JP2008040291A

JP2008040291A - 横電界方式の液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2008040291A
Application number: JP2006216510A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Horiguchi; 正寛堀口; Hideki Kaneko; 英樹金子; Hidetoshi Murai; 秀年村井; Hayato Kurasawa; 隼人倉澤; Yasuo Segawa; 泰生瀬川
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2006-08-09
Filing date: 2006-08-09
Publication date: 2008-02-21
Anticipated expiration: 2026-08-09
Also published as: CN100585461C; CN101122694A; JP4449958B2

Abstract

【課題】走査線に印加される電圧に起因する焼き付き防止手段を備えた横電界方式、つま
りＩＰＳモードないしＦＦＳモードの液晶表示パネルを提供すること。
【解決手段】平行に設けられた複数の走査線１２及びコモン配線１３と、前記走査線１２
と直交する方向に設けられた複数の信号線１７と、複数の前記走査線１２及び信号線１７
で区画された領域に形成された共通電極１４及び画素電極２１と、を有する横電界方式の
液晶表示パネルにおいて、前記走査線１７上の絶縁膜の表面の少なくとも一部は導電性材
料からなるシールド電極２２により被覆されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＰＳ（In-Plane Switching）モードないしフリンジ・フィールド・スィッ
チング（Fringe Field Switching：以下、「ＦＦＳ」という。）モード等の横電界方式の
液晶表示パネルに関し、特に走査線に印加される電圧に起因する焼き付き防止手段を備え
たＩＰＳモードないしＦＦＳモードの液晶表示パネルに関する。

近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示パネルが多く利用さ
れている。従来から多く用いられている液晶表示パネルは、表面に電極等が形成された一
対のガラス等からなる基板と、この一対の基板間に形成された液晶層と、からなり、両基
板上の電極に電圧が印加されることにより、液晶を再配列させて光の透過率を変えること
により種々の映像を表示する、言わば縦電界方式ともいうべきものである。このような縦
電界方式の液晶表示パネルは、ＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡ（Vertical Alignm
ent）モードのものが存在するが、視野角が狭いという問題点が存在するため、ＭＶＡ（M
ultidomain Vertical Alignment）モード等種々の改良された縦電界方式の液晶表示パネ
ルが開発されている。

一方、上述の縦電界方式の液晶表示パネルとは異なり、一方の基板にのみ電極を備えた
横電界方式と言うべき液晶表示パネルも、ＩＰＳモードの液晶表示パネルとして知られて
いる（下記特許文献１及び２参照）。ここではこのＩＰＳモードの液晶表示パネルの動作
原理を図７〜図９を用いて説明する。なお、図７はＩＰＳモードの液晶表示パネルの１画
素分の模式平面図であり、図８は図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図であり、また図９は図７
のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。

このＩＰＳモードの液晶表示パネル５０は、アレイ基板ＡＲとカラーフィルタ基板ＣＦ
とを備えている。アレイ基板ＡＲは、第１の透明基板５１の表面にそれぞれ平行に複数の
走査線５２及びコモン配線５３が設けられ、これら走査線５２及びコモン配線５３に直交
する方向に複数の信号線５４が設けられている。そして、各画素の中央部にコモン配線５
３から帯状に、図７においては例えば櫛歯状の対向電極（「共通電極」ともいわれる）５
５が設けられ、この対向電極５５の周囲を挟むように同じく櫛歯状の画素電極５６が設け
られており、この画素電極５６の表面は例えば窒化硅素からなる保護絶縁膜５７及びポリ
イミド等からなる配向膜５８によって被覆されている。

そして、走査線５２と信号線５４との交差点近傍にはスイッチング素子としてのＴＦＴ
（Thin Film Transistor：薄膜電界効果トランジスタ）が形成されている。このＴＦＴは
、走査線５２と信号線５４との間に半導体層５９が配置され、半導体層５９上の信号線部
分がＴＦＴのソース電極Ｓを構成し、半導体層５９の下部の走査線部分がゲート電極Ｇを
構成し、また、半導体層５９の一部分と重なる画素電極５６の部分がドレイン電極Ｄを構
成している。

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、第二の透明基板６０の表面にカラーフィルタ層６１
、オーバーコート層６２及び配向膜６３が設けられた構成を有している。そして、アレイ
基板ＡＲの画素電極５６及び対向電極５５とカラーフィルタ基板ＣＦのカラーフィルタ層
６１側とが互いに対向するようにアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦを対向させ
、その間に液晶ＬＣを封入するとともに、両基板のそれぞれ外側に偏光板６４及び６５を
偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することにより、ＩＰＳモードの液晶表
示パネル５０が形成される。

このＩＰＳモードの液晶表示パネル５０は、図８及び図９に示したように、画素電極５
６と対向電極５５との間に電界を形成すると、水平方向に配向していた液晶が水平方向に
旋回することによりバックライトからの入射光の透過量を制御することができるようにな
る。このＩＰＳモードの液晶表示パネル５０は、広視野角で、高コントラストであるとい
う長所があるが、対向電極５５がコモン配線５３ないし走査線５２と同じ金属材料で形成
されるために開口率及び透過率が低く、又、視角による色変化があるという問題点が存在
する。

