JP2013167883A - アレイ基板、液晶表示装置、電子装置 - Google Patents

Abstract

【課題】１絵素における開口率を確保して表示品位の向上を図りつつ、歩留まりの確保を容易にするアレイ基板を提供することにある。
【解決手段】アレイ基板（１０）において、絵素電極（１３）は、長辺が走査線２の延設方向と同じ方向に配置され、短辺がデータ線（１）の延設方向と同じ方向に配置され、且つ、２隅に切欠かれて切欠き部（１３ａ）を形成し、さらにＶ字状の切開部が、上記２隅の切欠き部とは別に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）型の液晶表示装置に備えられたアレイ基板に関する。

液晶表示装置は、コントラストが低い、応答速度が遅い、視野角が狭いなどの問題を有しているため、これらの問題を解決するために、様々技術が提案されている。

例えば、垂直配向（Vertical Alignment(VA)）方式と呼ばれる方法は、負の誘電異方性を持つ液晶を、垂直配向膜を用いて、液晶に電圧を印加していない場合に液晶分子を垂直方向に配向させ、黒表示とする。一方、液晶に電圧を印加した場合には液晶分子を水平に配向させて、白表示とする。このように、ＶＡ方式では、電圧を印加していないときには液晶分子が垂直なので、光漏れが少なく、黒の表示品位が良い高コントラストの表示が得られる。また、ＴＮ（Twisted Nematic）方式と比較して、液晶分子は複雑にねじれた配置になっていないので、電圧を印加しときには、液晶分子がねじれるまでの時間、すなわち応答速度が早い。従って、このＶＡ方式は、コントラスト、応答性で優れた特性を持つ。

一方、視野角を広げる技術として、例えば、１絵素領域をいくつかのパートに分けて、液晶分子をそれぞれパート毎に異なる方向を向いて並べたマルチドメイン設計(Multi-Domain)による液晶の駆動方式が提案されている。この方式では、それぞれの絵素領域には、それぞれ異なる方向を向いて並んだ液晶分子が存在しているので、特定の方向にのみ視野が限られることがない。よって、視野角を広げることができる。

そして、近年、上記のＶＡ方式とマルチドメイン設計とを組み合わせたＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）という技術が提案されている。

ところで、ＭＶＡ型の液晶表示装置では、配向分割手段（突起物や電極の切開部）を表示に関わる領域にも形成されるので、有効表示領域が小さくなる傾向にある。このため、有効表示領域を確保すれば、大きな蓄積容量を設置しにくいという問題が生じる。

さらに、近年、高精細化に因るドットサイズ縮小と、高開口率化の要望から、絵素電極と各信号線の距離は近く（或いは重なり量が大きく）なっている。そのため、画素総容量に対する、絵素電極−データ線間の寄生容量（Ｃｓｄ）が大きくなる傾向にある。このように、絵素電極−データ線間の寄生容量が大きくなると、シャドーイング、パネル面内の表示ばらつき等、表示品位が低下するという問題が生じる。

そこで、特許文献１には、図１４に示すように、データ線１７１上方の保護膜１８０上に遮蔽電極８８を配置することで、絵素電極１９０−データ線１７１間の寄生容量（Ｃｓｄ）を小さくする技術が開示されている。

日本国公開特許公報「特開２００５−１３４８８９号公報（２００５年５月２６日公開）」

しかしながら、特許文献１に開示された技術では、遮蔽電極８８と絵素電極１９０との間の短絡を防止するために、遮蔽電極８８と絵素電極１９０との間に距離を置く必要がある。このため、一絵素における有効表示領域の確保が難しくなるので、表示品位の低下を招くという問題が生じる。また、絵素電極とは別に遮蔽電極を設ける必要があるので、アレイ基板としての歩留まりの確保が難しくなるという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであって、その目的は、ＭＶＡ型の液晶表示装置において、１絵素における有効表示領域を確保して表示品位の向上を図りつつ、歩留まりの確保を容易にするアレイ基板を提供することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るアレイ基板は、１絵素領域をいくつかのパートに分けて、液晶分子をそれぞれパート毎に異なる方向を向いて並べて駆動するマルチドメイン型の液晶表示装置に備えられたアレイ基板において、絶縁性基板上に、複数の走査線と複数のデータ線とが交差して配置されると共に、これら走査線とデータ線に接続された、スイッチング素子を介して略長方形状の絵素電極がそれぞれ形成されており、上記絵素電極は、長辺が上記走査線の延設方向と同じ方向に配置され、短辺がデータ線の延設方向と同じ方向に配置され、且つ、上記絵素電極の４隅のうち長辺を構成する２隅に切欠かれた切欠き部が形成され、さらにＶ字状の切開部が、上記２隅の切欠き部とは別に形成され、上記絵素電極を駆動するための走査線に隣接する走査線の少なくとも一部に重なるように、シールド電極が形成され、上記シールド電極は、上記絵素電極からなり、上記絵素電極は隣接する走査線の一部を跨ぐことを特徴としている。

