JP2014026061A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明に係る液晶表示装置によれば、広視野角化を実現させるとともに、画素の開口率の低下を抑制できる。
【解決手段】液晶表示装置１は、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐ１，Ｐ２において、一方の画素Ｐ１の信号電極228には、Ｙ方向に沿って配列した、Ｘ方向に対して傾斜する第１方向
に延在する複数の第１スリットＳ１が設けられており、他方の画素Ｐ２の信号電極228に
は、Ｙ方向に沿って配列した、Ｘ方向に対して傾斜するとともに第１方向とは異なる第２方向に延在する複数の第２スリットＳ２が設けられており、Ｘ方向に隣り合う画素Ｐ１，Ｐ２に隣接する２つのゲート配線221のうち少なくとも一方のゲート配線221は、一方の画素Ｐ１に隣接する部位2211が第１方向に延在しているとともに、他方の画素Ｐ２に隣接する部位2212が第２方向に延在していることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機または携帯型情報端末などの様々な用途に用いられる液晶表示装置に関する。

液晶表示装置は、互いに対向配置させた一対の基板と、これら一対の基板間に設けられた液晶層とを備える。また、一対の基板のうち一方の基板上には直線状の複数のゲート配線および直線状の複数のソース配線が互いに交差するように設けられており、複数のゲート配線および複数のソース配線を覆うように平坦化膜が設けられている。また、この平坦化膜上であって、複数のゲート配線および複数のソース配線によって囲まれた画素には共通電極が設けられており、この共通電極上には絶縁膜を介して信号電極が設けられている（例えば、特許文献１参照）。この信号電極には、信号電極の長辺方向に配列し、信号電極の短辺方向に対して傾斜して延在する複数のスリットが形成されている。

このような液晶表示装置では、一方の基板上に設けられた信号電極および共通電極に対し電圧を印加することで、信号電極と共通電極との間でスリットを通る電界を発生させ、この電界によって液晶層中の液晶分子の配向を制御して、広視野角化を実現させている。

また、近年では、液晶表示装置に対してさらなる広視野角化が求められている。これに対して、図６の液晶表示装置に示すように、隣り合う画素Ｐにおいて信号電極228に形成
されたスリットＳの延在方向を異ならせて、隣り合う画素Ｐで電界印加時の液晶分子の配向を変えることで、さらなる広視野角化を実現させている。

特開２００７−２２６１７５号公報

しかしながら、図６に示す液晶表示装置のように、信号電極228をゲート配線221およびソース配線224に近接して形成した場合は、信号電極228は長方形状となるので、信号電極228の長辺方向（Ｙ方向）に配列するとともに短辺方向（Ｘ方向）に対して傾斜する複数
スリットＳを信号電極228に形成しようとすると、信号電極228のＹ方向の端部においてスリットＳが形成されにくい領域Ｄが存在する。スリットＳが形成されず、この領域Ｄに電極部分が残ってしまった場合は、この部分で画素の開口率が低下し、光の透過率が低下しやすくなるという問題点があった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、広視野角化を実現させるとともに、画素の開口率の低下を抑制した液晶表示装置を提供することである。

本発明に係る液晶表示装置は、主面同士を対向させて配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に配置された液晶層と、前記第２基板の前記主面上にＹ方向に配列して設けられた複数のゲート配線と、前記第２基板の前記主面上に前記Ｙ方向と直交するＸ方向に配列して設けられた、複数の前記ゲート配線に交差する複数の直線状のソース配線と、複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線を覆うように前記第２基板の前記主面上に設けられた第１絶縁膜と、該第１絶縁膜上に設けられた
、複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線によって囲まれた画素に位置する第１表示電極と、第２絶縁膜を介して前記第１表示電極上に設けられた、前記画素ごとに位置する複数の第２表示電極とを備え、Ｘ方向に隣り合う前記画素において、一方の前記画素の前記第２表示電極には、Ｙ方向に沿って配列した、Ｘ方向に対して傾斜する第１方向に延在する複数の第１スリットが設けられており、他方の前記画素の前記第２表示電極には、Ｙ方向に沿って配列した、Ｘ方向に対して傾斜するとともに前記第１方向とは異なる第２方向に延在する複数の第２スリットが設けられており、Ｘ方向に隣り合う前記画素に隣接する２つの前記ゲート配線のうち少なくとも一方のゲート配線は、一方の前記画素に隣接する部位が前記第１方向に延在しているとともに、他方の前記画素に隣接する部位が前記第２方向に延在していることを特徴とする。

