JP3659608B2

JP3659608B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP3659608B2
Application number: JP11730297A
Authority: JP
Inventors: 吉祐嶋田; 尚幸島田; 由和咲花; 裕之大上
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1997-05-07
Publication date: 2005-06-15
Anticipated expiration: 2017-05-07
Also published as: KR19980018346A; JPH10104664A; KR100327928B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンピュータやＯＡ機器の表示部などに用いられる液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述した液晶表示装置として、図１４に示す構成のアクティブマトリクス基板を用いたものが知られている。このアクティブマトリクス基板は、薄膜トランジスタ（以下ＴＦＴと略称する）を用いた構成の一例を示す。
【０００３】
この例では、基板上にマトリクス状にスイッチング素子であるＴＦＴ２３及び画素容量２２が形成されている。ゲート信号線２４はＴＦＴ２３のゲート電極に接続され、そこへ入力される信号によってＴＦＴ２３がオンオフ駆動される。ソース信号線２６はＴＦＴ２３のソース電極に接続され、ビデオ信号が入力される。ＴＦＴ２３のドレイン電極には画素電極及び画素容量２２の一方の端子が接続されている。各画素容量２２のもう一方の端子は画素容量配線２５に接続され、液晶表示装置を構成した場合には対向基板上に設けられた対向電極と接続される。
【０００４】
図１５は、このような回路構成となっているアクティブマトリクス基板の平面構造を示し、図１６（Ａ）は図１５のＡ−Ａ′線における断面構造を、図１６（Ｂ）は図１５のＢ−Ｂ′線における断面構造をそれぞれ示す。なお、図１６（Ａ）および図１６（Ｂ）には、アクティブマトリクス基板と液晶層１７を挟んで対向配設された対向基板も表している。
【０００５】
ここでは、透明絶縁性基板１上に、ゲート電極を一部に有するゲート信号線２、ゲート絶縁膜３、半導体層４、チャネル保護層５、ソース・ドレイン電極となるｎ⁺−Ｓｉ層６、ソース信号・ドレイン電極となるＩＴＯ膜７、金属層からなるソース信号線８、層間絶縁膜９、および透明導電層からなる画素電極１１が、基板１側からこの順に形成されている。画素電極１１は、層間絶縁膜９を貫くコンタクトホール１０を介してＴＦＴのドレイン電極と接続されている。この例では、ゲート信号線２やソース信号線８と、画素電極１１との間には、層間絶縁膜９が形成されているため、各信号線２、８に対して画素電極１１の周縁部を重畳させることが可能となる。
【０００６】
この様な構造によって開口率を向上できることや、信号線の電位に起因して起こる電界を画素電極１１がシールドすることにより液晶の配向不良を抑制できるといった効果がある。
【０００７】
なお、図１６の中における１７は前記液晶層であり、この液晶層１７を挟んでアクティブマトリクス基板と対向配設された対向基板は、基板１２上にカラーフィルタを構成する遮光層１３と、赤、青、緑の所定の色層１４とが形成され、このカラーフィルタの上に形成された対向電極１５の上に配向膜１６が設けられた構成となっている。この配向膜１６は、対向基板側だけでなく、アクティブマトリクス基板の液晶層１７と接する部分にも形成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図１７（Ａ）は、上述したゲート信号線２とソース信号線８とが交差する部分の平面図を示す。また、図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造、つまり画素電極１１がゲート信号線２、ソース信号線８に対して重畳された断面構造を示す。
【０００９】
図１７（Ａ）中のｄｇ１、ｄｇ２はゲート信号線２に重畳する２つの画素電極１１の重ね幅を、ｄｓ１、ｄｓ２はソース信号線８に重畳する２つの画素電極１１の重ね幅をそれぞれ示す。この重ね幅は、通常、遮光膜となるゲート信号線２およびソース信号線８の加工精度と、ゲート信号線２およびソース信号線８に対して重畳する画素電極１１の重ね合せ精度と、画素電極１１の加工精度を考慮して決定される。従来技術では、ゲート信号線２と画素電極１１との重ね幅はｄｇ１＝ｄｇ２とし、また、ソース信号線８と画素電極１１との重ね幅はｄｓ１＝ｄｓ２としていた。
【００１０】
この場合、液晶表示装置の駆動方法をフレーム反転駆動とした場合には問題は生じなかったが、ゲートライン反転駆動、ソースライン反転駆動またはドット反転駆動を行う場合には、隣接する画素電極間に生じる電界により、液晶の配向が乱れ、プレチルト角が逆転したリバースチルトドメインが発生し、表示品位が著しく損なわれるという問題があった。
【００１１】
そこで、遮光膜となるゲート信号線やソース信号線と画素電極との重ね幅を大きくすることにより、液晶の配向乱れによる光漏れを防止するという対策が採られていた。しかし、この対策による場合は、遮光膜となるゲート信号線やソース信号線と画素電極との重ね幅を大きくすることは、遮光領域を広げることになり、開口率が低下するという別の問題が起こる。
【００１２】
一方、従来、液晶表示装置の視野角を広げるために、図１８に示すように、液晶層を配向分割したものが知られている。図１８（Ａ）はゲート信号線２とソース信号線８とが交差する部分の平面図を示し、図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示し、図１８（Ｃ）は図１８（Ａ）のＤ−Ｄ´線における断面構造を示す。
【００１３】
この場合、液晶表示装置の駆動方法をフレーム反転駆動とした場合には問題は生じなかったが、ゲート反転駆動、ソースライン反転駆動またはドット反転駆動を行う場合には、隣接する画素電極間に生じる電界により、液晶の配向が乱れ、図１８（Ｂ）に示したようなプレチルト角が逆転したリバースチルトドメインが発生し、表示品位が著しく損なわれるという問題があった。また、これを防ぐために、遮光膜となるゲート信号線やソース信号線と画素電極との重ね幅を大きくすると、開口率が低下するという別の問題が起こる。
