JP2006276582A - Liquid crystal display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画素スイッチング用の薄膜トランジスタ(以下、TFT(Thin Film Transistor)という)および画素電極を備えた画素が複数の副画素に分割された液晶表示装置に関するものである。 The present invention relates to a liquid crystal display device in which a pixel having a thin film transistor for pixel switching (hereinafter referred to as TFT (Thin Film Transistor)) and a pixel electrode is divided into a plurality of subpixels.
液晶表示装置において、1つの画素を複数の副画素に分割し、各副画素の液晶層に印加する電圧を変化させることによって、広い視野角で良好な多階調表示をさせて視角特性を改善する技術は、画素分割法と称せられる従来技術として周知である。このような画素分割法は、例えば、画素スイッチング素子としてTFTを用いた液晶表示装置において、各画素に補助容量とは別に制御容量を形成することにより実現されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献に記載の技術のように、各画素に補助容量とは別に制御容量を形成した場合には、画素内に制御容量を追加した分、画素内において表示光が出射される領域の比率(画素開口率)が低下し、明るい表示を行えなくなるという問題点がある。 However, in the case where a control capacitor is formed in each pixel separately from the auxiliary capacitor as in the technique described in the above-mentioned patent document, a region where display light is emitted in the pixel by the amount of the control capacitor added in the pixel. Ratio (pixel aperture ratio) decreases, and there is a problem that bright display cannot be performed.
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることのできる液晶表示装置を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of suppressing a decrease in pixel aperture ratio even when viewing angle characteristics are improved by pixel division.
上記課題を解決するために、本発明では、複数の走査線と複数のデータ線との交差に対応して設けられた複数の画素を備え、当該画素は、画素スイッチング用の薄膜トランジスタを介して前記データ線に電気的に接続する液晶容量と、該液晶容量に並列に電気的に接続された補助容量とを備えた液晶表示装置において、前記補助容量は、直列に接続された複数の副補助容量に分割され、前記液晶容量は、前記複数の副補助容量によって容量分割された電圧が印加される複数の副液晶容量に分割され、前記画素は、前記複数の副補助容量の各々に対応する複数の副画素に分割されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention includes a plurality of pixels provided corresponding to intersections of a plurality of scanning lines and a plurality of data lines, and the pixels are arranged through the thin film transistor for pixel switching. In a liquid crystal display device including a liquid crystal capacitor electrically connected to a data line and an auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor, the auxiliary capacitor includes a plurality of sub auxiliary capacitors connected in series. The liquid crystal capacitor is divided into a plurality of sub liquid crystal capacitors to which a voltage divided by the plurality of sub auxiliary capacitors is applied, and the pixel corresponds to each of the plurality of sub auxiliary capacitors. It is characterized by being divided into sub-pixels.
本発明では、画素を複数の副画素に分割することによって視角特性を改善するにあたり、液晶容量に並列に電気的に接続される補助容量を複数の副補助容量に分割し、複数の補助容量によって容量分割された電圧が複数の副液晶容量に印加されるように構成してある。このため、補助容量の他に制御容量を追加する必要がない。従って、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができる。 In the present invention, in order to improve the viewing angle characteristics by dividing a pixel into a plurality of sub-pixels, an auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor is divided into a plurality of sub-auxiliary capacitors, and the plurality of auxiliary capacitors are used. The divided voltage is applied to a plurality of sub liquid crystal capacitors. For this reason, it is not necessary to add a control capacity in addition to the auxiliary capacity. Therefore, even when the viewing angle characteristic is improved by pixel division, it is possible to suppress a decrease in the pixel aperture ratio.
本発明において、液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板を有し、前記素子基板には、前記走査線、前記データ線、前記TFT、前記複数の副補助容量、および前記複数の副画素に対応する複数の副画素電極が形成され、前記対向基板には、前記複数の副画素電極の各々との間に前記複数の副液晶容量を構成する対向電極が形成されている。すなわち、本発明は、IPSモード(In−Plane Switching)以外の各種液晶を用いた液晶表示装置に適用することができる。 In the present invention, the device substrate includes an element substrate and a counter substrate which are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. The element substrate includes the scanning line, the data line, the TFT, the plurality of sub-auxiliary capacitors, and the plurality of sub-capacitors. A plurality of subpixel electrodes corresponding to the subpixels are formed, and a counter electrode constituting the plurality of sub liquid crystal capacitors is formed between each of the plurality of subpixel electrodes on the counter substrate. That is, the present invention can be applied to a liquid crystal display device using various liquid crystals other than the IPS mode (In-Plane Switching).
また、IPSモードなどの横電界を利用する場合には、液晶層を挟んで対向配置された素子基板および対向基板のうち、前記素子基板の方に、前記走査線、前記データ線、前記TFT、前記複数の副補助容量、前記複数の副液晶容量に対応する複数の副画素電極、および当該複数の副画素電極の各々との間に前記複数の副液晶容量を構成する共通電極を形成すればよい。 Further, when a lateral electric field such as IPS mode is used, the scanning substrate, the data line, the TFT, And forming a plurality of sub-auxiliary capacitors, a plurality of sub-pixel electrodes corresponding to the plurality of sub-liquid crystal capacitors, and a common electrode constituting the plurality of sub-liquid crystal capacitors between each of the plurality of sub-pixel electrodes. Good.
