JP2013125068A - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2013125068A
JP2013125068A JP2011272343A JP2011272343A JP2013125068A JP 2013125068 A JP2013125068 A JP 2013125068A JP 2011272343 A JP2011272343 A JP 2011272343A JP 2011272343 A JP2011272343 A JP 2011272343A JP 2013125068 A JP2013125068 A JP 2013125068A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
wall
pixel
liquid crystal
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.)
Granted
Application number
JP2011272343A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5546525B2 (ja
Inventor
Takahito Hiratsuka
崇人 平塚
Osamu Ito
理 伊東
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.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display East Inc
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 Japan Display East Inc filed Critical Japan Display East Inc
Priority to JP2011272343A priority Critical patent/JP5546525B2/ja
Priority to US13/711,686 priority patent/US8994905B2/en
Priority to KR1020120144428A priority patent/KR101506373B1/ko
Priority to TW101147048A priority patent/TWI501012B/zh
Priority to EP12197020.6A priority patent/EP2605062B1/en
Priority to CN201210554782.4A priority patent/CN103163696B/zh
Publication of JP2013125068A publication Critical patent/JP2013125068A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5546525B2 publication Critical patent/JP5546525B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1343Electrodes
    • G02F1/134309Electrodes characterised by their geometrical arrangement
    • G02F1/134363Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/12Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode
    • G02F2201/123Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 electrode pixel

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

【課題】画素内での電界分布を均一にすることにより、表示モード効率を向上させることが可能な液晶表示装置を提供することである。
【解決手段】
第1基板の液晶側面から液晶層側に突出する第1構造体に、少なくともその一部が重畳されてなる一対の壁状の第1電極と、前記一対の第1電極に挟まれる画素表示領域に形成され、前記第1電極の延在方向に沿って形成される第2電極と、を備え、前記第1電極は、前記第1基板の法線方向に壁状に突出し、前記画素の長手方向に延在してなる壁状電極と、前記壁状電極の前記第1基板側の辺縁部から当該第1基板の面内方向に沿い延在され、その端部が前記第2電極の近傍まで延在されてなる平面電極とからなり、少なくとも前記平面電極と前記第2電極との何れか一方が、前記画素表示領域を覆う液晶表示装置である。
【選択図】 図2