本発明に係る液晶表示装置によれば、広視野角化を実現させるとともに、画素の開口率の低下を抑制できる。

本発明の第１の実施形態における液晶表示装置を示す平面図である。 図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 第２基板上の配線、電極および薄膜トランジスタを示す平面図である。 図３のII−II線に沿った断面図である。 本発明の第２の実施形態における液晶表示装置の要部を示す平面図である。 従来の液晶表示装置を示す平面図である。

［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態における液晶表示装置１について、図１〜図４を参照しながら説明する。

液晶表示装置１は、液晶パネル２と、液晶パネル２に向けて光を出射する光源装置３と、液晶パネル２上に配置される第１偏光板４と、液晶パネル２と光源装置３との間に配置される第２偏光板５とを備えている。

液晶パネル２では、第１基板21と第２基板22とが対向配置され、第１基板21と第２基板22との間に液晶層23が設けられているとともに、この液晶層23を取り囲むように第１基板21と第２基板22とを接合するシール材24が設けられている。

第１基板21は、画像表示の際に表示面として用いられる第１主面21ａと、第１主面21ａとは反対側に位置する第２主面21ｂとを有している。第１基板21は、例えばガラス、プラスチックなどの透光性を有する材料によって形成される。

第１基板21の第２主面21ｂ上には、遮光膜211およびカラーフィルタ212が設けられている。

遮光膜211は光を遮光する機能を有する。遮光膜211は、第１基板21の第２主面21ｂ上に各画素Ｐの外周に沿って格子状に設けられている。遮光膜211の材料は、例えば、遮光性
の高い色（例えば黒色）の染料または顔料が添加された樹脂、またはクロムなどの金属が挙げられる。なお、本実施形態における遮光膜211は第２主面21ｂ上に格子状に形成され
ているが、これには限られない。

カラーフィルタ212は、可視光のうち特定の波長のみを透過させる機能を有する。複数
のカラーフィルタ212は、第１基板21の第２主面21ｂ上に位置しており、各画素Ｐごとに
設けられている。各カラーフィルタ212は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のいずれ
かの色を有している。また、カラーフィルタ212は、上記の色に限られず、例えば、黄色
（Ｙ）、白（Ｗ）などの色を有してもよい。カラーフィルタ212の材料としては、例えば
染料または顔料を添加した樹脂が挙げられる。

第２基板22は、第１基板21の第２主面21ｂに対向する第１主面22ａと、第１主面22ａの反対側に位置する第２主面22ｂとを有している。第２基板22は第１基板21と同様の材料で形成できる。

第２基板22の第１主面22ａ上には、複数のゲート配線221が設けられており、複数のゲ
ート配線221を覆うようにゲート絶縁膜222が設けられている。このゲート絶縁膜222上に
は複数のソース配線224が設けられているとともに、複数のソース配線224を覆うように第１層間絶縁膜223が設けられている。また、第１層間絶縁膜223上には覆うように平坦化膜225が設けられている。また、平坦化膜225上には共通電極226が設けられている。共通電
極226を覆うように平坦化膜225上には第２層間絶縁膜227が設けられており、この第２層
間絶縁膜227上には信号電極228が設けられている。

ゲート配線221は、駆動ＩＣ（図示せず）から供給される電圧を薄膜トランジスタTFTに印加する機能を有する。図３に示すように、複数のゲート配線221はＹ方向に沿って配列
されている。また、ゲート配線221は屈曲しながらＸ方向に延在している。

