JP3383205B2 - 液晶表示パネル - Google Patents
液晶表示パネルInfo
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- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/13—Devices 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
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1343—Electrodes
- G02F1/134309—Electrodes characterised by their geometrical arrangement
- G02F1/134363—Electrodes characterised by their geometrical arrangement for applying an electric field parallel to the substrate, i.e. in-plane switching [IPS]
Description
ジョンセット、パーソナルコンピュータ、ワードプロセ
ッサまたはOA機器等に用いられるマトリクス型の液晶
表示パネルに関する。
長を生かし、たとえばテレビジョンセット、パーソナル
コンピュータ、または、OA機器等に広く用いられてい
る。
しては、従来よりTN型が多く用いられてきたが、最近
では、画面の大型化に際して視野角特性を向上させた横
電界方式の開発も盛んに行なわれるようになっている。
7−36058号公報において、幾つかのタイプが開示
されている。以下、上記公報に記載された従来の横電界
方式の液晶表示パネルの一例を、図面を用いて説明す
る。
ル一画素部分の平面図である。図示しないが、この液晶
表示パネルは対向配置された2枚の絶縁性基板の間に液
晶が封入されてなるものである。図6において、第1の
絶縁性基板(図示せず)上に、ゲートライン91とコモ
ンライン92とが平行に形成され、これらゲートライン
91及びコモンライン92と直交する方向に、ソースラ
イン93が配設されている。ゲートライン91上にはT
FT94が設けられており、このTFT94を介してソ
ースライン93に接続された画素電極95がソースライ
ン93に平行に配置されている。また、他方のソースラ
イン93’側には、コモンライン92から分岐したコモ
ン電極96がソースライン93’と平行に配設されてい
る。
るように、基板表面には配向膜が設けられている。この
基板は、同様に表面に配向膜を有する第2の絶縁性基板
と対向配置され、これら2枚の基板間には液晶が封入さ
れている。また、この液晶は、互いに平行な画素電極9
5とコモン電極96に挟まれた表示部97において、光
学変調される。
た電圧がTFT94を介して与えられると、画素電極9
5とコモン電極96との間に横方向の電界が発生する。
このとき、表示部97内の液晶が駆動され、光学変調さ
れる。
で配向処理が施されている。配向処理は、液晶分子の誘
電率異方性によってそれぞれ異なるものであるが、例え
ば、正の誘電率異方性を有する液晶分子を駆動する場合
には、液晶分子の初期配向方向98を、画素電極95と
コモン電極96に対してほぼ平行になるように処理を行
なう。これにより、画素電極95とコモン電極96の間
に電圧を印加した時に、液晶分子が回転し光学変調を得
ることができる。
表示部97及びその周辺には、液晶分子を駆動するため
の電圧を与える画素電極95及びコモン電極96以外に
も、ゲートライン91、コモンライン92、ソースライ
ン93、93’が存在するため、横方向の電界を一様に
することは非常に難しい。これは、表示部97の近傍の
各電極・配線にそれぞれ電圧が印加されることによっ
て、それぞれに生じた電界が互いに影響し合うためであ
る。
う電気力線の状態と液晶分子の配向方向との関係につい
て以下に説明する。ゲートライン91には、書き込み期
間中に、コモンライン92及びコモン電極96の電位を
基準としてプラス電位の信号が入力され、それ以外の保
持期間中は、マイナス電位が印加されている。このよう