Description

本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、基板面に平行な電界を印加する横電界方式の液晶表示装置に関する。
横電界方式又はIPS(In-Plane Switching)方式と称される液晶表示装置は、液晶分子をパネル面に水平に配向させ、パネル面と平行な電界(横電界)を印加して液晶分子を水平面内で90度回転させる液晶表示装置である。この横電界方式の液晶表示装置は、映像信号線(ドレイン線)や走査信号線(ゲート線)及び薄膜トランジスタや画素電極等が形成される第1基板側に共通電極も形成され、画素電極と共通電極とに印加する電圧差で生じる第1基板の面内方向の電界により液晶層を駆動する。この構成からなる横電界方式の液晶表示装置では、例えば、透明導電膜で形成される面状の共通電極の上層に絶縁膜を介して線状の画素電極が重畳して配置される構成となっている。このために、線状電極の上層や隣接する線状電極との中間部分等では第1基板の法線方向の電界が生じるために、液晶分子がパネル面と水平にならずに傾斜してしまい、表示モード効率が低下してしまうことが知られている。
近年、液晶表示装置の性能が向上しており、3〜4インチサイズの中小型の液晶表示装置においても800×480画素のWVGA表示が可能な製品が要望されている。しかしながら、WVGA表示が可能な中小型の液晶表示パネルでは、限られた表示領域内に複数の表示画素(以下、画素と記す。)を形成する必要があるために、1つの画素幅が30μm程度となる。このために、さらなる開口率の向上や表示モード効率の向上が要望されている。
この表示モード効率を向上させた液晶表示装置として、例えば、特許文献1に記載の液晶表示装置がある。この特許文献1に記載の液晶表示装置では、画素領域の両端に対となる電極を形成し、一方の電極(画素電極,ソース電極)に映像信号を供給し、他方の電極(共通電極)に基準となる共通信号を供給することにより、液晶表示パネルの主面と平行な電界(いわゆる横電界)を生じさせ、液晶分子を駆動する構成となっている。特に、特許文献1に記載の液晶表示装置は、画素電極及び共通電極が第1基板の主面から第2基板に向かって突出して形成される共に、その延在方向が第1基板の主面に対して垂直となるように形成される壁状の電極形状となっている。このような構成とすることにより、特許文献1の液晶表示装置では、第1基板に近い領域から遠い領域(第2基板に近い領域)においても、電気力線の密度が同じとなるようにして、表示モード効率を向上させる構成となっている。
特開平6−214244号公報
しかしながら、特許文献1に記載の液晶表示装置では、画素境界に配置した壁電極と壁電極間に配置した一対の共通電極(以下、擬似壁電極とする)との間に電極が存在しない領域が形成されることとなる。すなわち、画素境界部分には隣接画素のそれぞれに対応した2つの壁電極(例えば、共通電極)が並設される構成となるので、この画素境界に形成される2つの壁電極間には他の電極が形成されないこととなる。
このために、ゲート線やドレイン線等の信号配線電位や隣接画素の電位などの画素周辺電位の影響によって液晶が動き、黒透過率が増大してしまうという問題があった。また、壁電極の下層に保持容量電極を配置した場合、保持容量を形成する電極(以下、保持容量電極と記す)の電位の影響、及び信号配線電位及び隣接画素の電位の画素周辺電位によって白透過率が低下してしまうという問題があった。さらには、壁電極の形成に際して、リソグラフィー技術を用いてマスク露光などで壁電極のパターニングを行う場合、壁電極の基材となる凸状の絶縁体を形成した後に、該絶縁体の側面に導電膜を形成する構成となるが、凸状の絶縁体の形成と導電膜の形成とにおいては、所定量の層間ずれが生じることとなるので、凸状の絶縁体の側面に安定して電極(壁電極)を形成するためには層間ずれの影響を小さくする必要があり、その解決方法が切望されている。
本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、画素内での電界分布を均一にすることにより、表示モード効率を向上させることが可能な液晶表示装置を提供することにある。
(1)前記課題を解決すべく、本願発明の液晶表示装置は、液晶層を介して対向配置される第1基板と第2基板とを有し、前記第1基板はY方向に延在しX方向に並設される映像信号線と、X方向に延在しY方向に並設される走査信号線とを有し、前記映像信号線と前記走査信号線とで囲まれる画素の領域がマトリクス状に形成される液晶表示装置であって、
前記画素の対向する長手方向の辺縁部に沿って形成され、前記第1基板の液晶側面から前記液晶層側に突出する第1構造体に、少なくともその一部が重畳されてなる一対の壁状の第1電極と、
前記一対の第1電極に挟まれる画素表示領域に形成され、前記第1電極の延在方向に沿って形成される第2電極と、を備え、
前記第1電極は、前記構造体の側壁面に形成され、前記第1基板の法線方向に壁状に突出し、前記画素の長手方向に延在してなる壁状電極と、
前記壁状電極の前記第1基板側の辺縁部から当該第1基板の面内方向に沿い延在され、その端部が前記第2電極の近傍まで延在されてなる平面電極とからなり、
少なくとも前記平面電極と前記第2電極との何れか一方が、前記画素表示領域を覆う液晶表示装置である。
本発明によれば、画素内での電界分布を均一にすることにより、表示モード効率を向上させることができる。
本発明のその他の効果については、明細書全体の記載から明らかにされる。
本発明の実施形態1の液晶表示装置の全体構成を説明するための平面図である。 本発明の実施形態1の液晶表装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態1の液晶表示装置における画素構成を説明するための1画素分の平面図である。 本発明の実施形態1の液晶表示装置における黒表示時の電界分布を説明するための図である。 本発明の実施形態1の液晶表示装置における白表示時の電界分布を説明するための図である。 本発明の実施形態1の液晶表示装置における電圧と表示モード効率との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態1の液晶表示装置における平面電極の長さと表示モード効率との関係を説明するための図である。 本発明の実施形態1の他の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態2の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態2の他の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態3の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態4の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態4の液晶表示装置における電気力線の分布を示した図である。 本発明の実施形態5の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態6の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態6の他の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態7の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。 本発明の実施形態7の液晶表示装置における壁画素電極部分の拡大図である。 本発明の実施形態7の液晶表示装置における画素電圧と表示モード効率との計測結果を説明するための図である。 本発明の実施形態7の他の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。ただし、以下の説明において、同一構成要素には同一符号を付し繰り返しの説明は省略する。また、X,Y,ZはそれぞれX軸、Y軸、Z軸を示す。
〈実施形態1〉
図1は本発明の実施形態1の液晶表示装置の全体構成を説明するための平面図であり、以下、図1に基づいて、実施形態1の液晶表示装置の全体構成を説明する。なお、本願明細中においては、カラーフィルタCFや偏光板などによる吸収の影響や開口率の影響を除いた透過率を表示モード効率とする。従って、バックライトユニット側の偏光板から出射した直線偏光の振動方向が表示面側の偏光板に入射する際に、90度回転している場合の表示モード効率は100%となる。
図1に示すように、実施形態1の液晶表示装置は、画素電極PXや薄膜トランジスタTFT等が形成される第1基板SUB1と、第1基板SUB1に対向して配置されカラーフィルタ等が形成される第2基板SUB2と、第1基板SUB1と第2基板SUB2とで挟持される液晶層とで構成される液晶表示パネルPNLを有する。また、液晶表示パネルPNLと光源となる図示しないバックライトユニット(バックライト装置)とを組み合わせることにより、液晶表示装置が構成されている。第1基板SUB1と第2基板SUB2との固定及び液晶の封止は、第2基板の周辺部に環状に塗布されたシール材SLで固定され、液晶も封止される構成となっている。ただし、実施形態1の液晶表示装置では、液晶が封入された領域の内で表示画素(以下、画素と略記する)の形成される領域が表示領域ARとなる。従って、液晶が封入されている領域内であっても、画素が形成されておらず表示に係わらない領域は表示領域ARとはならない。
また、第2基板SUB2は第1基板SUB1よりも小さな面積となっており、第1基板SUB1の図中下側の辺部を露出させるようになっている。この第1基板SUB1の辺部には、半導体チップで構成される駆動回路DRが搭載されている。この駆動回路DRは、表示領域ARに配置される各画素を駆動する。なお、以下の説明では、液晶表示パネルPNLの説明においても、液晶表示装置と記すことがある。また、第1基板SUB1及び第2基板SUB2としては、例えば周知のガラス基板が基材として用いられるのが一般的であるが、樹脂性の透明絶縁基板であってもよい。
実施形態1の液晶表示装置では、第1基板SUB1の液晶側の面であって表示領域AR内には、図1中X方向に延在しY方向に並設され、駆動回路DRからの走査信号が供給される走査信号線(ゲート線)GLが形成されている。また、図1中Y方向に延在しX方向に並設され、駆動回路DRからの映像信号(階調信号)が供給される映像信号線(ドレイン線)DLが形成されている。隣接する2本のドレイン線DLと隣接する2本のゲート線GLとで囲まれる領域が画素を構成し、複数の画素が、ドレイン線DL及びゲート線GLに沿って、表示領域AR内においてマトリックス状に配置されている。
各画素は、例えば、図1中丸印Aの等価回路図A’に示すように、ゲート線GLからの走査信号によってオン/オフ駆動される薄膜トランジスタTFTと、このオンされた薄膜トランジスタTFTを介してドレイン線DLからの映像信号が供給される壁状の画素電極PXと、コモン線CLを介して映像信号の電位に対して基準となる電位を有する共通信号が供給される壁状の共通電極CTとを備えている。図1中丸印Aの等価回路図A’においては、画素電極PX及び共通電極CTを模式的に線状に記しているが、実施形態1の壁画素電極PX及び壁共通電極CTの構成については、後に詳述する。なお、実施形態1の薄膜トランジスタTFTは、そのバイアスの印加によってドレイン電極とソース電極が入れ替わるように駆動するが、本明細書中においては、便宜上、ドレイン線DLと接続される側をドレイン電極、壁画素電極PXと接続される側をソース電極と記す。
壁画素電極PXと壁共通電極CTとの間には、第1基板SUB1の主面に平行な成分を有する電界が生じ、この電界によって液晶の分子を駆動させるようになっている。このような液晶表示装置は、いわゆる広視野角表示ができるものとして知られ、液晶への電界の印加の特異性から横電界方式と称される。また、実施形態1の液晶表示装置においては、液晶に電界が印加されていない場合に光透過率を最小(黒表示)とし、電界を印加することにより光透過率を向上させていくノーマリブラック表示形態で表示を行うようになっている。
各ドレイン線DL及び各ゲート線GLはその端部においてシール材SLを越えてそれぞれ延在され、外部システムからフレキシブルプリント基板FPCを介して入力される入力信号に基づいて、映像信号や走査信号等の駆動信号を生成する駆動回路DRに接続される。ただし、実施形態1の液晶表示装置では、駆動回路DRを半導体チップで形成し第1基板SUB1に搭載する構成としているが、映像信号を出力する映像信号駆動回路と走査信号を出力する走査信号駆動回路との何れか一方又はその両方の駆動回路をフレキシブルプリント基板FPCにテープキャリア方式やCOF(Chip On Film)方式で搭載し、第1基板SUB1に接続させる構成であってもよい。
〈画素の詳細構成〉
図2は本発明の実施形態1の液晶表装置における画素構成を説明するための断面図であり、図3は本発明の実施形態1の液晶表示装置における画素構成を説明するための1画素分の平面図であり、特に、図2は図3に示すB−B’線での断面図である。
ただし、以下の説明では、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の液晶層LCと対向する側の面(液晶表示装置の表示面側及び裏面側)に配置される周知の偏光板、及び液晶層LCの側の面に形成される周知の配向膜は省略する。また、偏光板については、周知の技術を用いて、第1基板SUB1及び第2基板SUB2の液晶層LCの側の面に形成する構成であってもよい。
図2に示すように、実施形態1の画素構成においては、画素のX方向に対しては、その両端に配置した壁状構造すなわちY方向に延在する壁状の絶縁膜(以下、壁電極絶縁膜と記す) に、その側面(側壁面)を電極で覆うように形成される壁状電極PX1と、該壁状電極PX1の基板側の辺縁部から平面方向に伸びた平面電極PXCを形成する。この壁状電極PX1と平面電極PXCが電気的に繋がっているため、壁状電極PX1と平面電極PXCを併せて壁画素電極(第1電極))PXが形成される。また、実施形態1においては、平面電極PXCと液晶層LCとの間には絶縁膜PAS2が配置され、画素境界に壁画素電極PXが配置され、一対の壁画素電極PXで1つの画素PXLが構成されている。この画素を構成する一対の壁画素電極PX間には一対の電極(共通電極)CT1,CT2が配置され、擬似的な壁状の共通電極(以下、擬似壁共通電極と記す)CTが形成される。