図３には、２つのゲート配線221および４つのソース配線224によって囲まれた第１画素Ｐ１、第２画素Ｐ２および第３画素Ｐ３が示されている。図３に示されている２つのゲート配線221は、第１画素Ｐ１、第２画素Ｐ２および第３画素Ｐ３に隣接している。また、
２つのゲート配線221は、第１画素Ｐ１に隣接する第１部位2211、第２画素Ｐ２に隣接す
る第２部位2212、および第３画素Ｐ３に隣接する第３部位2213を有している。ゲート配線221の第１部位2211、第２部位2212および第３部位2213は、Ｘ方向に対して傾斜し延在し
ている。

ゲート配線221は、導電性を有する材料によって形成され、例えば、アルミニウム、モ
リブデン、チタン、ネオジム、クロム、銅またはこれらを含む合金によって形成される。

なお、ゲート配線221は例えば下記方法によって形成される。

まず、スパッタリング法、蒸着法、または化学気相成長法によって、金属材料を第２基板22の第１主面22ａ上に金属膜として形成する。この金属膜の表面に対して感光性樹脂を塗布し、塗布した感光性樹脂に対して露光処理および現像処理を行なうことで、感光性樹脂に所望の形状のパターンを形成する。次いで、金属膜をエッチング液でエッチングして、金属膜を所望の形状にした後、塗布した感光性樹脂を剥離する。このように、金属材料を成膜およびパターニングすることでゲート配線221を形成できる。

ゲート絶縁膜222はゲート配線221を覆うように第１主面22ａ上に設けられている。ゲート絶縁膜222は、窒化シリコン、酸化シリコンなどの絶縁性を有する材料によって形成さ
れる。なお、ゲート絶縁膜222は、上記のスパッタリング法、蒸着法または化学気相成長
法などによって第２基板22の第１主面22ａ上に形成できる。

ソース配線224は、駆動ＩＣから供給される信号電圧を薄膜トランジスタTFTを介して信号電極228に印加する機能を有する。ソース配線224はゲート絶縁膜222上に設けられてい
る。図３に示すように、複数のソース配線224は直線状に形成されているとともに、Ｙ方
向に延在している。また、複数のソース配線224はＸ方向に沿って配列されている。ソー
ス配線224はゲート配線221と同様の材料で形成してもよい。なお、ソース配線224はゲー
ト配線221と同様の方法によって形成できる。

第１層間絶縁膜223はソース配線224を覆うようにゲート絶縁膜222上に設けられている
。第１層間絶縁膜223は絶縁性を有する材料によって形成され、例えば、窒化シリコン、
酸化シリコンなどの無機材料が挙げられる。

薄膜トランジスタTFTは、非晶質シリコン、多結晶シリコンまたは酸化物半導体などの
半導体層と、この半導体層上に設けられるとともに、ソース配線224に接続されたソース
電極と、ドレイン電極とを有する。また、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極はコンタ
クトホールを介して信号電極228に接続されている。

薄膜トランジスタTFTでは、ゲート配線221を介して半導体層に印加される電圧に応じてソース電極およびドレイン電極間の半導体層の抵抗が変化することで、信号電極228への
画像信号の書き込みまたは非書き込みが制御される。

平坦化膜225は、ソース配線224と共通電極226とを電気的に絶縁させる機能を有する。
平坦化膜225は、有機材料によって形成され、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂
またはポリイミド系樹脂などの樹脂で形成される。なお、平坦化膜225の膜厚は例えば１
μｍ〜５μｍの範囲で設定されている。

共通電極226は、駆動ＩＣから印加された電圧によって信号電極228との間で電界を発生させる機能を有する。共通電極226は平坦化膜225上に設けられている。共通電極226は、
透光性および導電性を有する材料によって形成され、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Ａntimony Tin Oxide）、ＡＺＯ（Ａl-Doped Zinc Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛または導電性高分子によって形成される。