本発明において、前記素子基板上には複数の絶縁層が積層されているとともに、当該複数の絶縁層の下層、層間および上層の各々に導電層が形成され、前記複数の副補助容量はいずれも、前記複数の導電層のうち、絶縁層を挟んで対向する2つの導電層を下電極および上電極として構成され、前記複数の副補助容量のうち、下層側に形成された下層側副補助容量の上電極と、当該下層側副補助容量の上層に形成された上層側副補助容量の下電極とは、共通の導電層からなることが好ましい。このように構成すると、複数の副補助容量を構成するための導電層が少なくて済むため、TFTなどを構成する複数の導電層と同時形成された導電層のみで2つの副補助容量を構成でき、さらに多数の副補助容量を構成する場合でも、追加すべき導電層の数が少なくて済む。また、下層側副補助容量と上層側副補助容量とを平面的に重なる領域に形成できるので、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができる。 In the present invention, a plurality of insulating layers are stacked on the element substrate, and a conductive layer is formed in each of a lower layer, an interlayer, and an upper layer of the plurality of insulating layers. The lower conductive sub-capacitor formed on the lower layer side of the plurality of sub-auxiliary capacitors is configured such that two conductive layers facing each other across the insulating layer among the plurality of conductive layers are configured as a lower electrode and an upper electrode. The upper electrode and the lower electrode of the upper sub-capacitor formed above the lower sub-capacitor are preferably made of a common conductive layer. With this configuration, the number of conductive layers for forming a plurality of sub-auxiliary capacitors can be reduced, so that two sub-auxiliary capacitors can be formed only by a conductive layer formed simultaneously with a plurality of conductive layers constituting a TFT or the like. Even when a larger number of auxiliary storage capacitors are formed, the number of conductive layers to be added can be reduced. In addition, since the lower side sub-auxiliary capacitor and the upper layer side auxiliary auxiliary capacitor can be formed in a region overlapping in a planar manner, even when the viewing angle characteristic is improved by pixel division, it is possible to suppress a decrease in the pixel aperture ratio.
本発明において、前記複数の副補助容量を構成する複数の導電層には、前記TFTのゲート電極と同層位置に形成された導電層、前記TFTのソース電極と同層位置に形成された導電層、および前記複数の副画素電極の全てが含まれていることが好ましい。このように構成すると、これらの導電層で2つの副補助容量を構成することができるので、画素を2分割した場合には、新たな導電層が一切、不要である。 In the present invention, the plurality of conductive layers constituting the plurality of auxiliary storage capacitors include a conductive layer formed at the same layer position as the gate electrode of the TFT and a conductive layer formed at the same layer position as the source electrode of the TFT. Preferably, the layer and all of the plurality of subpixel electrodes are included. With such a configuration, two sub-auxiliary capacitors can be formed by these conductive layers. Therefore, when the pixel is divided into two, no new conductive layer is required.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために縮尺が各層や各部材ごとに異なる場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each drawing to be referred to, the scale may be different for each layer or each member in order to make the size recognizable on the drawing.
[実施の形態1]
(液晶表示装置の基本構成)
図1は、画素スイッチング素子としてTFTを用いた液晶表示装置の基本的な電気的構成を示すブロック図である。
[Embodiment 1]
(Basic configuration of liquid crystal display device)
FIG. 1 is a block diagram showing a basic electrical configuration of a liquid crystal display device using TFTs as pixel switching elements.
図1に示す液晶表示装置1は、画素スイッチング素子としてTFTを用いたアクティブマトリクス型液晶表示装置であり、データ線6aと走査線3aとの交差に対応する各々の位置に画素Pを備えている。これらの画素Pの各々には、画素電極9を制御するための画素スイッチング用のTFT30が形成されており、画像信号を供給するデータ線6aが当該TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号は、データ線駆動回路102から供給される。また、TFT30のゲートには走査線3aが電気的に接続されており、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号が走査線駆動回路103から供給される。画素電極9は、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線6aから供給される画像信号を各画素に所定のタイミングで書き込む。ここで、画素電極9は、後述する対向電極との間に液晶容量Lを構成しており、画素電極9を介して液晶容量Lに書き込まれた所定レベルの画像信号は、一定期間保持される。また、保持された画像信号がリークするのを防ぐことを目的に、液晶容量Lと並列に補助容量Cを付加することがある。この補助容量Cによって、画素電極9の電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ保持される。これにより、液晶容量Lにおける電荷の保持特性が改善され、コントラスト比の高い表示を行うことのできる電気光学装置が実現できる。なお、補助容量Cを形成する方法としては、容量線3bを利用する他、前段の走査線3aからの延設部分を利用することができるが、以下の説明では、容量線3bを利用した構成を説明する。
A liquid crystal display device 1 shown in FIG. 1 is an active matrix liquid crystal display device using TFTs as pixel switching elements, and includes pixels P at respective positions corresponding to intersections of
(画素構成)
図2、図3および図4は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置の画素1つ分の等価回路図、この液晶表示装置の画素1つ分の断面図、および素子基板の画素1つ分の平面図である。なお、図3は、図4のA1−B1線での断面図に相当する。また、図4には、データ線と同時形成された導電膜に対しては右上がりの斜線を付し、走査線と同時形成された導電膜に対しては、右下がりの斜線を付し、画素電極については一点鎖線で示してある。
(Pixel configuration)
2, 3 and 4 are equivalent circuit diagrams of one pixel of the liquid crystal display device according to the first embodiment of the present invention, a cross-sectional view of one pixel of the liquid crystal display device, and a pixel of the element substrate. It is a top view for one. 3 corresponds to a cross-sectional view taken along line A1-B1 of FIG. Also, in FIG. 4, a conductive film formed simultaneously with the data line is given a slanting line rising to the right, and a conductive film formed simultaneously with the scanning line is given a slanting line descending to the right. The pixel electrode is indicated by a one-dot chain line.