【００１４】
本発明は、このような従来技術の課題を解決すべくなされたものであり、開口率の低下を抑止でき、かつ、表示品位の優れた液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に形成されたスイッチング素子を制御するゲート信号を供給するゲート信号線及び該スイッチング素子にデータ信号を供給するソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該スイッチング素子、該ゲート信号線および該ソース信号線の上部に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された画素電極が層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して該スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、該ソース信号線に沿った方向で隣合う第１の画素電極および第２の画素電極が一部を両画素電極間のゲート信号線に重畳して形成され、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅と、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅が異なっており、そのことにより上記目的が達成される。
【００１６】
この本発明の液晶表示装置において、前記ゲート信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に前記第１の画素電極が位置し、前記第２の画素電極がその逆方向に位置しており、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅が、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅より大きくなっている構成とするのが好ましい。この本発明の液晶表示装置は、ゲートライン反転駆動にて駆動されるのが好ましい。
【００１７】
本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に形成されたスイッチング素子を制御するゲート信号を供給するゲート信号線及び該スイッチング素子にデータ信号を供給するソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該スイッチング素子、該ゲート信号線および該ソース信号線の上部に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された画素電極が層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して該スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、該ゲート信号線に沿った方向で隣合う第３の画素電極および第４の画素電極が一部を両画素電極間のソース信号線に重畳して形成され、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅と、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅が異なっており、そのことにより上記目的が達成される。
【００１８】
この本発明の液晶表示装置において、前記ソース信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に前記第３の画素電極が位置し、前記第４の画素電極がその逆方向に位置しており、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅が、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅より大きくなっている構成とするのが好ましい。この本発明の液晶表示装置は、ソースライン反転駆動にて駆動されるのが好ましい。
【００１９】
本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に形成されたスイッチング素子を制御するゲート信号を供給するゲート信号線及び該スイッチング素子にデータ信号を供給するソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該スイッチング素子、該ゲート信号線および該ソース信号線の上部に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された画素電極が層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して該スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、該ソース信号線に沿った方向で隣合う第１の画素電極および第２の画素電極が一部を両画素電極間のゲート信号線に重畳して形成され、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅と、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅が異なっており、かつ、該ゲート信号線に沿った方向で隣合う第３の画素電極および第４の画素電極が一部を両画素電極間のソース信号線に重畳して形成され、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅と、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅が異なっており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
