JP2008257168A - 液晶装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】液晶層を挟んで互いに対向する基板11及び基板22と、基板11上に設けられた信号線14と、信号線14に導電接続したスイッチング素子13及び画素電極15と、基板11上に設けられた配線17と、画素電極15、スイッチング素子13及び配線17を覆って基板11上に設けられた誘電体膜16と、誘電体膜16上に設けられて画素電極15に対向した共通電極18とを有する液晶装置である。共通電極18はスリット27を有して平行に並んだ複数の線状電極部28を画素電極15に対向する領域に有し、共通電極18は誘電体膜16の外側で配線17と導電接続する。
【選択図】図1
Description
5°≦α≦20°
であり、前記第1偏光層の偏光透過軸の延在方向は前記第1配向膜に施されるラビングの方向と平行であり、前記第2配向膜に施されるラビングの方向は前記第1基板側のラビングの方向に対して逆平行であり、前記第2偏光層の偏光透過軸の延在方向は前記第1偏光層の偏光透過軸の延在方向に直交することが好ましい。このような構成を採用すると、FFSモードにおけるオン電圧印加時の液晶分子の配向変化を安定化することができ、しかもその配向変化が生じるしきい値電圧を低減でき、FFSモードにおいて高コントラストの表示を実現できる。
図1は本発明の一実施形態である液晶装置の平面構造を示している。図2は図1のZB−ZB線に従った液晶装置の行方向Xに沿った断面構造を示している。図1において、左右方向を行方向Xとし、上下方向を列方向Yとしている。図2では、左右方向が行方向Xであり、紙面垂直方向が列方向Yである。行方向Xと列方向Yは互いに直交する方向である。本実施形態において、行方向Xは、後述するサブ画素の短手方向または後述する走査線の延在方向である。一方、列方向Yは、サブ画素の長手方向または後述するデータ線の延在方向である。
5°≦β≦20°
の範囲内の角度に設定することができる。
5°≦α≦20°
の範囲内の任意の角度に設定することができる。図3(b)においてスリット27の延在方向とサブ画素Pの短手方向(行方向X)との成す角βが、例えば
5°≦β≦20°
の範囲内の角度に設定できることは既述したが、サブ画素Pの短手方向(行方向X)に対するスリット27の成す角度βと、スリット27に対するラビング方向R1の成す角度αとが等しければ、ラビング方向R1はサブ画素Pの短手方向と同じ方向である。α≠βであれば、ラビング方向R1はサブ画素Pの短手方向に対してずれた方向となる。
次に、本発明に係る液晶装置の第2の実施形態を説明する。図8は、本発明に係る液晶装置の第2の実施形態を示す図であり、液晶装置の観察側から見た平面図である。図9は、図8のZI− ZI線に従った断面構造を示す図である。図8及び図9において、図1及び図2に示した液晶装置1と同じ構成要素は同じ符号を付して示すことにしてそれらについての説明は省略する。
上記の第1実施形態および第2実施形態では、スイッチング素子として二端子素子を用いたが、以下に説明する第3実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(三端子素子)を用いた例を説明する。なお、本形態の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるため、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、薄膜トランジスタを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。
図10は、本発明を適用した液晶装置1に用いた素子基板4の表示領域Vの電気的な構成を示す等価回路図である。図10に示すように、液晶装置1の表示領域Vには複数のサブ画素Pがマトリクス状に形成されている。複数のサブ画素Pの各々には、第1電極としての画素電極15、および画素電極15を制御するための画素スイッチング用の薄膜トランジスタ80が形成されており、データ信号(画像信号)を線順次で供給するデータ線8aが薄膜トランジスタ80のソースに導電接続されている。薄膜トランジスタ80のゲートには走査線9aが導電接続されている。画素電極15は、薄膜トランジスタ80のドレインに導電接続されており、薄膜トランジスタ80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8aから供給されるデータ信号を各サブ画素Pに所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極15を介して、液晶6に書き込まれた所定レベルの画素信号は、素子基板4に形成された第2電極としての共通電極18との間で一定期間保持される。ここで、画素電極15と共通電極18との間には保持容量60が形成されており、画素電極15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、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことのできる液晶装置1が実現できる。
図11は、本発明を適用した液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図である。図12(a)、(b)は、本形態の液晶装置のサブ画素1つ分の断面図、および共通電極と配線との接続部分の構造を示す断面図である。図12(a)は、図11のA−A′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図に相当し、図12(b)は、図11のB−B′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図に相当する。
5°≦β≦20°
の範囲内の角度に設定することができる。なお、素子基板4に対向するカラーフィルタ基板5上の第2配向膜30に対して行われるラビングの方向は、素子基板4側の第1配向膜19に対して行われるラビング方向に対して逆平行である。なお、図示を省略するが、素子基板4側の第1偏光板の偏光透過軸は素子基板4側の第1配向膜19に対するラビング方向と平行であり、カラーフィルタ基板5側の第2偏光板の偏光透過軸は素子基板4側の偏光透過軸に直交している。
本形態の液晶装置1において、複数の走査線9aは、表示領域Vの外側領域で走査線駆動回路(図示せず)まで引き回されている。また、外側領域Wには、共通電極18と導電接続される複数の配線17が引き回されている。図11および図12(b)に示す例では、共通電極18に対する複数の配線17は、表示領域Vの外側領域Wで走査線9aの引き回し配線9eよりもさらに外側で引き回されている。