本発明の一態様によれば、１絵素における有効表示領域を確保して表示品位の向上を図りつつ、歩留まりの確保を容易にするアレイ基板をできるという効果を奏する。

本発明の一実施の形態に係るアレイ基板の概略平面図である。 図１に示すアレイ基板を備えた液晶表示装置の概略断面図である。 図１に示すアレイ基板において、対向基板側の突起部を省いた概略平面図である。 図３に示すＡＡ線矢視断面図である。 図４に示す断面図に対する比較例（１）構成を示す液晶表示装置の概略断面図である。 図４に示す断面図に対する比較例（２）構成を示す液晶表示装置の概略断面図である。 隣接絵素のオーバーラップ量と単位距離あたりの寄生容量との関係を示すグラフである。 隣接絵素のオーバーラップ量と単位距離あたりの寄生容量との関係を示す他のグラフである。 本発明の他の実施の形態に係るアレイ基板の概略平面図である。 図９に示すＢＢ線矢視断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るアレイ基板の概略平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るアレイ基板の概略平面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るアレイ基板の概略平面図である。 従来の液晶表示装置の概略断面図である。

本発明の一実施の形態について説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態では、１絵素領域を複数のドメインに分割するＭＶＡ（Multidomain Vertical Alignment）方式の液晶表示装置（以下、ＭＶＡ型液晶表示装置と称する）について説明する。なお、１絵素領域とはスイッチング素子に直接接続された絵素電極に相当する領域のみを指すものではない。スイッチング素子、或いはスイッチング素子に接続された絵素電極と、結合容量を介して接続された副絵素電極の領域も含む。さらには、スイッチング素子に接続された絵素電極と副絵素電極を一体としてみた場合の領域も含む。

本実施の形態に係るＭＶＡ型液晶表示装置は、図２に示すように、第１の基板としてのアレイ基板１０と、第２の基板としての対向基板２０との間に、誘電異方性が負の液晶材料からなる液晶層３０を挟持した構成となっている。

上記アレイ基板１０は、絶縁性基板１１と、該絶縁性基板１１上に形成された層間絶縁膜１２と、該層間絶縁膜１２上に形成された絵素電極１３と、上記絶縁性基板１１の層間絶縁膜１２形成面とは反対側の面に形成された偏光板１４とを少なくとも備え、図示しないが液晶層３０側の最表面に垂直配向膜が形成された構造となっている。

上記アレイ基板１０には、図示しないが、複数の走査線、複数のデータ線、スイッチング素子が形成されている。なお、走査線、データ線、スイッチング素子の詳細については後述する。

また、上記アレイ基板１０の絵素電極１３は、一部が切開されており、液晶の配向を分割するための配向分割手段として機能する。また、本実施の形態においては、アレイ基板１０の絵素電極１３において、切欠き部１３ａが形成されており、この切欠き部１３ａもまた配向分割手段として機能する。なお、絵素電極１３の切欠き部１３ａ、切開部（１３ｂ）についての詳細は後述する。

上記対向基板２０は、絶縁性基板２１と、該絶縁性基板２１上に形成された対向電極２２と、上記絶縁性基板２１の対向電極２２形成面とは反対側の面に形成された偏光板２３と、上記対向電極２２上に形成された配向分割手段としての突起部２４とを備え、図示しないが液晶層３０側の最表面に垂直配向膜が形成された構造となっている。

なお、本実施の形態では、配向分割手段として突起状構造物である突起部２４を形成した例を示しているが、対向電極２２を切開した切開部を配向分割手段として機能させてもよい。突起部２４の形状については図２の形状に限られない。たとえば、三角形状、台形状の断面であってもかまわない。

上記アレイ基板１０は、図１に示すように、複数のデータ線１と複数の走査線２とが交差して設けられ、データ線１と走査線２との交差部のそれぞれにスイッチング素子５が形成され、各スイッチング素子５のドレイン電極５ａに絵素電極１３が接続されている。これら配線及び電極は、ＭＶＡ型液晶表示装置に用いられる一般的なアレイ基板と同じ方法によって製造されるものとする。スイッチング素子５の配置位置は特に限定されない。本実施例では、表示に寄与しない領域、即ちデータ線１と走査線２の交差部にスイッチング素子５配置することで有効表示領域を低下させない構成としている。

さらに、上記アレイ基板１０は、走査線２と同じ層に形成された蓄積容量線３と、データ線１と同じ層に形成され、かつスイッチング素子５のドレイン電極５ａと接続された蓄積容量対向電極４を絶縁膜（図示せず）を介して重ねて蓄積容量を形成している。ここで、蓄積容量を形成している蓄積容量形成部６は、対向基板２０側の配向分割手段としての突起部２４（図において点線で記した部材）と平面視で重なっていることが、有効表示領域を大きくする上で望ましい。

ここで、上記絵素電極１３について詳細に説明する。

図１に示すように、上記絵素電極１３は、略長方形状であって、長辺を走査線２の延びる方向に、短辺をデータ線１の延びる方向になるように配置され、駆動する絵素電極１３に対応する走査線２側の２隅が切り欠かれて切欠き部１３ａが形成されている。

上記切欠き部１３ａは、対向基板２０側に設けられた突起部２４における傾斜とほぼ同じ（略平行）になるように、絵素電極１３を切り欠いて得られたものである。それゆえ、上記切欠き部１３ａは、配向分割手段として機能する。

また、上記絵素電極１３には、上記切欠き部１３ａとは別に、配向分割手段として機能する切開部１３ｂが設けられている。この切開部１３ｂは、配向分割手段として機能するように、上記突起部２４における傾斜とほぼ同じ（略平行）になるように絵素電極１３を切開して略Ｖ字状に形成されてものである。

