JP2008046184A

JP2008046184A - 横電界方式の液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2008046184A
Application number: JP2006219334A
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
Original assignee: Epson Imaging Devices Corp
Current assignee: Epson Imaging Devices Corp
Priority date: 2006-08-11
Filing date: 2006-08-11
Publication date: 2008-02-28
Anticipated expiration: 2026-08-11
Also published as: JP4407677B2

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、遮光性のコモン配
線を省略することによって開口度を大きくした横電界方式、つまりＩＰＳモードないしＦ
ＦＳ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及びコモン配線と、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、を有する液晶表示パネル１０におい
て、走査線１７上の絶縁膜の表面にはシールド電極２２が形成され、画素電極２１は走査
線１２の両側に隣接する側の一部にそれぞれ切り欠き部２５_１、２５_２が設けられ、シー
ルド電極２２は、切り欠き部２５_１、２５_２の絶縁膜上にまで延在されてコンタクトホー
ル２７_１、２７_２を介して走査線１２の両側に位置するそれぞれの共通電極１４と電気的
に接続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・スイッ
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
るとともに表示領域における遮光性のコモン配線を省略することによって開口度を大きく
した、明るく、クロストークの少ない表示画質の良好な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）モードなどが存在するが、視野角が狭いという問題点が存在するため、ＭＶＡ（Mul
tidomain 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
横方向電界モード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）。ここでこのＩＰＳモードの液晶表示パネルの
動作原理を図４〜図６を用いて説明する。なお、図４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５は図４のＣ−Ｃ線に沿った断面図であり、また図６は
図４のＤ−Ｄ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４においては例えば櫛歯状の対向電極５５が設けられ、この対向電極５
５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５及び図６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
されるために開口度及び透過率が低く、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度及び低透過率という問題点を解決
するために、ＦＦＳモードの液晶表示装置が開発されている（下記特許文献３〜６参照）
。このＦＦＳモードの液晶表示パネル動作原理を図７〜図９を用いて説明する。なお、図
７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８は図７のＥ−Ｅ
線に沿った断面図であり、また、図９は図７のＦ−Ｆ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」ともいわれることがあ
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７９が配置され、半
導体層７９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７９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８及び図９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、Ｉ
ＰＳ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７
８Ａ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、下記特許文献１に開示されているＩ
ＰＳ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１０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１１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７７Ｃ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、更には、図１２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１０及び図１１に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｂ及び７０Ｃは、
図７に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ａとは画素電極７８Ｂないし７８Ｃに設
けるスリット７７Ｂないし７７Ｃの傾きが相違するのみであり、更に、図１２に示したＦ
ＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｄは、図７に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０
Ａ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７
８Ｄをデルタ配置とした点が相違するのみであるので、図７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４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１３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１４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１２で示すＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｄのように複数の対向電極５
５、５５Ａ、５５Ｂ及び画素電極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１３及び図１４に示すＩ
ＰＳモードの液晶表示パネル５０Ｂ、５０Ｃは、図４に示すＩＰＳモードの液晶表示パネ
ル５０と対向電極５５Ｂ、５５Ｃ及び画素電極５６Ｂ、５６Ｃの傾きが相違するのみであ
るので、図４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）特開２００５−１４８５３４号公報（請求項１３、段落[０００９]、［００２８］〜［００５６］、図１）特開２００５−１４８６０２号公報（請求項１３、段落［０００９］、[００９７]〜［０１０６］、図８）

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６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９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８０
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Ｌ
Ｃ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、ＦＦ
Ｓ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。

加えて、従来の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
も開口度が大きいとはいえ、遮光性のコモン配線が走査線に平行に配置され、画素電極の
下面を横断するように配置されているものも存在するため、その分だけ画素電極を設ける
面積が狭くなるかあるいは画素電極の一部が遮光されるため、開口度が小さくなっている
。このコモン配線の存在による開口度の低下は、液晶表示パネルの解像度が増加するにし
たがって、また、液晶表示パネルの画素のサイズが小さくなるにしたがって大きく現れて
くる。