図2に示すように、本形態では、補助容量Cは、直列に接続された2つの副補助容量C1、C2に分割され、液晶容量Lは、2つの副補助容量C1、C2によって容量分割された電圧が印加される2つの副液晶容量L1、L2に分割されている。従って、画素Pは、2つの副液晶容量L1、L2の各々対応する2つの副画素P1、P2に分割されている。2つの副液晶容量L1、L2のうち、第1の副液晶容量L1は、2つの副補助容量C1、C2からなる補助容量Cに並列に電気的に接続し、第2の副液晶容量L2は、2つの副補助容量C1、C2のうち、第2の副補助容量C2に並列に電気的に接続している状態にある。 As shown in FIG. 2, in this embodiment, the auxiliary capacitor C is divided into two auxiliary auxiliary capacitors C1 and C2 connected in series, and the liquid crystal capacitor L is divided by two auxiliary auxiliary capacitors C1 and C2. The sub-liquid crystal capacitors L1 and L2 to which a voltage is applied are divided. Accordingly, the pixel P is divided into two sub-pixels P1 and P2 corresponding to the two sub-liquid crystal capacitors L1 and L2, respectively. Of the two sub liquid crystal capacitors L1 and L2, the first sub liquid crystal capacitor L1 is electrically connected in parallel to the auxiliary capacitor C including the two sub auxiliary capacitors C1 and C2, and the second sub liquid crystal capacitor L2 is Of the two auxiliary auxiliary capacitors C1, C2, the second auxiliary auxiliary capacitor C2 is electrically connected in parallel.
このように構成した液晶表示装置1では、TFT30がオンした際、データ線6aの電位が第1の副補助容量C1と第2の副補助容量C2とによって分割され、第2の副補助容量C2および第2の副液晶容量L2には、同一の画素P内に形成された第1の副補助容量C1および第1の副液晶容量L2と比較して低い電位が印加される。それ故、第1の副液晶容量L1に対応する第1の副画素P1の視角特性と、第2の副液晶容量L2に対応する第2の副画素P2の視角特性が補完し合う結果、視角特性の向上が図られる。
In the liquid crystal display device 1 configured as described above, when the
本形態の液晶表示装置1を構成するにあたっては、図3に示すように、素子基板10と対向基板20とが対向配置され、かつ、これらの基板間に液晶層2が保持されている。本形態では、液晶層2には、後述するIPSモード以外の全ての液晶、例えば、TN液晶、ECBモードの液晶、ゲストホストタイプの液晶、垂直配向の液晶が用いられるので、対向基板20には、ITO層からなる対向電極21、および配向膜22がこの順に形成されている。
In configuring the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
このような液晶表示装置1における素子基板10の平面構成は、図4に示すように表され、データ線6aと交差する方向に走査線3aが形成されるとともに、走査線3aと並列して容量線3bが形成されている。データ線6aは、TFT30のソース電極6bと一体に形成され、走査線3aは、TFT30のゲート電極3cと一体に構成されている。
The planar configuration of the
容量線3bと平面的に重なる領域には、制御電極6cが形成され、制御電極6と容量線3bとの間に第2の副補助容量C2が形成されている。
A
TFT30のドレイン領域には、ドレイン電極6dを介して第1の副画素P1(第1の副液晶容量L1)を形成するための第1の副画素電極91が電気的に接続され、この第1の副画素電極91の一部は制御電極6cと平面的に重なって第1の副補助容量C1を形成している。また、画素Pには、第2の副画素P2(第2の副液晶容量L2)を形成するための第2の副画素電極92が形成され、第2の副画素電極92は、制御電極6cにコンタクトホール42bを介して接続している。
A
このように構成した素子基板20の断面構成は、図3に示すように、素子基板10の下層側から上層側に向かって、TFT30のゲート電極3c、厚さが約300nmのシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁膜41、厚さが約150nmのシリコン膜などからなる半導体膜5、ソース電極6b、厚さが約180nmのシリコン窒化膜などからなる層間絶縁膜42、画素電極9、配向膜19が積層された構造になっている。ゲート電極3cと同層位置(ゲート絶縁膜41の下層)には、容量線3bが形成され、これらの導電層はいずれも、例えば、厚さが約250nmのアルミニウム層と、厚さが約250nmのモリブデン層との積層体として構成されている。また、ソース電極6bと同層位置(ゲート絶縁膜41と層間絶縁膜42の層間)には、ドレイン電極6dおよび制御電極6cが形成され、これらの導電層はいずれも、例えば、厚さが約250nmのアルミニウム層と、厚さが約250nmのモリブデン層との積層体として構成されている。さらに、層間絶縁膜42の上層側には、画素電極9として、第1の副画素電極91および第2の副画素電極92が形成され、これらの導電層はいずれも、例えば、厚さが約50nmのITOによって構成されている。