さらに、絵素電極１３は、隣接する絵素電極１３に対応する走査線２とオーバーラップしている。なお、絵素電極１３は、走査線２を、当該走査線２幅にわたって覆うように形成されていることが望ましい。

このように、ＭＶＡ型の液晶表示装置に必要な配向分割手段として利用される絵素電極１３の切開部分（切欠き部１３ａ、切開部１３ｂ）の配置を最適化すれば、絵素電極１３が走査線２及びデータ線１と近接する距離を縮小でき、寄生容量を低減できる。

以下、この効果について、発明のポイント毎に説明する。

通常、カラー表示の液晶表示装置では、Ｒｅｄ絵素、Ｇｒｅｅｎ絵素、及び、Ｂｌｕｅ絵素の少なくとも３個の絵素が一組となって、略正方形の１つの画素を形成するのが一般的であるので、１つの絵素は、略長方形である。

ここで、絵素電極の長辺方向を、データ線が延びる方向に配置した場合、絵素電極とデータ線の寄生容量（Ｃｓｄ）が大きくなる。１絵素の総容量Ｃｐｉｘ（液晶容量・蓄積容量・ほか寄生容量の合計）に対するＣｓｄの比率（＝Ｃｓｄ／Ｃｐｉｘ）は、絵素の電圧保持期間中に、データ線の電位変動によって、液晶印加電圧が受ける影響の大きさに関連する。

具体的には、Ｃｓｄ／Ｃｐｉｘが大きいほどシャドーイングのレベルが悪くなる。近年、高精細化に因るドットサイズ縮小と、高開口率化の要望から、絵素電極と各信号線の距離は近く(或いは重なり量が大きく)なっている。そのため、Ｃｓｄは大きくなる傾向にある。さらに、ＭＶＡ型の液晶表示装置では、配向分割手段（対向基板の突起状構造物など）のため有効表示領域を大きくとりにくい。そのため、高開口率化が必要とされる、高輝度、低消費電力表示装置では、蓄積容量が大きくとりにくく、Ｃｓｄ／Ｃｐｉｘは大きくなる傾向にある。

そこで、上記構成のアレイ基板１０によれば、図３に示すように、絵素電極１３の短辺方向がデータ線１が延びる方向に配置され、かつ配向分割手段となる絵素電極１３の切欠き部１３ａが両データ線１側に配置されているので、絵素電極１３とデータ線１との近接距離Ｄ２を短くして、Ｃｓｄを小さくすることができる。

例えば、図３に示す絵素ピッチは１９０．５μｍ×６３．５μｍであり、絵素電極１３が、１７３．５μｍ×５８．５μｍのサイズであるとき、絵素電極１３とデータ線１との近接距離Ｄ２は２８．２５μｍとなる。

一方、同じ絵素サイズの絵素電極１３を、縦長に配置した場合では、絵素電極１３とデータ線１との近接距離は１７３．５μｍとなる。

このように、絵素電極１３の長辺を走査線２が延びる方向、短辺をデータ線１の延びる方向に配置することで、長辺をデータ線１が延びる方向、短辺を走査線２の延びる方向に配置した縦長の絵素電極１３に比べて、絵素電極１３とデータ線１との近接距離は６分の１程度と大幅に小さくなっており、Ｃｓｄもその比率に応じて小さくなる。すなわち、同じサイズの蓄積容量を備えた場合（同じ開口率）であっても、絵素電極１３を図３のように配置することで、シャドーイング等に対する表示品位を向上させることができる。

なお、絵素電極１３を横長に配置した場合、絵素電極１３と走査線２との近接距離Ｄ１が長くなり、その寄生容量（Ｃｇｄ）が大きくなる傾向にある。Ｃｇｄ／Ｃｐｉｘもまた、表示品位に影響を及ぼすパラメータであり、具体的には、その大きさによりフリッカやブロック分かれの原因となっている。

従って、Ｃｓｄの削減によるトレードオフを低減させるため、上記構成のアレイ基板１０では、図３に示すように、配向分割手段である絵素電極１３の切欠き部１３ａを駆動する走査線２側に配置している。これにより、絵素電極１３と走査線２の近接距離Ｄ１を短くすることができるので、Ｃｇｄを小さくすることができる。

しかしながら、絵素電極１３に配向分割手段としての切欠き部１３ａを設けたとしても、絵素電極１３が、１７３．５μｍ×５８．５μｍのサイズであるとき、絵素電極１３と走査線２の近接距離Ｄ２は１１３μｍとなる。これは、同サイズの絵素電極１３の縦長配置における絵素電極１３と走査線２の近接距離Ｄ２＝５８．５μｍよりも長い。

そこで、上記アレイ基板１０では、絵素電極１３を隣接する走査線２に重ねることで、走査線２の電界に対するシールド電極として機能させている。これにより、絵素電極１３と走査線２との間の寄生容量（Ｃｇｄ）を小さくしている。

ここで、絵素電極１３を隣接する走査線２に重ねることで、走査線２の電界に対してどの程度のシールド効果があり、その効果によりどの程度のＣｇｄを小さくできるのかについてシミュレーションを参照しながら以下に説明する。

上記のシミュレーション条件は表１に示す通りである。（シミュレーションにはオートロニック社の"2din-ＤＩＭＯＳ"を使用）

図４は、図３に示すアレイ基板１０のＡＡ線矢視断面図である。つまり、隣接する絵素電極１３が走査線２に重なっている構造のアレイ基板１０の断面図である。この構成を本願構成と称する。