に、画素電極95にプラス電位の信号が印加されている
場合の保持期間中の電気力線の方向を模式的に記せば、
電気力線99のようになる。
子の長軸方向には、電圧印加時に電気力線99の方向に
沿うようなトルクが働くので、画素電極95及びコモン
電極96に対して電気力線99がほぼ直交する領域Aで
は、画素電極にプラス電位の信号を印加すると、例えば
領域Aの画素電極側に存在する液晶分子98は、図6に
示すような初期配向方向に従い右回転する。この時、同
一画素において領域Bでも同様に電圧印加時に液晶分子
が右回転するが、領域Cでは左回転してしまい、部分的
に逆回転となる領域が発生する。このような現象をリバ
ースツイストと呼ぶ。その結果、液晶分子が右回転する
領域と左回転する領域との境界において、ディスクリネ
ーションライン100が発生する。このディスクリネー
ションライン100の付近の光学特性は、信号電圧に制
御されておらず、画面のざらつきの発生や明るさの低下
を引き起こす原因となっている。
れたものであって、その目的は、画面のざらつきや明る
さが低下することのない液晶表示パネルを良品率の低下
を招くことなく提供することにある。
は、対向する一対の基板の間に液晶層が挟持され、該一
対の基板上に複数のゲートラインと複数のコモンライン
が略平行に配設され、該ゲートラインに略直交するよう
に複数のソースラインが設けられ、該ゲートライン及び
ソースラインに囲まれて画素が構成されている横電界方
式の液晶表示パネルにおいて、前記画素には、アクティ
ブ素子と、該アクティブ素子を介して前記ソースライン
に接続され該ソースラインに平行な配線を有する画素電
極と、該画素電極に略平行に配設されると共に前記コモ
ンラインに略直交する二方向へ該コモンラインから分岐
するコモン電極とが設けられ、前記画素電極とコモン電
極またはコモンラインによって包囲される領域を表示部
とし、該表示部が、電圧印加時の液晶分子の回転方向が
該表示部内で一様となるような電気力線を生じるよう
に、前記画素電極及びコモン電極のうち、少なくとも一
方において、前記ゲートラインに対向する先端部が、前
記表示部及びゲートラインの間で鍵状に屈曲されている
ことを特徴とし、そのことにより上記目的が達成され
る。
端辺を覆うように形成されており、前記隣り合う表示部
の何れか一方において、近接するコモンラインの端辺よ
りも表示部側に画素電極が設けられていることが望まし
い。
の屈曲方向が、前記コモンラインを境界として互いに逆
方向であることが望ましい。
印加時に形成される電気力線の接線方向の角度分布の幅
が90°以内である。
て、電圧印加時に形成される電気力線と液晶分子の初期
配向方向のなす角度分布の幅が90°以内である。
極またはコモンラインに包囲された領域を表示部とし、
該表示部が、電圧印加時の液晶分子の回転方向が該表示
部内で一様となるような電気力線を生じるよう、前記画
素電極とコモン電極またはコモンラインにより規定され
ているので、従来、問題となっていた横方向の電界の不
均一化に伴う液晶分子の配向方向乱れを抑制することが
できる。その結果、画面のざらつきや明るさが低下する
ことのない液晶表示パネルを提供することができる。
一方において、表示部とゲートラインの間でゲートライ
ンに対向する先端部を屈曲させているので、ゲートライ
ンからの電界が表示部に及んで電気力線の乱れが生じる
のを防止できる。
より分岐したコモン電極を有した構造であるので、コモ
ンラインとゲートラインとの間隔を広くすることがで
き、コモンラインとゲートライン間のリーク不良の発生
を防止できる。
いて、近接するコモンラインの端辺よりも表示部の内側
に画素電極を形成するので、表示部のコモンラインに近
接した領域の電気力線のゆがみを同一方向にすることが
できる。
た先端部の屈曲方向が、コモンラインを境界として互い
に逆方向にすることで、画素電極とコモン電極の屈曲し
た先端部付近の領域において、電気力線のゆがみ(傾
き)を同一方向にすることができる。
接線方向の角度分布の幅が、表示部内で90°以内であ
るので、表示部内の液晶分子の電圧印加時の回転方向を
同一方向となるように液晶分子の初期配向方向を設定で
きる。
液晶分子の初期配向方向のなす角度分布の幅が、表示部
