の形成工程で形成された
信号電極5と画素電極6とが配置されている。
【0009】スイッチング素子7によって、信号電極5
と画素電極6とが電気的に接続される。スイッチング素
子7の半導体層としては、主にa−Siが用いられてい
る。第1のガラス基板とこれと対向する第2のガラス基
板9との間には、液晶層8が挟持されている。第1のガ
ラス基板上の各層の図示を分かり易くするために、液晶
分子の図示は省略した。
【0010】本方式では、液晶層8の液晶分子の配列方
向は、共通電極3に印可される共通電極電圧と、スイッ
チング素子7を介して信号電極5から画素電極6に供給
される画素電極電圧との間で第1のガラス基板1にほぼ
平行に発生する電界によって制御される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来のIPS方式では、上下2枚のガラス基板に
よって挟持された液晶層の厚み(ギャップ)に対する精
度の要求が厳しく、面内のギャップの不均一は表示ムラ
の要因となっていた。
【0012】このようなギャップの不均一による表示ム
ラを防止するには、薄膜トランジスタを形成している第
1のガラス基板上に平坦化層である絶縁層を形成し平坦
性を向上させることが有効である。この場合、前記のよ
うな従来のIPS方式では共通電極3は、画素電極6が
配置されている絶縁層4の下層部に配置されているの
で、絶縁層4上の平坦化層の膜厚が厚くなると、液晶層
に印可される電界が低下していくという問題があった。
【0013】本発明は、前記のような従来の問題を解決
するものであり、画素電極と共通電極とを同一層上に配
置することにより、ギャップの不均一による表示ムラを
防止し、かつ液晶層に印加される電界の低下を防止する
ことができる液晶表示素子を提供することを目的とす
る。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の液晶表示素子は、第1のガラス基板と第2
のガラス基板との間に挟持された液晶層と、前記第1の
ガラス基板の主平面上に、マトリクス状に配置された走
査電極と信号電極と、前記走査電極と前記信号電極との
各交差部に対応して配置された画素電極と、前記画素電
極に咬合して配置された共通電極とを備え、前記画素電
極と前記共通電極との間に前記主平面にほぼ平行な電界
を発生させることによって光学特性を制御する液晶表示
素子であって、前記画素電極と前記画素電極に咬合して
配置された共通電極とは、同一層上に配置され、その上
に前記液晶層の下の平滑層として絶縁層が形成されてい
ることを特徴とする。
【0015】前記のような液晶表示素子によれば、画素
電極と共通電極とが同一層に形成され、その上に平滑層
が形成されているので、ギャップの不均一による表示ム
ラを防止し、かつ液晶層に印加される電界の低下を防止
することができる。
【0016】前記液晶表示素子においては、前記共通電
極は第1の共通電極と第2の共通電極とで形成され、前
記走査電極と前記第1の共通電極とが同一面上に配置さ
れ、その上に前記画素電極と前記第2の共通電極とが同
一層上に配置され、前記第1の共通電極と前記第2の共
通電極とは、電気的に短絡していることが好ましい。前
記のような液晶表示素子によれば、共通電極を画素電極
へ咬合して配置することが容易になる。
【0017】また、前記画素電極と前記第2の共通電極
とが配置されている層が絶縁層で、前記絶縁層に形成さ
れた開口部を介して前記第1の共通電極と前記第2の共
通電極とが電気的に短絡していることが好ましい。
【0018】また、前記第1の共通電極は、前記走査電
極の形成工程で形成され、前記第2の共通電極は、前記
画素電極の形成工程で形成されていることが好ましい。
また、前記画素電極に、前記走査電極と対向する付加容
量が形成されていることが好ましい。前記のような液晶
表示素子によれば、液晶セルの電位保持特性を改善する
ことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る液晶表示素子
の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の液晶表示素子の一実施形態の薄膜トラ
ンジスタアレイ基板の構成を示す平面図を示している。
図2は、本発明の液晶表示素子の一実施形態の断面図を
示している。図2では、薄膜トランジスタ105部、共
通電極103部、付加容量107部の断面を示してい
る。図1に示した液晶表示素子も、各部の断面構造は、
図2に示したものと同様である。
【0020】以下、図2に示した液晶表示素子を製造工
順に説明する。まず、第1のガラス基板109の同一平
面上に、走査電極101及び第1の共通電極103を形
成した。これら両配線は、アルミニウムを主成分とする
金属薄膜で、図に示したような形状をフォトリソグラフ
ィー法によって形成した。これら両電極に使用する金属
材料は、アルミニウム系金属に限らず、他の金属材料で
もよい。また、単層膜でも多層膜でもよい。
【0021】次に、絶縁層110を、前記アルミニウム
膜の陽極酸化層と窒化シリコン(SiNx)とで形成し
た。絶縁層110上には、半導体層としてのアモルファ
スシリコンを積層した。さらに、第1の共通電極103
上の絶縁層110すなわち陽極酸化層と窒化シリコンの
層の一部分を取り除き、第1の共通電極103上の絶縁
層110に、絶縁層除去部分である開口部111を形成
した。その後スパッタリング法によって堆積させたアル
ミニウム/チタン(Al/Ti)の2層を絶縁層110
上に堆積させ、ドライエッチングによって信号電極10
2及び画素電極104をパターン形成した。
【0022】このような、信号電極102及び画素電極