本実施形態1では画素両端の壁画素電極PXをソース電極とし、その間に配置される擬似壁共通電極CTをコモン電極とするが、画素両端の壁画素電極PXをコモン電極、擬似壁共通電極CTをソース電極としてもよい。
また、実施形態1の画素構成では、画素境界の壁電極絶縁膜(第1構造体)PAS3間には、該壁電極絶縁膜PAS3よりも低い壁状構造(以下、擬似壁電極絶縁膜と記す)PAS4が形成されている。擬似壁共通電極CTの第1基板SUB1側の電極である共通電極(第2電極)CT1は擬似壁電極絶縁膜(第2構造体)PAS4を覆うように形成され、擬似壁電極絶縁膜PAS4の基板に接する面から平面方向にコモン電極(共通電極)CT1が形成される。この共通電極CT1の内で、擬似壁電極絶縁膜PAS4を覆う電極(以下、壁状共通電極と記す)CTWから延在する平面共通電極(第2平面電極)CTCと、壁画素電極PXを構成する平面電極PXCとが層間絶縁膜PAS2を介して配置され、保持容量Cstが形成される。また、液晶層LCを介して対向配置される第2基板SUB2の液晶面側には、遮光層となるブラックマトリクスBM、R(赤),G(緑),B(青)に対応したカラーフィルタCF、共通電極(第3電極)CT2、及びその上面を覆うオーバーコート層OCが形成されている。
このとき、図3に示すように、実施形態1の画素構成では、1画素分の壁状の画素電極である壁画素電極PXと壁状の共通電極CT1との位置関係から明らかなように、実施形態1の液晶表示装置における画素PXLは、画素PXLの周縁部に沿って形成された壁状の画素電極(壁画素電極)PXと、該壁画素電極PXに囲まれるように形成された壁状の共通電極CT1とを備える構成となっている。特に、実施形態1の画素構成においては、壁電極絶縁膜PAS3と擬似壁電極絶縁膜PAS4とに囲まれる領域に、平面電極PXCと平面共通電極CTCが絶縁膜PAS2を介して対向配置され、当該画素の保持容量Cstを形成する構成となっている。
すなわち、図2及び図3から明らかなように、実施形態1の壁画素電極PXを形成する導電膜が画素PXLの内側方向(共通電極CT1の方向)に延在して形成される導電膜(平面電極PXC)と、壁状の共通電極CT1を形成する導電膜が画素の短辺方向(図中のX方向すなわち画素電極PXの方向)に延在して形成される導電膜(平面共通電極CTC)とが、絶縁膜PAS2を介して重畳するように配置される。この構成により、平面電極PXCと平面共通電極CTCとで、当該画素PXLの保持容量Cstを形成する構成となっている。この保持容量Cstを形成する絶縁膜PAS2は、例えば、周知の容量性の絶縁膜材料で形成することが可能であり、容量絶縁膜材料で形成することにより、小さい画素面積であっても、電荷の保持に十分な容量の保持容量Cstを形成することができる。このように、実施形態1の画素構成では、画素PXLのバックライト光が通過する領域を用いて保持容量Cstを形成する構成としている。その結果、保持容量Cstを形成するための平面電極PXCと平面共通電極CTCとの面積を大きくすることができるので、画素PXLの端部等に保持容量Cstを形成する場合に比較して、大きな開口率とすることができる。なお、絶縁膜PAS2を形成する絶縁膜材料は容量性の材料に限定されることはない。
また、実施形態1の画素PXLでは、壁状の共通電極CT1を形成する際に、平面共通電極CTCを形成すると共に、壁画素電極PXを形成する際に平面電極PXCを形成する構成となっている。さらには、平面電極PXCと平面共通電極CTCとの間に形成される薄膜層である絶縁膜PAS2は、壁画素電極PXと共通電極CT1とを電気的に絶縁するための絶縁膜となるので、実施形態1の画素構成では、保持容量Cstを形成するための工程を特別に設けることなく、保持容量Cstを形成できる。
また、実施形態1の画素PXLでは、図3に2点鎖線で示す隣接画素との境界部を跨ぐようにして、第1基板SUB1の液晶層LCの側に、図2に示す凸状に形成された壁状構造体となる壁電極絶縁膜PAS3が形成されている。さらには、壁画素電極PXの長手方向の絶縁膜PAS3から所定距離離間される位置に壁電極絶縁膜PAS3よりも液晶層LCの側への突出量すなわち絶縁膜高さが小さく形成される凸状の壁状構造体である擬似壁電極絶縁膜PAS4が形成されている。この擬似壁電極絶縁膜PAS4の頭頂面及び側壁面には導電膜材料からなる電極が形成されており、共通信号が供給され、共通電極CT1を形成する構成となっている。
なお、実施形態1の画素構成では、画素領域の辺縁部に形成される壁画素電極PXと、辺縁部に形成される壁画素電極PXに囲まれる領域すなわちバックライト光が透過する領域に形成される共通電極CT1とが壁状電極を構成している。従って、第1基板SUB1と第2基板SUB2との間に封入される液晶LCに偏りが生じることを防止するために、例えば、画素の短辺側の辺縁部には、凸状の壁電極絶縁膜PAS3が形成されずに、壁画素電極PXのみが形成される構成とする。または、画素の短辺側に形成される凸状の壁電極絶縁膜PAS3の一部が液晶層LCの側に突出しない構成、すなわち短手方向の辺縁部に形成される壁電極絶縁膜PAS3が画素の短手方向の画素幅よりも小さい構成とした場合であっても、液晶LCに偏りが生じることを防止できる。
〈保持容量の詳細説明〉
以下、図2及び図3に基づいて、実施形態1の画素構成における壁画素電極PX及び共通電極CT1と、保持容量Cstとの構成について詳細に説明する。
図3に示すように、壁画素電極PXの壁状電極PX1は2点鎖線で示す隣接画素との境界部すなわち画素PXLの周縁部に沿って当該画素PXLの領域を囲むようにして形成されている。共通電極CT1,CT2は、画素PXLの長手方向(図中Y方向)に沿って形成されている。特に、実施形態1の液晶表示装置では、2点鎖線で示す画素境界部に凸状に成形された壁電極絶縁膜PAS3が形成されており、この構成により画素PXLの周縁部に沿った段差を形成している。該段差の側壁面すなわち壁電極絶縁膜PAS3の側壁面に壁状電極PX1が形成されると共に、該壁状電極PX1から連続して第1基板SUB1の主面に沿った平面電極PXCが形成される構成となっており、壁状電極PX1と平面電極PXCとにより壁画素電極PXが形成されている。この構成により、第1基板SUB1の主面に対して立設(傾斜)される、すなわち第2基板SUB2が配置される側に向かって該第1基板SUB1の主面に対して立設される壁状電極PX1を形成し、壁画素電極PXが画素PXLの周縁部に沿って当該画素PXLの領域を囲むように配置される構成としている。
なお、壁電極絶縁膜PAS3は隣接する画素PXLとの境界部分に形成されているので、透光性を有する絶縁膜材料に限定されることはなく、例えば遮光性の絶縁膜材料で形成してもよい。一方、擬似壁電極絶縁膜PAS4は画素内のバックライト光が透過する領域に形成される構成となっているので、透光性を有する絶縁膜材料で形成することが好ましい。
また、図2から明らかなように、実施形態1の画素構成においては、画素PXLが形成されてバックライト光が透過する領域には、少なくとも壁画素電極PXと擬似壁共通電極CTとの何れか一方の電極が形成される構成となるので、壁画素電極PX及び擬似壁共通電極CTとは共にITOやAZO等の透明導電膜材料で形成される。
また、実施形態1の画素構成では、図2に示すように、壁電極絶縁膜PAS3の共通電極CT1の側の辺縁部から擬似壁電極絶縁膜PAS4の壁画素電極PXに近い側の辺縁部までの長さをk、このときの第1基板SUB1の面内方向に延在する壁画素電極PXの平面部分である平面電極PXCの共通電極CT1方向への延在長さをLとした場合、平面電極PXCの延在長さLは、k/2≦L≦kの範囲となるように形成される。
さらには、壁画素電極PXを形成する電極の内で、壁電極絶縁膜PAS3の側壁面に形成される電極である壁状電極PX1の液晶厚さ方向の高さをs、壁電極絶縁膜PAS3の高さ(厚さ)をhとした場合、壁状電極PX1の高さsは、0≦s≦hの範囲となる。
(画素領域の電界分布)
次に、図4に本発明の実施形態1の液晶表示装置における黒表示時の電界分布を説明するための図、図5に本発明の実施形態1の液晶表示装置における白表示時の電界分布を説明するための図を示し、以下、図4,5に基づいて黒表示時及び白表示時における電界分布について説明する。ただし、図4(a)及び図5(a)は第1基板SUB1側及び第2基板SUB2側に共に線状の共通電極のみを設けて擬似壁共通電極CTを形成した場合の電気力線の分布を示し、図4(b)及び図5(b)は実施形態1の構成における電気力線の分布を示す。また、前述するように、実施形態1の液晶表示装置では、ノーマリブラック表示形態で表示を行う構成となっているので、黒表示時には壁画素電極PXと擬似壁共通電極CTとの間には電界が印加されない構成であり、白表示時には最大の電界が印加される構成となる。また、図4及び図5においては、第1基板SUB1及び第2基板SUB2を省略する。
図4(a)(b)においては、図4(a)(b)中の中央に示す画素PXL1においては黒表示を行い、この黒表示の画素に隣接するX方向の各画素PXL2においては白表示を行う場合、黒表示の画素PXL1では、壁画素電極PX及び共通電極CT1,CT2にはそれぞれ同じ電圧(基準電圧として、例えば、0(ゼロ)V)が印加されることとなる。一方、白表示を行う画素である隣接画素PXL2の画素電極PXには白表示に対応した階調電圧が印加されることとなる。さらには、壁電極絶縁膜PAS3の下層すなわち壁電極絶縁膜PAS3よりも第1基板SUB1側に形成されるドレイン線DLには、所望の階調信号が供給されることとなる。
その結果、図4(b)に示すように、実施形態1の構成では、黒表示を行う画素PXL1の共通電極CT1と隣接画素PXL2の壁画素電極PXとの間には、図中に点線で示す電気力線EF1が生じることとなるが、この電気力線EF1は第1基板SUB1に生じることとなり、黒表示の画素PXL1の液晶LCには電界は印加されない構成となる。さらには、黒表示を行う画素PXL1の共通電極CT1とドレイン線DLとの間にも、点線で示す電気力線EF2が生じることとなるが、この電気力線EF2も第1基板SUB1に生じることとなり、黒表示の画素PXL1の液晶LCには電界は印加されない構成となる。
これに対して、図4(a)に示すように、第1基板SUB1及び第2基板SUB2にそれぞれ線状の共通電極CT1,CT2を設け、この線状の共通電極で擬似壁共通電極CTを形成する場合、壁画素電極PXと擬似壁共通電極CTとの間の領域に、電極が存在しない領域が形成される。このために、信号配線及び隣接画素PXL2の壁画素電極PX等の電位から発生した電気力線EF1,EF2が当該画素PXL1の液晶層LCに入り込むため黒表示モード効率が増大してしまう。
このように、実施形態1の画素構成では、共通電極CT1を形成する延在部である平面共通電極CTCが隣接画素PXL2からの電界を遮蔽する遮蔽電極として機能することとなる。従って、第1基板SUB1の側に配置される共通電極CT1と、第2基板SUB2の側に配置される共通電極CT2とによって擬似壁電極CTを形成する構成であっても、黒表示時の画素PXL1の擬似壁電極CTと、隣接画素PXL2やドレイン線DLとの間に生じる電界(電気力線EF1,EF2で示す)が液晶層LCに到達することを防止できるので、黒表示時の表示モード効率を低減(向上)させることができる。
すなわち、本発明の実施形態1の画素構成では、壁画素電極PXと擬似壁共通電極CTとの間の領域には、壁画素電極PXを構成する平面電極PXCもしくは平面共通電極CTCが必ず存在することから、液晶層LCに影響を及ぼすことがない。従って、実施形態1の画素構成では、近傍の信号配線及び隣接画素PXL2などの電位の影響による黒表示モード効率の増大を完全に抑制できる。
また、図5(a)(b)に示すように、中央に示す画素PXL1においては白表示を行い、この画素PXL1に隣接する画素PXL2においては黒表示を行う場合、白表示の画素PXL1では壁画素電極PXには白表示に対応した階調電圧が印加されることとなる。このとき、共通電極CT1,CT2には共に基準電圧が印加されることとなる、共通電極CT1と共通電極CT2との間の領域には擬似壁共通電極CTが形成される。
従って、実施形態1の画素構成では、図5(b)に示すように、壁画素電極PXと共通電極CT1,CT2との間には、点線で示す電気力線EF3が生じることとなり、この電気力線EF3で示す電界に応じて液晶層LC中の液晶分子が駆動されて白色の画像表示がなされることとなる。このとき、実施形態1の画素構成においては、壁画素電極PXを構成する電極の内で、第1基板SUB1の主面に沿って形成される平面電極PXCからも電気力線EF3が生じることとなる。従って、共通電極CT1の近傍においても、壁画素電極PXと擬似壁共通電極CTとの間に電気力線EF3で示す電界が生じることとなる。
このように、実施形態1の画素構成においては、壁画素電極PXを形成する平面電極PXCが、当該画素電極PXからの隣接する画素PXL2への電界を遮蔽する遮蔽電極となる。従って、第1基板SUB1の側に配置される共通電極CT1と第2基板SUB2の側に配置される共通電極CT2とによって擬似壁電極CTを形成すると共に、該擬似壁共通電極CTを介して一対の画素電極PXを形成する構成であっても、隣接画素や近傍の信号線等からの電界が第1基板SUB1側から回り込んで画素PXL内の液晶分子に印加されることを防止できる。
すなわち、実施形態1の画素構造では、壁画素電極PXの下端側から延在する平面電極PXCの他端が擬似壁共通電極CT近傍まで長く形成されるため、平面電極PXCから発生した電気力線EF3はほとんど擬似壁共通電極CTに向かう。従って、本発明を適用すれば、壁画素電極PXと擬似壁共通電極CT間の電界強度を均一化でき、白表示モード効率が低下することを防止でき、白表示モード効率を向上することができる。
なお、絶縁膜PAS2を介して平面電極PXCの下層に平面共通電極CTCが形成されているので、平面電極PXCと平面共通電極CTCとの間には電界が生じることとなるが、このときの電界は保持容量Cstでの電界すなわち絶縁膜PAS2に生じる電界となる。従って、この電界は、液晶層LCの液晶分子の駆動に影響を与えない構成となるので、白表示時における表示モード効率に影響を与えるものではない。
このとき、図5(a)に示す構成では、平面電極の延在量(突出量)が、壁画素電極PXと共通電極CT1との間の間隔に比較して非常に小さい構成となっている。従って、この構成からなる壁画素電極PXと擬似壁共通電極CTの構成では、壁画素電極PXから擬似壁共通電極CTに向かう電気力線EF3と共に、壁画素電極PXから当該画素PXL1の近傍に形成される信号線等に至る電気力線EF4が形成される。このために、図5(a)に示す構成では、白表示時における透過率が低下してしまうので、実施形態1の画素構成は図5(a)に示す画素構成と比較しても、大幅に表示モード効率(透過率)を向上させることが可能となる。
