JP4201051B2 - 液晶表示パネル - Google Patents

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Description

本発明は、いわゆるフリンジ・フィールド・スィッチング(Fringe Field Switching:
以下、「FFS」という。)モードと呼ばれているような液晶層を挟持した一対の基板の
うち一方の基板に共通電極と、この共通電極と絶縁膜を介して形成された画素電極とが備
えられ、共通電極と画素電極との間に生じる電界によって液晶層を駆動する液晶表示パネ
ルに関し、特に各画素電極に設けるスリットを一方端側が開放されたものとした場合に、
画素電極とカラーフィルタの位置関係を見直すことによって混色が発生しないようにした
明るい液晶表示パネルに関する。
近年、情報通信機器のみならず一般の電気機器においても液晶表示パネルが多く利用さ
れている。従来から多く用いられている液晶表示パネルは、表面に電極等が形成された一
対のガラス等からなる基板と、この一対の基板間に形成された液晶層と、からなり、両基
板上の電極に電圧が印加されることにより、液晶を再配列させて光の透過率を変えること
により種々の映像を表示する、言わば縦方向電界モードともいうべきものである。このよ
うな縦方向電界モードの液晶表示パネルは、TN(Twisted Nematic)モードやVA(Ver
tical Alignment)モードのものが存在するが、視野角が狭いという問題点が存在するた
め、MVA(Multidomain Vertical Alignment)モード等種々の改良された縦方向電界モ
ードの液晶表示パネルが開発されている。
一方、上述の縦方向電界モードの液晶表示パネルとは異なり、一方の基板にのみ電極を
備えた横方向電界モードと言うべき液晶表示パネルも、IPS(In-Plane Switching)モ
ードの液晶表示パネルとして知られている(下記特許文献1及び2参照)。ここでこのI
PSモードの液晶表示パネルの動作原理を図8及び図9を用いて説明する。なお、図8は
IPSモードの液晶表示パネルの1画素分の模式平面図であり、図9は図8のC−C線に
沿った断面図である。
このIPSモードの液晶表示パネル50は、アレイ基板ARとカラーフィルタ基板CF
とを備えている。アレイ基板ARは、第1の透明基板51の表面にそれぞれ平行に複数の
走査線52及びコモン配線53が設けられ、これら走査線52及びコモン配線53に直交
する方向に複数の信号線54が設けられている。そして、各画素の中央部にコモン配線5
3から帯状に、図8においては例えば櫛歯状の対向電極55が設けられ、この対向電極5
5の周囲を挟むように同じく櫛歯状の画素電極56が設けられており、この画素電極56
の表面は例えば窒化硅素からなる保護絶縁膜57及びポリイミド等からなる配向膜58に
よって被覆されている。
そして、走査線52と信号線54との交差点近傍にはスイッチング素子としてのTFT
(Thin Film Transistor:薄膜電界効果トランジスタ)が形成されている。このTFTは
、走査線52と信号線54との間に半導体層59が配置され、半導体層59上の信号線部
分がTFTのソース電極Sを構成し、半導体層59の下部の走査線部分がゲート電極Gを
構成し、また、半導体層59の一部分と重なる画素電極56の部分がドレイン電極Dを構
成している。
また、カラーフィルタ基板CFは、第二の透明基板60の表面にRGBいずれかのカラ
ーフィルタ層61、オーバーコート層62及び配向膜63が設けられた構成を有している
。そして、アレイ基板ARの画素電極56及び対向電極55とカラーフィルタ基板CFの
カラーフィルタ層61側とが互いに対向するようにアレイ基板AR及びカラーフィルタ基
板CFを対向させ、その間に液晶LCを封入するとともに、両基板のそれぞれ外側に偏光
板64及び65を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することにより、IP
Sモードの液晶表示パネル50が形成される。
このIPSモードの液晶表示パネル50は、図9に示したように、画素電極56と対向
電極55との間に電界を形成すると、水平方向に配向していた液晶が水平方向に旋回する