図４において、本願構成では、隣接する絵素電極１３の走査線２へのオーバーラップ量Ｄ３＝１０μｍ（線幅５μｍの走査線２を５μｍ乗越える)、また、走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離Ｄ４＝１０μｍである。この構造による単位距離あたりの寄生容量は、１．４９×１０^−１１Ｆ／ｍである。

図５は、本願構成と比較して、隣接する絵素電極１３が走査線２に重ならず、且つ、本願構成と同等の開口率を見込んだ構成のアレイ基板１０の断面図である。この構成を比較例（１）構成と称する。

図５において、比較例（１）構成では、隣接する絵素電極１３の走査線２へのオーバーラップ量Ｄ３＝０μｍ、また、走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離Ｄ４＝１０μｍである。この構造による単位距離あたりの寄生容量は、１．７８×１０^−１１Ｆ／ｍである。

また、図６は、本願構成と比較して、隣接する絵素電極１３が走査線２に重ならず、且つ、本願構成と同等の開口率を見込んだ構成のアレイ基板１０の断面図である。この構成を比較例（２）構成と称する。

図６において、比較例（２）構成では、隣接する絵素電極１３の走査線２へのオーバーラップ量Ｄ３＝−５μｍ（駆動する絵素電極１３と隣接絵素電極１３の両方が走査線２から離間した構成：絵素電極１３と走査線２との間の距離が５μｍ）、また、走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離Ｄ４＝５μｍである。この構造による単位距離あたりの寄生容量は、３．１７×１０^−１１Ｆ／ｍである。

隣接絵素電極１３の走査線２へのオーバーラップ量、走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離、単位距離あたりの寄生容量との関係を示したグラフを図７に、そしてその時の数値データを表２に示す。

以上のことから、本願構成は、比較例（１）構成に対して、１６％程度寄生容量Ｃｇｄを小さくすることができ、比較例（２）構成に対して、５３％程度寄生容量Ｃｇｄを小さくすることができる。

本願構成では、絵素電極１３の切欠き部１３ａを、当該絵素電極１３を駆動する走査線２側に設けているものの、絵素電極１３と走査線２の近接距離Ｄ２は、従来の縦長画素形状に比べて長くなっている。具体的には、絵素電極１３と走査線２の近接距離Ｄ２が、従来の縦長画素形状の５８．５μｍ→１１３μｍと長くなる。

従って、寄生容量Ｃｇｄは、近接距離Ｄ２の長さに対応して大きくなるが、走査線２に隣接絵素電極１３を重ねてシールド電極として機能させることで、Ｃｇｄ増加のトレードオフを低減することができる。

ここで、図４，５，６における比較は、開口率を同じにした場合のシミュレーション結果を示すものであり、絵素電極１３と走査線２との間の寄生容量（Ｃｇｄ）のパラメータの一つである、「走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離Ｄ４」が固定されていない。

従って、絵素電極１３によるシールド効果を確認するため、走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離Ｄ４を１０μｍに固定した。この１０μｍは、本実施の形態におけるアレイ基板１０において設定されたＤ４を示す。この場合の、隣接絵素電極１３の走査線２へのオーバーラップ量、走査線２のエッジ−絵素電極１３のエッジ間の距離、単位距離あたりの寄生容量との関係をシミュレートした結果を図８に示すグラフ、そして、その時の数値データを表３に示す。

図８に示すグラフから、隣接絵素電極１３と走査線２のオーバーラップ量が大きくなるに従い、寄生容量は次第に小さくなることが分かる。

さらに、走査線２の幅を完全に乗越えても、さらに乗越え量を大きくすることで、寄生容量は小さくなることが分かる。

即ち、隣接絵素電極１３と走査線２は少なくとも平面視で重なっていれば、シールド効果を得ることができ、より大きなシールド効果を得るためには、走査線２を完全に覆い、さらにその乗越え量を大きくすることが望ましいことが分かる。

なお、本願構成において、隣接絵素電極１３を走査線２に対してオーバーラップさせて、上記シールド効果を奏させているが、さらに、絵素電極１３によるオーバーラップに加えて、図９に示すように、シールド電極１７を走査線２上に配置してもよい。

以下に、走査線２上にシールド電極１７を配置した場合について説明する。

図９は、図１に示すアレイ基板１０とほぼ同じ構成で、走査線２上にシールド電極１７が配置されている点が異なるアレイ基板１１０の概略平面図を示す。図１０は、図９に示すアレイ基板１１０のＢＢ線矢視断面図である。

上記シールド電極１７は、図１０に示すように、断面で絵素電極１３と走査線２の間に配置される。具体的には、データ線１（図９）と同じ層に配置される。

シールド電極１７は、図９に示すように、シールド電極接続電極１８を介して、スイッチング素子５のドレイン電極５ａと電気的に接続される。シールド電極接続電極１８は、配向分割手段となる絵素電極１３の切開部１３ｂの折れ曲がり部に配置されることが望ましい。

通常、方向が異なる配向分割手段、またはその延長線が接する箇所は、液晶配向方向が異なる領域の境界部分を形成する。この領域においては、配向方向が安定せず、あるいは望ましくない方向に液晶が配向するため、表示領域として好ましくない。一方、ドレイン電極材料で接続電極を形成する場合、接続電極を配置した部分は表示領域としては機能しない。つまり、上記構成のように、シールド電極接続電極１８は、上記切開部１３ｂの折れ曲がり部分に配置されること、すなわち表示領域として機能しない（好ましくない）部分を重ね合わせるとことで、有効表示領域が過剰に低下することを防止することができる。