すなわち、図5(a)に示すように、一対の線状の共通電極CT1,CT2で擬似壁共通電極CTを形成した場合には、壁画素電極PXを構成する平面電極PXCと共通電極CT1を構成するTFT側電極と間に電極が存在しない領域がある。さらには、図5(a)に示す画素構成では、平面電極PXCの下層には保持容量のための電極CCを形成する必要もあることから、壁画素電極PXから発生した電気力線は擬似壁共通電極CTだけでなく、この保持容量を形成する電極CCにも向かう電気力線も生じることとなる。このため、図5(a)に示す画素構造では、電気力線EF4の密度が壁画素電極PXの近傍で密、擬似壁共通電極CTの近傍で疎になり、電界強度分布が画素内で不均一になることから白表示モード効率が低下してしまう。
以上に説明した、図5(a)に示す画素構成では、第1基板SUB1の信号配線より上層の絶縁膜(層間絶縁膜)PAS1から配向膜ORIまでの層数が8層になるのに対し、図5(b)に示す実施形態1の画素構成では7層になる。従って、本発明の画素構成(画素構造)は図5に示す画素構成よりも層数を削減しつつ保持容量Cstを設けることができ、液晶表示装置の製造コストを大幅に低コスト化できるという格別の効果を得ることができる。
次に、図6に本発明の実施形態1の液晶表示装置における電圧と表示モード効率との関係を説明するための図、図7に本発明の実施形態1の液晶表示装置における平面電極の長さと表示モード効率との関係を説明するための図を示し、以下、図6及び図7に基づいて、実施形態1の液晶表示装置における表示モード効率の向上効果について詳細に説明する。ただし、図6に示す画素構造は、画素幅すなわち画素の短手方向の幅が29μmの画素構成において、壁電極高さs、壁電極幅、平面電極長さLがそれぞれ6μm、6μm、8.5μmであり、平板形状の平面電極PXCと液晶層LCとの間の絶縁膜PAS5の膜厚は2.6μmとした。また、図6に示すグラフG1は、画素周辺電位の影響が大きいドット反転駆動を想定したワーストケースの電圧を模擬している。具体的には、隣接画素の電位が−5V、信号配線電位が交互に極性を反転させて±5Vとした。
図6に示すグラフG1から明らかなように、ドット反転駆動を想定した画素の周辺電位が存在する場合であっても、実施形態1の画素構成における黒表示モード効率は偏光板の直交透過率と同等であり、白表示モード効率は自社先願特許の構造と同等の約90%を達成できることが明らかである。
この結果から、本発明を適用すれば、画素周辺電位の影響を完全に遮蔽しつつ、基板面と平行な電界で液晶分子を駆動する横電界駆動方式の表示モード効率が約90%まで向上できることが明らかである。
また、図7に示すグラフG2は実施形態1の画素構造における平面電極長さと表示モード効率の関係を示している。ただし、図7に示すグラフG2は、画素幅が29μm、壁電極幅が6μmで形成され、平面電極PXCの長さLを変化させた場合における表示モード効率の計測結果である。また、図7では、画素保持電極PXCの電極長さLが10.5μmの場合に、共通電極CT1が形成される擬似壁電極絶縁膜PAS4に到達する。また、図7に示すグラフG2では、保持容量Cstを形成する一対の電極の内の他方の電極である平面共通電極CTCは平面電極PXCの長さによらず、壁画素電極PXと擬似壁電極CT間には必ず平面共通電極CTCが存在する場合における計測結果である。
図7から明らかなように、実施形態1の画素構成においては、壁画素電極PXを形成する壁状電極PX1の辺縁部からの平面電極PXCの長さLが8μm以上の領域においては、表示モード効率が90%程度となる。一方、平面電極PXCの長さLが8μm以下の領域においては、平面電極PXCの長さLが小さくなるに従って表示モード効率も次第に低下する。特に、平面電極PXCの長さLが5μmの場合に、表示モード効率が80%程度となり、平面電極PXCの長さLが8μm以上の場合の表示モード効率よりも10%程度低下することとなる。さらには、平面電極PXCの長さLが4.5μm程度になると表示モード効率が77%まで低下することとなる。
平面電極PXCの長さLが短くなった場合に表示モード効率が低下するのは、表示面側から見て、平面電極PXCの長さの減少に応じて平面共通電極CTCの液晶層LCの側への露出長さが大きくなるので、ソース電極(壁画素電極)である平面電極PXCと共通電極CT1である平面共通電極CTCとの間で電界が集中するために、擬似壁共通電極CTでの電界が非常に弱くなり、その結果として液晶LCが動きにくくなることが原因である。従って、平面電極PXCの第1基板SUB1の側に平面共通電極CTCが配置される場合、平面電極PXCは擬似壁共通電極CTを形成する共通電極CT1の近傍まで長く形成することが有効である。特に、表示モード効率の低下率はなるべく小さい方が好ましく10%以内であることが望ましいので、実施形態1の構成では、平面電極PXCの長さは5μm以上が好ましい。
以上の結果から、図2に示すように、壁電極絶縁膜PAS3の共通電極CT1の側の辺縁部から擬似壁電極絶縁膜PAS4の壁画素電極PXに近い側の辺縁部までの長さkに対して、表示モード効率の低下率が10%以内になる平面電極PXCの長さはk/2μmとなる。従って、第1基板SUB1の面内方向に延在する平面電極PXCの延在長さLは、k/2≦L≦kの範囲内とすることが望ましい。
以上説明したように、実施形態1の液晶表示装置では、画素領域の長手方向の対向する辺縁部に沿って延在する一対の壁画素電極PXと、この一対の壁画素電極PXとの間に形成され、画素PXLの長手方向に沿って延在する共通電極CT1,CT2とを有し、壁画素電極PXは第1基板SUB1から第2基板SUB2方向に立設して形成される壁状電極PX1と、該壁状電極PX1の第1基板SUB1側の辺縁部から第1基板SUB1の面内方向に沿い、共通電極CT1の方向に延在してなる平面電極PXCとからなり、共通電極CT1は第1基板SUB1の液晶面側に形成され、壁状電極PX1の延在方向に沿って延在してなる柱状(壁状)の擬似壁電極絶縁膜PAS4と、該擬似壁電極絶縁膜PAS4の側壁面及び頭頂面を覆うようにしてなる壁状共通電極CTWと、この壁状共通電極CTWの第1基板SUB1側の辺縁部から第1基板SUB1の面内方向に沿い、壁状電極PX1方向に延在してなる平面共通電極CTCとからなり、平面電極PXCと平面共通電極CTCとが絶縁膜PAS2を介して重畳配置され、当該画素PXLの保持容量Cstを形成する構成となっているので、画素領域の辺縁部等に保持容量Cstを形成するための電極を別に設けることなく、保持容量Cstを形成することができ、画素を形成する薄膜層数を削減することが可能となり、液晶表示装置の製造に要する工程数を削減することができ、液晶表示装置を低コスト化できる。
特に、実施形態1の画素PXLの構成では、第2基板SUB2の側にも、表示面側から見て、壁状共通電極CTWと重畳する位置に線状の共通電極CT2を形成すると共に、該共通電極CT2にも共通信号を供給することにより、壁状共通電極CTWと線状の共通電極CT2との間の領域に擬似的な擬似壁共通電極CTを形成する構成としている。また、保持容量Cstを形成する平面電極PXCと平面共通電極CTCとの内で、平面電極PXCが液晶層LCに近い側すなわち上層に形成され、平面共通電極CXCが液晶層LCから遠い側すなわち下層に形成される構成となっている。さらには、画素PXLの領域の内で、バックライト光が透過する領域内には、少なくとも平面電極PXCと平面共通電極CTCとの何れか一方の平面電極が配置されているので、ドレイン線DL等の信号配線電位や隣接画素電位などの画素周辺電位を完全に遮蔽しつつ表示モード効率約90%を実現できる。このように、画素周辺電位の影響を抑制できるので、液晶パネルのコントラスト比の低下を抑制しつつ、表示モード効率を向上できる。
すなわち、画素周辺電位の影響による黒表示モード効率の増大、及び白表示モード効率の低下を抑制できるという効果が得られる。
また、以上に説明した実施形態1の液晶表示装置では、第2基板SUB2の液晶層LCの側にも線状の共通電極CT2を形成して、液晶層LCを介して第1基板SUB1の側に形成した共通電極CT1との間の領域に同一の電界となる擬似的な壁電極(擬似壁共通電極CT)を形成する構成としたが、本願発明はこの構成に限定されることはない。例えば、図8に示すように、第1基板SUB1の側のみに壁画素電極PXと共通電極CT1とを形成する構成であってもよい。
図8に示す本発明の実施形態1の他の液晶表示装置では、第2基板SUB2に共通電極CT2を形成しない以外の構成は図2に示す実施形態1の液晶表示装置における画素構成と同じ構成となっている。すなわち、実施形態1の他の画素構成では、第1基板SUB1の液晶層LCの側に形成される壁画素電極PXは、当該壁画素電極PXから共通電極CT1の形成方向に延在される画素保持電極PXCを備える構成となっている。一方、共通電極CT1においても、当該共通電極CT1から壁画素電極PXの形成方向に延在される平面共通電極CTCを備える構成である。このとき、平面共通電極CTCは平面電極PXCよりも第1基板SUB1に近い層すなわち液晶層LCよりも遠い層に形成される構成となっているので、前述する実施形態1の液晶表示装置と同様に、黒表示時での表示モード効率を低下(向上)させると共に、白表示時の表示モード効率を増加(向上)させることができる。
〈実施形態2〉
図9は本発明の実施形態2の液晶表示装置の概略構成を説明するための断面図であり、図9に示す断面図は実施形態1の図2に示す断面図に対応した断面図となっている。ただし、実施形態2の液晶表示装置は、保持容量Cstの形成位置が異なるのみで、他の構成は実施形態1と同様の構成となる。従って、以下の説明では、保持容量Cstを形成する一対の電極について詳細に説明する。
図9に示すように、実施形態2の液晶表示装置における画素構成では、壁画素電極PXが形成される柱状形状に形成される壁電極絶縁膜PAS3に電極(第2壁状電極)CT5を形成することによって、保持容量Cstを形成している。
すなわち、実施形態2の擬似壁電極CTを形成する共通電極CT1は図中のY方向に延在する擬似壁電極絶縁膜PAS4の側壁面及び頭頂面を覆うようにして形成される壁状共通電極CTWと、該壁状共通電極CTWの辺縁部から第1基板SUB1の面内方向に沿って所定量だけ壁画素電極PXの形成方向に延在する平面電極(延在部)CTDとから形成される。このとき、実施形態2の画素構成では、画素内のバックライト光の透過領域(画素表示領域)には保持容量Cstが形成されない構成となっているので、平面電極CTDの延在量はこの透過領域を覆わない構成となっている。
一方、画素の境界部分には少なくともY方向に延在する壁電極絶縁膜PAS3が形成されおり、該壁電極絶縁膜PAS3の側壁面及び頭頂面を覆うようして導電膜(保持容量電極)CT5が形成されている。該保持容量電極CT5は、その辺縁部から第1基板SUB1の面内方向に沿って延在する延在部分を有する構成となっている。この第3保持電極CT5は図示しない共通信号線CLと電気的に接続されており、共通電極CT1,CT2と同電位に保持される構成となっている。この実施形態2の保持容量電極CT5は、共通電極CT1と同層に形成され、実施形態1と同様に工程数を削減することを可能としているが、同層に限定されることはない。
また、保持容量電極CT5の上層にはその表面を覆う絶縁膜PAS2が形成されており、該絶縁膜PAS2は共通電極CT1の上面をも覆う構成となっており、該壁電極絶縁膜PAS3の上面に壁画素電極PXが形成されている。このとき、壁画素電極PXの形成領域においては、壁電極絶縁膜PAS3の側壁面形状及び頭頂面形状に沿って保持容量電極CT5及び絶縁膜PAS2が形成されている。従って、実施形態2の壁画素電極PXも第2基板SUB2の側に突出すると共に、X方向に延在する壁状電極PX1と、第1基板SUB1の面内方向に延在する平面電極PXCとが形成される。すなわち、壁画素電極PXは実施形態1と同様の構成となっており、隣接画素との境界部分に形成される壁状電極PX1と、該壁状電極PX1の第1基板SUB1側の辺縁部から当該第1基板SUB1の面内方向に延在する平面電極PXCとから構成される。
図9から明らかなように、絶縁膜PAS2を介して対向配置される壁状電極PX1と保持容量電極CT5とによって、保持容量Cstが形成される構成となっている。このとき、壁状電極PX1の第1基板SUB1側の辺縁部から延在する平面電極PXCも、その端部においては共通電極CT1を形成する平面電極の一部、及び保持容量電極CT5の辺縁部から第1基板SUB1の面内方向に延在する延在部分と重畳する構成となっているので、この重畳部分においては保持容量Cstの一部を形成する。
この構成からなる実施形態2の画素構成においても、壁画素電極PXを形成する平面電極PXCと共通電極CT1の延在部分CTDとの少なくとも一方の導電膜が画素領域内のバックライト光の透過領域を覆う構成となっている。さらには、保持容量Cstを形成する一方の電極が平面電極PXCとなり、他方の電極が平面電極PXCよりも下層側すなわち第1基板SUB1の側に形成される構成となっているので、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
ただし、実施形態2の画素構成においては、少なくともX方向に隣接する画素との境界部分に全て導電膜を形成する構成としたが、これに限定されることはない。例えば、図10に示すように、X方向に隣接する画素との間の領域の内で、何れか一方に保持容量電極CT5となる導電膜を形成する構成であってもよい。例えば、通常の液晶表示装置では、表示に有効な画素数は偶数個であることが一般的となるので、例えば、X方向に配置される画素の内で、第1列目の画素と第2列目の画素との境界領域には保持容量電極CT5を形成し、第2列目の画素と第3列目の画素との境界領域には保持容量電極CT5を形成しない等のように、保持容量電極CT5が形成される境界領域と、形成されない境界領域とが交互に配置される構成であってもよい。
この構成においても、壁画素電極PXから延在される平面電極PXCは形成される構成となっているので、前述する効果を得ることが可能である。
〈実施形態3〉
図11は本発明の実施形態3の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図であり、図11に示す断面図は実施形態1の図2に相当する断面図となっている。ただし、実施形態3の液晶表示装置は、保持容量Cstの形成するための一方の電極の形成位置が異なるのみで、他の構成は実施形態1と同様の構成となる。従って、以下の説明では、保持容量Cstを形成する一対の電極について詳細に説明する。