内で90°以内であるため、表示部内の液晶分子の電圧
印加時の回転方向を同一方向とすることができ、このこ
とによりリバースツイストによるディスクリネーション
ラインの発生を防止できる。
施形態について、図面に基づき以下に説明を行なう。
あり、図2は図1のA−A’断面図である。図1及び図
2において、アクティブマトリクス基板12には、絶縁
性基板20上にゲートライン1と、ゲートライン1に平
行して画素中央部を横断するコモンライン2が形成され
ている。また、コモンライン2からは、画素内部の複数
箇所において、コモンライン2に垂直な二方向にコモン
電極3が分岐形成されており、さらにそれぞれのコモン
電極3の先端部は屈曲してゲートライン1に沿うように
形成されている。また、上記ゲートライン1、コモンラ
イン2、コモン電極3を被覆するようにゲート絶縁膜4
が形成されている。
ライン9が設けられ、これらゲートライン1とソースラ
イン9との交差部近傍のゲートライン1上には、ソース
ライン9に接続されたTFT8が形成されている。この
TFT8は同時に画素電極10に接続されていて、ゲー
トライン1及びソースライン9に印加された電圧はTF
T8を介して画素電極10に伝達される。
方法について、引続き図1及び2を参照しながら説明を
行なう。アクティブマトリクス基板12には、スパッタ
で成膜したTaをパターニングし、ゲートライン1、コ
モンライン2と、コモンライン2より分岐したコモン電
極3を形成する。その上に、プラズマCVD法にて成膜
したSiNxをパターニングすることによりゲート絶縁
膜4を形成する。さらに、プラズマCVD法にてSi膜
を成膜した後にパターニングを行ない、a−Si層6と
n+−Si層7を形成すると、TFT8が完成する。次
に、スパッタリング法により成膜したTiをパターニン
グすることによって、ゲートライン1とコモンライン2
と直交する方向に延在するソースライン9と、さらに画
素電極10を設ける。
を成膜して保護膜11と、印刷法により配向膜30を形
成し、配向膜30をラビング法により配向処理するとア
クティブマトリクス基板12が完成する。
と貼り合せるための対向基板13は、絶縁性基板21上
に遮光膜14、カラーフィルタ15と、上記と同様の配
向膜30を設けることにより作製する。
対向基板13とを貼り合わせ、その隙間に正の誘電率異
方性を有した液晶16を封入すれば液晶表示パネルが完
成する。
コモン電極3を画素電極10と同一基板に形成している
が、これに限らず、対向基板13側に形成しても良い。
についてさらに詳細に説明する。画素電極10は、ゲー
トライン1上に形成されたTFT8を介してソースライ
ン9に接続されている。さらに、画素電極10は、コモ
ンライン2上の二ヶ所で分岐し(図1中a)て、画素を
囲む2本のゲートライン1それぞれに対して(紙面上下
方向へ)延出する2本の分岐配線を有している。。
電極3は、画素電極10の分岐配線を挟む様に複数設け
られる。本実施形態では、コモンライン2から3カ所で
分岐し、紙面上下方向へ延出している。
たはコモンライン2によって囲まれた領域が、表示部1
7に相当する。
の、ゲートライン1に対向している先端部分はいずれも
鍵状に屈曲し(図1中b)ており、また、その屈曲方向
はコモンライン2よりも上側と下側とでは互いに逆方向
となっている。
が交差する部分の近傍では、コモンライン2の端辺を覆
うように画素電極10を形成している(図1中c)。
3を上記の構成とすることによって、ゲートライン1に
よる電界は、画素電極10及びコモン電極3の屈曲部分
でシールドされる。さらに各表示部17においては、電
気力線18(図1中に模式的に示す)の方向が画素電極
10及びコモン電極3に対して同じ方向に傾いており、
液晶分子19の初期配向方向(図1中に示す方向)と、
画素電極10及びコモン電極3の間で生じる電気力線1
8とを画素全体において略等しい方向とすることができ
るため、従来のように、電気力線が液晶分子の初期配向
方向に対して同一画素内で部分的に異なることはない。
つまり、電気力線18の傾き方向を同一画素内で統一
し、さらに、液晶分子19の初期配向方向と電気力線1
8の傾き方向とを同様に設定することで、電圧印加時の