以上のように、新たなシールド電極１７を配置することで、隣接する絵素電極１３に重ならない構成（例えば図５や図６に示す構成）に対して、Ｃｇｄを低減できる。これにより、縦長形状の絵素配置に対するＣｇｄ増加のトレードオフをさらに低減できる。

具体的には、図１０に示す構成によれば、単位距離あたりの寄生容量は０．７４×１０^−１１Ｆ／ｍとなり、前述した図５に示した比較例（１）構成に対して、５８％程度寄生容量Ｃｇｄを小さくすることができ、前述した図６の構成に対して、７７％程度寄生容量Ｃｇｄを小さくすることができる。

なお、シールド電極１７の形状は例えば図１１に示すように、絵素電極１３の配向分割手段として機能する切開部１３ｂの形状に沿ったシールド電極１９であってもよく、さまざまなバリエーションがある。

上記のように、切開部１３ｂの形状に沿ってシールド電極１９を配置した形状では、Ｃｇｄ低減のほかに、以下に示すような効果も奏する。

通常、高精細表示装置では、配向分割手段のレイアウトが制限され、走査線２上に絵素電極１３の切開部１３ｂが形成される場合がある。この場合、電圧保持期間中（走査線２のオフ電位中）に不純物イオンがトラップされ、トラップされた箇所が特異点となって液晶の配向不良、即ち表示不良となることがある。また、走査線の電界によって、走査線付近の液晶が好ましくない方向に配向することがある。

しかしながら、図１１に示すように、絵素電極１３の切開部１３ｂの形状に沿ってシールド電極１９を形成することにより、走査線２の電界をシールドできるので、上記表示不良を抑制する効果を奏する。

ここで、絵素電極１３のサイズについて、図１を参照しながら説明する。

絵素電極１３全体のサイズは、上述したように、走査線２の延設方向に沿った長辺×データ線１の延設方向に沿った短辺＝１７３．５μｍ×５８．５μｍとし、絵素電極１３と該絵素電極１３を駆動するための走査線２との近接距離Ｄ１＝１１３μｍ、絵素電極１３とデータ線１との近接距離Ｄ２＝２８．２５μｍとする。

さらに、絵素電極１３の切欠き部１３ａのエッジから対向基板２０側の突起部２４を絵素電極１３に投影した領域の該切欠き部１３ａ側のエッジまでの長さＬ１＝２２μｍ、上記投影した領域の幅Ｌ３＝１１μｍ、絵素電極１３の切開部１３ｂの幅Ｌ４＝９μ、絵素電極１３の短辺のＤ１を除いた残りの長さＬ２＝３０．２５μｍ、データ線１の線幅Ｌ５＝５μｍ、走査線２の線幅Ｌ６＝５μｍとする。

上記の構成により、Ｃｓｄ及びＣｇｄを大幅に削減することができるという効果を奏する。

特に、上記のＬ１は、長ければ、絵素電極１３の開口部を大きく取れるというメリットを有するものの、長くなれば、Ｄ１及びＤ２も長くなる。本発明はＬ１を長くとった場合においても、Ｃｓｄの削減効果を得ることができる。

例えば、図１２は、Ｌ１を図１の場合よりも長くとり（２２μｍ→２８μｍ）、絵素電極１３の有効表示領域を大きく取った構成である。この場合、絵素電極１３の短辺のＤ１を除いた残りの長さＬ２＝１４μｍと短くなり、配向分割手段として機能する切り欠き部の長さも短くなるが、このような構成であっても、高視野角の表示が得られる。

この場合、データ線１と絵素電極１３の近接距離Ｄ１は、４４．５μｍとなり、Ｌ１が２２μｍの場合よりも長くなるものの、Ｃｓｄ低減効果を得ることができる。

但し、絵素ピッチや絵素電極１３のサイズが変われば、有効表示領域を大きく取るための切開部１３ｂや突起部２４の最適なレイアウトも変わる。特に、Ｌ１を長くしすぎると液晶の応答が悪くなる傾向にあるので、絵素電極１３が大きい場合には、切開部１３ｂや突起部２４を複数個配置する構成も考えられる。従って、切り欠き部が配向分割手段として機能するＬ２の長さ（例えば、図１２におけるＬ２＝１４μｍ）を確保しつつ、応答速度や有効表示領域が適切になるような切開部１３ｂや突起部２４のさまざまなレイアウトが考えられる。このような多様なレイアウトであっても、本発明により、Ｃｓｄ及びＣｇｄ低減効果を得ることができる。

ここで、図１に示すアレイ基板１０において、コンタクトホール１２ａは、絵素電極１３とスイッチング素子５のドレイン電極５ａとを電気的に接続するために、層間絶縁膜１２に設けられた接続孔である。層間絶縁膜１２の膜厚は概ね１μｍ〜４μｍ程度であり、液晶層のセル厚である概ね３〜５μｍと比較しても無視できる厚さではない。そのため、コンタクトホール１２ａ周りの液晶の配向は乱れやすく。表示品位の低下の原因となる。