As shown in FIG. 3, the cross-sectional configuration of the
第1の副画素電極91は、層間絶縁膜42のコンタクトホール42aを介してドレイン電極6dに電気的に接続し、第2の副画素電極92は、層間絶縁膜42のコンタクトホール42bを介して制御電極6cに電気的に接続している。なお、半導体膜5のソース電極6bと接する領域、およびドレイン領域と接する領域は、高濃度の不純物がドープされた、厚さが約50nmの高濃度n型半導体層51、52が形成されている。
The
このように構成した液晶表示装置1では、容量線3b、ゲート絶縁膜41、制御電極6c、層間絶縁膜42、第1の副画素電極91が平面的に重なる領域で積層されている。従って、容量線3bと第1の副画素電極91との間には保持容量Cが構成され、かつ、保持容量Cは、第1の副補助容量C1と第2の副補助容量C2とに分割されている。ここで、第2の副補助容量C2は、容量線3bを下電極とし、ゲート絶縁膜41を誘電体層とし、制御電極6cを上電極としており、第1の副補助容量C1は、制御電極6cを下電極とし、層間絶縁膜42を誘電体層とし、第1の副画素電極91を上電極としている。
In the liquid crystal display device 1 configured as described above, the
従って、第2の副補助容量C2を下層側副補助容量とし、第1の副補助容量C1を上層側副補助容量とみなしたとき、下層側副補助容量(第2の副補助容量C2)の上電極と、上層側副補助容量(第1の副補助容量C1)の下電極とは、共通の導電層(制御電極6c)によって構成されている。
Therefore, when the second sub-auxiliary capacitor C2 is a lower-layer side sub-auxiliary capacitor and the first sub-auxiliary capacitor C1 is regarded as an upper-layer side sub-auxiliary capacitor, The upper electrode and the lower electrode of the upper sub-capacitor (first sub-auxiliary capacitor C1) are configured by a common conductive layer (
また、本形態の液晶表示装置1では、第1の副画素電極91と対向電極21との間に第1の副液晶容量L1が構成され、第2の副画素電極92と対向電極21との間に第2の副液晶容量L2が構成されている。ここで、容量線3bは、対向電極21と同一の電位に保持されるので、副液晶容量91、92と、副補助容量C1、C2との電気的な接続は、図2を参照して説明したとおりである。
Further, in the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the first sub liquid crystal capacitor L1 is configured between the first
(製造方法)
このような液晶表示装置1を製造するにあたって、素子基板10は概ね、以下の工程
ゲート電極3c、容量線3bの形成工程
ゲート絶縁膜41の形成工程
半導体膜5の形成工程
高濃度n型半導体層51、52の形成工程
ソース電極6b、制御電極6c、ドレイン電極6c、の形成工程
層間絶縁膜42の形成工程
コンタクトホール42a、42bの形成工程
副画素電極91、92の形成工程
により製造でき、画素分割を行わない場合と同様、5回のフォトリソグラフィ工程で済む。すなわち、フォトリソグラフィ工程で用いるマスクパターンを一部変更するだけで、画素分割を採用した液晶表示装置1を製造できる。
(Production method)
In manufacturing such a liquid crystal display device 1, the
(本形態の効果)
以上説明したように、本形態では、画素分割を行うにあたって、液晶容量Lに並列に電気的に接続される補助容量Cを複数の副補助容量C1、C2に分割し、複数の副補助容量C1、C2によって容量分割された電圧が複数の副液晶容量L1、L2に印加されるように構成してあるため、補助容量Cの他に制御容量を追加する必要がない。従って、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができる。
(Effect of this embodiment)
As described above, in the present embodiment, when performing pixel division, the auxiliary capacitor C electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor L is divided into a plurality of sub auxiliary capacitors C1 and C2, and a plurality of sub auxiliary capacitors C1. , The voltage divided by C2 is applied to the plurality of sub liquid crystal capacitors L1 and L2, so that it is not necessary to add a control capacitor in addition to the auxiliary capacitor C. Therefore, even when the viewing angle characteristic is improved by pixel division, it is possible to suppress a decrease in the pixel aperture ratio.