この本発明の液晶表示装置において、前記ゲート信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に前記第１の画素電極が位置すると共に前記第２の画素電極がその逆方向に位置し、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅が、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅より大きくなっており、かつ、前記ソース信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に前記第３の画素電極が位置すると共に前記第４の画素電極がその逆方向に位置し、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅が、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅より大きくなっている構成とするのが好ましい。この本発明の液晶表示装置は、ドット反転駆動にて駆動されるのが好ましい。
【００２１】
本発明の液晶表示装置は、マトリクス状に形成されたスイッチング素子を制御するゲート信号を供給するゲート信号線及び該スイッチング素子にデータ信号を供給するソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該スイッチング素子、該ゲート信号線および該ソース信号線の上部に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された画素電極が層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して該スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、各画素電極上に液晶分子の配向方向が互いに異なる第１領域と第２領域とを有し、該第１領域と該第２領域との境界部分を覆って該画素電極を横切るように遮光体が設けられ、該ゲート信号線および該ソース信号線のうちの少なくとも一方の信号線が一部を該画素電極の第１領域部分および第２領域部分にわたって重畳して形成され、該当する信号線と該画素電極の第１領域部分の重ね幅と、該当する信号線と該画素電極の第２領域部分との重ね幅が異なっており、そのことにより上記目的が達成される。
【００２２】
この本発明の液晶表示装置において、前記ソース信号線が一部を前記画素電極の第１領域部分と第２領域部分とにわたって重畳して形成され、該画素電極の第１領域部分から見て、該第１領域の液晶分子がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向に該ソース信号線が位置すると共に、該画素電極の第２領域部分から見て、該第２領域の液晶分子がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向と逆方向に該ソース信号線が位置し、該ソース信号線と該画素電極の第１領域部分との重ね幅に対して、該ソース信号線と該画素電極の第２領域部分との重ね幅が大きくなっている構成とするのが好ましい。
【００２３】
この本発明の液晶表示装置において、前記ソース信号線がほぼ直線状であり、前記画素電極が、前記第１領域部分と前記第２領域部分とを該ソース信号線側の端部で該ソース信号線との重ね幅の差だけずらした形状になっている構成としてもよい。
【００２４】
この本発明の液晶表示装置において、前記画素電極が、前記第１領域部分と前記第２領域部分とを前記ソース信号線側の端部でほぼ揃えた形状であり、該ソース信号線が該画素電極の第１領域部分と重なる部分と、該画素電極の第２領域部分と重なる部分とを両部分との重ね幅の差だけ蛇行した形状になっている構成としてもよい。
【００２５】
この本発明の液晶表示装置は、ソースライン反転駆動またはドット反転駆動にて駆動されるものであってもよい。
【００２６】
請求項１乃至９のいずれか一つに記載の液晶表示装置において、画素電極の各々の上に液晶分子の配向方向が互いに異なる第１領域と第２領域とを有し、該第１領域と該第２領域との境界部分を覆って該画素電極を横切るように遮光体が設けられ、該ゲート信号線および該ソース信号線のうちの少なくとも一方の信号線が一部を該画素電極の第１領域部分および第２領域部分にわたって重畳して形成され、該当する信号線と該画素電極の第１領域部分の重ね幅と、該当する信号線と該画素電極の第２領域部分との重ね幅が異なっている構成としてもよい。
【００２７】
以下、本発明の作用について説明する。
【００２８】
本発明にあっては、ゲートライン反転駆動を用いた液晶表示装置に対して、ゲート信号線に重畳される、第１の画素電極とゲート信号線との重ね幅と、第１の画素電極に隣接する第２の画素電極とゲート信号線との重ね幅が異なるようにする。たとえば、前記液晶表示装置のゲート信号線からみて、前記第１の画素電極がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向（液晶分子の配向方向）に位置し、前記第２の画素電極がその逆方向に位置する場合に、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅が、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅より大きくなるようにする。つまり、液晶分子の配向方向に位置する画素電極においてリバースチルトドメインが発生し易く、それを覆うべく液晶分子の配向方向に位置する画素電極との重ね幅を大きくするのである。これにより、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所が、重ね幅の大きくしたゲート信号線部分にて遮光される。よって、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【００２９】
上記ゲートライン反転駆動は、図１１に示すように横方向がゲートラインであり、画素信号を１水平期間（１Ｈ）毎に反転する駆動方式である。
【００３０】
本発明にあっては、ソースライン反転駆動を用いた液晶表示装置に対して、ソース信号線に重畳される、第３の画素電極とソース信号線との重ね幅と、第３の画素電極に隣接する第４の画素電極とソース信号線との重ね幅が異なるようにする。たとえば、前記液晶表示装置のソース信号線からみて、前記第３の画素電極がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向（液晶分子の配向方向）に位置し、前記第４の画素電極がその逆方向に位置する場合に、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅が、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅より大きくなるようにする。これにより、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所が、重ね幅の大きくしたソース信号線部分にて遮光される。よって、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【００３１】