このようなＩＰＳモードの液晶表示パネルの低開口率及び低透過率という問題点を解決
するために、ＦＦＳモードの液晶表示パネルが開発されている（下記特許文献３及び４参
照）。このＦＦＳモードの液晶表示パネルの動作原理を図１０〜図１２を用いて説明する
。なお、図１０はＦＦＳモードの液晶表示パネルの１画素分の模式平面図であり、図１１
は図１０のＦ−Ｆ線に沿った断面図であり、また、図１２は図１０のＧ−Ｇ線に沿った断
面図である。

このＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ａは、アレイ基板ＡＲとカラーフィルタ基板Ｃ
Ｆとを備えている。アレイ基板ＡＲは、第１の透明基板７１の表面にそれぞれ平行に複数
の走査線７２及びコモン配線７３が設けられ、これら走査線７２及びコモン配線７３に直
交する方向に複数の信号線７４が設けられている。そして、走査線７２及び信号線７４で
区画された領域のそれぞれを覆うようにコモン配線７３に接続されたＩＴＯ（Indium Tin
Oxide）等からなる透明材料で形成された共通電極（「対向電極」ともいわれる）７５が
設けられ、この共通電極７５の表面にゲート絶縁膜７６を介してストライプ状に複数のス
リット７７Ａが形成されたＩＴＯ等の透明材料からなる画素電極７８Ａが設けられている
。そして、この画素電極７８Ａ及び複数のスリット７７Ａの表面は配向膜８０により被覆
されている。

そして、走査線７２と信号線７４との交差位置の近傍にはスイッチング素子としてのＴ
ＦＴが形成されている。このＴＦＴは、走査線７２の表面に半導体層８１が配置され、半
導体層８１の表面の一部を覆うように信号線７４の一部が延在されてＴＦＴのソース電極
Ｓを構成し、半導体層８１の下部の走査線部分がゲート電極Ｇを構成し、また、半導体層
８１の一部分と重なる画素電極７８Ａの部分がドレイン電極Ｄを構成している。

また、カラーフィルタ基板ＣＦは、第二の透明基板８２の表面にカラーフィルタ層８３
、オーバーコート層８４及び配向膜８５が設けられた構成を有している。そして、アレイ
基板ＡＲの画素電極７８Ａ及び共通電極７５とカラーフィルタ基板ＣＦのカラーフィルタ
層８３とが互いに対向するようにアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルタ基板ＣＦを対向させ
、その間に液晶ＬＣを封入するとともに、両基板のそれぞれ外側に偏光板８６及び８７を
偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することにより、ＦＦＳモードの液晶表
示パネル７０Ａが形成される。

このＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ａは、画素電極７８Ａと共通電極７５の間に電
界を形成すると、図１１及び図１２に示したように、この電界は画素電極７８Ａの両側で
共通電極７５に向かうため、スリット７７Ａに存在する液晶だけでなく画素電極７８Ａ上
に存在する液晶も動くことができる。そのため、ＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ａは
、ＩＰＳモードの液晶表示パネル５０よりも広視野角かつ高コントラストであり、更に高
透過率であるため明るい表示が可能となるという特徴を備えている。加えて、ＦＦＳモー
ドの液晶表示パネル７０Ａは、ＩＰＳモードの液晶表示パネル５０よりも平面視で画素電
極７８Ａと共通電極７５との重複面積が大きいためにより大きな保持容量が副次的に生じ
、別途補助容量線を設ける必要がなくなるという長所も存在する。

なお、ＦＦＳモードの液晶表示パネルにおいては、ＩＰＳモードの液晶表示パネルの場
合と同様に、表示特性上、ラビング方向は信号線と直交するのがよく、また画素電極とラ
ビング方向とは微小角度の傾きを設けた方がよいことから、図１３に示したＦＦＳモード
の液晶表示パネル７０Ｂのように画素電極７８Ｂに設けるストライプ状のスリット７７Ｂ
を走査線７２ないしコモン配線７３に対して傾いた構造とすることが行われており、同じ
く、視角によって色変化が認められなくなるようにするため、図１４に示したＦＦＳモー
ドの液晶表示パネル７０Ｃのように、画素電極７８Ｃに設けるストライプ状のスリット７
７Ｃを「く」字状となるように配置してデュアルドメイン化することも行われている。ま
た、図１５に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｄのように、信号線７２に対向す
る部分に設けられるカラーフィルタ基板のブラックマトリクスが直線状とならないように
し、ブラックマトリクスが目立たない画像表示に適したものとするために、信号線７２を
走査線７４と直交する方向にクランク状に設けて複数の共通電極及び画素電極７８Ｄをデ
ルタ配置とすることも行われている。

なお、図１３及び図１４に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｂ及び７０Ｃは図
１０に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ａとは画素電極７８Ｂ及び７８Ｃに設け
るスリット７７Ｂ及び７７Ｃの傾きが相違するのみであり、更に、図１５に示したＦＦＳ
モードの液晶表示パネル７０Ｄは、図１０に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ａ
とは画素電極７８Ｄに設けるスリット７７Ｄの傾き及び複数の共通電極及び画素電極７８
Ｄをデルタ配置とした点が相違するのみであるので、図１０に示したＦＦＳモードの液晶
表示パネル７０Ａと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明
は省略する。