そこで、例えば、図１３に、上記の問題点を改善するためのアレイ基板の構成例を示す。図１３は、図１の構成の変形例を示す。すなわち、図１３に示すアレイ基板３１０は、図１に示すアレイ基板１０の絵素電極１３に微細なスリットが追加形成されたものであり、さらに、コンタクトホールの位置を異ならせたものである。

図１３に示すアレイ基板３１０において、まず、コンタクトホール１２ａは、切開部１３ｂから遠ざける位置に形成されている。本実施例では、対向基板の配向分割手段を突起２４としており、一般に、切開部１３ｂのフリンジフィールドによる配向規制力は、突起２４による配向規制力より弱い。そのため、コンタクトホール１２ａが切開部１３ｂに近い場合、コンタクトホール１２ａ形成部分の配向乱れを制御しにくく、配向乱れを抑えるためには、コンタクトホール１２ａと突起２４の距離をコンタクトホールと切開部１３ｂの距離より短く取ることが好ましい。

さらに、図１３に示すアレイ基板３１０には、絵素電極１３に補助スリット（Ａ）１３ｃが形成されている。この補助スリット（Ａ）１３ｃは、コンタクトホール１２ａに近接する切開部１３ｂに形成したスリットであり、好ましい液晶の配向とほぼ同じ方向、すなわち切開部１３ｂの伸びる方向とほぼ直交する方向に伸びるように形成されている。ここで、補助スリット（Ａ）１３ｃの幅が広すぎると、好ましくない方向、すなわち補助スリット（Ａ）１３ｃと直角方向に液晶が配向するため、補助スリット（Ａ）１３ｃの幅は２μｍ〜４μｍ程度が望ましく、隣接する補助スリット（Ａ）１３ｃ間の距離も２μｍ〜４μｍ程度が望ましい。

本実施例では、補助スリット（Ａ）１３ｃのほかにも、図１３に示すように、絵素電極１３の外周部に補助スリット（Ｂ）１３ｄを配置している。このような構成を取る事で、液晶の配向をさらに安定させることができ、表示品位はさらに向上する。なお、この補助スリット（Ｂ）１３ｄも補助スリット（Ａ）１３ｃと同様に、液晶の配向とほぼ同じ方向、すなわち切開部１３ｂの伸びる方向とほぼ直交する方向に伸びるように形成されている。

以上のように、絵素電極１３に補助スリット（Ａ）１３ｃや補助スリット（Ｂ）１３ｄを形成することで、コンタクトホール１２ａ周囲の液晶の配向乱れを抑制することができ、結果として、表示品位の向上を図ることができるという効果を奏する。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係るアレイ基板は、１絵素領域をいくつかのパートに分けて、液晶分子をそれぞれパート毎に異なる方向を向いて並べて駆動するマルチドメイン型の液晶表示装置に備えられたアレイ基板において、絶縁性基板１１上に、複数の走査線２と複数のデータ線１とが交差して配置されると共に、これら走査線２とデータ線１に接続された、スイッチング素子５を介して略長方形状の絵素電極１３がそれぞれ形成されており、上記絵素電極１３は、長辺が上記走査線２の延設方向と同じ方向に配置され、短辺がデータ線１の延設方向と同じ方向に配置され、且つ、上記絵素電極１３の４隅のうち長辺を構成する２隅に切欠かれた切欠き部１３ａが形成され、さらにＶ字状の切開部１３ｂが、上記２隅の切欠き部１３ａとは別に形成され、上記絵素電極１３を駆動するための走査線２に隣接する走査線２の少なくとも一部に重なるように、シールド電極１７が形成され、上記シールド電極１７は、上記絵素電極１３からなり、上記絵素電極１３は隣接する走査線２の一部を跨ぐことを特徴としている。

本発明の態様２に係るアレイ基板は、本発明の態様１に係るアレイ基板において、上記絵素電極１３には、上記切開部１３ｂが形成されると共に、当該切開部１３ｂの縁部に、液晶の配向方向とほぼ直交する方向にスリットが形成されていることを特徴としている。

本発明の態様３に係るアレイ基板は、本発明の態様１に係るアレイ基板において、上記絵素電極１３の切欠き部１３ａが、上記走査線２に沿って隣接する２隅に形成されているとき、該絵素電極１３の短辺側の切欠き距離が１４μｍ以上であることを特徴としている。

本発明の態様４に係るアレイ基板は、本発明の態様１に係るアレイ基板において、上記走査線２と同じ層に形成された蓄積容量線３と、上記データ線１と同じ層に形成され、且つ上記スイッチング素子５のドレイン電極５ａと接続された蓄積容量対向電極４とが絶縁膜（層間絶縁膜１２）を介して重ねて形成されていることを特徴としいている。

本発明の態様５に係る液晶表示装置は、対向基板２０とアレイ基板１０との間に液晶（液晶層３０）を挟持した液晶パネルを備えた液晶表示装置において、上記アレイ基板は、請求項１〜４の何れか１項に記載のアレイ基板であることを特徴としいている。

本発明の態様６に係る液晶表示装置は、本発明の態様５に係る液晶表示装置において、上記対向基板２０に突起部２４を備えており、平面視において、上記アレイ基板１０の層間絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールと上記突起部２４との距離を、上記コンタクトホールと絵素電極１３に形成された切開部１３ｂとの距離よりも短くとることを特徴としている。