液晶分子19の回転方向が、例えば、本実施形態におい
ては画素全体で右回転方向となるため、従来に比べ表示
品位を著しく向上することが可能となる。尚、電圧印加
時の液晶分子の回転状態については後述する。
角度は、表示部17の電気力線18の傾き方向と同様に
設定しており、例えば、その角度は画素電極10及びコ
モン電極3に対して0〜45°の範囲であれば十分なコ
ントラストが得られる。尚、本実施形態では2°とし
た。
リネーションラインの発生がなく、画面のざらつきや明
るさの低下は認められなかった。
コモンライン2を同一レイヤーで形成しているが、ゲー
トライン1とコモンライン2はほぼ等間隔で形成し十分
大きな距離をもってパターニングしているので、ゲート
ライン1とコモンライン2のリーク不良をほぼなくすこ
とができた。コモン電極3とゲートライン1は部分的に
近接しているが近接した部分(互いに対向する部分)の
長さは短いためリーク確率は小さく、たとえリークした
としてもレーザー照射によりコモン電極3の一部を切断
すればリーク不良を修正することが容易なので良品率の
低下を防止できる。
ついて、図面に基づき以下に説明を行なう。
ある。本実施形態と実施形態1との主な相違は、画素電
極とコモン電極の構造にある。以下に、本実施形態の液
晶表示パネルについて詳細に説明する。
成されたTFT38を介してソースライン39に接続さ
れている。構成としては、画素内部においてソースライ
ン39に平行に2本の配線が設けられ、それぞれの配線
は、コモンライン32上でゲートライン31と平行な方
向(紙面左右方向)へ分岐する2本の分岐配線を有して
いる。また、上記ソースライン39に平行な配線はゲー
トライン31の近傍で互いに向かって屈曲するような形
で接続されている(図3中a)。
ン電極33は、画素電極40を挟む様にコモンライン3
2から3カ所でゲートライン31方向(紙面上下方向)
に分岐している。
たはコモンライン32で囲まれた領域が表示部47に相
当する。
1に近接した部分の一部を屈曲させて突起部分を形成し
(図3中b)、コモン電極33のゲートライン31近傍
の先端部は鍵状に屈曲されている(図3中c)。
1に近接した部分では画素電極40がコモン電極33を
覆う。但し、コモン電極33の鍵状に屈曲した部分が、
上方の画素電極40よりも表示部47に対して内側とな
るようにずらせて重ね合せている(図3中d)。
コモンライン32の上側と下側では逆方向となってい
る。
ライン32上に重畳する部分では、画素電極40がコモ
ンライン32の一端を被覆し(図3中e)、コモン電極
33または画素電極40を隔てて隣り合う表示部47で
は、画素電極がコモンライン32の他方の端辺を覆って
いる。
からの電界は、画素電極40及びコモン電極33の鍵状
の部分でシールドされるので表示部47へ影響すること
はなく、また、画素電極40及びコモン電極33間の電
気力線48の方向が画素電極40及びコモン電極33に
対して同じ方向に傾いているので、以下のような効果が
得られる。
図3に示すように、表示部47の端に生じる電界のゆが
みによる電気力線の傾き方向と同様の方向に設定されて
いると、電圧印加時の液晶分子の回転方向は、画素全体
で右回転方向となるので、ディスクリネーションライン
の発生がなく、画面のざらつきや明るさの低下のない、
高い表示品位を有する液晶表示パネルを得ることができ
る。
電極40及びコモン電極33に対して0〜45°の範囲
であれば十分なコントラストが得られるが、本実施形態
では2°とした。
た液晶表示パネルにおいても、電界のゆがみで生じる電
気力線の傾き方向を統一し、液晶分子の初期配向角度を
電気力線の傾き方向と同様に設定することで、電圧印加
時の液晶分子の回転方向が画素全体で右回転方向となる
ので、ディスクリネーションラインの発生がなく、画面
のざらつきや明るさの低下は認められなかった。
コモンライン32を同一レイヤーで形成しているが、ゲ
ートライン31とコモンライン32はほぼ等間隔で形成
し十分大きな距離をもってパターニングしているので、
ゲートライン31とコモンライン32のリーク不良をほ
ぼなくすことができた。コモン電極33とゲートライン
31は部分的に近接しているが近接した部分(互いに対