上記ソースライン反転駆動は、図１２に示すように縦方向がソースラインであり、隣合うソースライン同士に別極性の信号（つまり画素に書き込まれた電圧極性も横方向で違う）を入力する駆動方式である。
【００３２】
本発明にあっては、ドット反転駆動を用いた液晶表示装置に対して、ゲート信号線に重畳される、第１の画素電極とゲート信号線との重ね幅と、第１の画素電極に隣接する第２の画素電極とゲート信号線との重ね幅が異なるようにし、かつ、ソース信号線に重畳される、第３の画素電極とソース信号線との重ね幅と、第３の画素電極に隣接する第４の画素電極とソース信号線との重ね幅が異なるようにする。たとえば、前記液晶表示装置のゲート信号線からみて、前記第１の画素電極がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向（液晶分子の配向方向）に位置し、前記第２の画素電極がその逆方向に位置する場合に、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅が、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅より大きくなるようにし、かつ、前記液晶表示装置のソース信号線からみて、前記第３の画素電極がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向（液晶分子の配向方向）に位置し、前記第４の画素電極がその逆方向に位置する場合に、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅が、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅より大きくなるようにする。これにより、ゲート信号線やソース信号線を挟んで隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所が、重ね幅の大きくしたゲート信号線部分やソース信号線部分にて遮光される。よって、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【００３３】
上記ドット反転駆動は、図１３に示すように横方向がゲートライン、縦方向がソースラインであり、ゲートライン反転駆動とソースライン反転駆動とを組み合わせた駆動方式である。
【００３４】
本発明にあっては、各画素電極上に液晶分子の配向方向が互いに異なる第１領域と第２領域とを有し、第１領域と第２領域との境界部分を覆って画素電極を横切るように遮光体を設けた液晶表示装置に対して、ゲート信号線およびソース信号線のうちの少なくとも一方の信号線を、画素電極の第１領域部分および第２領域部分にわたって重畳し、その信号線と第１領域部分の重ね幅と、第２領域部分との重ね幅が異なるようにする。例えば、ソース信号線が画素電極の第１領域部分および第２領域部分にわたって重畳されている場合、画素電極の第１領域部分から見て、第１領域の液晶分子がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向にソース信号線が位置すると共に、画素電極の第２領域部分から見て、第２領域の液晶分子がプレチルト角に基づいて基板から離れている方向と逆方向にソース信号線が位置するとすれば、ソース信号線と画素電極の第１領域部分との重ね幅に対して、ソース信号線と画素電極の第２領域部分との重ね幅が大きくなるようにする。この液晶表示装置をソースライン反転駆動またはドット反転駆動で駆動する場合、液晶分子の配向方向に位置する画素電極の第２領域部分にリバースチルトドメインが発生しやすいので、それを覆うべく第２領域部分とソース信号線との重ね幅を大きくするのである。これにより、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所が、重ね幅を大きくしたソース信号線部分にて遮光される。よって、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。また、同じ画素電極の第１領域部分と第２領域部分との間のリバースチルトドメインは、画素電極を横切る遮光体により遮光されるので、表示品位が低下することはない。
【００３５】
ソース信号線をほぼ直線状に設けた場合、画素電極の第１領域部分と第２領域部分とで重ね幅を異ならせるためには、画素電極の第１領域部分と第２領域部分とで、ソース信号線側の端部をソース信号線との重ね幅の差だけずらせばよい。
【００３６】
また、画素電極の第１領域部分と第２領域部分とでソース信号線側の端部をほぼ揃えた場合、ソース信号線との重ね幅を異ならせるためには、ソース信号線の第１領域部分と重なる部分と第２領域部分と重なる部分とを、両部分との重ね幅の差だけ蛇行させればよい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について説明する。
【００３８】
（実施形態１）
図１は本実施形態における液晶表示装置の１画素分の平面構成を示す。図２（Ａ）は図１のＡ−Ａ′線による断面構成を示し、図２（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ′線による断面構成を示す。更に、図３（Ａ）は、図１においてＸで示したゲート信号線２とソース信号線８とが交差する部分の平面図を示し、図３（Ｂ）は図３（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造、つまり画素電極１１がゲート信号線２、ソース信号線８に対して重畳された断面構造を示す。
【００３９】
本実施形態の液晶表示装置の構成を、以下に述べる液晶表示装置の作製工程に基づいて説明する。
【００４０】
まず、アクティブマトリクス基板の作製工程を述べる。透明絶縁性基板１上に、ゲート電極及びゲート信号線２、補助容量信号線１９、ゲート絶縁膜３、半導体層４、チャネル保護層５、ソース・ドレイン電極となるｎ⁺−Ｓｉ層６を順に形成した。
【００４１】