図10に示すように、実施形態3の画素構成では、バックライト光が透過する領域と共に、壁画素電極PXが形成される領域にも保持容量Cstを構成する電極CTEを形成することによって、保持容量Cstを形成している。
すなわち、実施形態3の共通電極CT1を形成する導電膜(透明導電膜)CTEは、絶縁膜PAS1の上面、及び該絶縁膜PAS1の上面に形成される壁電極絶縁膜PAS3及び擬似壁電極絶縁膜PAS4を覆うようにして形成されている。すなわち、少なくとも第1基板SUB1の表示領域内の上面を覆うような形状となっている。
この導電膜CTEの上層には、絶縁膜PAS2が当該導電膜CTEを覆うようにして形成され、その上面に壁画素電極PXが形成されている。このとき、該壁画素電極PXの構成は、実施形態1と同様の構成となる。
このとき、実施形態3の共通電極CT1の構成においては、実施形態1の共通電極CT1の構成と同様に、擬似壁電極絶縁膜PAS4の側壁面及び頭頂面を覆うようにして導電膜CTEが配置されると共に、この導電膜CTEが画素保持電極PXCと絶縁膜PAS2を介して対向配置される構成となっている。また、実施形態3の画素構成においては、壁画素電極PXが形成される領域においても、実施形態2の液晶表示装置と同様にして、導電膜CTEが絶縁膜PAS2を介して、壁画素電極PXを形成する壁状電極(側壁面電極)PX1と対向配置されている。その結果、実施形態3の保持容量Cstでは、画素の形成領域のほぼ全量域で保持容量が形成される構成となるので、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
ただし、液晶層と並列に接続される保持容量Cstを形成する保持容量用の電極の面積が大きくなりすぎると保持容量Cstに多くの電荷が溜まることになるため、薄膜トランジスタTFTを介した画素電極PXへの映像信号の書き込みができなくなる場合がある。従って、所望の保持容量Cstを実現するためには、保持容量用の電極の面積を適宜選択する必要がある。
〈実施形態4〉
図12は本発明の実施形態4の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図であり、図12に示す断面図は実施形態1の図2に相当する断面図となっている。ただし、実施形態4の液晶表示装置は、保持容量Cstの形成するための一方の電極の形成位置が異なるのみで、他の構成は実施形態1と同様の構成となる。従って、以下の説明では、保持容量Cstを形成する一対の電極について詳細に説明する。
図12に示すように、実施形態4の液晶表示装置では、壁画素電極PXを形成する平面電極PXCの他端が、壁状の共通電極CT1の上層に形成され、該共通電極CT1を覆うように形成される絶縁膜PAS2に到達する構成となっている。また、実施形態4の画素構成においては、図12中の丸印Cの拡大図C’に示すように、擬似壁電極絶縁膜PAS4の側壁面に沿って画素保持電極PXCの端部が液晶層LCの側すなわち第2基板SUB2の側に突出(延在)するように形成され、壁状の電極となる第2壁状電極PX2を形成している。すなわち、実施形態4の画素構成においては、壁状の電極を形成するための壁電極絶縁膜PAS3及び擬似壁電極絶縁膜PAS4の側壁面に沿った壁状電極PX1,PX2を備えると共に、共通電極CT1は擬似壁電極絶縁膜PAS4の頭頂面に形成される部分のみが、液晶層LCの側すなわち第2基板SUB2の側に露出される構成となっている。
次に、図13に本発明の実施形態4の液晶表示装置における電気力線の分布を示した図を示し、以下、図13に基づいて、実施形態4の画素構成における液晶層LCでの電界分布について説明する。ただし、図13(a)は実施形態1に示す図5(a)に対応する図であり、図13(b)は実施形態4の画素構成における白表示時における電気力線の分布を示す図である。
図13(b)に示すように、実施形態4の画素構成では、共通電極CT1を形成する擬似壁電極絶縁膜PAS4の頭頂面に形成される部分を除く他の部分では、絶縁膜PAS2を介して壁画素電極PXを形成する導電膜と対向配置される構成となっている。すなわち、実施形態4の画素構成では、擬似壁電極絶縁膜PAS4の頭頂面に形成される共通電極CT1の部分のみが壁画素電極PXを形成する平面電極PXCよりも液晶層LCの側に露出され、他の電極部分は平面電極PXCよりも第1基板SUB1の側に配置されることとなる。従って、実施形態4の画素構成では、図13(b)に示すように、第2壁状電極PX2は薄い層間絶縁膜である絶縁膜PAS2から膜厚分だけ離れて共通電極CT1が配置されることとなるので、第2壁状電極PX2と共通電極CT1との間には非常に密な電気力線EF5が生じ、その結果として、第2壁状電極PX2と共通電極CT1との間に強い電界を得ることができる。この強い電界によって、擬似壁共通電極CT上の液晶LCが動きやすくなることから、実施形態4の画素構成は図13(a)に示す画素構成よりも高い表示モード効率を得ることができることとなる。ただし、第2壁状電極PX2の一端側である画素保持電極PXCから他端側である液晶層LCの側までの高さを第2壁状電極PX2の高さをs1、擬似壁共通電極CT1が形成される擬似壁電極絶縁膜PAS4の高さをh1とした場合、第2壁状電極PX2の高さs1は、0≦s1<h1の範囲とすることが望ましい。また、第2壁状電極PX2の下層に絶縁膜PAS2を介して共通電極CT1が形成される構成となっているので、絶縁膜PAS2の膜厚すなわち第2壁状電極PX2と共通電極CT1との層間を薄くすることで、2つの電極間には強い電界を生じさせることができる。
すなわち、図13(a)に示す一対の線状の共通電極CT1,CT2で擬似壁共通電極CTを形成する場合には、第1基板SUB1の側に形成される共通電極CT1の近傍においては、電気力線EF3の分布が疎となる。これに対して、実施形態4の画素構成では、壁画素電極PXから共通電極CT1に至る電気力線EF5の内で、共通電極CT1の近傍の電気力線であっても、第1基板SUB1の面内とほぼ平行に液晶層LCを通過した後に、共通電極CT1に至る電気力線を多く形成できる。従って、共通電極CT1の近傍における第1基板SUB1の面内方向の電界を強くすることができるので、擬似壁共通電極CTが形成される領域である共通電極CT1上の領域においても液晶分子を駆動することが可能となり、さらに表示モード効率を向上させることができるという格別の効果を得ることができる。
さらには、実施形態4の液晶表示装置においても、実施形態1と同様に、壁状電極PX1から延在する平面電極PXCを備えると共に、平面共通電極CTCを備える構成となっているので、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
〈実施形態5〉
図14は本発明の実施形態5の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図であり、実施形態5の画素構成は実施形態4に示す液晶表示装置と平面電極PXCが形成される領域と、平面共通電極CTCが形成される領域との液晶層LCの厚さが異なるのみで、他の構成は実施形態4と同様の構成となる。従って、以下の説明では、液晶層LCの厚さについて詳細に説明する。
実施形態4の液晶表示装置と同様に、実施形態5の液晶表示装置においても、壁画素電極PXの共通電極CT1側にも液晶層LCの厚さ方向(Z方向)に延在する側壁面電極PX2が形成される構成となっている。この構成からなる液晶表示装置では、第2壁状電極PX2と共通電極CT1とが非常に近接して配置される構成となっているので、壁画素電極PXの内においても、第2壁状電極PX2と共通電極CT1との間における電界が大きくなる。すなわち、壁画素電極PXの壁状電極PX1と擬似壁電極CTとの間に形成される電界よりも、第2壁状電極PX2の近傍の電界である第2壁状電極PX2と共通電極CT1との間における電界が強くできる。その結果、擬似壁共通電極CT近傍の液晶LCが、壁画素電極PXの壁状電極PX1と擬似壁共通電極CTとの間より動きやすくなり、擬似壁共通電極CTの近傍の最大表示モード効率が得られる電圧(以下、最大表示モード効率電圧Vmaxと記す)が小さくなる。この場合、共通電極CT1が形成される擬似壁電極絶縁膜PAS4上の最大表示モード効率電圧Vmaxと、壁状電極PX1と擬似壁共通電極CTとの間の最大表示モード効率電圧Vmaxが異なることとなる。
従って、実施形態4の画素構成においては、図14に示すように、擬似壁共通電極CTを形成する共通電極CT1の内で、液晶層LCの側すなわち第2基板SUB2の側に突出する壁状共通電極CTWの形成される領域(擬似壁共通電極CTを形成する共通電極CT1と共通電極CT2とが重畳配置される領域)における液晶層LCの厚さd2を、それ以外の領域である平面電極PXCが形成される領域における液晶層LCの厚さd1より薄く形成している。この構成により、液晶層LCの界面アンカリング力が強くして、液晶分子を動きにくくし、共通電極CT1の近傍とその他の領域における最大表示モード効率電圧Vmaxの差を小さくする構成としている。
従って、実施形態4の画素構成においては、擬似壁共通電極が形成される領域の液晶層厚d2を、他の領域の液晶層厚d1より薄くなる構成としている。このとき、実施形態4の画素構成においては、平坦化膜として機能する絶縁膜PAS5が、共通電極CT1の形状に沿って液晶層LCの側に突出する構成としている。すなわち、前述する実施形態4の画素構成においては、絶縁膜PAS5によって一対の壁状電極PX1によって囲まれる領域の液晶層LCの厚さを均一としているが、実施形態5の画素構成においては、d1≧d2を満たす液晶層厚となるように、絶縁膜PAS5を形成している。
この構成により、同一の画素内における液晶を均一に動かす(駆動する)ことができるので、前述する実施形態4の効果に加えて、さらに高い表示モード効率を得ることができるという格別の効果を得ることができる。
〈実施形態6〉
図15は本発明の実施形態6の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図であり、擬似壁共通電極CTを形成する共通電極CT1と保持容量Cstを形成する平面共通電極(第2平面電極)CT4とを除く他の構成は実施形態1と同様の構成である。従って、以下の説明では、共通電極CT1と共通保持電極CTCの構成について詳細に説明する。
図15に示すように、実施形態6の液晶表示装置では、第2基板SUB2の側に形成される線状の共通電極CT2と、第1基板SUB1の側に形成される線状の共通電極(第5電極)CT3とにより、擬似壁共通電極CTを形成する構成となっている。一方、壁画素電極PXの平面電極PXCと対向配置されて保持容量Cstを形成することとなる電極は、共通電極CT3とは異なる薄膜層に形成される平板状の平面共通電極CT4となる。このとき、実施形態6の画素構成においても、実施形態1〜5の画素構成と同様に、擬似壁共通電極CTが形成される領域には壁画素電極PXを形成する平面電極PXCが形成されない構成となっている。すなわち、液晶表示装置の表示面側から平面的に見て、共通電極CT3と、平面電極PXCとは重畳しない構成となっている。すなわち、実施形態6の画素構成においては、平面共通電極CT4の上層に絶縁膜PAS2が形成され、該絶縁膜PAS2の上層に平面電極PXCが形成されている。また、該平面電極PXCの上層には絶縁膜PAS6が形成され、該絶縁膜PAS6の上層に線状の共通電極CT3が形成され、その上層に絶縁膜PAS5が形成されている。
このとき、図15中に示すように、実施形態6の画素構成においても実施形態1と同様に、壁画素電極PXの壁状電極PX1と共通電極CT3との電極間距離をk、平面電極PXCの延在長をLとした場合、平面電極PXCの長さLは、k/2≦L≦kの範囲内となるように形成することが望ましい。
以上説明したように、実施形態6の画素構成においても、擬似壁共通電極CTを形成する一方の電極である共通電極CT3は平面電極PXCよりも液晶層LCすなわち第2基板SUB2に近い側に配置されると共に、平面電極PXCと共に保持容量Cstを形成する平面共通電極CT4は平面電極PXCよりも液晶層LCから遠い側すなわち第1基板SUB1に近い側に配置される構成となっている。
従って、実施形態6の画素構成においても、前述する実施形態1と同様に、黒表示時においては、第1基板SUB1に近い側に配置される平面共通電極CT4がドレイン線DL等の信号配線や隣接画素からの電界を遮蔽することができる。さらには、白表示時においては、液晶層LCに近い側すなわち第2基板SUB2に近い側に配置される共通電極CT3と壁画素電極PXとの間に、基板面と平行な電界を生じることができる。従って、実施形態1と同様の効果を得ることができる。さらには、実施形態6の画素構成においては、線状の共通電極CT3と平板状の共通保持電極CT4とが異なる薄膜層で形成されているが、共通電極CT4は平板状の透明導電膜材料で形成されているので、電極形成時の層間ずれの影響による白表示モード効率の低下に対しても、その抑制効果がある。
なお、実施形態6の液晶表示装置では、共通電極CT3を画素領域内に形成する構成としたが、これに限定されることはない。例えば、図16に示すように、絶縁膜PAS2の下層側に平面共通電極CT4となる透明導電膜を形成する構成、すなわち、壁電極絶縁膜PAS3をも覆うようにして、表示領域AR内の全面または画素領域毎に平面共通電極CT4を形成する構成であっても前述する実施形態6と同様の効果を得ることができる。
ただし、平面共通電極CT4を表示領域AR内の全面に形成する場合、液晶層LCと並列に接続された保持容量Cstを形成する電極の面積が大きくなりすぎ、保持容量Cstに多くの電荷が溜まることによって、画素電極PXへの映像信号の書き込みが十分でなくなることも考えられる。従って、この場合には、所望の保持容量Cstとなるように、画素保持電極PXCと平面共通電極CT4の面積を適宜選択する必要がある。また、保持容量Cstは一つの平面画素内で図15に示す構成と、図16に示す構成とを組み合わせた配置であってもよい。この構成であっても、上記と同様の効果が得られることは言うまでもない。
〈実施形態7〉