ことによりバックライトからの入射光の透過量を制御することができるようになる。この
IPSモードの液晶表示パネル50は、広視野角で、高コントラストであるという長所が
あるが、対向電極55がコモン配線53ないし走査線52と同じ金属材料で形成されるた
めに開口率及び透過率が低く、又、視角による色変化があるという問題点が存在する。
このようなIPSモードの液晶表示パネルの低開口率及び低透過率という問題点を解決
するために、いわゆる斜め電界方式ともいうべきFFSモードの液晶表示パネルが開発さ
れている(下記特許文献3〜6参照)。このFFSモードの液晶表示パネルの動作原理を
図10及び図11を用いて説明する。なお、図10はFFSモードの液晶表示パネルの1
画素分の模式平面図であり、図11は図10のD−D線に沿った断面図である。
このFFSモードの液晶表示パネル70Aは、アレイ基板ARとカラーフィルタ基板C
Fとを備えている。アレイ基板ARは、第1の透明基板71の表面にそれぞれ平行に複数
の走査線72及びコモン配線73が設けられ、これら走査線72及びコモン配線73に直
交する方向に複数の信号線74が設けられている。そして、走査線72及び信号線74で
区画された領域のそれぞれを覆うようにコモン配線73に接続されたITO(Indium Tin
Oxide)等からなる透明材料で形成された共通電極(「対向電極」ともいわれる)75が
設けられ、この共通電極75の表面に絶縁膜76を介してストライプ状に複数のスリット
77Aが形成されたITO等の透明材料からなる画素電極78Aが設けられている。そし
て、この画素電極78A及び複数のスリット77Aの表面は配向膜80により被覆されて
いる。
そして、走査線72と信号線74との交差位置の近傍にはスイッチング素子としてのT
FTが形成されている。このTFTは、走査線72の表面に半導体層79が配置され、半
導体層79の表面の一部を覆うように信号線74の一部が延在されてTFTのソース電極
Sを構成し、半導体層79の下部の走査線部分がゲート電極Gを構成し、また、半導体層
79の一部分と重なる画素電極78Aの部分がドレイン電極Dを構成している。
また、カラーフィルタ基板CFは、第二の透明基板82の表面にRGBいずれかのカラ
ーフィルタ層83、オーバーコート層84及び配向膜85が設けられた構成を有している
。そして、アレイ基板ARの画素電極78A及び共通電極75とカラーフィルタ基板CF
のカラーフィルタ層83とが互いに対向するようにアレイ基板AR及びカラーフィルタ基
板CFを対向させ、その間に液晶LCを封入するとともに、両基板のそれぞれ外側に偏光
板86及び87を偏光方向が互いに直交する方向となるように配置することにより、FF
Sモードの液晶表示パネル70Aが形成される。
このFFSモードの液晶表示パネル70Aは、画素電極78Aと共通電極75の間に電
界を形成すると、図11に示したように、この電界は画素電極78Aの両側で共通電極7
5に向かうため、スリット77Aに存在する液晶だけでなく画素電極78A上に存在する
液晶も動くことができる。そのため、FFSモードの液晶表示パネル70Aは、IPSモ
ードの液晶表示パネル50よりも広視野角かつ高コントラストであり、更に高透過率であ
るため明るい表示が可能となるという特徴を備えている。加えて、FFSモードの液晶表
示パネル70Aは、IPSモードの液晶表示パネル50よりも平面視で画素電極78Aと
共通電極75との重複面積が大きいためにより大きな保持容量が副次的に生じ、別途補助
容量線を設ける必要がなくなるという長所も存在する。
なお、FFSモードの液晶表示パネルにおいては、下記特許文献1に開示されているI
PSモードの液晶表示パネルの場合と同様に、表示特性上、ラビング方向は信号線と直交
するのがよく、また画素電極とラビング方向とは微小角度の傾きを設けた方がよいことか
ら、図12に示したFFSモードの液晶表示パネル70Bのように画素電極78Bに設け
るストライプ状のスリット77Bを走査線72に対して傾いた構造とすることが行われて
おり、同じく、開口度を大きくして明るい表示が得られるようになすために、図13(a
)及び図13(b)に示したFFSモードの液晶表示パネル70Cのように、画素電極7
8Cに設けるスリット77Cとして一方端部に開放端77C'部分を設けることが行われ