なお、図７に示したＩＰＳモードの液晶表示パネル５０においても、上述したＦＦＳモ
ードの液晶表示パネル７０Ｂ、７０Ｃと同様、図１６に示すＩＰＳモードの液晶表示パネ
ル５０Ｂのように、配向膜のラビング方向を信号線５４と直交させ、画素電極５５Ｂ及び
対向電極５６Ｂとラビング方向とに微小角度の傾きを設けるようにすると、表示品質が向
上し、図１７に示すＩＰＳモードの液晶表示パネル５０Ｃのように、画素電極５５Ｃ及び
対向電極５６Ｃをその延在方向の左右で異なる方向に傾けて配置することでデュアルドメ
イン化することで、視角によって色変化が認められなくなるようにすることもできる。ま
た、ここでは図示を省略するが、このようなＩＰＳモードの液晶表示パネル５０、５０Ｂ
、５０Ｃを図１５で示すＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｄのように複数の画素電極５
５、５５Ａ、５５Ｂ及び対向電極５６、５６Ａ、５６Ｂをデルタ配置にしてブラックマト
リクスが目立たない画素表示とすることも可能である。なお、図１６及び図１７に示すＩ
ＰＳモードの液晶表示パネル５０Ｂ、５０Ｃは、図７に示すＩＰＳモードの液晶表示パネ
ル５０と画素電極５５Ｂ、５５Ｃ及び対向電極５６Ｂ、５６Ｃの傾きが相違するのみであ
るので、図７に示したＩＰＳモードの液晶表示パネル５０と同一の構成部分については同
一の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。
特開平１０−３１９３７１号公報（段落［０００５］、［００５３］、［００６５］〜［００７７］、図２、図５、図６）特開２００２−１３１７６７号公報（特許請求の範囲、段落［０００６］〜［０００９］、［００１８］〜［００７７］、図１、図３）特開２００２− １４３６３号公報（特許請求の範囲、段落［０００２］〜［００１０］、［００１９］〜［００２６］、図１、図２）特開２００２−２４４１５８号公報（特許請求の範囲、段落［０００２］〜［００１３］、［００２３］〜［００３２］、図１〜図４）

上述のように、ＦＦＳモードの液晶表示パネルは、ＩＰＳモードの液晶表示パネルより
も広視野角かつ高コントラストであるとともに、高透過率であるであるため明るい表示が
可能となり、更に低電圧駆動ができるとともにより大きな保持容量が副次的に生じるため
に別途補助容量線を設けなくても表示画質が良好となるという特徴を備えている。

ところで、液晶表示パネルは長時間使用すると焼き付き現象が生じることが知られてお
り、係る点はＩＰＳモードの液晶表示パネルの場合においてもＦＦＳモードの液晶表示パ
ネルの場合においても同様である。しかしながら、上述のような従来のＦＦＳモードの液
晶表示パネルにおいては、この焼き付き現象が従来のＩＰＳモードの液晶表示パネルに比
すると大きく表れることが見出された。発明者等は、このＦＦＳモードの液晶表示パネル
において焼き付き現象がＩＰＳモードの液晶表示パネルの場合よりも大きく表れる原因に
ついて種々検討を重ねた結果、走査線に印加される大きな電圧信号に基づいて発生する電
界はその近傍の液晶の配向に影響を及ぼすが、画素電極から液晶へ向かう電気力線の経路
と液晶から走査線へ向かう電気力線の経路が、ＩＰＳモードの液晶表示パネルの場合は対
称であるのに対し、ＦＦＳモードの液晶表示パネルの場合は非対称であることがその一因
であると推定された。

すなわち、ＩＰＳモード及びＦＦＳモードの液晶表示パネルにおいては、走査線配線に
印加される電圧は所定の画素の非選択状態においては約−１０Ｖであり、選択状態におい
ては約＋１５Ｖであって、所定の画素が選択される時間は非常に短いために、約−１０Ｖ
の直流電圧が長時間に亘って印加される。しかしながら、ＩＰＳモードの液晶表示パネル
の場合、図９の記載から明らかなように、画素電極５６から走査線５２に向かう電気力線
Ｅ１は、画素電極５６、保護絶縁膜５７及び配向膜５８を経て液晶層ＬＣに入り、液晶層
ＬＣから配向膜５８、保護絶縁膜５７を経て走査線５２に至るため、画素電極５６から液
晶層ＬＣへ至るまでの電気力線の経路と液晶層ＬＣから走査線５２へ至るまでの電気力線
の経路とは対称となっている。

これに対し、ＦＦＳモードの液晶表示パネルの場合、図１２の記載から明らかなように
、画素電極７８Ａから走査線７２に向かう電気力線Ｅ２は、画素電極７８Ａから配向膜８
０を経て液晶層ＬＣに入り、液晶層ＬＣから配向膜８０及びゲート絶縁膜７６を経て走査
線７２に至るため、画素電極７８Ａから液晶層ＬＣへ至るまでの電気力線の経路と液晶層
ＬＣから走査線７２へ至るまでの電気力線の経路とは非対称となっている。そのため、Ｆ
ＦＳモードの液晶表示パネルは、ＩＰＳモードの液晶表示パネルの場合よりも画素電極な
いしその表面の配向膜は走査線７２に印加される信号に起因する直流電界によって不可逆
的影響を受けやすくなり、これがＩＰＳモードの液晶表示パネルよりも焼き付き現象が大
きく表れる原因となっているものと推定される。