次に、ソース信号線を構成する透明導電膜であるＩＴＯ膜７及び金属層８を順にスパッタ法によって形成し、パターニングした。本実施形態においては、ソース信号線を構成する層を、金属層８と透明導電膜であるＩＴＯ膜７との２層構造とした。この構成の場合には、仮にソース信号線を構成する金属層８の一部に膜の欠損があったとしても、ＩＴＯ膜７によって電気的に接続されるため、ソース信号線の断線を少なくすることが出来るという利点がある。
【００４２】
次に、層間絶縁膜９を形成し、層間絶縁膜９を貫通するコンタクトホール１０を形成した。
【００４３】
次に、画素電極となる透明導電膜を、たとえばスパッタ法によって形成してパターニングし、画素電極１１を得た。この画素電極１１は、層間絶縁膜９を貫くコンタクトホール１０を介して、ＴＦＴのドレイン電極、つまりｎ⁺−Ｓｉ層６と接続されている下層のＩＴＯ膜７と接続される。
【００４４】
次に、対向基板側の作製工程を述べる。この作製は、上述したアクティブマトリクス基板よりも先に行ってもよい。
【００４５】
透明絶縁性基板１２上に、遮光層１３となる金属膜をスパッタ法によって形成しパターニングした。
【００４６】
次に、感光性カラーレジストを塗布し、露光、現像することにより、赤、緑、青の各色層１４を形成した。上記遮光層１３は、赤、緑、青の各色層１４の境界と、これらの最外部の外周縁とを覆うように形成される。
【００４７】
次に、透明導電膜であるＩＴＯにて対向電極１５を、たとえばスパッタ法によって形成した。
【００４８】
次に、以上のようにして作製されたアクティブマトリクス基板と対向基板との双方に配向膜１６を形成し、双方の基板を配向膜１６を内側に向けて貼り合わせ、アクティブマトリクス基板の画素電極と対向基板の対向電極との間隔を４．５μｍとした。
【００４９】
最後に、両基板の空隙に液晶を注入して液晶層１７を配設した。これにより、本実施形態の液晶表示装置の基本構成が作製される。
【００５０】
ところで、本実施形態においては、図３（Ａ）に示すように液晶分子２０の配向方向を設定した場合、層間絶縁膜９を挟んでゲート信号線２及びソース信号線８上に重畳させる画素電極１１とゲート信号線２との重ね幅は、液晶分子２０の配向方向に位置する画素電極１１とゲート信号線２との重ね幅をｄｇ１＝３μｍとし、逆方向に位置する画素電極１１とゲート信号線２との重ね幅をｄｇ２＝１μｍとした。また、画素電極１１とソース信号線８との重ね幅は、液晶分子２０の配向方向に位置する画素電極１１とソース信号線８との重ね幅をｄｓ１＝３μｍとし、逆方向に位置する画素電極１１とゲート信号線２との重ね幅をｄｓ２＝１μｍとし、それぞれの画素電極間の分離領域幅を５μｍとなるように形成した。
【００５１】
これにより、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を、ゲート信号線２の画素電極１１との重なり部分およびソース信号線８の画素電極１１との重なり部分が遮光することとなり、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができた。
【００５２】
なお、上述した実施形態においてはリバースチルトドメインの発生する側の重ね幅を、ｄｇ１＝３μｍ、ｄｓ１＝３μｍとしている理由は、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインが発生する箇所がｄｇ１とｄｓ１の部分で、１μｍ〜２μｍの範囲で起こるからであり、この１μｍ〜２μｍの値に、ｄｇ２やｄｓ２の部分での前記３つの精度を考慮した１μｍを加えているからである。しかしながら、本発明は、上述した種々の重ね幅の値、特にｄｇ１やｄｓ１の値はリバースチルトドメインが発生する大きさに応じて変えるのが好ましい。たとえば、上述した実施形態においては画素電極間の分離領域幅を５μｍとしているが、その分離領域幅を変えた場合には、当然のことながら、隣接する画素電極間に生じる電界の大きさが変化してリバースチルトドメインが発生する箇所の幅が変わるため、それを覆うことが可能なような寸法にすべきである。また、このことは、画素電極に与える電位が変わる場合にも同様に対処すべきである。たとえば、反転駆動において５Ｖと−５Ｖの電位を画素電極に与える場合は、１μｍ〜１．５μｍの幅でリバースチルトドメインが発生するが、それよりも大きい電位の場合はより大きい幅でリバースチルトドメインが発生し、それよりも小さい電位の場合はより小さい幅でリバースチルトドメインが発生する。
【００５３】
また、前記３つの精度を考慮した１μｍについては、厳密には０．７５μｍ〜１μｍの幅が存在するが、安全度を考慮した値を採用している。よって、ゲート信号線やソース信号線の加工精度、画素電極の重ね合わせ精度、および画素電極の加工精度の向上に伴って、１μｍより小さくすることが可能となる。
【００５４】
本実施形態においては、ドット反転駆動を用いた液晶表示装置に対して行ったが、ゲートライン反転駆動を用いた液晶表示装置に対しては、画素電極１１とゲート信号線２との重ね幅ｄｇ１、ｄｇ２を同様に設定することにより、同様の効果が得られる。また、ソースライン反転駆動を用いた液晶表示装置に対しては、画素電極１１とソース信号線８との重ね幅ｄｓ１、ｄｓ２を同様に設定することにより、同様の効果が得られる。
【００５５】
このとき、各駆動方法に対する信号線と画素電極との位置配置におけるリバースチルトドメインの発生箇所について、図４に基づいて説明する。図４（Ａ）はゲートライン反転駆動の場合、（Ｂ）はソースライン反転駆動の場合、（Ｃ）はドット反転駆動の場合をそれぞれ示す。したがって、本実施形態は（Ｃ）に示すリバースチルトドメインの発生箇所を覆うべく、ｄｇ１やｄｓ１の値を大きくしている。
【００５６】
ところで、１２．１”ＸＧＡにおいて、アクティブマトリクス基板の画素電極と対向基板の対向電極との間隔（セルギャップ）を上述と同じ４．５μｍにしたまま、ゲート信号線の幅を１８μｍ、ゲート信号線を挟む画素電極間の離隔間隔を１４μｍ、ソース信号線の幅を８μｍ、ソース信号線を挟む画素電極間の離隔間隔を４μｍと変化させた場合、セルギャップの方がゲート信号線を挾む画素電極間の離隔間隔よりも狭くてもリバースチルトドメインが発生するが、本発明はその場合にもリバースチルトドメインの発生箇所を遮光できる。
【００５７】