図13(a)、(b)は各々、本発明の第4実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図、および共通電極と配線との接続部分の構造を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第3実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明するとともに、サブ画素Pの構成は、図12(a)などを参照して説明する。
図14(a)、(b)は各々、本発明の第5実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図、および共通電極と配線との接続部分の構造を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第3実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明するとともに、サブ画素Pの構成は、図12(a)などを参照して説明する。
図15は、本発明の第6実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第3実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
図16は、本発明の第7実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板に形成した薄膜トランジスタの断面図である。上記第3実施形態などでは、半導体膜84として、ポリシコン膜を用いたが、図16に示すように、アモルファスシリコン膜を用いてもよい。この場合、素子基板4には、第1基板11の表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜(図示せず)が形成されているとともに、その表面側には、走査線9a、ゲート絶縁層81、アモルファスシリコンからなる半導体膜84、およびデータ線8aがこの順に形成される。また、半導体膜84には、データ線8aと同層のドレイン電極8bが部分的に重なって、ボトムゲート構造の薄膜トランジスタ80が形成されている。データ線8aおよびドレイン電極8bの上層側には、シリコン窒化膜からなる層間絶縁膜82、および感光性樹脂からなる層間絶縁膜83が形成されている。層間絶縁膜83の表面にはITO膜からなる画素電極15が島状に形成されている。画素電極15は、層間絶縁膜82、83に形成されたコンタクトホール48を介してドレイン電極8bに導電接続している。画素電極15の表面には誘電体膜16が形成されている。本形態において、誘電体膜16は、膜厚が400nm以下のシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜からなる。誘電体膜16の上層には、ITO膜からなる共通電極18が形成されている。共通電極18は、画素電極15に対する対向電極と機能し、画素電極15と共通電極18との間に形成された電界によって液晶層6を駆動することができる。なお、共通電極18には、スリット27および線状電極部28が形成されている。
上記実施形態では、共通電極18と配線17は直接、導電接続している構成であったが、共通電極18が中継電極を介して配線17に導電接続している構成を採用してもよい。例えば、図12(b)に示す構造において、データ線と同時形成された中継電極と、共通電極18とを層間絶縁膜83および誘電体膜18を貫通するコンタクトホールを介して導電接続させ、走査線と同時形成された配線17と、中継電極とを層間絶縁膜82およびゲート絶縁層81を貫通するコンタクトホールを介して導電接続させてもよい。この場合、中継電極と共通電極18とを導電接続するコンタクトホール(誘電体層16が存在していない領域)と、中継電極と配線とを導電接続するコンタクトホールについては、平面視で重なっている構成に限らず、平面視でずれた位置に形成されていてもよい。
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。例えば、以上の各実施形態では、図1又は図8等に示すように、帯状電極である共通電極18内にスリット27及び線状電極部28が形成され、これらのスリット27及び線状電極部28と、対向する画素電極15との協働により、基板と平行な電界及びフリンジフィールド領域に形成される斜め電界が形成される。そして、スリット27及び線状電極部28を個々の画素電極15に対応する領域(従って、個々のサブ画素Pに対応する領域)ごとに形成している。但し、この構成に代えて、スリット27及び線状電極部28を複数のサブ画素Pにわたって連続状態で形成することも可能である。
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態を説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図17は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、液晶装置101と、これを制御する制御回路102とを有する。液晶装置101は液晶パネル103及び駆動回路104を有する。また、制御回路102は、表示情報出力源105、表示情報処理回路106、電源回路107及びタイミングジェネレータ108によって構成される。
図18は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機110は、本体部111と、この本体部111に対して開閉可能に設けられた表示体部112とを有する。表示体部112には表示装置113及び受話部114が設けられる。電話通信に関する各種表示は、表示装置113の表示画面115に表示される。表示装置113の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部111又は表示体部112の内部に格納される。本体部111には操作ボタン116及び送話部117が設けられる。
Claims (25)
- 液晶層を挟んで互いに対向する第1基板及び第2基板を有する液晶装置において、
前記第1基板上には、信号線と、該信号線に導電接続したスイッチング素子と、該スイッチング素子に導電接続した第1電極と、配線と、前記第1電極、前記スイッチング素子及び前記配線を覆う誘電体膜と、該誘電体膜上で前記第1電極に対向する第2電極と、を有し、