ている。なお、図13(b)は図13(a)のE−E線に沿ったカラーフィルタ基板をも
含めた断面図である。
また視角によって色変化が認められなくなるようにするため、図14に示したFFSモ
ードの液晶表示パネル70Dのように、画素電極78Dに設けるストライプ状のスリット
77Dを「く」字状となるように配置してデュアルドメイン化することも、更には、図1
5に示したFFSモードの液晶表示パネル70Eのように、信号線74が直線状とならな
いようにして画像表示に適したものとするために、信号線74を走査線72と直交する方
向にクランク状に設けて複数の共通電極75E及び画素電極78Eをデルタ配置とするこ
とも行われている。
なお、図12〜図14に示したFFSモードの液晶表示パネル70B〜70Dは、図1
0に示したFFSモードの液晶表示パネル70Aとは画素電極78B〜78Dに設けるス
リット77B〜77Dの傾きないし形状が相違するのみであり、更に、図15に示したF
FSモードの液晶表示パネル70Eは、図10に示したFFSモードの液晶表示パネル7
0Aとは画素電極78Eに設けるスリット77Eの傾き及び複数の共通電極75E及び画
素電極78Eをデルタ配置とした点が相違するのみであるので、図10に示したFFSモ
ードの液晶表示パネル70Aと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してその
詳細な説明は省略する。
なお、図12〜図15に示したFFSモードの液晶表示パネル70B〜70Eにおいて
は、それぞれの画素毎に走査線に平行にコモン配線が設けられているが、このコモン配線
の位置は隣り合う走査線間であれば任意であるので、図示省略してある。また、図10〜
図15に示したFFSモードの液晶表示パネル70A〜70Eにおいては、画素電極に設
ける複数のスリットをいずれも走査線に対して横方向に互いに平行になるように設けた例
を示したが、走査線に対して縦方向に互いに平行に設けることも行われている(図示せず
)。
特開平10−319371号公報(段落[0005]、[0053]、[0065]〜[0077]、図2、図5、図6) 特開2002−131767号公報(特許請求の範囲、段落[0006]〜[0009]、[0018]〜[0077]、図1、図3) 特開2002− 14363号公報(特許請求の範囲、段落[0002]〜[0010]、[0019]〜[0026]、図1、図2) 特開2002−244158号公報(特許請求の範囲、段落[0002]〜[0013]、[0023]〜[0032]、図1〜図4) 特開2003−195352号公報(請求項1〜10、段落[0013]、[0153]〜[0164]、図1〜図3) 特開2005−309052号公報(特許請求の範囲、段落[0012]〜[0040]、図1〜図5)
上述のように、FFSモードの液晶表示パネルは、IPSモードの液晶表示パネルより
も広視野角かつ高コントラストであるとともに、高透過率であるであるため明るい表示が
可能となり、更に低電圧駆動ができるとともにより大きな保持容量が副次的に生じるため
に別途補助容量線を設けなくても表示画質が良好となるという特徴を備えている。
このようなFFSモードの液晶表示パネルにおいては、スリットの長辺に実質的に直交
する方向を主とする横電界が生じており、光透過状態に駆動されているときは画素電極の
スリット部分及びこのスリットに平行な画素電極部分がともに線状に光を透過する状態と
なり、あたかも画素電極のスリット部分及びこのスリットに平行な画素電極部分がともに
線状に発光した状態に見えるようになる。一方、スリットの長さ方向の端部が閉じた短辺
部分においては、短辺に実質的に直交する方向を主とする横電界が生じているため、2方
向の横電界が生じた状態となり、液晶分子の一部が逆方向に捻られた状態(リバースツイ
スト)が発生し、透過光を厳密に制御することができない状態となるので、表示領域の輝
度を低下させてしまう恐れがある。
ところで、図13に示したFFSモードの液晶表示パネル70Cのように画素電極78
Cに設けるスリット77Cとして一方端部に開放端77C'部分を設けたものにおいては
、スリットの開放端77C'部分に至るまで正常に電界が生じて液晶素子がツイストする
ので(フリンジ効果を奏するので)、スリットの長さ方向の両端部が閉じたFFSモード