本発明者等は、このようなＦＦＳモードの液晶表示パネルの焼き付きの問題点を低減す
べく種々検討を重ねた結果、画素電極から液晶層へ至るまでの電気力線の経路と液晶層か
ら走査線へ至るまでの電気力線の経路を対称とすることはＦＦＳモードの液晶表示パネル
の動作原理からして困難であるが、走査線に印加される高電圧の信号に基づく直流電界が
その近傍の液晶に印加されないようにすることによりＦＦＳモードの液晶表示パネルの焼
き付き現象を低減させることができるだけでなく、ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおい
ても焼き付きを低減させることができることを見出し、本発明を完成するに至ったのであ
る。

なお、上記特許文献２には、ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおいて、信号線（ドレイ
ン信号線）あるいは走査線（ゲート信号線）とそれに隣接して配置される電極との間に生
じてしまう電界によって液晶が駆動されることによる光漏れを防止する目的で、信号線あ
るいは走査線のうちの少なくとも一方の上に部分的に重畳された導電層を設けた例が開示
されており、しかも、ＦＦＳモードの液晶表示パネルについて部分的に示唆する記載もあ
る（段落［０００３］〜［０００４］参照）が、ＦＦＳモードの液晶表示パネルの具体例
は何も示されていないばかりか、ＩＰＳモードの液晶表示パネル及びＦＦＳモードの液晶
表示パネルにおける焼き付きの問題点を示唆する記載はない。

すなわち、本発明は、走査線に印加される電圧に起因する焼き付き防止手段を備えた横
電界方式、つまりＩＰＳモードないしＦＦＳモードの液晶表示パネルを提供することを目
的とする。

上記目的を達成するため、本発明の横電界方式の液晶表示パネルは、平行に設けられた
複数の走査線及びコモン配線と、前記走査線と直交する方向に設けられた複数の信号線と
、複数の前記走査線及び信号線で区画された領域に形成された共通電極及び画素電極と、
を有する横電界方式の液晶表示パネルにおいて、
前記走査線上の絶縁膜の表面には導電性材料からなるシールド電極が形成されているこ
とを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記シールド電極は前記
共通電極に電気的に接続されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記画素電極の前記シー
ルド電極側の一部には切り欠き部が設けられ、前記シールド電極は前記切り欠き部の絶縁
膜上にまで延在され、前記切り欠き部に設けられたコンタクトホールを介して前記共通電
極と電気的に接続されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記シールド電極は前記
信号線に電気的に接続されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記シールド電極は、前
記走査線上の絶縁膜の表面を前記走査線及び信号線の交差位置まで延在され、前記交差位
置に設けられたコンタクトホールを介して前記信号線と電気的に接続されていることを特
徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記シールド電極は前記
画素電極と同じ材料で形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記共通電極は前記走査
線及び信号線で区画された領域内に櫛歯状に形成され、前記画素電極は前記櫛歯状に形成
された共通電極の周囲を挟むように同じく櫛歯状に形成されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記共通電極は前記走査
線及び信号線で区画された領域を覆うように形成され、前記画素電極は前記共通電極上に
絶縁膜を介して形成されるとともに互いに平行な複数のスリットが設けられていることを
特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記櫛歯状の共通電極及
び画素電極あるいは前記複数のスリットは、前記走査線又は信号線に対して傾いた方向に
設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記櫛歯状の共通電極及
び画素電極は、前記走査線及び信号線で区画された領域内の前記共通電極及び画素電極の
延在方向の左右で互いに異なる方向に傾けて設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記コモン配線は前記複
数の走査線間に設けられ、前記複数のスリットは前記コモン配線の両側で互いに異なる方
向に傾けて設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記コモン配線の両側に
設けられたスリットの数はそれぞれの側で同一であることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記コモン配線に最も近
接する両側のスリットの端部は前記コモン配線上で結合されていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記走査線上には前記信
号線との交差位置の近傍にスイッチング素子としてのＴＦＴが設けられ、前記シールド電
極はＴＦＴの表面を除いた前記走査線上に設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、上記横電界方式の液晶表示パネルにおいて、前記信号線は、前記走査
線と直交する方向にクランク状に設けられており、前記複数の共通電極及び画素電極はデ
ルタ配置されていることを特徴とする。

本発明は、上記のような構成を備えることにより、以下に述べるような優れた効果を奏
する。すなわち、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、走査線上の絶縁膜の表
面には導電性材料からなるシールド電極が形成されているため、走査線に印加される高電
圧の信号はシールド電極によって遮られるため、シールド電極の上部に位置する液晶に印
加される走査線からの直流成分は小さくなり、走査線に印加される高電圧の信号に基づく
横電界方式の液晶表示パネルの焼き付き現象は大幅に低減する。なお、シールド電極は走
査線全体を被覆しても走査線の一部を被覆してもよい。更に、シールド電極は電気的にど
こにも接続せずにフローティング状態としてもよい。

また、シールド電極をフローティング状態とするとシールド電極の電位が不安定化する
可能性があるが、本発明によれば、シールド電極を共通電極に電気的に接続したため、シ
ールド電極の電位が安定化するので、走査線に印加される高電圧の信号に基づく横電界方
式の液晶表示パネルの焼き付き現象はさらに大幅に低減する。