第２層間絶縁膜227は、信号電極228と共通電極226とを電気的に絶縁する機能を有する
。第２層間絶縁膜227は第１層間絶縁膜223と同様の材料で形成してもよい。

信号電極228は、駆動ＩＣから印加された信号電圧によって共通電極226との間で電界を発生させる機能を有する。複数の信号電極228は第２層間絶縁膜227上に設けられており、画素Ｐごとに位置している。なお、信号電極228は共通電極226と同様の材料で形成してもよい。

信号電極228には複数のスリットＳが設けられている。図３において、第１画素Ｐ１に
位置する信号電極228には、ソース配線224の配列方向（Ｘ方向）に対し傾斜して延在する第１スリットＳ１が設けられている。また、第２画素Ｐ２に位置する信号電極228には、
Ｘ方向に対して傾斜するとともに、第１スリットＳ１とは異なる方向に延在する第２スリットＳ２が設けられている。なお、第１画素Ｐ１に位置する信号電極228と同様に、第３
画素Ｐ３に位置する信号電極228には複数の第１スリットＳ１が設けられている。また、
本実施形態では、スリットＳが長方形状を成しているが、これには限定されず、例えば楕円状などでもよい。

また、図３に示すように、ゲート配線221の第１部位2211が第１スリットＳ１の延在方
向に屈曲しているとともに、第２部位2212が第２スリットＳ２の延在方向に屈曲している。なお、ゲート配線221の第３部位2213は第１スリットＳ１の延在方向に屈曲している。

液晶表示装置１では、２つのゲート配線221の第１部位2211が第１スリットＳ１の延在
方向に屈曲しているとともに、第２部位2212が第２スリットＳ２の延在方向に屈曲している。すなわち、ゲート配線221が信号電極228の第１スリットＳ１および第２スリットＳ２の延在方向に合わせて屈曲している。これによって、信号電極228をソース配線224およびゲート配線221に近接して形成した場合であっても、信号電極228のＹ方向の端辺はゲート配線221の屈曲方向に対応して傾斜することになる。したがって、第１画素Ｐ１の信号電
極228におけるＹ方向の端辺近傍まで第１スリットＳ１を形成できるとともに、第２画素
Ｐ２の信号電極228におけるＹ方向の端辺近傍まで第２スリットＳ２を形成できるので、
信号電極228におけるＹ方向の端部の電極形成領域を小さくでき、画素Ｐの開口率の低下
を抑制し、光の透過率の低下を抑制できる。

なお、液晶表示装置１では、第１画素Ｐ１および第２画素Ｐ２に隣接する２つのゲート配線221において第１部位2211、第２部位2212および第３部位2213を傾斜させているが、
これには限られない。すなわち、２つのゲート配線221における少なくとも一方のゲート
配線221の第１部位2211、第２部位2212および第３部位2213を傾斜させればよい。

また、液晶表示装置１では、Ｘ方向に隣り合う第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２との間に位置する直線状のソース配線224を基準にして、第１スリットＳ１の延在方向と第２スリッ
トＳ２の延在方向とは対称になっている。これによって、第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とにおける液晶層23の電界印加時の液晶分子の配向方向が対称的になるので、視野角特性が向上する。

なお、本実施形態では、共通電極226、第２層間絶縁膜227、信号電極228の順に設けて
いるが、これに限られない。すなわち、信号電極228上に第２層間絶縁膜227を介して共通電極226を形成させ、信号電極228、第２層間絶縁膜227、共通電極226の順に設けてもよい。なお、この場合、共通電極226にスリットＳを形成すればよい。

液晶層23は、第１基板21と第２基板22との間に設けられている。液晶層23は、ネマティック液晶などを含んでいる。

シール材24は、第１基板21と第２基板22とを貼り合わせる機能を有する。シール材24は第１基板21と第２基板22との間に設けられている。このシール材24は、エポキシ樹脂などによって形成される。