向する部分)の長さは短いためリーク確率は小さく、た
とえリークしたとしてもレーザー照射によりコモン電極
33の一部を切すればリーク不良を修正することが容易
である。
ンライン32との重なり部、または、画素電極40とコ
モン電極33との重なり部でリーク欠陥が生じても、リ
ーク欠陥部付近の画素電極40もしくはコモン電極33
をレーザー照射により切断すれば、リーク不良を修正す
ることができ良品率の低下を防止できる。
ついて、図面に基づき以下に説明を行なう。
ある。本実施形態と上記実施形態との相違も、画素電極
とコモン電極の構造にある。以下に、本実施形態の液晶
表示パネルについて詳細に説明する。
成されたTFT68を介してソースライン69に接続さ
れており、ソースライン69に平行な方向に延在する2
本の配線が、コモンライン62上で接続される(図4中
a)ような構成となっている。
ン電極63は、画素電極70を挟む様にコモンライン6
2から3カ所で分岐され、分岐部から2本のゲートライ
ン61方向へ配線が延出している。ここで、画素電極7
0と、コモン電極63またはコモンライン62で囲まれ
た領域が表示部77に相当する。
ゲートライン61近傍の先端部は鍵状に屈曲している
(図4中b)。また、この屈曲方向はコモンライン62
より上側と下側では逆方向となっている。
と重畳する部分では、画素電極70がコモンライン62
の一端を覆うように形成されている(図4中c)。さら
に、その表示部77と、コモン電極73または画素電極
70を隔てて隣り合う表示部77においては、画素電極
70が覆うコモンライン62の端辺は互いに逆側となっ
ている。
で生じる電気力線78の方向を図4に模式的に示す。こ
のように、ゲートライン61からの電界は、画素電極7
0及びコモン電極63の鍵状の部分でシールドされて表
示部77へ影響することはなく、表示部77の端に生じ
る電界のゆがみについても、電気力線の方向78が画素
電極70及びコモン電極63に対して同じ方向に傾いて
いる。
7の端に生じる電気力線78の傾き方向と同様に設定し
ている。液晶分子79の初期配向角度は画素電極70及
びコモン電極63に対して0〜45°の範囲であれば十
分なコントラストが得られるが、本実施形態では2°と
した。
る電気力線78の傾き方向を統一し、液晶分子79の初
期配向角度を電気力線78の傾き方向と同様に設定する
ことで、電圧印加時の液晶分子79の回転方向は、画素
全体で右回転方向となる。本実施形態の液晶表示パネル
ではディスクリネーションラインの発生なく、画面のざ
らつきや明るさの低下は認められなかった。
モンライン62を同一レイヤーで形成している。コモン
電極63とゲートライン61がリークしたとしてもレー
ザー照射によりコモン電極63の一部を切すればリーク
不良を修正することが容易である。
モンライン62との重なり部でリーク欠陥が生じても、
リーク欠陥部付近の画素電極70もしくはコモン電極6
3をレーザー照射により切断すれば、リーク不良を修正
することができ良品率の低下を防止できる。
表示部全体にわたる電気力線の方向を十分考慮して電極
形状を設計することが大切である。以下、リバースツイ
ストを起こさないための液晶分子と電気力線の関係につ
いての詳細を図5にて説明する。
ば、液晶分子が電圧印加時に回転する方向は、液晶分子
110の長軸方向と電気力線111のなす角度の小さい
側にトルクが働く。液晶分子110の長軸方向と電気力
線111のなす角度αが0°<α<90°の場合は右回
転し、液晶分子110の長軸方向と電気力線111のな
す角度αが−90°<α<0°の場合は左回転する(図
5(a))。
1と液晶分子110のなす角度の分布の幅が90°以内
であれば、表示部内の液晶分子110を同一方向に回転
させることが可能である。
液晶分子110のなす角度の分布の幅を90°以内にす
るためには、表示部における電気力線111の接線方向
の角度分布の幅βを表示部内において90°以内にすれ
ばよい(図5(b))。
上記実施形態に限らず本発明の主旨に応じた形状であれ
ばよい。
によれば、表示部内における画素電極とコモン電極の間
の横電界がゲートライン及びソースラインの信号により
乱れることを防止し、さらに、表示部の端で生じる横電