また、2つの副補助容量C1、C2はいずれも、絶縁層を挟んで対向する2つの導電層を下電極および上電極として構成され、下層側副補助容量(第2の副補助容量C2)の上電極と、上層側副補助容量(第1の副補助容量C1)の下電極とは、共通の導電層(制御電極6c)によって構成されている。このため、2つの副補助容量C1、C2を構成するための導電層が少なくて済むため、TFT30などを構成する複数の導電層と同時形成された導電層のみで2つの副補助容量C1、C2を構成できる。また、下層側副補助容量(第2の副補助容量C2)と、上層側副補助容量(第1の副補助容量C1)とを平面的に重なる領域に形成できるので、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができる。
In addition, each of the two sub auxiliary capacitors C1 and C2 includes two conductive layers opposed to each other with the insulating layer interposed therebetween as a lower electrode and an upper electrode, and the lower sub auxiliary capacitor (second sub auxiliary capacitor C2). The upper electrode and the lower electrode of the upper sub-capacitor (first sub-auxiliary capacitor C1) are configured by a common conductive layer (
[実施の形態2]
図5、図6および図7は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置の画素1つ分の等価回路図、この液晶表示装置の画素1つ分の断面図、および素子基板の画素1つ分の平面図である。なお、図6は、図7のA2−B2線での断面図に相当する。また、図7には、データ線と同時形成された導電膜に対しては右上がりの斜線を付し、走査線と同時形成された導電膜に対しては、右下がりの斜線を付し、画素電極については一点鎖線で示してある。本形態の液晶表示装置は、基本的な構成が実施の形態1と同様であるため、共通する機能を有する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
5, 6 and 7 are equivalent circuit diagrams of one pixel of the liquid crystal display device according to the second embodiment of the present invention, a sectional view of one pixel of the liquid crystal display device, and a pixel of the element substrate. It is a top view for one. 6 corresponds to a cross-sectional view taken along line A2-B2 of FIG. Further, in FIG. 7, a conductive film formed simultaneously with the data line is given a slanting line rising to the right, and a conductive film formed simultaneously with the scanning line is given a slanting line descending to the right. The pixel electrode is indicated by a one-dot chain line. Since the basic structure of the liquid crystal display device of this embodiment is the same as that of Embodiment Mode 1, portions having common functions are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
図5に示すように、本形態の液晶表示装置1は、複数の画素Pの各々に液晶容量Lおよび補助容量Cを備えており、補助容量Cは、直列に接続された3つの副補助容量C1、C2、C3に分割され、液晶容量Lは、3つの副補助容量C1、C2、C3によって容量分割された電圧が印加される3つの副液晶容量L1、L2、L3に分割されている。従って、画素Pは、3つの副液晶容量L1、L2、L3の各々対応する3つの副画素P1、P2、P3に分割されている。3つの副液晶容量L1、L2、L3のうち、第1の副液晶容量L1は、3つの副補助容量C1、C2、C3を合成した容量に並列に電気的に接続し、第2の副液晶容量L2は、2つの副補助容量C2、C3を合成した容量に並列に電気的に接続し、第3の副液晶容量L3は、第3の副補助容量C3に並列に電気的に接続している状態にある。 As shown in FIG. 5, the liquid crystal display device 1 of this embodiment includes a liquid crystal capacitor L and an auxiliary capacitor C in each of a plurality of pixels P, and the auxiliary capacitor C includes three sub auxiliary capacitors connected in series. The liquid crystal capacitor L is divided into three sub liquid crystal capacitors L1, L2, and L3 to which voltages divided by the three sub auxiliary capacitors C1, C2, and C3 are applied. Accordingly, the pixel P is divided into three sub-pixels P1, P2, and P3 corresponding to the three sub-liquid crystal capacitors L1, L2, and L3, respectively. Of the three sub-liquid crystal capacitors L1, L2, and L3, the first sub-liquid crystal capacitor L1 is electrically connected in parallel to a capacitor that is a combination of the three sub-auxiliary capacitors C1, C2, and C3. The capacitor L2 is electrically connected in parallel to the combined capacitor of the two auxiliary auxiliary capacitors C2 and C3, and the third auxiliary liquid crystal capacitor L3 is electrically connected in parallel to the third auxiliary auxiliary capacitor C3. Is in a state of being.
このように構成した液晶表示装置1では、TFT30がオンした際、データ線6aの電位が3つの副補助容量C1、C2、C3とによって分割され、以下の高低で示す電位
第3の副補助容量C3および第3の副液晶容量L3
<第2の副補助容量C2および第2の副液晶容量L2
<第1の副補助容量C1および第1の副液晶容量L1
が印加されることになる。
In the liquid crystal display device 1 configured as described above, when the
<Second sub-auxiliary capacitor C2 and second sub-liquid crystal capacitor L2
<First Sub-Auxiliary Capacitor C1 and First Sub-Liquid Crystal Capacitor L1
Will be applied.
このように本形態では、画素分割を行うにあたって、液晶容量Lに並列に電気的に接続される補助容量Cを複数の副補助容量C1、C2、C3に分割し、複数の副補助容量C1、C2、C3によって容量分割された電圧が複数の副液晶容量L1、L2、L3に印加されるように構成してあるため、補助容量Cの他に制御容量を追加する必要がない。従って、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができる。 As described above, in this embodiment, when performing pixel division, the auxiliary capacitor C electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor L is divided into a plurality of sub auxiliary capacitors C1, C2, and C3, and a plurality of sub auxiliary capacitors C1, Since the voltage divided by C2 and C3 is applied to the plurality of sub liquid crystal capacitors L1, L2, and L3, it is not necessary to add a control capacitor in addition to the auxiliary capacitor C. Therefore, even when the viewing angle characteristic is improved by pixel division, it is possible to suppress a decrease in the pixel aperture ratio.