本発明の態様７に係る電子装置は、本発明の態様１〜４の何れか１態様に記載のアレイ基板を備えたことを特徴としている。

上記の課題を解決するために、本発明は１絵素領域をいくつかのパートに分けて、液晶分子をそれぞれパート毎に異なる方向を向いて並べて駆動するマルチドメイン型の液晶表示装置に備えられたアレイ基板において、絶縁性基板上に、複数の走査線と複数のデータ線とが交差して配置されると共に、これら走査線とデータ線に接続された、スイッチング素子を介して略長方形状の絵素電極がそれぞれ形成されており、上記絵素電極は、長辺が上記走査線の延設方向と同じ方向に配置され、短辺がデータ線の延設方向と同じ方向に配置され、且つ、２隅が配向分割手段として機能させるために切欠かれた切欠き部が形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、絵素電極の長辺が走査線の延設方向と同じ方向に配置され、短辺がデータ線の延設方向に配置されることで、絵素電極の長辺がデータ線の延設方向に配置され、短辺が走査線の延設方向に配置された、所謂縦長の絵素電極の場合に比べて、絵素電極とデータ線との近接距離を小さくすることができる。

これにより、絵素電極とデータ線との近接距離に比例して大きくなる、該絵素電極とデータ線との間で生じる寄生容量（Ｃｓｄ）を小さくすることができる。

しかも、２隅が配向分割手段として機能させるために切欠かれていることで、上記の絵素電極とデータ線との近接距離および絵素電極と走査線との近接距離をさらに小さくすることができるので、これら近接距離に起因する寄生容量（Ｃｓｄ，Ｃｇｄ）を小さくすることができる。ここで、絵素電極とデータ線との近接距離とは、絵素電極のデータ線側の辺のうち、データ線と平行な部分の辺の長さを言う。また、絵素電極と走査線との近接距離とは、絵素電極の走査線側の辺のうち、走査線と平行な部分の辺の長さを言う。

以上のことから、絵素電極とデータ線との間で生じる寄生容量（Ｃｓｄ）、絵素電極と走査線との間で生じる寄生容量（Ｃｇｄ）を小さくできる。その結果、絵素総容量に対する寄生容量の割合を小さくするために、大きな蓄積容量を備えなくてもよい。すなわち、有効表示領域を低下させることなく、シャドーイングをなくし、表示品位の向上を図ることができるという効果を奏する。

上記絵素電極に形成される切欠き部は、当該絵素電極において隣接している２隅に形成されているのが好ましい。

絵素電極に形成される切欠き部は、該絵素電極の２隅であればどの隅であっても上述した効果、すなわち絵素総容量に対する寄生容量の割合を小さくできるという効果を奏するが、４つの配向方向を持つマルチドメインを形成することを想定した場合、上記絵素電極に形成される切欠き部は、当該絵素電極において隣接している２隅に形成されているのが好ましい。

なお、想定しているマルチドメインが２つの配向方向を持つマルチドメインであれば、絵素電極に形成される２隅の切欠き部は、該絵素電極において対向している２隅であってもよい。

上記絵素電極は、隣接する絵素電極を駆動するための走査線の少なくとも一部を覆うように形成されていてもよい。

上記の構成によれば、絵素電極は、隣接する絵素電極を駆動するための走査線の少なくとも一部を覆うように形成されていることで、該走査線に重なっている絵素電極が当該走査線の電界に対するシールド電極として機能する。

これにより、絵素電極と走査線との間の寄生容量（Ｃｇｄ）を、さらに低減することができる。

上記の絵素電極の走査線への重なりは多いほど、シールドとしての機能が高まる。

上記絵素電極と走査線との間に、シールド電極が形成されていてもよい。

上記の構成によれば、絵素電極と走査線との間に、シールド電極が形成されていることで、走査線から絵素電極に向かう電界をシールドすることができるので、絵素電極と走査線との間の寄生容量（Ｃｇｄ）を、さらに低減することができる。

上記シールド電極は、接続電極を介して上記スイッチング素子のドレイン電極と接続され、上記絵素電極は、配向分割手段として機能するＶ字状の切開部が、上記２隅の切欠き部とは別に形成され、上記接続電極は、上記切開部の折れ曲がり部分に配置されていてもよい。

通常、方向が異なる配向分割手段、またはその延長線が接する箇所は、液晶配向方向が異なる領域の境界部分を形成する。この領域においては、配向方向が安定せず、あるいは望ましくない方向に液晶が配向するため、表示領域として好ましくない。一方、ドレイン電極材料で接続電極を形成する場合、接続電極を配置した部分は表示領域としては機能しない。つまり、上記構成のように、接続電極は、上記切開部の折れ曲がり部分に配置されること、すなわち表示領域として機能しない（好ましくない）部分を重ね合わせるとことで、有効表示領域が過剰に低下することを防止することができる。

上記絵素電極の切開部が、上記走査線上に形成されているとき、上記シールド電極は、上記切開部の形状に沿って配置されていてもよい。

上記の構成によれば、走査線上に絵素電極の切開部が形成される場合に生じる配向不良を抑制することができる。すなわち、切開部が走査線上に形成されているとき、電圧保持期間中（走査線のオフ電位中）に不純物イオンがトラップされ、トラップされた箇所が特異点となって液晶の配向不良、即ち表示不良となることがある。また、走査線の電界によって、走査線付近の液晶が好ましくない方向に配向することがある。上記のように切開部の形状に沿ってシールド電極を配置することで、該シールド電極によって、走査線の電界をシールドするため、上記表示不良を抑制することができる。