また、上述した説明では、ある一定方向に均一な視角方向を持った液晶表示装置につき言及してきたが、本発明の特徴は、液晶分子の配向に対して、各信号線と画素電極との重なり部分の配置を決定するものであるため、液晶表示装置の視角方向の変化や、広視野角化のために配向分割を行う場合には、画素電極周辺の液晶分子の配向方向に従い、各信号線と画素電極との重なり部分の配置を変える必要が生じる。
【００５８】
（実施形態２）
図５は本実施形態における液晶表示装置の１画素分の平面構成を示す。図６（Ａ）は図５のＡ−Ａ′線による断面構成を示し、図６（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線による断面構成を示す。更に、図７（Ａ）は、図５にＹで示した補助容量信号線１９とソース信号線８とが交差する部分の平面図を示し、図７（Ｂ）は図７（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示し、図７（Ｃ）は図７（Ａ）のＤ−Ｄ´線における断面構造、つまり画素電極１１がソース信号線８に対して重畳された断面構造を示す。
【００５９】
この液晶表示装置は、補助容量信号線１９を挟んで上の部分と下の部分とで、画素電極１１上の液晶分子２０の配向方向が異なっており、その境界部分が補助容量信号線１９により遮光されている。この液晶分子２０の配向方向が異なる各画素電極部分は、ソース信号線８との重ね幅が異なっている。
【００６０】
なお、補助容量信号線１９はゲート信号線２に沿った一列分の画素全体にわたって各１本が設けられている。このことは実施形態１および実施形態３とも同様である。
【００６１】
液晶分子２０の配向方向を図７（Ａ）に示すような方向に設定した場合、層間絶縁膜９を挟んでソース信号線８上に重畳させる画素電極１１とソース信号線８との重ね幅は、ソース信号線８が液晶分子２０の配向方向に位置する画素電極１１部分とソース信号線８との重ね幅をｄ２＝ｄ４＝１μｍとし、逆方向に位置する画素電極１１部分とソース信号線８との重ね幅をｄ１＝ｄ３＝３μｍとし、それぞれの画素電極間の分離領域幅を５μｍとなるようにした。このとき、ソース信号線８はほぼ直線状に形成し、画素電極１１はソース信号線８側の端部で配向方向が異なる部分同士をソース信号線との重ね幅の差だけずらした形状とした。
【００６２】
この液晶表示装置をドット反転駆動で駆動すると、図７（Ｂ）および図７（Ｃ）に示すように、ソース信号線８を挟んで隣り合う画素電極間に生じる電界によりリバースチルトドメインが発生する。しかし、このリバースチルトドメインの発生箇所をソース信号線８と画素電極１１との重なり部分で遮光することができるので、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができた。このことは、図５にＸで示したゲート信号線２とソース信号線８との交差部近傍において、ソース信号線８を挟んで隣り合う画素電極電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインについても同様である。
【００６３】
本実施形態においては、液晶表示装置をドット反転駆動で駆動した場合について説明したが、ソースライン反転駆動で駆動した場合についても同様の効果が得られる。
【００６４】
（実施形態３）
図８は本実施形態における液晶表示装置の１画素分の平面構成を示す。図９（Ａ）は図８のＡ−Ａ′線による断面構成を示し、図９（Ｂ）は図８のＢ−Ｂ′線による断面構成を示す。更に、図１０（Ａ）は、図８にＹで示した補助容量信号線１９とソース信号線８とが交差する部分の平面図を示し、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示し、図１０（Ｃ）は図１０（Ａ）のＤ−Ｄ´線における断面構造、つまり画素電極１１がソース信号線８に対して重畳された断面構造を示す。
【００６５】
この液晶表示装置は、補助容量信号線１９を挟んで上の部分と下の部分とで、画素電極１１上の液晶分子２０の配向方向が異なっており、その境界部分が補助容量信号線１９により遮光されている。この液晶分子２０の配向方向が異なる各画素電極部分は、ソース信号線８との重ね幅が異なっている。
【００６６】
液晶分子２０の配向方向を図１０（Ａ）に示すように設定した場合、層間絶縁膜９を挟んでソース信号線８上に重畳させる画素電極１１とソース信号線８との重ね幅は、ソース信号線８が液晶分子２０の配向方向に位置する画素電極１１部分とソース信号線８との重ね幅をｄ２＝ｄ４＝１μｍとし、逆方向に位置する画素電極１１部分とソース信号線８との重ね幅をｄ１＝ｄ３＝３μｍとし、それぞれの画素電極間の分離領域幅を５μｍとなるようにした。このとき、画素電極１１はソース信号線側の端部をほぼ直線状に形成し、配向方向が異なる画素電極部分とソース信号線８とが必要な分だけ重なり、かつ、ソース信号線８の幅が最小になるようにソース信号線８を蛇行させた。
【００６７】
この液晶表示装置をドット反転駆動で駆動すると、図１０（Ｂ）および図１０（Ｃ）に示すように、ソース信号線８を挟んで隣り合う画素電極間に生じる電界によりリバースチルトドメインが発生する。しかし、このリバースチルトドメインの発生箇所をソース信号線８と画素電極１１との重なり部分で遮光することができるので、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができた。このことは、図８にＸで示したゲート信号線２とソース信号線８との交差部近傍において、ソース信号線８を挟んで隣り合う画素電極電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインについても同様である。
【００６８】
本実施形態においては、液晶表示装置をドット反転駆動で駆動した場合について説明したが、ソースライン反転駆動で駆動した場合についても同様の効果が得られる。
【００６９】
なお、上記実施形態２および３においては、ソース信号線に沿って第１領域と第２領域とに配向分割し、第１領域および第２領域にわたってソース信号線を重畳させた液晶表示装置について説明したが、異なる方向に配向分割を行ってもよく、例えばゲート信号線に沿って配向分割した液晶表示装置についても本発明は適用可能である。その場合には、各領域の液晶分子の配向方向に従って該当する信号線と画素電極の第１領域部分および第２領域部分との重なり部分の配置を変える必要がある。また、上記実施形態２および３においては、液晶分子の配向方向が互いに異なる第１領域と第２領域との境界部分を補助容量信号線１９で遮光したが、第１領域と第２領域との境界部分が異なる位置にある場合には、その境界領域を遮光するために別の遮光体を設けてもよい。例えば、ゲート信号線に沿って配向分割した液晶表示装置においては、ソース信号線に沿った方向で画素電極を横切る遮光体を設けることができる。また、実施形態２および３において、フレーム反転駆動、ゲートライン反転駆動、ソースライン反転駆動およびドット反転駆動の各々について、リバースチルトドメインの発生箇所に応じて重ね幅を変化させればよく、実施形態１の液晶表示装置における各信号線と画素電極との重なり部分と組み合わせて用いてもよい。