また、本発明によれば、シールド電極を共通電極に電気的に接続する際に、画素電極の
一部に設けられた切り欠き部の絶縁膜上にまでシールド電極を延在してコンタクトホール
を介して共通電極と電気的接続をとるようにしたため、簡単な構成でシールド電極と共通
電極とを電気的に接続することができるようになる。加えて、画素電極とシールド電極と
の間の隙間部分にも電界が発生して液晶分子の配向が規制されるので、実質的に横電界方
式の液晶表示パネルの開口度が向上したのと同等となり、明るい表示の横電界方式の液晶
表示パネルが得られる。

また、本発明によれば、シールド電極を画素電極と同じ材料で形成したため、画素電極
の形成時に同時にシールド電極を形成することができ、特にシールド電極の形成のために
工数を増やす必要がなくなる。

また、本発明によれば、シールド電極を信号線に電気的に接続したため、シールド電極
の電位は信号線に印加される信号によって変化するが、信号線に印加される信号には直流
成分は少なく、しかも、走査線に印加される高電圧の信号はシールド電極によって遮られ
るため、シールド電極の上部に位置する液晶に印加される走査線からの直流電界は実質的
になくなり、走査線に印加される高電圧の信号に基づく横電界方式の液晶表示パネルの焼
き付き現象は大幅に低減する。

また、本発明によれば、シールド電極を信号線に電気的に接続する際に、シールド電極
を走査線と信号線との交差位置まで延在してコンタクトホールを介して信号線と電気的接
続をとるようにしたため、簡単な構成でシールド電極と信号線とを電気的に接続すること
ができるようになる。

また、本発明によれば、共通電極と画素電極を互いの周囲を囲むように配設した櫛歯状
としたＩＰＳモードの液晶表示パネルであっても、共通電極を走査線及び信号線で区画し
た領域に形成し、複数のスリットを有する画素電極をこの共通電極上に絶縁膜を介して形
成したＦＦＳモードの液晶表示パネルであっても前記の本発明の効果を良好に奏すること
ができる。

また、本発明によれば、ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおける櫛歯状の共通電極及び
画素電極、あるいはＦＦＳモードの液晶表示パネルにおけるスリットを走査線又は信号線
に対して傾いた方向に設けたため、画素電極と配向膜のラビング方向との間に微小角度の
傾きを形成することができるから、前記の本発明の効果を奏しながらもコントラスト等の
表示特性が良好な横電界方式、つまりＩＰＳモードないしＦＦＳモードの液晶表示パネル
が得られる。

また、本発明によれば、ＩＰＳモードの液晶表示パネルにおける共通電極及び画素電極
が走査線及び信号線で区画された領域の左右で異なる方向に傾けてデュアルドメイン化し
たため、視角によって色変化が認められなくなるので、前記の本発明の効果を奏しながら
も表示特性が良好なＩＰＳモードの液晶表示パネルが得られる。

また、本発明によれば、コモン配線を複数の走査線間に設けるとともに、ＦＦＳモード
の液晶表示パネルの複数のスリットをコモン配線の両側で互いに異なる方向に傾けてデュ
アルドメイン化したため、視角によって色変化が認められなくなるので、前記の本発明の
効果を奏しながらも表示特性が良好なＦＦＳモードの液晶表示パネルが得られる。

また、コモン配線は通常は走査線と同材質の導電性材料から作製されるために不透明で
あるが、本発明によれば、最もコモン配線に近接する両側のスリットの端部をコモン配線
上で結合したため、このコモン配線によって互いに異なる方向に傾いたスリット同志が隣
り合う位置で発生するディスクリネーション部分を遮光することができるから、前記の本
発明の効果を奏しながらも表示特性が良好なＦＦＳモードの液晶表示パネルが得られる。

また、本発明によれば、走査線上に信号線との交差位置の近傍にスイッチング素子とし
てのＴＦＴを設けたため、その分だけ画素電極を大きくすることができ、加えてシールド
電極をＴＦＴの表面を除いた走査線上に設けたため、ＴＦＴの動作がシールド電極の電位
に影響を受けることがなくなるため、前記の本発明の効果を奏しながらも安定した表示特
性を示す横電界方式の液晶表示パネルが得られる。

また、本発明によれば、信号線を走査線と直交する方向にクランク状に設けて複数の共
通電極及び画素電極をデルタ配置（トライアングル配置ということもある）としたため、
信号線に対向する部分に設けられるブラックマトリクスが直線状とならないために目立た
ず、前記の本発明の効果を奏しながらも画像表示に適した横電界方式の液晶表示パネルが
得られる。

以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための横電界方式の液晶表示パネルとしてＦＦＳモー
ドの液晶表示パネルを例示するものであって、本発明をこのＦＦＳモードの液晶表示パネ
ルに特定することを意図するものではなく、ＩＰＳモードの液晶表示パネル等特許請求の
範囲に含まれるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。

実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａを製造工程順に図１及び図２を用いて
説明する。なお、図１は実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板
を透視して表した２画素分の概略平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線に沿った断面図で
ある。