104のパターン形成工程で、第2の共通電極106を
パターン形成した。すなわち、信号電極102、画素電
極104、及び第2の共通電極106は、同一の形成工
程で形成した。開口部111に第2の共通電極106の
層が形成されることにより、第2の共通電極106と第
1の共通電極103とは、電気的に短絡する。第2の共
通電極106のパターンは、第2の共通電極106と画
素電極104とが咬合するパターン(図1)とした。
【0023】以上のような工程を経て、スイッチング素
子105である薄膜トランジスタも形成した。本実施形
態では、画素電極104及び第2の共通電極106の線
幅は5μmとした。また、画素電極104には、走査電
極101と対向する付加容量107を形成した。付加容
量107は、それに対応する走電極査配線101の1ラ
イン前との間で形成したが、1ライン後の走査電極、ま
たは第1の共通電極との間で形成してもよく、特に限定
をするものではない。付加容量107により、液晶セル
の電位保持特性を改善することができる。
【0024】最後に、平坦化のための絶縁層108を形
成した。本実施形態では絶縁層108としてアクリル系
の材料を約0.5μmの膜厚で形成した。これによっ
て、アレイ基板の段差を0.1μm以下に抑えることが
できた。
【0025】本実施形態の薄膜トランジスタアレイ基板
を用いて大型の液晶表示素子を作成したところ、ギャッ
プの面内分布を0.02μm以下に抑えることができ、
表示の均一性も極めて良好であることが確認できた。さ
らに、画素電極と第2の共通電極とを薄膜トランジスタ
アレイ基板の上層の同一層上に形成したことによって、
第2の共通電極と液晶層との間の距離を抑えることがで
きたので、電圧ロスを発生させることなく液晶表示素子
を駆動できることも確認できた。
【0026】
【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示素子に
よれば、画素電極と画素電極に咬合して配置された共通
電極とは、同一層上に配置し、その上に前記液晶層の下
の平滑層として絶縁層を形成することにより、ギャップ
の不均一による表示ムラを防止し、かつ液晶層に印加さ
れる電界の低下を防止することができ、画像品質を向上
させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示素子の一実施形態の薄膜トラ
ンジスタアレイ基板の構成を示す平面図
【図2】本発明の液晶表示素子の一実施形態の断面図
【図3】従来の横電界方式(IPS)の液晶表示素子の
一例の構成図。
【符号の説明】
101 走査電極 102 信号電極 103 第1の共通電極 104 画素電極 105 薄膜トランジスタ素子 106 第2の共通電極 107 付加容量 108,110 絶縁層 109 ガラス基板 111 開口部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H092 JA24 JB05 JB14 JB24 JB33 JB56 JB58 JB64 JB68 KA18 KB04 KB22 MA05 MA13 MA19 MA24 MA37 NA01 NA19 5C094 AA03 AA04 AA12 BA03 BA44 CA14 DA13 EA04 FA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のガラス基板と第2のガラス基板と
    の間に挟持された液晶層と、前記第1のガラス基板の主
    平面上に、マトリクス状に配置された走査電極と信号電
    極と、前記走査電極と前記信号電極との各交差部に対応
    して配置された画素電極と、前記画素電極に咬合して配
    置された共通電極とを備え、前記画素電極と前記共通電
    極との間に前記主平面にほぼ平行な電界を発生させるこ
    とによって光学特性を制御する液晶表示素子であって、
    前記画素電極と前記画素電極に咬合して配置された共通
    電極とは、同一層上に配置され、その上に前記液晶層の
    下の平滑層として絶縁層が形成されていることを特徴と
    する液晶表示素子。
  2. 【請求項2】 前記共通電極は第1の共通電極と第2の
    共通電極とで形成され、前記走査電極と前記第1の共通
    電極とが同一面上に配置され、その上に前記画素電極と
    前記第2の共通電極とが同一層上に配置され、前記第1
    の共通電極と前記第2の共通電極とは、電気的に短絡し
    ている請求項1に記載の液晶表示素子。
  3. 【請求項3】 前記画素電極と前記第2の共通電極とが
    配置されている層が絶縁層で、前記絶縁層に形成された
    開口部を介して前記第1の共通電極と前記第2の共通電
    極とが電気的に短絡している請求項2に記載の液晶表示
    素子。
  4. 【請求項4】 前記第1の共通電極は、前記走査電極の
    形成工程で形成され、前記第2の共通電極は、前記画素
    電極の形成工程で形成されている請求項2または3に記
    載の液晶表示素子。
  5. 【請求項5】 前記画素電極に、前記走査電極と対向す
    る付加容量が形成されている請求項1から4のいずれか
    に記載の液晶表示素子。
JP21263198A 1998-07-28 1998-07-28 液晶表示素子 Pending JP2000047256A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21263198A JP2000047256A (ja) 1998-07-28 1998-07-28 液晶表示素子