前記第2電極は前記誘電体膜上から該誘電体膜が存在していない領域に向けて導出されて、当該誘電体膜が存在していない領域を経由して前記配線に導電接続していることを特徴とする液晶装置。 - 前記第2電極は、前記誘電体膜が存在していない領域で前記配線に導電接続していることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記第2電極は、直接、前記配線に導電接続していることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記第2電極は、中継電極を介して前記配線に導電接続していることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記配線は、平面視で前記誘電体膜の端辺から露出する部分を有しており、
前記第2電極は、前記誘電体膜から露出した部分の前記配線に導電接続されることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 - 前記誘電体膜において、前記配線と平面視で重なる位置には、当該誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホールが設けられ、
前記第2電極は前記コンタクトホールを経由して前記配線に導電接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 - 前記誘電体膜において、前記第2電極と平面視で重なる位置には、当該誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホールが設けられ、
前記第2電極は前記コンタクトホールを経由して前記配線に導電接続されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 - 前記スイッチング素子は、第1導電膜と、該第1導電膜上に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜上に設けられた第2導電膜とを有する2端子型スイッチング素子であることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記配線は、前記第1導電膜および前記第2導電膜のうちの一方と同層に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の液晶装置。
- 前記スイッチング素子は、前記信号線が導電接続するソース領域、チャネル領域、および前記第1電極が導電接続するドレイン領域を備えた半導体層と、前記チャネル領域に対してゲート絶縁層を介して対向するゲート電極とを有する3端子型スイッチング素子であることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。
- 前記配線は、前記ゲート電極および前記信号線のうちの一方と同層に形成されていることを特徴とする請求項10に記載の液晶装置。
- 前記信号線は、前記第1基板上に同一方向に複数が並列して延在し、
前記第1電極は、前記第1基板上で前記信号線の延在方向および当該信号線の延在方向に交差する方向の各々に沿って複数形成され、
前記第2電極は、前記信号線の延在方向と交差する方向に延在して複数の前記第1電極と平面視で重なり合う帯状電極であり、当該帯状電極は、前記信号線の延在方向で所定の間隔を空けて複数本が並列していることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 - 前記第1電極と前記第2電極とが平面視で重なり合うサブ画素が複数配列されている領域によって表示領域が形成され、
前記配線は、平面視で前記表示領域の外側領域に形成されていることを特徴とする請求項9に記載の液晶装置。 - 前記配線は、前記表示領域の外側領域のうち、当該表示領域を間に挟む両側に形成されていることを特徴とする請求項13に記載の液晶装置。
- 前記配線は、前記第2電極の延在方向と交差する方向に延在する第1部分と、該第1部分に接続されて前記第2電極と平行な方向に延在する第2部分とを有し、
前記第2電極は前記第2部分に導電接続されることを特徴とする請求項13に記載の液晶装置。 - 前記第2部分は、前記第1部分から前記表示領域が位置する側と反対側に延在していることを特徴とする請求項15に記載の液晶装置。
- 前記第2部分は、前記第1部分から前記表示領域が位置する側と同一側に延在していることを特徴とする請求項15に記載の液晶装置。
- 前記第2部分において、当該第2部分の延在方向と直交する方向の幅W1は、前記第1部分において、当該第1部分の延在方向と直交する方向の幅W0に比べて広いことを特徴とする請求項15に記載の液晶装置。
- 前記第2電極は、間隙を有して並列する複数の線状電極部を前記第1電極に対向する領域に有していることを特徴とする請求項12に記載の液晶装置。
- 前記第2電極において、前記間隙及び前記線状電極部は、複数の前記サブ画素ごとに形成されることを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。
- 前記第2電極において、前記間隙及び前記線状電極部は、複数の前記サブ画素に跨って連続して形成されることを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。
- 前記第2電極の前記線状電極部の個々は、その一部分又は全部が平面視で前記第1電極に重なり合うことを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。
- 前記第1電極は間隙を持たない面状電極であることを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。
- 前記第1基板に設けられた第1配向膜及び第1偏光層と、前記第2基板に設けられた第2配向膜及び第2偏光層と、をさらに有し、前記第1配向膜及び前記第2配向膜にはラビングが施され、該ラビングの方向と前記線状電極部の延在方向との成す角度をαとするとき、
5°≦α≦20°
であり、
前記第1偏光層の偏光透過軸の延在方向は前記第1配向膜に施されるラビングの方向と平行であり、
前記第2配向膜に施されるラビングの方向は前記第1基板側のラビングの方向に対して逆平行であり、
前記第2偏光層の偏光透過軸の延在方向は前記第1偏光層の偏光透過軸の延在方向に直交することを特徴とする請求項19に記載の液晶装置。 - 前記液晶層は正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いて形成されていることを特徴とする請求項1の記載の液晶装置。
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