この実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａのアレイ基板ＡＲは、ガラス基板
等の透明基板１１の表面全体に亘って下部がＡｌ金属からなり表面がＭｏ金属からなる２
層膜を形成した後、フォトリソグラフィー法及びエッチング法によってＭｏ／Ａｌの２層
配線からなる複数の走査線１２及び複数のコモン配線１３を互いに平行になるように形成
されている。アルミニウムは抵抗値が小さいという長所を持っているが、その反面、腐食
しやすい、ＩＴＯとの接触抵抗が高いなどの欠点があるため、アルミニウムをモリブデン
で覆った多層構造にすることでそうした欠点を改善できる。なお、ここではコモン配線１
３を走査線に沿って設けた例を示したが、隣り合う走査線１２の中間に設けてもよい。

次いで、走査線１２及びコモン配線１３を形成した透明基板１１の表面全体に亘って例
えばＩＴＯからなる透明導電性層を被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチン
グ法によって共通電極１４を形成する。この共通電極１４はコモン配線１３とは電気的に
接続されているが、走査線１２ないしゲート電極Ｇとは接続されていない。更に、この表
面全体に窒化硅素層ないしは酸化硅素層からなるゲート絶縁膜１５を被覆し、次いで、Ｃ
ＶＤ法によりたとえばアモルファス・シリコン（以下「ａ−Ｓｉ」という。）層をゲート
絶縁膜１５の表面全体に亘って被覆した後に、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチ
ング法によって、ＴＦＴ形成領域にａ−Ｓｉ層からなる半導体層１６を形成する。この半
導体層１６が形成されている位置の走査線１２の領域がＴＦＴのゲート電極Ｇを形成する
。

次いで、Ｍｏ／Ａｌ／Ｍｏの３層構造の導電性層を半導体層１６を形成した透明基板１
１の表面全体に亘って被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって
、信号線１７及びドレイン電極Ｄを形成する。この信号線１７のソース電極Ｓ部分及びド
レイン電極Ｄ部分は、いずれも半導体層１６の表面に部分的に重なっている。更に、この
基板の表面全体に窒化硅素層からなる絶縁膜１８を被覆する。

次いで、ドレイン電極Ｄに対応する位置の絶縁膜１８にコンタクトホール１９を形成し
てドレイン電極Ｄの一部を露出させる。更に、この表面全体に亘って例えばＩＴＯからな
る透明導電性層を被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、図
１に示したパターンとなるように、走査線１２及び信号線１７で囲まれた領域の絶縁膜１
８上にスリット２０を有する画素電極２１を形成するとともに、走査線１２上の絶縁膜１
８の表面に部分的にシールド電極２２を形成する。この画素電極２１はコンタクトホール
１９を介してドレイン電極Ｄと電気的に接続されている。また、ここではシールド電極２
２は何処にも電気的に接続されておらず、フローティング状態となっている。なお、ＴＦ
Ｔの動作特性に影響を与えないようにするため、シールド電極２２は半導体層１６の表面
を覆わないようにした方がよい。また、シールド電極はＩＴＯに変えてアルミニウム等の
導電性金属で形成してもよい。

さらに、この表面全体に亘り例えば窒化硅素からなるパッシベーション膜２３を設ける
とともに、このパッシベーション膜２３の表面全体に所定の配向膜２４を形成することに
よりアレイ基板ＡＲが完成される。そして、このようにして製造されたアレイ基板ＡＲと
別途製造されたカラーフィルタ基板とを対向させ、周囲をシール材でシールして両基板間
に液晶を注入することにより実施例に係るＦＦＳモードの液晶表示パネル１０が得られる
。なお、カラーフィルタ基板の構成は上述した従来例のものと実質的に差異はないので、
その詳細な説明は省略する。

このようにして得られた実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０は、走査線１２
の表面の少なくとも一部が導電性のシールド電極２２で被覆されているため、走査線１２
に印加される高電圧の信号によって生じる直流電界によって液晶が駆動されることがなく
なるので、ＦＦＳモードの液晶表示パネルの焼き付き現象は大幅に低減する。

実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａにおいては、シールド電極２２はフロ
ーティング状態とされているため、外部からの電界の影響によってシールド電極２２の電
位が不安定となって大きく変動する可能性がある。そこでシールド電極を共通電極と電気
的に接続することによりシールド電極の電位を安定化させた実施例２のＦＦＳモードの液
晶表示パネル１０Ｂを図３及び図４を用いて説明する。なお、図３及び図４においては図
１及び図２に示した実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａと同一の構成部分に
ついては同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。

この実施例２のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂが実施例１の液晶表示パネル１０
Ａと構成が相違する点は、シールド電極２２に近い側の画素電極２１の角部に切り欠き部
２５を設け、シールド電極２２の一部を、画素電極２１との間に隙間２６を設けて、切り
欠き部２５の部分に延在させ、この切り欠き部２５の部分に設けたコンタクトホール２７
を経てシールド電極２２と共通電極１４とを電気的に接続した点である。

この実施例２のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂの製造工程は、信号線１７及びド
レイン電極Ｄを形成した後の基板の表面全体に窒化硅素層からなる絶縁膜１８を被覆する
工程までは上述した実施例１の液晶表示パネル１０Ａの製造工程と同様である。次いで、
ドレイン電極Ｄ及び切り欠き部２５に対応する位置の絶縁膜１８にコンタクトホール１９
及び２７を形成してドレイン電極Ｄの一部及び共通電極１４の一部を露出させる。