図17は本発明の実施形態7の液晶表示装置における画素構成を説明するための断面図である。ただし、実施形態7の液晶表示装置では、擬似壁共通電極CTの図中左側(X1側)の共通電極CT1及び壁画素電極PX3の構成が異なるのみで、他の構成は実施形態1と同様の構成となる。従って、以下の説明では、擬似壁共通電極CTよりもX1側の共通電極CT1及び壁画素電極PX3の構成について詳細に説明する。なお、実施形態7の画素構成では、図中の中央に示す画素PXLにおいて、擬似壁共通電極CTよりも図中右側(X2側)に形成される共通保持電極CTCの端部が壁電極絶縁膜PAS3まで延在される構成としたが、これに限定されることはない。例えば、実施形態1と同様に、平面共通電極CTCの端部が壁電極絶縁膜PAS3から所定距離だけ離間して形成される構成であってもよい。さらには、壁電極絶縁膜PAS3の側壁面や頭頂面に平面共通電極CTCが形成される構成であってもよい。
図17に示すように、実施形態7の画素構成では、同一画素PXLの形成領域内において、擬似壁共通電極CTの形成位置である画素の短手方向(X方向)に対して、非対称な構成となる。特に、実施形態7の構成では、壁画素電極PXを形成する導電性薄膜が形成される薄膜層の位置、及びその形状も異なる構成となっている。
すなわち、実施形態7の構成においては、画素PXLに対して、擬似壁共通電極CTよりもX1側の領域では、壁電極絶縁膜PAS3の側壁面に壁画素電極PXとなる壁状電極PX1が形成されると共に、該壁状電極PX1の上端側の辺縁部が壁電極絶縁膜PAS3の頭頂面に配置される構成となっている。また、壁状電極PX1の他端側の辺縁部は、第1基板SUB1の面内方向に延在する延在部PXDを有する構成となっているが、該延在部PXDの延在量は頭頂部に形成される延在部と同等またはそれよりも大きい延在量である。この構成により、後に詳述するように、各薄膜層を形成する工程における位置合わせずれに起因する壁画素電極PXの形成不良を防止する構成としている。
また、実施形態7の画素構成においては、壁状電極PX1と壁状共通電極CTWとの間の領域を覆うようにして、透明導電膜材料からなる平面導電層(第4電極)PXBが形成され、該平面導電層PXBには壁状電極PX1と同様に、映像信号が供給されている。すなわち、実施形態7の画素構成においては、例えば、画素領域の端部等において、壁状電極PX1と平面導電層PCBとが電気的に接続される構成となっている。このとき、実施形態7の画素構成では、壁状共通電極CTWよりもX2側に形成される壁画素電極PXを構成する平面電極PXCと平面導電層PCBとが同層に形成される構成となっている。このとき、実施形態7の画素構成においては、絶縁膜PAS1の上面に壁電極絶縁膜PAS3及び擬似壁電極絶縁膜PAS4が形成され、該絶縁膜PAS1の上面または壁電極絶縁膜PAS3と擬似壁電極絶縁膜PAS4との側壁面及び上面に、共通電極CT1及びX1側の壁状電極PX1が形成されている。このX1の側に形成される壁状電極PX1と共通電極CT1とを覆うようして絶縁膜PAS2が形成され、該絶縁膜PAS2の上層に平面導電層PXB及びX2の側の壁画素電極PXが形成されている。また、この平面導電層PXB及び壁画素電極PXとなる導電層の上層には絶縁膜PAS5が形成され、その上面に少なくとも表示領域ARを覆うようにして、図示しない配向膜が形成されている。
すなわち、実施形態7の画素構成においては、同一画素内で壁状共通電極CTWによって2つの領域に分割されるバックライト光の透過領域の内で、X1側の領域に形成される壁画素電極PXと、共通電極CT1を形成する壁状共通電極CTW及び平面共通電極CTC並びに延在部(平面電極)CTDとが同層に形成される構成となっている。一方、図中に示すX2側の領域に形成される平面導電層PXBと、壁画素電極PXを形成する壁状電極PX1と平面電極PXCとが同層に形成される構成となっている。この構成により、実施形態7の画素構成においても、前述する実施形態1〜6と同様に、従来の液晶表示装置よりも薄膜層の層数を減少させることが可能としている。
次に、図18に本発明の実施形態7の液晶表示装置における壁画素電極部分の拡大図、図19に本発明の実施形態7の液晶表示装置における画素電圧と表示モード効率との計測結果を説明するための図を示し、以下、図18及び図19に基づいて、実施形態7の画素構成における位置合わせずれに対する効果について説明する。ただし、図18(a)は実施形態1〜6に示す壁画素電極PXの構成であり、図18(b)は実施形態7に示す壁画素電極PXの構成である。 また、実施形態7の画素構成は、製造プロセスにおいて層間ずれが±W(μm)すなわちマイナス方向であるX1方向及びプラス方向であるX2方向にそれぞれW(μm)だけ発生することを考慮した壁電極構造である。なお、本願明細中における層間ずれとは、ある基準となる層から薄膜層を積層していった場合、基準となる層と形成した層との間にずれが生じる現象のことである。
図18(a)に示すように、隣接画素との間の領域に形成される壁電極絶縁膜PAS3の側壁面に導電膜を形成する場合、図18(a)中の2点鎖線で示す画素境界に対してX1側に形成される壁画素電極PXaと、X2側に形成される壁画素電極PXbとは、この画素境界に対して対称な構成となる。このとき、壁画素電極PXaと壁画素電極PXbとは同層に形成される、すなわち同一の工程で形成されることとなる。従って、壁画素電極PXaと壁画素電極PXbとの位置合わせ精度は、該壁画素電極PXaと壁画素電極PXbとを形成するためのマスクパターンの形成精度となり、非常に高精度となる。ただし、図18(a)に示すように、同層の薄膜層が電気的に接続されない場合には、導電膜層を形成した後に、エッチング等によって、それぞれの導電膜層に分割する必要がある。この場合、各分割された導電膜層とのぞれぞれの位置合わせ精度は非常に高い精度を有することとなるが、分割領域を形成するための露光を行う必要があるので、その露光に伴う所定の幅W3を確保する必要がある。このときの層間ずれ等の幅をWとした場合、図中のX1方向及びX2方向への層間ずれが生じることとなるので、壁状電極PX1aから延在され、壁電極絶縁膜PAS3の頭頂面に形成される延在部PXEの延在量W2は、精度Wの2倍の延在量であるW2=2×Wが必要となる。同様にして、壁状電極PX1bから延在され、壁電極絶縁膜PAS3の頭頂面に形成される延在部PXEの延在量W4も精度Wの2倍の延在量W4=2×Wが必要となる。さらには、同層の導電性薄膜で形成される壁状電極PX1a,PX1bを分割するための領域も必要となり、この領域の幅W3も層間ずれを考量して精度Wの2倍の幅W3=2×Wが必要となる。従って、図18(a)に示す構成では、壁電極絶縁膜PAS3のX方向の幅W1は、少なくともW1=W2+W3+W4=(2+2+2)×W=6Wの幅が必要となる。
一方、実施形態7の画素構成では、図18(b)に示すように、同一の壁電極絶縁膜PAS3の対向する側壁面に形成される壁状電極PX1aと壁状電極PX1bとが異なる薄膜層に形成されることとなる。すなわち、壁状電極PX1bは壁電極絶縁膜PAS3の表面に形成されると共に、壁状電極PX1aは壁状電極PX1bを覆うようにして形成される絶縁膜PAS2の表面に形成される構成となっている。従って、壁状電極PX1a及び壁状電極PX1bを形成の際に、壁電極絶縁膜PAS3に対する層間ずれが発生した場合であっても、壁状電極PX1aと壁状電極PX1bとが電気的に接続されない構成となる。その結果、実施形態7の画素構成では、層間ずれに伴う壁状電極PX1a,PX1bの延在部の延在量(W6=2×W,W7=2×W)のみを考慮すればよいので、壁電極絶縁膜PAS3のX方向の幅W5は、W5=W6+W7=(2+2)×W=4Wとなる。すなわち、同一の壁電極絶縁膜PAS3に形成される隣接画素の壁状電極PXa,PXbを形成するための領域幅を4W/6W=2/3に縮小することが可能となり、開口率を向上させることが可能となり、液晶表示装置全体の表示モード効率を向上することが可能となる。
図19は本願発明の実施形態7の液晶表示装置における表示モード効率を示す図であり、この図19のグラフG3から明らかなように、画素電圧が約5Vの領域において、表示モード効率を90%とすることができる。すなわち、図19のグラフG3から明らかなように、実施形態7の画素構造であっても、表示モード効率は約90%、黒表示モード効率は偏光板直交透過率とほぼ同じになることから、実施形態1と同様の結果が得られる。従って、実施形態7の画素構造であっても、層数削減による低コスト化、画素周辺電位の影響による黒表示モード効率増大及び白表示モード効率低下抑制、第1基板SUB1側の電極の層間ずれの影響による白表示モード効率の低下の抑制、製造プロセスの層間ずれの影響の抑制、及び高い開口率を実現できる。よって、層間ずれが生じる製造プロセスを考慮しても開口率を高くできる。
以上説明したように、実施形態7の液晶表示装置では、壁状共通電極CTWに対して、X2側の画素領域では、壁状電極(側壁面電極)PX1及び該壁状電極PX1の辺縁部から延在して形成される平面電極PXCを備える壁画素電極PXを形成すると共に、該壁画素電極PXの下層には壁状共通電極CTWから延在して形成される平面共通電極CTCを形成することにより、当該画素の保持容量Cstを形成する構成となっている。また、この領域では、画素保持電極PXCと共通保持電極CTCとの構成が実施形態1〜6の構成と同様となるので、前述する効果を得ることができる。
一方、壁状共通電極CTWに対してX1側の画素領域では、平面共通電極CTCと同層に形成される壁状電極PX1を備えると共に、該壁状電極PX1の形成位置から壁状共通電極CTWの形成位置まで延在する平面導電層PXBを形成し、該平面導電層PXBが壁状電極PX1及び平面電極PXCと同層に形成される構成となっている。このとき、壁状電極PX1及び壁状共通電極CTWから延在され、第1基板SUB1の面内方向に延在する延在部が平面導電層PXBの端部と重畳するように形成されているので、実施形態1〜6の構成と同様に、隣接画素や信号線からの電界を遮蔽すると共に、壁状電極PX1及び平面導電層PXBと擬似壁共通電極CTとの間に生じる電界強度を強くすることができる。
さらには、壁電極絶縁膜PAS3の幅を広くすると液晶が動く面積が小さくなることから、実効的に開口率が低くなり画素全体の表示モード効率を低下させてしまうが、実施形態7の構成では、同一の壁電極絶縁膜PAS3に形成される壁状電極PX1を異なる薄膜層に形成できるので、壁電極絶縁膜PAS3の幅W5を小さくできる。その結果、画素の開口率を向上することができるので、さらに表示モード効率を向上できるという格別の効果を得ることができる。
また、以上に説明した実施形態7の液晶表示装置では、擬似壁電極絶縁膜PAS4の側壁面及び頭頂面に共通電極CT1を形成する構成としたが、これに限定されることはない。例えば、図20に示すように、実施形態6と同様に、第2基板SUB2の側に形成される線状の共通電極CT2と、第1基板SUB1の側に形成される線状の共通電極CT3とにより、擬似壁共通電極CTを形成すると共に、平面電極PXCと平面共通電極CT4とにより保持容量Cstを形成する構成であってもよい。
図20に示す本発明の実施形態7の他の液晶表示装置では、2点鎖線で示す画素境界の壁電極絶縁膜PAS3に片側ずつ異層に壁画素電極PXを設ける画素構造となる。画素境界の壁電極絶縁膜PAS3のX2側側面を電極で覆った第1壁状電極PX1と、第1壁状電極PX1が第1基板SUB1に接する面から平面方向に伸びた平面導電層PXBが電気的に接続され、一方の壁画素電極PXを形成している。また、画素境界の壁電極絶縁膜PAS3のX1側側面を電極で覆った壁状電極PX1と、壁状電極PX1が第1基板SUB1に接する面から平面方向に伸びた平面電極PXCとにより、他方の壁画素電極PXが形成されている。このとき、同一の画素内における壁電極絶縁膜PAS3と擬似壁電極絶縁膜PAS4間の領域の内、擬似壁電極絶縁膜PAS4よりもX1側の領域すなわち平面電極PXCが配置されていない面に、平面導電層PXBが配置され、平面電極PXCと平面導電層PXBとは同層に配置される構成となっている。
さらには、壁状電極PX1、平面電極PXC、及び平面導電層PXBは電気的に繋がっており、平面電極PXC及び平面導電層PXBと液晶層との間に絶縁膜PAS2が配置される。また、平面電極PXCの下層に平面共通電極CT4が形成され、平面電極PXCと平面共通電極CT4とにより保持容量Cstを形成している。この共通電極CT4は、共通電極2と擬似壁共通電極CTを形成する共通電極CT3と電気的に接続されている。また、実施形態6と同様に、平面電極PXC及び平面導電層PXBよりも液晶層にLCに近い薄膜層に、共通電極CT3が形成されている。この構成からなる実施形態7の他の構成の液晶表示装置においても、X1側の壁画素電極PXと平面共通電極CT4とを同層に形成した後、X2側の壁画素電極PX及び平面導電層PXBを同層に形成することができるので、実施形態7と同様に、薄膜層の層数を一層減らすことができと共に、前述する効果を得ることができる。
なお、前述する実施形態1〜7の液晶表示装置においては、Y方向に直線状に形成される画素形状の場合について説明したが、例えば、Y方向に対して、所定の角度だけ時計方向及び反時計方向に壁画素電極PX及び擬似壁共通電極CTが傾斜してなる、いわゆるマルチドメイン構造の液晶表示装置にも適用可能である。
また、保持容量Cstは実施形態1〜7の電極構造を組み合わせて形成してもよい。特に、1つの画素内で複数の構造が組み合わされていても、前述する実施形態1〜7と同様の効果が得られる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記発明の実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記発明の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。
PNL……液晶表示パネル、SUB1……第1基板、SUB2……第2基板
AR……表示領域、SL……シール材、DR……駆動回路、CL……コモン線
FPC……フレキシブルプリント基板、GL……ゲート線、DL……ドレイン線
TFT……薄膜トランジスタ、PX……画素電極、CT……共通電極
BM……ブラックマトリクス、PXL……画素、LC……液晶層、Cst……保持容量
PX……壁画素電極、PX1……壁状電極、PXC……平面電極、PXE……延在部
CTC,CT4……平面共通電極、CT1,CT2,CT3……共通電極
PAS1,PAS2,PAS5,PAS6……絶縁膜、PAS3……壁電極絶縁膜
PAS4……擬似壁電極絶縁膜、CF……カラーフィルタ、OC……オーバーコート層
CC……保持容量のための電極、CTD……平面電極(延在部)、CTE……導電膜
PX2……第2壁状電極、CT5……導電膜(保持容量電極)、CTW……壁状共通電極