界のゆがみの電気力線の傾き方向を同一方向にして、液
晶分子の初期配向方向を電気力線の傾き方向と同一方向
にすることで、リバースツイストによるディスクリネー
ションラインの発生がなく、ざらつきのない表示品位が
得られる。
が広くできるので、ゲートラインとコモンラインのリー
ク欠陥の発生を低減でき、ゲートラインとコモン電極と
のリーク欠陥やコモンラインと画素電極等のリーク欠陥
が発生してもレーザー切断によりリーク不良を修正でき
る。
図である。
ある。
図である。
図である。
めの模式図である。
Claims (5)
- 【請求項1】対向する一対の基板の間に液晶層が挟持さ
れ、該一対の基板上に複数のゲートラインと複数のコモ
ンラインが略平行に配設され、該ゲートラインに略直交
するように複数のソースラインが設けられ、該ゲートラ
イン及びソースラインに囲まれて画素が構成されている
横電界方式の液晶表示パネルにおいて、 前記画素には、アクティブ素子と、該アクティブ素子を
介して前記ソースラインに接続され該ソースラインに平
行な配線を有する画素電極と、該画素電極に略平行に配
設されると共に前記コモンラインに略直交する二方向へ
該コモンラインから分岐するコモン電極とが設けられ、
前記画素電極とコモン電極またはコモンラインによって
包囲される領域を表示部とし、 該表示部が、電圧印加時の液晶分子の回転方向が該表示
部内で一様となるような電気力線を生じるように、前記
画素電極及びコモン電極のうち、少なくとも一方におい
て、前記ゲートラインに対向する先端部が、前記表示部
及びゲートラインの間で鍵状に屈曲されていることを特
徴とする液晶表示パネル。 - 【請求項2】前記画素電極は前記コモンラインの端辺を
覆うように形成されており、 前記隣り合う表示部の何れか一方において、近接するコ
モンラインの端辺よりも表示部側に画素電極が設けられ
ていることを特徴とする請求項1記載の液晶表示パネ
ル。 - 【請求項3】同一画素内部において、前記先端部の屈曲
方向が、前記コモンラインを境界として互いに逆方向で
あることを特徴とする請求項1または2記載の液晶表示
パネル。 - 【請求項4】前記表示部内において、電圧印加時に形成
される電気力線の接線方向の角度分布の幅が90°以内
であることを特徴とする請求項1から3の何れか記載の
液晶表示パネル。 - 【請求項5】前記表示部内において、電圧印加時に形成
される電気力線と液晶分子の初期配向方向のなす角度分
布の幅が90°以内であることを特徴とする請求項1か
ら4の何れか記載の液晶表示パネル。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35904597A JP3383205B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 液晶表示パネル |
US09/219,058 US6281958B1 (en) | 1997-12-26 | 1998-12-22 | In-plane type liquid crystal display device having even inclining directions of electric field lines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35904597A JP3383205B2 (ja) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | 液晶表示パネル |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11190860A JPH11190860A (ja) | 1999-07-13 |
JP3383205B2 true JP3383205B2 (ja) | 2003-03-04 |
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ID=18462462
Family Applications (1)
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