【００７０】
また、上記実施形態１〜３では液晶表示装置の画素電極の構造が、ソース信号線やゲート信号線と画素電極とが、層間絶縁膜により絶縁されていると共に層間絶縁膜に設けたコンタクトホールを介して画素電極がＴＦＴのドレイン電極と接続された、いわゆるＰＯＰ構造であるが、本発明は、このＰＯＰ構造で画素電極が設けられた液晶表示装置以外のものにも適用できることはもちろんである。たとえば、上述のような厚みのある層間絶縁膜を使用せず、単にソース信号線やゲート信号線と画素電極との間での絶縁性を確保するために、前記層間絶縁膜よりももっと薄い絶縁膜を設け、かつ、コンタクトホールを介さずに画素電極がＴＦＴのドレイン電極と接続された液晶表示装置にも適用できる。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明による場合は、ゲートライン反転駆動を用いるとき、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を、重ね幅の大きくしたゲート信号線部分にて遮光できるので、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【００７２】
また、本発明による場合は、ソースライン反転駆動を用いるとき、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を、重ね幅の大きくしたソース信号線部分にて遮光できるので、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【００７３】
また、本発明による場合は、ドット反転駆動を用いるとき、ゲート信号線およびソース信号線の各々を挟んで隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を、重ね幅の大きくしたゲート信号線部分およびソース信号線部分にて遮光できるので、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【００７４】
また、本発明による場合は、配向分割を行った液晶表示装置において、隣接する画素電極間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を、重ね幅を大きくしたゲート信号線部分またはソース信号線部分にて遮光できるので、広視野角化を図ることができると共に、表示品位が低下することなく、高開口率の液晶表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態１における液晶表示装置の平面構成を示す平面図である。
【図２】（Ａ）は図１のＡ−Ａ′線による断面構成を示す断面図、（Ｂ）は図１のＢ−Ｂ′線による断面構成を示す断面図である。
【図３】（Ａ）はゲート信号線とソース信号線とが交差する部分の平面図を示す図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示す断面図である。
【図４】実施形態１の信号線と画素電極との位置配置におけるリバースチルトドメインの発生箇所について説明する図であり、（Ａ）はゲートライン反転駆動の場合、（Ｂ）はソースライン反転駆動の場合、（Ｃ）はドット反転駆動の場合をそれぞれ示す。
【図５】実施形態２における液晶表示装置の平面構成を示す平面図である。
【図６】（Ａ）は図５のＡ−Ａ′線による断面構成を示す断面図であり、（Ｂ）は図５のＢ−Ｂ′線による断面構成を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は補助容量信号線とソース信号線とが交差する部分の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ−Ｄ´線における断面構造を示す断面図である。
【図８】実施形態３における液晶表示装置の平面構成を示す平面図である。
【図９】（Ａ）は図８のＡ−Ａ′線による断面構成を示す断面図であり、（Ｂ）は図８のＢ−Ｂ′線による断面構成を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）は、補助容量信号線とソース信号線とが交差する部分の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ−Ｄ´線における断面構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の駆動に用いられるゲートライン反転駆動を説明する図である。
【図１２】本発明の液晶表示装置の駆動に用いられるソースライン反転駆動を説明する図である。
【図１３】本発明の液晶表示装置の駆動に用いられるドット反転駆動を説明する図である。
【図１４】従来のアクティブマトリクス基板の構成を示す等価回路図である。
【図１５】従来のアクティブマトリクス基板の平面構造を示す図である。
【図１６】（Ａ）は図１５のＡ−Ａ′線における断面構造を示す断面図であり、（Ｂ）は図１５のＢ−Ｂ′線における断面構造を示す断面図である。
【図１７】（Ａ）はゲート信号線とソース信号線とが交差する部分の平面図を示し、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示す断面図である。
【図１８】（Ａ）はゲート信号線２とソース信号線８とが交差する部分の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＣ−Ｃ′線における断面構造を示す断面図であり、（Ｃ）は（Ａ）のＤ−Ｄ´線における断面構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１透明絶縁性基板
２ゲート電極及びゲート信号線
３ゲート絶縁膜
４半導体層