光源装置３は、液晶パネル２に向けて光を出射する機能を有する。光源装置３は、光源31と、導光板32とを有している。なお、本実施形態における光源装置３では、光源31にＬＥＤなどの点光源を採用しているが、冷陰極管などの線光源を採用してもよい。

第１偏光板４は、所定の振動方向の光を選択的に透過させる機能を有する。この第１偏光板４は、液晶パネル２の第１基板21の第１主面21ａに対向するように配置されている。

第２偏光板５は、所定の振動方向の光を選択的に透過させる機能を有する。この第２偏光板５は、第２基板22の第２主面22ｂに対向するように配置されている。

［第２の実施形態］
図５は、第２の実施形態における液晶表示装置１Ａの要部を示す平面図である。

液晶表示装置１Ａは液晶表示装置１に比べて下記の点で異なる。

第１画素Ｐ１の信号電極228には、Ｙ方向の一端側（図５の下側）に複数の第１スリッ
トＳ１が設けられているとともに、Ｙ方向の他端側（図５の上側）にＹ方向に沿って配列
するとともに第２スリットＳ２の延在方向に延在する複数の第３スリットＳ３が設けられている。また、第２画素Ｐ２の信号電極228には、Ｙ方向の一端側に複数の第２スリット
Ｓ２が設けられているとともに、Ｙ方向の他端側にＹ方向に沿って配列するとともに、第１スリットＳ１の延在方向に延在する複数の第４スリットＳ４が設けられている。

これによって、液晶表示装置１Ａでは、第１画素Ｐ１（第２画素Ｐ２）において、異なる方向に延在する第１スリットＳ１（第２スリットＳ２）および第３スリットＳ３（第４スリットＳ４）が形成されているので、１つの画素Ｐ内でマルチドメインを形成でき、液晶表示装置１の視野角特性が向上する。

また、図５に示すように、２つのゲート配線221のうち一端側（図５の下側）のゲート
配線221は、第１画素Ｐ１に隣接する第１部位2211が第１スリットＳ１の延在方向に屈曲
しているとともに、第２画素Ｐ２に隣接する第２部位2212が第２スリットＳ２に延在方向に屈曲している。

また、図５に示すように、２つのゲート配線221のうち他端側（図５の上側）のゲート
配線221は、第１画素Ｐ１に隣接する第１部位2211が第３スリットＳ３の延在方向（第２
スリットＳ２の延在方向）に屈曲しているとともに、第２画素Ｐ２に隣接する第２部位2212が第４スリットＳ４に延在方向（第１スリットＳ１の延在方向）に屈曲している。

すなわち、液晶表示装置１では、一端側（図５の下側）のゲート配線221は、第１画素
Ｐ１に隣接する第１部位2211が第１スリットＳ１の延在方向に屈曲しており、第２画素Ｐ２に隣接する第２部位2212が第２スリットＳ２の延在方向に屈曲しているとともに、他端側（図５の上側）のゲート配線221は、第１画素Ｐ１に隣接する第１部位2211が第３スリ
ットＳ３の延在方向（第２スリットＳ２の延在方向）に屈曲しているとともに、第２画素Ｐ２に隣接する第２部位2212が第４スリットＳ４の延在方向（第１スリットＳ１の延在方向）に屈曲している。これによって、信号電極228をソース配線224およびゲート配線221
に近接して形成した場合であっても、信号電極228のＹ方向の端辺はゲート配線221の屈曲方向に対応して傾斜することになる。したがって、第１画素Ｐ１における信号電極228の
Ｙ方向の端辺近傍まで第１スリットＳ１および第３スリットＳ３を形成できるとともに、第２画素Ｐ２における信号電極228のＹ方向の端辺近傍まで第２スリットＳ２および第４
スリットＳ４を形成できるので、信号電極228におけるＹ方向の端部での電極形成領域を
小さくでき、画素Ｐの開口率の低下を抑制し、光の透過率の低下を抑制できる。