Claims (12)

  1. 液晶層を介して対向配置される第1基板と第2基板とを有し、前記第1基板はY方向に延在しX方向に並設される映像信号線と、X方向に延在しY方向に並設される走査信号線とを有し、前記映像信号線と前記走査信号線とで囲まれる画素の領域がマトリクス状に形成される液晶表示装置であって、
    前記画素の対向する長手方向の辺縁部に沿って形成され、前記第1基板の液晶側面から前記液晶層側に突出する第1構造体に、少なくともその一部が重畳されてなる一対の壁状の第1電極と、
    前記一対の第1電極に挟まれる画素表示領域に形成され、前記第1電極の延在方向に沿って形成される第2電極と、を備え、
    前記第1電極は、前記構造体の側壁面に形成され、前記第1基板の法線方向に壁状に突出し、前記画素の長手方向に延在してなる壁状電極と、
    前記壁状電極の前記第1基板側の辺縁部から当該第1基板の面内方向に沿い延在され、その端部が前記第2電極の近傍まで延在されてなる平面電極とからなり、
    少なくとも前記平面電極と前記第2電極との何れか一方が、前記画素表示領域を覆うことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記第2基板は、前記第2電極と前記液晶層を介して対峙する位置に形成される線状の第3電極を有することを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記一対の第1電極に挟まれる画素表示領域に形成され、前記第1基板の液晶側面から前記液晶層側に突出し、前記第1構造体の延在方向に延在してなる第2構造体を有し、
    前記第2電極は、前記第2構造体の側壁面及び前記液晶層側の頭頂面を覆うようにして形成され、
    前記第2構造体の頭頂面が、前記平面電極よりも前記液晶層に近い位置に形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
  4. 平面的に見て、前記前記第2構造体の頭頂面と前記第3電極とが重畳することを特徴とする請求項2又は3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第2電極は、前記第2構造体の側壁面から前記第1基板側の面内方向に沿い延在され、その端部が前記第1電極の近傍まで延在されてなる第2平面電極を有し、
    前記平面電極と前記第2平面電極とが絶縁膜を介して対向配置され、画素の保持容量を形成することを特徴とする請求項3又は4に記載の液晶表示装置。
  6. 前記第2平面電極は、前記第2電極で2つの領域に分割される前記画素表示領域の内で、少なくとも一方の画素表示領域に形成されることを特徴とする請求項5に記載の液晶表示装置。
  7. 前記第1構造体を覆うようにして形成され、前記絶縁膜を介して前記壁状電極と対向配置される第2壁状電極を有し、
    前記壁状電極と前記第2壁状電極とが、前記画素の保持容量を形成することを特徴とする請求項1乃至6の内の何れかに記載の液晶表示装置。
  8. 前記第2電極は、少なくとも画素の領域を覆う透明導電膜からなることを特徴とする請求項1乃至7の内の何れかに記載の液晶表示装置。
  9. 前記第1電極は、前記第2構造体の側壁面に沿い、前記第1基板の法線方向に壁状に突出し、前記画素の長手方向に延在してなる第2壁状電極を有することを特徴とする請求項3乃至8の内の何れかに記載の液晶表示装置。
  10. 前記一対の第1電極が異なる薄膜層に形成され、同一の前記第1構造体に形成される隣接画素の前記壁状電極が異なる薄膜層に形成されることを特徴とする請求項1乃至9の内の何れかに記載の液晶表示装置。
  11. 前記一対の第1電極の内で、一方の第1電極は前記壁状電極と前記平面電極とを有し、他方の第1電極は前記壁状電極と、該壁状電極と異なる層に形成され、当該第1電極側の画素表示領域を覆うように配置される第4電極を有し、
    前記他方の第1電極の壁状電極は、前記第2電極と同層に形成され、
    前記一方の第1電極の前記壁状電極及び前記平面電極は、前記第4電極と同層に形成されることを特徴とする請求項10に記載の液晶表示装置。
  12. 前記第2電極は、前記平面電極よりも前記液晶層に近い薄膜層に形成される線状の第5電極と、前記平面電極よりも前記第1基板に近い薄膜層に形成される第2平面電極とからなることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示装置。
JP2011272343A 2011-12-13 2011-12-13 液晶表示装置 Active JP5546525B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011272343A JP5546525B2 (ja) 2011-12-13 2011-12-13 液晶表示装置
US13/711,686 US8994905B2 (en) 2011-12-13 2012-12-12 Liquid crystal display device
KR1020120144428A KR101506373B1 (ko) 2011-12-13 2012-12-12 액정 표시 장치
TW101147048A TWI501012B (zh) 2011-12-13 2012-12-12 液晶顯示裝置
EP12197020.6A EP2605062B1 (en) 2011-12-13 2012-12-13 Liquid crystal display device
CN201210554782.4A CN103163696B (zh) 2011-12-13 2012-12-13 液晶显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011272343A JP5546525B2 (ja) 2011-12-13 2011-12-13 液晶表示装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013125068A true JP2013125068A (ja) 2013-06-24
JP5546525B2 JP5546525B2 (ja) 2014-07-09