本形態の液晶表示装置1を構成するにあたっては、図6に示すように、素子基板10と対向基板20とが対向配置され、かつ、これらの基板間に液晶層2が保持されている。本形態では、液晶層2には、後述するIPSモード以外の全ての液晶が用いられるので、対向基板20には、ITO層からなる対向電極21、および配向膜29がこの順に形成されている。
In configuring the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, as shown in FIG. 6, the
このような液晶表示装置1における素子基板10の平面構成は、図7に示すように表される。データ線6a、走査線3a、TFT30などの構成は、実施の形態1と同様であるため、説明を省略するが、容量線3bと平面的に重なる領域には、第1の制御電極6cが形成され、第3の副補助容量C3が形成されている。第1の制御電極6cと平面的に重なる領域には、第2の制御電極7cが形成され、第2の副補助容量C2が形成されている。
The planar configuration of the
ここで、画素Pには、第1の副画素P1(第1の副液晶容量L1)を形成するため第1の副画素電極91が電気的に接続され、この第1の副画素電極91の一部は第2の制御電極7cと平面的に重なって第1の副補助容量C1を形成している。また、画素Pには、第2の副画素P2(第2の副液晶容量L2)を形成するための第2の副画素電極92が形成され、第2の副画素電極92は、第2の制御電極4cにコンタクトホール43bを介して接続している。さらに、画素Pには、第3の副画素P3(第3の副液晶容量L3)を形成するための第3の副画素電極93が形成され、第3の副画素電極92は、第1の制御電極6cにコンタクトホール43cを介して接続している。
Here, a
このように構成した素子基板20の断面構成は、図7に示すように、素子基板10の下層側から上層側に向かって、TFT30のゲート電極3c、厚さが約300nmのシリコン窒化膜などからなるゲート絶縁膜41、厚さが約150nmのシリコン膜などからなる半導体膜5、ソース電極6b、厚さが約180nmのシリコン窒化膜などからなる第1の層間絶縁膜42、第2の制御電極7c、厚さが約180nmのシリコン窒化膜などからなる第2の層間絶縁膜43、画素電極9、配向膜19が積層された構造になっている。
As shown in FIG. 7, the cross-sectional configuration of the
ここで、ゲート電極3cと同層位置(ゲート絶縁膜41の下層)には、容量線3bが形成され、これらの導電層はいずれも、例えば、厚さが約250nmのアルミニウム層と、厚さが約250nmのモリブデン層との積層体として構成されている。また、ソース電極6bと同層位置(ゲート絶縁膜41と層間絶縁膜42の層間)には、ドレイン電極6dおよび第1の制御電極6cが形成され、これらの導電層はいずれも、例えば、厚さが約250nmのアルミニウム層と、厚さが約250nmのモリブデン層との積層体として構成されている。さらに、層間絶縁膜42の上層側には、画素電極9として、第1の副画素電極91、第2の副画素電極92、および第3の副画素電極93が形成され、これらの導電層はいずれも、例えば、厚さが約50nmのITOによって構成されている。なお、第2の制御電極7cも、例えば、厚さが約250nmのアルミニウム層と、厚さが約250nmのモリブデン層との積層体として構成されている。
Here, at the same layer position as the
第1の副画素電極91は、層間絶縁膜42、43のコンタクトホール43aを介してドレイン電極6dに電気的に接続し、第2の副画素電極92は、第2の層間絶縁膜43のコンタクトホール43bを介して第2の制御電極7cに電気的に接続し、第3の副画素電極93は、層間絶縁膜42、43のコンタクトホール43cを介して第1の制御電極6cに電気的に接続している。
The
このように構成した液晶表示装置1では、容量線3b、ゲート絶縁膜41、第1の制御電極6c、第1の層間絶縁膜42、第2の制御電極7c、第2の層間絶縁膜43、第1の副画素電極91が平面的に重なる領域で積層されている。従って、容量線3bと第1の副画素電極91との間には保持容量Cが構成され、かつ、保持容量Cは、3つの副補助容量C1、C2、C3に分割されている。ここで、第3の副補助容量C3は、容量線3bを下電極とし、ゲート絶縁膜41を誘電体層とし、第1の制御電極6cを上電極としており、第2の副補助容量C1は、第1の制御電極6cを下電極とし、層間絶縁膜42を誘電体層とし、第2の制御電極7cを上電極としており、第1の副補助容量C1は、第2の制御電極7cを下電極とし、第2の層間絶縁膜43を誘電体層とし、第1の副画素電極91を上電極としている。従って、下層側に位置する副補助容量と、上層側に位置する副補助容量とは、電極を共有しているので、3つの副補助容量C1、C2、C3を構成する場合でも、導電層が少なくて済む。しかも、3つの副補助容量C1、C2、C3を平面的に重なる領域に形成できるので、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができる。
In the liquid crystal display device 1 configured as described above, the
[実施の形態3]
図8は、本発明の実施の形態3に係る液晶表示装置の平面図であり、データ線と同時形成された導電膜に対しては右上がりの斜線を付し、走査線と同時形成された導電膜に対しては、右下がりの斜線を付し、画素電極については一点鎖線で示してある。
[Embodiment 3]
FIG. 8 is a plan view of the liquid crystal display device according to the third embodiment of the present invention. The conductive film formed simultaneously with the data lines is shown with a diagonal line rising to the right and formed simultaneously with the scanning lines. The conductive film is shown with a slanting line to the right and the pixel electrode is shown with a one-dot chain line.