更に、この表面全体に亘って例えばＩＴＯからなる透明導電性層を被覆し、フォトリソ
グラフィー法及びエッチング法によって、図３に示したパターンとなるように、走査線１
２及び信号線１７で囲まれた領域の絶縁膜１８上にスリット２０を有するとともに切り欠
き部２５を有する画素電極２１を形成するとともに、走査線１２の表面から切り欠き部２
５に跨って、画素電極２１との間に隙間２６が生じるように、絶縁膜１８上にシールド電
極２２を形成する。そうすると、画素電極２１はコンタクトホール１９を介してドレイン
電極Ｄと電気的に接続され、シールド電極２２はコンタクトホール２７を介して共通電極
１４と電気的に接続される。その後の製造工程は実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネ
ル１０Ａの製造工程と同様である。

この実施例２のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂによれば、シールド電極２２はコ
ンタクトホール２７を介して共通電極１４と電気的に接続されているから、その電位が安
定しているために外部からの電界の影響を受け難くなり、しかも、走査線１２に印加され
る高電圧の信号によって生じる直流電界によって液晶が駆動されることがなくなるので、
ＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂの焼き付き現象は大幅に低減する。加えて、実施例
２のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂによれば、画素電極２１に切り欠き部２５を設
けたことにより一部のスリット２０_１の長さが短くなることがあるが、切り欠き部２５に
おける画素電極２１とシールド電極２２との間の隙間２６は、画素電極２１と共通電極１
４との間だけでなく、画素電極２１とシールド電極２２との間にも電界が発生するから、
実質的に画素電極２１に設けられたスリット２０と同等の作用を奏し、この隙間２６の部
分も有効な表示領域となるので、開口率が向上する。

実施例２のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂにおいては、外部からの電界の影響を
受けないようにするため、シールド電極を共通電極と電気的に接続することによりシール
ド電極の電位が安定化するようにさせたが、実施例３のＦＦＳモードの液晶表示パネル１
０Ｃではシールド電極を信号線１７と電気的に接続してシールド電極２２の電位を安定化
させた。この実施例３のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｃを図５及び図６を用いて説
明する。なお、図５及び図６においては図１及び図２に示した実施例１のＦＦＳモードの
液晶表示パネル１０Ａと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な
説明は省略する。

この実施例３のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｃが実施例１のＦＦＳモードの液晶
表示パネル１０Ａと構成が相違する点は、シールド電極２２を走査線１２上の絶縁層１８
上をその近傍の信号線１７との交差点に対応する位置にまで延在させ、この交差点に対応
する位置の絶縁層１８に設けたコンタクトホール２８を介してシールド電極２２と信号線
１７とを電気的に接続した点である。

この実施例３のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｂの製造工程は、信号線１７及びド
レイン電極Ｄを形成した後の基板の表面全体に窒化硅素層からなる絶縁膜１８を被覆する
工程までは上述した実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａの製造工程と同様で
ある。次いで、ドレイン電極Ｄ及び走査線１２と信号線１７との交差点に対応する位置の
絶縁膜１８にコンタクトホール１９及び２８を形成してドレイン電極Ｄの一部及び信号線
１７の一部を露出させる。

更に、この表面全体に亘って例えばＩＴＯからなる透明導電性層を被覆し、フォトリソ
グラフィー法及びエッチング法によって、図５に示したパターンとなるように、走査線１
２及び信号線１７で囲まれた領域の絶縁膜１８上にスリット２０を有する画素電極２１を
形成するとともに、走査線１２の表面の一部の絶縁膜１８上にシールド電極２２を形成す
る。そうすると、画素電極２１はコンタクトホール１９を介してドレイン電極Ｄと電気的
に接続され、シールド電極２２はコンタクトホール２８を介して信号線１７と電気的に接
続される。その後の製造工程は実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａの製造工
程と同様である。

この実施例３のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｃによれば、シールド電極２２はコ
ンタクトホール２８を介して信号線１７と電気的に接続されているから、シールド電極２
２の電位は信号線１７に印加される信号によって変動するにしても直流成分は少ないから
、このシールド電極２２に印加される信号線１７の信号によって液晶が受ける影響は小さ
く、しかも、外部からの電界の影響を受け難くなるとともに、走査線１２に印加される高
電圧の信号によって生じる電界によって液晶が駆動されることがなくなるので、ＦＦＳモ
ードの液晶表示パネルの焼き付き現象は大幅に低減する。

なお、実施例１〜３においては、画素電極２１に設けるスリットとして一方向に傾いた
ものを用いた例を示したが、従来例として図１４に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル
７０Ｃのように、画素電極２１に設けるストライプ状のスリット２０を「く」字状となる
ように配置してデュアルドメイン化するようにしてもよい。この場合、視角異方性をすく
なくするために、コモン配線１３の両側に設けられたスリット２０の数はそれぞれの側で
同一であることが好ましく、また、コモン配線１３に最も近接する両側のスリットの端部
はコモン配線１３上で結合されているものとすることが好ましい。更には、図１５に示し
たＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｄのように、信号線１７に対向する部分に設けられ
るカラーフィルタ基板のブラックマトリクスが直線状とならないようにして、ブラックマ
トリクスが目立たない画像表示に適したものとするために、信号線１７を走査線１２と直
交する方向にクランク状に設けて複数の共通電極１４及び画素電極２１がデルタ配置とな
るようにしてもよい。