Family

ID=47504685

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011272343A Active JP5546525B2 (ja) 2011-12-13 2011-12-13 液晶表示装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8994905B2 (ja)
EP (1) EP2605062B1 (ja)
JP (1) JP5546525B2 (ja)
KR (1) KR101506373B1 (ja)
CN (1) CN103163696B (ja)
TW (1) TWI501012B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015060185A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
WO2019131409A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 株式会社ジャパンディスプレイ 基板及び電気泳動装置

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5865088B2 (ja) * 2012-01-19 2016-02-17 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置およびその製造方法
JP2013195992A (ja) * 2012-03-23 2013-09-30 Japan Display Inc 液晶表示装置およびその製造方法
JP6267894B2 (ja) * 2013-08-12 2018-01-24 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
CN103543564A (zh) * 2013-10-30 2014-01-29 深圳市华星光电技术有限公司 液晶组件及其制作方法、液晶显示装置
TWI516849B (zh) * 2013-11-05 2016-01-11 友達光電股份有限公司 畫素結構與顯示面板
WO2015089834A1 (zh) * 2013-12-20 2015-06-25 华为技术有限公司 优化网络的系统、设备和方法
KR102185256B1 (ko) 2013-12-31 2020-12-02 엘지디스플레이 주식회사 표시장치
CN204166255U (zh) 2014-10-16 2015-02-18 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及显示装置
US20160195779A1 (en) * 2015-01-06 2016-07-07 Hiap L. Ong Liquid crystal displays having pixels with a large gap distance and a small gap distance
TWI569425B (zh) * 2015-10-20 2017-02-01 Au Optronics Corp 顯示面板
CN105242465B (zh) * 2015-11-23 2018-03-13 武汉华星光电技术有限公司 一种蓝相液晶显示面板及蓝相液晶显示面板的制作方法
KR102523971B1 (ko) * 2016-06-16 2023-04-21 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
CN107039009B (zh) * 2017-04-20 2019-02-12 厦门天马微电子有限公司 一种像素结构和阵列基板
KR20190135080A (ko) * 2018-05-28 2019-12-06 삼성전자주식회사 반도체 기판 및 이를 포함하는 디스플레이 패널
US11088171B2 (en) 2018-07-16 2021-08-10 HKC Corporation Limited Array substrate, display panel and method of manufacturing the same
CN108919575A (zh) * 2018-07-16 2018-11-30 惠科股份有限公司 阵列基板、显示面板及其制造方法
CN114967196A (zh) * 2022-07-07 2022-08-30 合肥京东方显示技术有限公司 显示面板及显示装置
CN115598890A (zh) * 2022-10-12 2023-01-13 武汉华星光电技术有限公司(Cn) 阵列基板及显示面板

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06214244A (ja) * 1993-01-14 1994-08-05 Hitachi Ltd アクティブマトリクス型液晶表示装置
JPH09203891A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶電気光学装置
JP2005202390A (ja) * 2003-12-18 2005-07-28 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2005316013A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Sharp Corp 表示素子
JP2007086205A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp 表示パネルおよび表示装置
JP2007171740A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Epson Imaging Devices Corp 液晶装置
US20070194322A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus and manufacturing method thereof
JP2008033311A (ja) * 2006-07-07 2008-02-14 Hitachi Displays Ltd 光学的に等方性を有する液晶材料、これを用いた液晶表示パネル、及び液晶表示装置
JP2009086576A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Epson Imaging Devices Corp 表示装置
JP2010020289A (ja) * 2008-07-08 2010-01-28 Samsung Electronics Co Ltd アレイ基板及びこれを有する液晶表示装置
JP2010224406A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2011008239A (ja) * 2009-05-29 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置およびその作製方法
JP2012118199A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶パネル、液晶表示装置、及びその製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6449024B1 (en) * 1996-01-26 2002-09-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Inc. Liquid crystal electro-optical device utilizing a polymer with an anisotropic refractive index
JP2004341465A (ja) 2003-05-14 2004-12-02 Obayashi Seiko Kk 高品質液晶表示装置とその製造方法
TW200528831A (en) * 2004-01-06 2005-09-01 Samsung Electronics Co Ltd Substrate for a display apparatus
JP4863102B2 (ja) * 2005-06-24 2012-01-25 Nltテクノロジー株式会社 液晶駆動電極、液晶表示装置およびその製造方法
KR20080088024A (ko) * 2007-03-28 2008-10-02 엘지디스플레이 주식회사 수평 전계형 액정표시패널 및 그 제조 방법
CN102640041A (zh) * 2009-11-27 2012-08-15 株式会社半导体能源研究所 液晶显示装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06214244A (ja) * 1993-01-14 1994-08-05 Hitachi Ltd アクティブマトリクス型液晶表示装置
JPH09203891A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶電気光学装置
JP2005202390A (ja) * 2003-12-18 2005-07-28 Sharp Corp 表示素子および表示装置
JP2005316013A (ja) * 2004-04-27 2005-11-10 Sharp Corp 表示素子
JP2007086205A (ja) * 2005-09-20 2007-04-05 Sharp Corp 表示パネルおよび表示装置
JP2007171740A (ja) * 2005-12-26 2007-07-05 Epson Imaging Devices Corp 液晶装置
US20070194322A1 (en) * 2006-02-20 2007-08-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Display apparatus and manufacturing method thereof
JP2008033311A (ja) * 2006-07-07 2008-02-14 Hitachi Displays Ltd 光学的に等方性を有する液晶材料、これを用いた液晶表示パネル、及び液晶表示装置
JP2009086576A (ja) * 2007-10-03 2009-04-23 Epson Imaging Devices Corp 表示装置
JP2010020289A (ja) * 2008-07-08 2010-01-28 Samsung Electronics Co Ltd アレイ基板及びこれを有する液晶表示装置
JP2010224406A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Toshiba Corp 液晶表示装置
JP2011008239A (ja) * 2009-05-29 2011-01-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 液晶表示装置およびその作製方法
JP2012118199A (ja) * 2010-11-30 2012-06-21 Panasonic Liquid Crystal Display Co Ltd 液晶パネル、液晶表示装置、及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015060185A (ja) * 2013-09-20 2015-03-30 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示装置
WO2019131409A1 (ja) * 2017-12-28 2019-07-04 株式会社ジャパンディスプレイ 基板及び電気泳動装置
JPWO2019131409A1 (ja) * 2017-12-28 2021-01-14 株式会社ジャパンディスプレイ 基板及び電気泳動装置
US11480842B2 (en) 2017-12-28 2022-10-25 Japan Display Inc. Substrate and electrophoretic device

Also Published As

Publication number Publication date
KR101506373B1 (ko) 2015-03-26
TW201331686A (zh) 2013-08-01
US20130148048A1 (en) 2013-06-13
EP2605062B1 (en) 2016-04-13
KR20130067234A (ko) 2013-06-21
EP2605062A1 (en) 2013-06-19
CN103163696A (zh) 2013-06-19
TWI501012B (zh) 2015-09-21
US8994905B2 (en) 2015-03-31
JP5546525B2 (ja) 2014-07-09
CN103163696B (zh) 2016-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5546525B2 (ja) 液晶表示装置
TWI493264B (zh) Liquid crystal display device
JP4238877B2 (ja) Ffsモードの液晶表示パネル
JP5246782B2 (ja) 液晶装置および電子機器
KR101439605B1 (ko) 액정 표시 장치
US9523900B2 (en) Liquid crystal display device
JP5759813B2 (ja) 液晶表示装置
JP2016200635A (ja) 液晶表示装置
JP2018146694A (ja) 表示装置
JP2014044330A (ja) 液晶表示装置
US8610856B2 (en) Liquid crystal display device
JP5632339B2 (ja) 液晶表示装置
US9400409B2 (en) Liquid crystal display
JP5906138B2 (ja) 液晶表示装置
JP7269051B2 (ja) 表示装置
JP5427992B2 (ja) 画像表示システム
JP2013242470A (ja) 液晶表示装置
US9360697B2 (en) Liquid-crystal display panel and liquid-crystal display device
JP2017142324A (ja) 液晶表示装置
WO2012161060A1 (ja) 表示装置
KR101980772B1 (ko) 2 픽셀 2 도메인 액정표시장치
JP6302739B2 (ja) 液晶表示装置
KR101025105B1 (ko) 빛샘이 방지된 횡전계모드 액정표시소자
JP2015219298A (ja) 液晶表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131023

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140212

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140401

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140422

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140513

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5546525

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250