本形態の液晶表示装置1は、実施の形態1において図2を参照して説明したように、補助容量Cは、直列に接続された2つの副補助容量C1、C2に分割され、液晶容量Lは、2つの副補助容量C1、C2によって容量分割された電圧が印加される2つの副液晶容量L1、L2に分割されている。従って、画素Pは、2つの副液晶容量L1、L2の各々対応する2つの副画素P1、P2に分割されている。 In the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, as described with reference to FIG. 2 in the first embodiment, the auxiliary capacitor C is divided into two sub auxiliary capacitors C1 and C2 connected in series, and the liquid crystal capacitor L Is divided into two sub liquid crystal capacitors L1 and L2 to which a voltage divided by two sub auxiliary capacitors C1 and C2 is applied. Accordingly, the pixel P is divided into two sub-pixels P1 and P2 corresponding to the two sub-liquid crystal capacitors L1 and L2, respectively.
本形態の液晶表示装置1を構成するにあたっては、素子基板と対向基板とが対向配置され、かつ、これらの基板間に液晶層が保持されている。本形態では、液晶層にはIPS(In−Plane Switching)モードの液晶が用いられているため、対向基板には、ITO層からなる対向電極が形成されているが、配向膜は形成されていない。 In configuring the liquid crystal display device 1 of the present embodiment, the element substrate and the counter substrate are arranged to face each other, and a liquid crystal layer is held between these substrates. In this embodiment, since an IPS (In-Plane Switching) mode liquid crystal is used for the liquid crystal layer, a counter electrode made of an ITO layer is formed on the counter substrate, but no alignment film is formed. .
このような液晶表示装置1において、素子基板10に副補助容量C1、C2を構成するための断面構成は、実施の形態1と略同様であるが、IPSモードでは、液晶に水平方向の電界を印加するため、副液晶容量L1、L2(副画素P1、P2)を構成する副画素電極91、92に対向する共通電極も、素子基板20の方に形成する必要がある。従って、本形態の液晶表示装置1において、素子基板10は、図8に示す平面構成を有している。
In such a liquid crystal display device 1, the cross-sectional configuration for configuring the auxiliary storage capacitors C1 and C2 on the
図8において、データ線6aと交差する方向に走査線3aが形成されるとともに、走査線3aと並列して容量線3bが形成されている。データ線6aは、TFT30のソース電極6bと一体に形成され、走査線3aは、TFT30のゲート電極3cと一体に構成されている。また、容量線3bと平面的に重なる領域には、制御電極6cが形成され、制御電極6と容量線3bとの間に第2の副補助容量C2が形成されている。TFT30のドレイン領域には、ドレイン電極6dを介して第1の副画素P1(第1の副液晶容量L1)を形成するための第1の副画素電極91が電気的に接続され、この第1の副画素電極91の一部は制御電極6cと平面的に重なって第1の副補助容量C1を形成している。また、画素Pには、第2の副画素P2(第2の副液晶容量L2)を形成するための第2の副画素電極92が形成され、第2の副画素電極92は、制御電極6cにコンタクトホール42bを介して接続している。
In FIG. 8, a
本形態では、容量線3bの一部を櫛歯状に形成し、櫛歯状の共通電極3fが形成されている。また、第1の副画素電極91および第2の副画素電極92は、櫛歯状の共通電極3fと横方向で対向するように、櫛歯状の共通電極3fの間に向けて櫛歯状に形成されている。従って、第1の副画素電極91と共通電極3fとの間に第1の副液晶容量L1(第1の副画素P2)が構成され、第2の副画素電極92と共通電極3fとの間に第2の副液晶容量L2(第1の副画素P2)が構成されている。なお、本形態では、第1の副画素電極91には、制御電極6cと平面的に重なって第1の副補助容量C1を形成するための矩形部分が櫛歯部分の先端に形成されている。
In this embodiment, a part of the
このように構成したIPSモードの液晶表示装置1でも、画素分割を行うにあたって、液晶容量Lに並列に電気的に接続される補助容量Cを複数の副補助容量C1、C2に分割し、複数の副補助容量C1、C2によって容量分割された電圧が複数の副液晶容量L1、L2に印加されるように構成してあるため、補助容量Cの他に制御容量を追加する必要がない。従って、画素分割によって視角特性を改善した場合でも、画素開口率の低下を抑えることができるなど、実施の形態1と同様な効果を奏する。 Even in the IPS mode liquid crystal display device 1 configured as described above, when performing pixel division, the auxiliary capacitor C that is electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor L is divided into a plurality of sub auxiliary capacitors C1 and C2. Since the voltage divided by the auxiliary auxiliary capacitors C1 and C2 is applied to the plurality of auxiliary liquid crystal capacitors L1 and L2, there is no need to add a control capacitor in addition to the auxiliary capacitor C. Therefore, even when the viewing angle characteristic is improved by pixel division, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, such as the reduction in the pixel aperture ratio can be suppressed.