加えて、上記実施例１〜３において説明したＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ａ、１
０Ｂ、１０Ｃの構成、特にシールド電極２２に関する構成を図７に示すようなＩＰＳモー
ドの液晶表示パネルに適応させることは容易に可能であるので、ここでは説明の重複を避
けるためＩＰＳモードの液晶表示パネルに本願発明の構成を適応したものについては説明
を省略するが、ＩＰＳモードの液晶表示パネルに本願発明の構成を適応したものに、従来
例として図１５及び図１６に示したＩＰＳモードの液晶表示パネル５０Ｂ、５０Ｃのよう
に、画素電極及び対向電極と配向膜のラビング方向とに微小角度の傾きを設けるようにす
ること、及び、画素電極及び対向電極をその延在方向の左右で異なる方向に傾けて配置す
ることでデュアルドメイン化すること、及び、画素電極及び対向電極をデルタ配置にする
ことも可能であることは明白である。

実施例１のＦＦＳモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表した２画素分の概略平面図である。図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。実施例２のＦＦＳモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表した２画素分の概略平面図である。図３のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。実施例３のＦＦＳモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板を透視して表した２画素分の概略平面図である。図５のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。ＩＰＳモードの液晶表示パネルの１画素分の模式平面図である。図７のＤ−Ｄ線に沿った断面図である。図７のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。ＦＦＳモードの液晶表示パネルの１画素分の模式平面図である。図１０のＦ−Ｆ線に沿った断面図である。図１０のＧ−Ｇ線に沿った断面図である。別の従来例のＦＦＳモードの液晶表示パネルの模式平面図である。デュアルドメイン化したＦＦＳモードの液晶表示パネルの模式平面図である。デルタ配置のＦＦＳモードの液晶表示パネルの模式平面図である。図１３に対応するＩＰＳモードの液晶表示パネルの模式平面図である。図１４に対応するＩＰＳモードの液晶表示パネルの模式平面図である。

符号の説明

１０Ａ、１０Ｂ、１０ＣＦＦＳモードの液晶表示パネル
１１透明基板
１２走査線
１３コモン配線
１４共通電極
１５ゲート絶縁膜
１６半導体層
１７信号線
１８絶縁膜
１９、２７、２８コンタクトホール
２０スリット
２１画素電極
２２シールド電極
２３パッシベーション膜
２４配向膜
２５切り欠き部
２６隙間

Claims

平行に設けられた複数の走査線及びコモン配線と、前記走査線と直交する方向に設けら
れた複数の信号線と、複数の前記走査線及び信号線で区画された領域に形成された共通電
極及び画素電極と、を有する横電界方式の液晶表示パネルにおいて、
前記走査線上の絶縁膜の表面には導電性材料からなるシールド電極が形成されているこ
とを特徴とする横電界方式の液晶表示パネル。
前記シールド電極は前記共通電極に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１
に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記画素電極の前記シールド電極側の一部には切り欠き部が設けられ、前記シールド電
極は前記切り欠き部の絶縁膜上にまで延在され、前記切り欠き部に設けられたコンタクト
ホールを介して前記共通電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載
の横電界方式の液晶表示パネル。
前記シールド電極は前記信号線に電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に
記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記シールド電極は、前記走査線上の絶縁膜の表面を前記走査線及び信号線の交差位置
まで延在され、前記交差位置に設けられたコンタクトホールを介して前記信号線と電気的
に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記シールド電極は前記画素電極と同じ材料で形成されていることを特徴とする請求項
１に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記共通電極は前記走査線及び信号線で区画された領域内に櫛歯状に形成され、前記画
素電極は前記櫛歯状に形成された共通電極の周囲を挟むように同じく櫛歯状に形成されて
いることを特徴とする請求項１に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記共通電極は前記走査線及び信号線で区画された領域を覆うように形成され、前記画
素電極は前記共通電極上に絶縁膜を介して形成されるとともに互いに平行な複数のスリッ
トが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記櫛歯状の共通電極及び画素電極あるいは前記複数のスリットは、前記走査線又は信
号線に対して傾いた方向に設けられていることを特徴とする請求項７又は８に記載の横電
界方式の液晶表示パネル。
前記櫛歯状の共通電極及び画素電極は、前記走査線及び信号線で区画された領域内の前
記共通電極及び画素電極の延在方向の左右で互いに異なる方向に傾けて設けられているこ
とを特徴とする請求項７に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記コモン配線は前記複数の走査線間に設けられ、前記複数のスリットは前記コモン配
線の両側で互いに異なる方向に傾けて設けられていることを特徴とする請求項８に記載の
横電界方式の液晶表示パネル。
前記コモン配線の両側に設けられたスリットの数はそれぞれの側で同一であることを特
徴とする請求項１１に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記コモン配線に最も近接する両側のスリットの端部は前記コモン配線上で結合されて
いることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の横電界方式の液晶表示パネル。
前記走査線上には前記信号線との交差位置の近傍にスイッチング素子としての薄膜電界
効果トランジスタが設けられ、前記シールド電極は前記薄膜電界効果トランジスタの表面
を除いた前記走査線上に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の横電界方式の
液晶表示パネル。
前記信号線は、前記走査線と直交する方向にクランク状に設けられており、前記複数の
共通電極及び画素電極はデルタ配置されていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれ
かに記載の横電界方式の液晶表示パネル。