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21263198A JP2000047256A (ja) 1998-07-28 1998-07-28 液晶表示素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000047256A true JP2000047256A (ja) 2000-02-18

Family

ID=16625869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21263198A Pending JP2000047256A (ja) 1998-07-28 1998-07-28 液晶表示素子

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000047256A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169179A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2007183583A (ja) * 2005-12-05 2007-07-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置
US7773182B2 (en) 2005-12-05 2010-08-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10153796A (ja) * 1996-11-22 1998-06-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置及びその作製方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10153796A (ja) * 1996-11-22 1998-06-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置及びその作製方法

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002169179A (ja) * 2000-12-01 2002-06-14 Hitachi Ltd 液晶表示装置
JP2007183583A (ja) * 2005-12-05 2007-07-19 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置
US7773182B2 (en) 2005-12-05 2010-08-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US7880848B2 (en) 2005-12-05 2011-02-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US8164729B2 (en) 2005-12-05 2012-04-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP2013047857A (ja) * 2005-12-05 2013-03-07 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置
TWI402583B (zh) * 2005-12-05 2013-07-21 Semiconductor Energy Lab 液晶顯示裝置及包括多個像素的液晶顯示裝置
US8619227B2 (en) 2005-12-05 2013-12-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP2014063193A (ja) * 2005-12-05 2014-04-10 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP2014232334A (ja) * 2005-12-05 2014-12-11 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
US9235090B2 (en) 2005-12-05 2016-01-12 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP2016040637A (ja) * 2005-12-05 2016-03-24 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置
US9316881B2 (en) 2005-12-05 2016-04-19 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
JP2017054152A (ja) * 2005-12-05 2017-03-16 株式会社半導体エネルギー研究所 液晶表示装置
US9823526B2 (en) 2005-12-05 2017-11-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US9904127B2 (en) 2005-12-05 2018-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US10054830B2 (en) 2005-12-05 2018-08-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
TWI661254B (zh) * 2005-12-05 2019-06-01 日商半導體能源研究所股份有限公司 液晶顯示裝置及包括多個像素的液晶顯示裝置
US10324347B1 (en) 2005-12-05 2019-06-18 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US10539847B2 (en) 2005-12-05 2020-01-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US11048135B2 (en) 2005-12-05 2021-06-29 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US11126053B2 (en) 2005-12-05 2021-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US11592719B2 (en) 2005-12-05 2023-02-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device
US11899329B2 (en) 2005-12-05 2024-02-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Liquid crystal display device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100246980B1 (ko) 액티브 매트릭스형 액정표시소자
JP3646999B2 (ja) 透過型液晶表示装置
JPH0728063A (ja) 液晶表示装置
JP3204912B2 (ja) アクティブマトリックス型液晶表示装置
JP3795235B2 (ja) アクティブマトリックス型液晶表示装置
US20100259469A1 (en) Liquid crystal display panel and liquid crystal display device
JP4036498B2 (ja) アクティブマトリクス型液晶表示装置
US8064026B2 (en) Liquid crystal display device with the pixel electrode being electrically coupled to the active element via a portion defining a clearance between the counter electrodes
JP3481074B2 (ja) 液晶表示素子
KR20020041776A (ko) 액정표시장치 및 그 제조방법
JPH0954341A (ja) アクティブマトリックス型液晶表示素子
JP2856188B2 (ja) アクティブマトリクス液晶表示パネル
JP3522095B2 (ja) 液晶表示素子
JP3730940B2 (ja) 液晶表示装置及びその製造方法及びその駆動方法
US20060109408A1 (en) Liquid crystal display apparatus
JP2000047256A (ja) 液晶表示素子
JP3164987B2 (ja) アクティブマトリックス型液晶表示素子
JP2008157997A (ja) 液晶装置及び電子機器
JP2000035590A (ja) 液晶表示素子およびその製造方法
JP3759426B2 (ja) 液晶表示素子
JP3592704B2 (ja) アクティブマトリックス型液晶表示装置
JP3429411B2 (ja) アクティブマトリックス型液晶表示素子
JP2000056336A (ja) アクティブマトリックス型液晶表示装置
JP4215708B2 (ja) アクティブマトリクス型液晶表示装置
JP2945893B1 (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040206