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及び遮光
性のコモン配線の存在に基づく開口度の低下という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ためのシールド電極を設けることによってＦＦＳモードの液晶表示パ
ネルの焼き付き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、しかも、このシールド電極を各画素の共通電
極間を接続するコモン配線として利用することにより、コモン配線を省略することができ
るために開口度の向上に繋がることを見出し、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モードの液晶表示装置において、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モードの液晶表示装置について部分的に示唆する記載もある（段落［０
００３］〜［０００４］参照）が、ＦＦＳモードの液晶表示装置の具体例は何も示されて
いないばかりか、ＦＦＳモードの液晶表示装置における焼き付きの問題点を示唆する記載
はない。

更に、上記特許文献５及び６には、ＦＦＳモードの液晶表示パネルにおいて、遮光性の
コモン配線を細くしてこのコモン配線によって画素電極の一部が遮光される面積を狭くす
るとともに、コモン配線が細くなったことによる表示領域の中央部の画素におけるコモン
電位の不安定性を減らす目的で、走査線の両側に設けられている各画素の共通電極を遮光
性の導電性材料によって部分的に走査線を跨ぐように接続したものが例示されているが、
遮光性の導電性材料で走査線の大部分を被覆するように跨がらせることは何も示されてい
ないばかりか、ＩＰＳモードの液晶表示パネル及びＦＦＳモードの液晶表示装置における
焼き付きの問題点を示唆する記載はない。

したがって、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の少なくとも一部分に導電性材料からなるシールド電極が
形成され、
前記画素電極は前記走査線の両側に隣接する側の一部にそれぞれ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走査線の両側に位置するそれぞれの共通電極と電
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
走査線の半分以上を被覆し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数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。

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、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。しかも、このシールド電極は、
共通電極に電気的に接続されているため、シールド電極の電位が安定化し、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、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、コンタクトホールを介して走査線の
両側に位置するそれぞれの共通電極と電気的接続を行うようにしたため、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とともに、走査線に直交する方
向の複数の共通電極を直列接続した状態となるため、実質的にコモン配線の抵抗が低くな
り、いわゆる配線遅延が少なくなるので共通電極の電位が安定化し、画素毎の表示画質が
良好となる。

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、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、シールド電極により走査線の半
分以上を被覆するようにしたため、走査線に印加される高電圧の信号に起因する電界が液
晶分子、延いては画素電極に影響を及ぼすことが少なくなるので、横電界方式の液晶表示
パネルの焼き付き現象が発生し難くなる。このシールド電極による走査線の被覆範囲が半
分未満であるとその被覆範囲が狭くなるにしたがって焼き付き現象が大きくなるので好ま
しくない。つまりシールド電極による走査線の被覆範囲が大きくなるとそれに比例して横
電界方式の液晶表示パネルの焼き付き現象が発生し難くなる。加えて、シールド電極は、
幅が広いために電気抵抗が小さくなるので、いわゆる配線遅延が少なくなり、画素毎の表
示画質が良好となる。

また、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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上述した
本発明の効果を良好に奏することができる。

また、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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を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、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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、コモン配線の両側に設けられた互いに異なる方向に傾けたスリットの本数をコモ
ン配線の両側で同一とすれば、視角による色変化がより認められない、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士が隣
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、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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の大きさを
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り、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、本発明の横電界方式の液晶表示パネルによれば、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も等しく適応し得るものである。

実施例のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０を製造工程順に図１〜図３を用いて説明す
る。なお、図１は実施例の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４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り、ま
た、図３は図１のＢ−Ｂ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１０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アルミニウム金属Ａｌからなり表面がモリブデ
ン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（図示省略）
を互いに平行になるように形成する。Ａｌ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、ＡｌをＭｏ
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を
走査線１２に沿って設けた例を示したが、隣り合う走査線１２の中間に設けても良い。