５チャネル保護層
６ｎ⁺−Ｓｉ層
７ＩＴＯ膜
８金属層（ソース信号線）
９層間絶縁膜
１０コンタクトホール
１１画素電極
１２透明絶縁性基板
１３遮光層
１４色層
１５対向電極
１６配向膜
１７液晶層
１９補助容量信号線

Claims

マトリクス状に形成された複数のスイッチング素子を制御するゲート信号を供給する相互に平行な複数のゲート信号線及びこれらのスイッチング素子にデータ信号を供給する相互に平行な複数のソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該複数のスイッチング素子、該複数のゲート信号線および該複数のソース信号線の上に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された複数の画素電極のそれぞれが層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して各スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、
該ソース信号線に沿った方向で隣合う第１の画素電極および第２の画素電極が一部を両画素電極間のゲート信号線にそれぞれ重畳して形成され、該ゲート信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に該第１の画素電極が位置し、該第２の画素電極は該第１の画素電極に対して所定の分離領域幅が形成された状態でその逆方向に位置し、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅が、該第１の画素電極および該第２の画素電極の間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を遮光するように、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅より大きくなっている液晶表示装置。
ゲートライン反転駆動にて駆動される請求項１に記載の液晶表示装置。
マトリクス状に形成された複数のスイッチング素子を制御するゲート信号を供給する相互に平行な複数のゲート信号線及びこれらのスイッチング素子にデータ信号を供給する相互に平行な複数のソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該複数のスイッチング素子、該複数のゲート信号線および該複数のソース信号線の上に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された複数の画素電極のそれぞれが層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して各スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、
該ゲート信号線に沿った方向で隣合う第３の画素電極および第４の画素電極が一部を両画素電極間のソース信号線にそれぞれ重畳して形成され、該ソース信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に該第３の画素電極が位置し、該第４の画素電極は該第３の画素電極に対して所定の分離領域幅が形成された状態でその逆方向に位置し、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅が、該第３の画素電極および該第４の画素電極の間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を遮光するように、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅より大きくなっている液晶表示装置。
ソースライン反転駆動にて駆動される請求項３に記載の液晶表示装置。
マトリクス状に形成された複数のスイッチング素子を制御するゲート信号を供給する相互に平行な複数のゲート信号線及びこれらのスイッチング素子にデータ信号を供給する相互に平行な複数のソース信号線がそれぞれ交差するよう形成され、該複数のスイッチング素子、該複数のゲート信号線および該複数のソース信号線の上に層間絶縁膜が形成されていると共に該層間絶縁膜上に形成された複数の画素電極のそれぞれが層間絶縁膜を貫くコンタクトホールを介して各スイッチング素子のドレイン電極と接続された液晶表示装置において、
該ソース信号線に沿った方向で隣合う第１の画素電極および第２の画素電極が一部を両画素電極間のゲート信号線にそれぞれ重畳して形成され、該ゲート信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に該第１の画素電極が位置し、該第２の画素電極は該第１の画素電極に対して所定の分離領域幅が形成された状態でその逆方向に位置し、該ゲート信号線と該第１の画素電極との重ね幅が、該第１の画素電極および該第２の画素電極の間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を遮光するように、該ゲート信号線と該第２の画素電極との重ね幅より大きくなっており、かつ、該ゲート信号線に沿った方向で隣合う第３の画素電極および第４の画素電極が一部を両画素電極間のソース信号線にそれぞれ重畳して形成され、該ソース信号線からみて、プレチルト角に基づいて液晶分子が基板から離れている方向に該第３の画素電極が位置し、該第４の画素電極は該第３の画素電極に対して所定の分離領域幅が形成された状態でその逆方向に位置し、該ソース信号線と該第３の画素電極との重ね幅が、該第３の画素電極および該第４の画素電極の間に生じる電界によるリバースチルトドメインの発生箇所を遮光するように、該ソース信号線と該第４の画素電極との重ね幅より大きくなっている液晶表示装置。
ドット反転駆動にて駆動される請求項５に記載の液晶表示装置。
前記画素電極の各々の上に液晶分子の配向方向が互いに異なる第１領域と第２領域とを有し、該第１領域と該第２領域との境界部分を覆って該画素電極を横切るように遮光体が設けられ、該ゲート信号線および該ソース信号線のうちの少なくとも一方の信号線が一部を該画素電極の第１領域部分および第２領域部分にわたってそれぞれ重畳して形成され、該当する信号線と該画素電極の第１領域部分の重ね幅と、該当する信号線と該画素電極の第２領域部分との重ね幅が異なっている請求項１乃至６のいずれか１つに記載の液晶表示装置。