また、液晶表示装置１では、Ｘ方向に隣り合う第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２との間に位置する直線状のソース配線224を基準にして、第２スリットＳ２の延在方向と第１スリッ
トＳ２の延在方向とは対称になっている。これによって、第１画素Ｐ１と第２画素Ｐ２とにおける液晶層23の電界印加時の液晶分子の配向方向が対称的になるので、視野角特性が向上する。

本発明は第１および第２の実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更および改良が可能である。

１、１Ａ 液晶表示装置
２ 液晶パネル
Ｐ 画素
Ｐ１ 第１画素
Ｐ２ 第２画素
Ｐ３ 第３画素
21 第１基板
21ａ 第１主面
21ｂ 第２主面（主面）
211 遮光膜
212 カラーフィルタ
22 第２基板
22ａ 第１主面（主面）
22ｂ 第２主面
221 ゲート配線
2211 第１部位
2212 第２部位
2213 第３部位
222 ゲート絶縁膜
223 第１層間絶縁膜
224 ソース配線
225 平坦化膜（第１絶縁膜）
226 共通電極（第１表示電極）
227 第２層間絶縁膜（第２絶縁膜）
228 信号電極（第２表示電極）
23 液晶層
24 シール材
３ 光源装置
31 光源
32 導光板
４ 第１偏光板
５ 第２偏光板

Claims (3)

1. 主面同士を対向させて配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に配置された液晶層と、前記第２基板の前記主面上にＹ方向に配列して設けられた複数のゲート配線と、前記第２基板の前記主面上に前記Ｙ方向と直交するＸ方向に配列して設けられた、複数の前記ゲート配線に交差する複数の直線状のソース配線と、複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線を覆うように前記第２基板の前記主面上に設けられた第１絶縁膜と、該第１絶縁膜上に設けられた、複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線によって囲まれた画素に位置する第１表示電極と、第２絶縁膜を介して前記第１表示電極上に設けられた、前記画素ごとに位置する複数の第２表示電極とを備え、
   Ｘ方向に隣り合う前記画素において、一方の前記画素の前記第２表示電極には、Ｙ方向に沿って配列した、Ｘ方向に対して傾斜する第１方向に延在する複数の第１スリットが設けられており、他方の前記画素の前記第２表示電極には、Ｙ方向に沿って配列した、Ｘ方向に対して傾斜するとともに前記第１方向とは異なる第２方向に延在する複数の第２スリットが設けられており、
   Ｘ方向に隣り合う前記画素に隣接する２つの前記ゲート配線のうち少なくとも一方のゲート配線は、一方の前記画素に隣接する部位が前記第１方向に延在しているとともに、他方の前記画素に隣接する部位が前記第２方向に延在していることを特徴とする液晶表示装置。
2. Ｘ方向に隣り合う前記画素において、一方の前記画素の前記第２表示電極には、Ｙ方向の一端側に複数の前記第１スリットが設けられているとともに、Ｙ方向の他端側にＹ方向に沿って配列した前記第２方向に延在する複数の第３スリットが設けられており、他方の前記画素の前記第２表示電極には、前記一端側に複数の前記第２スリットが設けられているとともに、前記他端側にＹ方向に沿って配列した前記第１方向に延在する複数の第４スリットが設けられており、
   Ｘ方向に隣り合う前記画素に隣接する２つの前記ゲート配線のうち前記一端側の前記ゲート配線は、一方の前記画素に隣接する部位が前記第１方向に延在するとともに他方の前記画素に隣接する部位が前記第２方向に延在しており、前記他端側の前記ゲート配線は、一方の前記画素に隣接する部位が前記第２方向に延在するとともに他方の前記画素に隣接する部位が前記第１方向に延在していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２方向は、Ｘ方向に隣り合う前記画素の間に位置する前記ソース配線を基準に前記第１方向と対称となる方向である請求項１または２に記載の液晶表示装置。

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