また、本形態ではIPSモードを用いたが、それに限る必要は無く、同じく横電界を用いるFFS(Fringe Field Switching)などでも同様に用いることができる。 In this embodiment, the IPS mode is used. However, the present invention is not limited to this, and FFS (Fringe Field Switching) using a horizontal electric field can be used in the same manner.
[電子機器への搭載例]
本発明を適用した電気光学装置は、携帯電話機やモバイル型のパーソナルコンピュータの他、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)、エンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルなどの電子機器に適用できる他、30インチを越えるような大画面を備えた電子機器を構成するのに用いることもできる。
[Example of mounting on electronic devices]
The electro-optical device to which the present invention is applied includes a personal computer (PC), an engineering work station (EWS), a pager, a word processor, a television, a viewfinder type or a monitor in addition to a mobile phone or a mobile personal computer. In addition to being applicable to electronic devices such as direct-view video tape recorders, electronic notebooks, electronic desk calculators, car navigation devices, POS terminals, touch panels, etc., they are used to construct electronic devices with large screens exceeding 30 inches. You can also.
1・・液晶表示装置、2・・液晶層、3a・・走査線、3b・・容量線、3c・・ゲート電極、3f・・櫛歯状の共通電極、5・・半導体膜、6a・・データ線、6b・・ソース電極、6c、7c・・制御電極、6d・・ドレイン電極、9・・画素電極、10・・素子基板、20対向基板、21対向電極、30・・TFT、41・・ゲート絶縁膜、42、43・・層間絶縁膜、91、92、93・・副画素電極、C・・補助容量、C1、C2、C3・・副補助容量、L・・液晶容量、L1、L2、L3・・副液晶容量、P・・画素、P1、P2、P3・・副画素
1 .... Liquid
Claims (5)
前記補助容量は、直列に接続された複数の副補助容量に分割され、
前記液晶容量は、前記複数の副補助容量によって容量分割された電圧が印加される複数の副液晶容量に分割され、
前記画素は、前記複数の副補助容量の各々に対応する複数の副画素に分割されていることを特徴とする液晶表示装置。 A plurality of pixels provided corresponding to intersections of the plurality of scanning lines and the plurality of data lines, the pixels including a liquid crystal capacitor electrically connected to the data lines via a pixel switching thin film transistor; In a liquid crystal display device comprising an auxiliary capacitor electrically connected in parallel to the liquid crystal capacitor,
The auxiliary capacity is divided into a plurality of sub auxiliary capacity connected in series,
The liquid crystal capacitor is divided into a plurality of sub liquid crystal capacitors to which a voltage divided by the plurality of sub auxiliary capacitors is applied,
The liquid crystal display device, wherein the pixel is divided into a plurality of sub-pixels corresponding to each of the plurality of sub-auxiliary capacitors.
前記素子基板には、前記走査線、前記データ線、前記薄膜トランジスタ、前記複数の副補助容量、および前記複数の副画素に対応する複数の副画素電極が形成され、
前記対向基板には、前記複数の副画素電極の各々との間に前記複数の副液晶容量を構成する対向電極が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。 It has an element substrate and a counter substrate that are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween,
A plurality of subpixel electrodes corresponding to the scanning lines, the data lines, the thin film transistors, the plurality of sub-auxiliary capacitors, and the plurality of subpixels are formed on the element substrate,
2. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a counter electrode constituting the plurality of sub-liquid crystal capacitors is formed between the counter substrate and each of the plurality of sub-pixel electrodes.
前記素子基板には、前記走査線、前記データ線、前記薄膜トランジスタ、前記複数の副補助容量、前記複数の副画素に対応する複数の副画素電極、および当該複数の副画素電極の各々との間に前記複数の副液晶容量を構成する共通電極が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。 It has an element substrate and a counter substrate that are arranged to face each other with a liquid crystal layer interposed therebetween,
The element substrate includes the scanning line, the data line, the thin film transistor, the plurality of sub-auxiliary capacitors, a plurality of sub-pixel electrodes corresponding to the plurality of sub-pixels, and each of the plurality of sub-pixel electrodes. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein a common electrode constituting the plurality of sub liquid crystal capacitors is formed on the liquid crystal display device.
前記複数の副補助容量はいずれも、前記複数の導電層のうち、絶縁層を挟んで対向する2つの導電層を下電極および上電極として構成され、
前記複数の副補助容量のうち、下層側に形成された下層側副補助容量の上電極と、当該下層側副補助容量の上層に形成された上層側副補助容量の下電極とは、共通の導電層からなることを特徴とする請求項2または3に記載の液晶表示装置。 A plurality of insulating layers are laminated on the element substrate, and a conductive layer is formed in each of the lower layer, the interlayer and the upper layer of the plurality of insulating layers,
Each of the plurality of sub-auxiliary capacitors is configured with two conductive layers facing each other across an insulating layer among the plurality of conductive layers as a lower electrode and an upper electrode,
Of the plurality of sub-auxiliary capacitors, an upper electrode of a lower layer side auxiliary auxiliary capacitor formed on the lower layer side and a lower electrode of the upper layer side auxiliary auxiliary capacitor formed on the upper layer of the lower layer side sub auxiliary capacitor are common. The liquid crystal display device according to claim 2, comprising a conductive layer.
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Legal Events
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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