次いで、走査線１２及びコモン配線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
によって対向電極１４を形成する。この対向電極１４はコモン配線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、ＣＶＤ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１
５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１
６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、後述する切り欠き部２５_１及び２５_２に対応する位置の絶縁
膜１８にコンタクトホール１９、２７_１及び２７_２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１８上にスリ
ット２０を有するとともに走査線１２の両側に隣接する側の角部にそれぞれ切り欠き部２
５_１及び２５_２を有する画素電極２１を形成し、更に、走査線１２の表面から両側の切り
欠き部２５_１及び２５_２に跨って、画素電極２１との間にそれぞれ隙間２６_１及び２６_２
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_１及び２７_２を介して走査線１２の
両側の共通電極１４と電気的に接続される。したがって、走査線１２の両側の共通電極１
４は走査線１２を跨ってシールド電極２２により互いに電気的に接続される。

さらに、この表面全体に亘り所定の配向膜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。また、シール
ド電極２２はコンタクトホール２７_１及び２７_２を介して走査線１２の両側に位置する共
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
１０の焼き付き現象は大幅に低減する。

更に、このＦＦＳモードの液晶表示パネル１０によれば、画素電極２１に切り欠き部２
５_１及び２５_２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_１及び２５_２における画素電極２１とシールド電極２２との間の隙間
２６_１及び２６_２は、画素電極２１と共通電極１４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_１及び２６_２の部分も有効な表示領域となる
ので、開口度が向上する。

加えて、このＦＦＳモードの液晶表示パネル１０によれば、走査線１２の両側の共通電
極１４は走査線１２を跨ってシールド電極２２により電気的に接続されているから、走査
線１２に直交する方向の共通電極１４はすべてシールド電極２２を介して直列に接続され
た状態となる。これにより実質的にコモン配線の抵抗が低くなり、いわゆる配線遅延が少
なくなるので共通電極の電位が安定し、画素毎の表示品質の良好なＦＦＳモードの液晶表
示パネルが得られる。

なお、実施例においては、走査線１２及び信号線１７として互いに直線状に直交するよ
うに設けられた例を示したが、従来例として図１２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。さらに、
従来例として図１１に示したＦＦＳモードの液晶表示パネル７０Ｃのように、画素電極に
設けるストライプ状のスリットを「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。なお、このようにスリットを「く」字状に配置してデュアルドメイ
ン化する際には、異なる方向に傾斜したスリットの本数を同一にすると視角による色変化
が生じないので好ましく、また、これらのスリットのうち、コモン電極に最も近接する両
側のスリット、つまりは異なる方向に傾けたスリットのそれぞれのうち、互いに最も近接
する位置にあるスリットの端部を結合すると、この部分に生じるディスクリネーション部
分を遮光できるので好ましい。

加えて、上記実施例において説明したＦＦＳモードの液晶表示パネル１０の構成、特に
シールド電極２２に関する構成を図４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１３及び図１４
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４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。図１のＢ−Ｂ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４のＣ−Ｃ線に沿った断面図である。図４のＤ−Ｄ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７のＥ−Ｅ線に沿った断面図である。図７のＦ−Ｆ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１０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１１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

１０ＦＦＳモードの液晶表示パネル
１１透明基板
１２走査線
１４対向（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_１、２７_２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
２４配向膜
２５_１、２５_２切り欠き部
２６_１、２６_２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の少なくとも一部分に導電性材料からなるシールド電極が
形成され、
前記画素電極は前記走査線の両側に隣接する側の一部にそれぞれ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走査線の両側に位置するそれぞれの共通電極と電
気的に接続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走査線の半分以上を被覆し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４又は５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４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５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８に記載の液晶表示パネル。
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８又は９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１〜１１のいずれ
かに記載の横電界方式の液晶表示パネル。