上記絵素電極の、上記走査線に沿って隣接する２隅に切欠き部が形成されているとき、該絵素電極の短辺側の切欠き距離が１４μｍ以上であることが好ましい。

一般に、絵素電極同士の距離を示す絵素ピッチや絵素電極のサイズが変われば、有効表示領域を大きく取るための切開部や突起部の最適なレイアウトも変わる。特に、絵素電極の切欠き部のエッジから対向基板側の突起部を絵素電極に投影した領域の該切欠き部側のエッジまでの長さＬ１を長くしすぎると液晶の応答が悪くなる傾向にあるので、絵素電極が大きい場合には、切開部や突起部を複数個配置する構成も考えられる。従って、切り欠き部が配向分割手段として機能するためには、絵素電極の短辺側の切欠き距離Ｌ２を例えば上記のように１４μｍ以上にする必要がある。Ｌ２を１４μｍ以上にすれば、応答速度や有効表示領域が適切になるような切開部や突起部のさまざまなレイアウトを自由に選択した場合であっても、絵素電極−データ線との間で生じる寄生容量（Ｃｓｄ）及び絵素電極と走査線との間で生じる寄生容量（Ｃｇｄ）の低減効果を十分に得ることができる。

上記走査線と同じ層に形成された蓄積容量線と、上記データ線と同じ層に形成され、且つ上記スイッチング素子のドレイン電極と接続された蓄積容量対向電極とが絶縁膜を介して重ねて形成されていてもよい。

上記の構成によれば、上記蓄積容量線と上記蓄積容量対向電極とが絶縁膜を介して重ねて形成されていることで、絵素電極における蓄積容量を形成することができる。

これにより、１絵素の総容量を蓄積容量分だけ増やすことができるので、該総容量における寄生容量の割合を小さくできる。つまり、総容量に対する寄生容量の割りを小さくすることにより、シャドーイングのレベル低下を抑制し、且つ、有効表示領域の向上を図ることができるので、表示品位を向上させることができる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、ＭＶＡ型の液晶表示装置の表示品位向上、実装コスト削減を図る技術として有効であり、特に車載、フォトフレーム、ＩＡ（Industrial Applianc）、ＰＣ（Personal Computer）等モバイル中型クラスの製品に搭載される液晶表示装置に特に有用である。

１ データ線
２ 走査線
３ 蓄積容量線
４ 蓄積容量対向電極
５ スイッチング素子
５ａ ドレイン電極
６ 蓄積容量形成部
１０ アレイ基板
１１ 絶縁性基板
１２ 層間絶縁膜
１３ 絵素電極
１３ａ 切欠き部
１３ｂ 切開部
１４ 偏光板
１７ シールド電極
１８ シールド電極接続電極
１９ シールド電極
２０ 対向基板
２１ 絶縁性基板
２２ 対向電極
２３ 偏光板
２４ 突起部
３０ 液晶層
１１０ アレイ基板
Ｄ１ 近接距離
Ｄ２ 近接距離
Ｄ３ オーバーラップ量
Ｄ４ 距離

Claims (7)

1. １絵素領域をいくつかのパートに分けて、液晶分子をそれぞれパート毎に異なる方向を向いて並べて駆動するマルチドメイン型の液晶表示装置に備えられたアレイ基板において、
   絶縁性基板上に、複数の走査線と複数のデータ線とが交差して配置されると共に、これら走査線とデータ線に接続された、スイッチング素子を介して略長方形状の絵素電極がそれぞれ形成されており、
   上記絵素電極は、長辺が上記走査線の延設方向と同じ方向に配置され、短辺がデータ線の延設方向と同じ方向に配置され、且つ、上記絵素電極の４隅のうち長辺を構成する２隅に切欠かれた切欠き部が形成され、さらにＶ字状の切開部が、上記２隅の切欠き部とは別に形成され、
   上記絵素電極を駆動するための走査線に隣接する走査線の少なくとも一部に重なるように、シールド電極が形成され、
   上記シールド電極は、上記絵素電極からなり、上記絵素電極は隣接する走査線の一部を跨ぐことを特徴とするアレイ基板。
2. 上記絵素電極には、上記切開部が形成されると共に、当該切開部の縁部に、液晶の配向方向とほぼ直交する方向にスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
3. 上記絵素電極の切欠き部が、上記走査線に沿って隣接する２隅に形成されているとき、該絵素電極の短辺側の切欠き距離が１４μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
4. 上記走査線と同じ層に形成された蓄積容量線と、
   上記データ線と同じ層に形成され、且つ上記スイッチング素子のドレイン電極と接続された蓄積容量対向電極とが絶縁膜を介して重ねて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のアレイ基板。
5. 対向基板とアレイ基板との間に液晶を挟持した液晶パネルを備えた液晶表示装置において、
   上記アレイ基板は、請求項１〜４の何れか１項に記載のアレイ基板であることを特徴とする液晶表示装置。
6. 上記対向基板に突起部を備えており、平面視において、上記アレイ基板の層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールと上記突起部との距離を、上記コンタクトホールと絵素電極に形成された切開部との距離よりも短くとることを特徴とする請求項５に記載の液晶表示装置。
7. 請求項１〜４の何れか１項に記載のアレイ基板を備えたことを特徴とする電子装置。

Images