の液晶表示パネルよりも表示開口面積が図13(b)で寸法Mだけ広くなり、明るい表示
のFFSモードの液晶表示パネルが得られる。
しかしながら、画素電極に設ける複数のスリットが信号線と交差する方向に延びるもの
である場合、スリットの一方端部に開放部分を設けたFFSモードの液晶表示パネル70
Cにおいては時折混色の発生が見られた。発明者等はこのような画素電極に設けるスリッ
トとして一方端部に開放部分を設けたFFSモードの液晶表示パネルにおける混色の発生
原因について種々検討を重ねた結果、以下のような原因によるものであることを知見した
すなわち、図13(a)のE−E線に沿ったカラーフィルタ基板をも含めた断面図であ
る図13(b)に示したように、各画素の画素電極78Cの信号線74に沿った方向の中
心線91は物理的に画素電極78Cの幅方向の中間に位置している。しかしながら、表示
幅L2は画素電極78Cに設けられたスリット77Cの一方側の閉鎖端から他方側の開放
端77C'+M(図13のM)までとなるので、信号線74に沿った表示領域の表示中心
線92はスリット77Cの開放端77C'側にずれた位置にある。従来は、平面視でカラ
ーフィルタの左右端が信号線74の中心と同じ位置にあったので、カラーフィルタの左端
から表示領域間までの距離をRmとし、カラーフィルタの右端から表示領域間までの距離
をLmとすると、Rm>Lmとなる。
また、画素電極78Cの幅をL1とすると、画素電極78Cの中心線91と表示中心線
92との間の距離ΔLは、
ΔL=(L1−L2)/2
となる。このΔLの値は製造装置等により多少の違いがあるが、約1〜5μm程度である
そうすると、アレイ基板AR及びカラーフィルタ基板CFを組み合わせる場合、スリッ
ト77Cの開放端77C'側では表示領域が画素電極78Cの端に近くなるので、ズレの
余裕はLmとなるので小さい。これに対し、スリット77Cの閉鎖端側では表示領域が画
素電極78Cの端から離れるので、ずれの余裕はRmとなるので大きい。したがって、ス
リット77Cの開放端77C'が右にある場合、CF基板が右に少々ずれたとしても色は
変わらないが、CF基板が左にずれると少しずれただけで隣のCFが表示領域に被ってく
るので混色してしまうわけである。なお、混色を防止するためにカラーフィルタ基板CF
において、隣同士の色の間に所謂ブラックマトリクスを設けておくことも考えられるが、
基板のずれを考慮して混色を防止するためのブラックマトリクスを形成しようとすると、
光を透過しないブラックマトリクスの幅をかなり大きくする必要があり、透過率を犠牲に
してしまうことになる。
本発明は上述のような画素電極に設けるスリットとして一方端部に開放部分を設けたF
FSモードの液晶表示パネルの混色の問題点を解決すべくなされたものであって、その目
的は画素電極とカラーフィルタの位置関係を見直すことによって混色が発生しないように
するとともに明るい表示が可能な液晶表示パネルを提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の液晶表示パネルは、平行に設けられた複数の走査線
と、前記走査線と直交する方向に設けられた複数の信号線と、複数の前記走査線及び信号
線で区画された領域に形成された第1の電極と、前記第1の電極と絶縁膜を介して形成さ
れた第2の電極と、前記第2の電極に前記信号線と交差する方向に互いに平行に設けられ
た複数のスリットと、を有するアレイ基板と、カラーフィルタ層を有するカラーフィルタ
基板と、前記アレイ基板と前記カラーフィルタ基板とにより挟持された液晶層と、を有し
、前記第1の電極と前記第2の電極との間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する液
晶表示パネルにおいて、前記複数のスリットは一方端側が開放されており、各画素に対応
する信号線に沿った方向の前記カラーフィルタ層の中心線は平面視で前記第2の電極の中
心線から前記スリットの開放端側へずれていることを特徴とする。
また本発明の液晶表示パネルは、平行に設けられた複数の走査線と、前記走査線と直交する方向に設けられた複数の信号線と、複数の前記走査線及び信号線で区画された領域に形成された第1の電極と、前記第1の電極と絶縁膜を介して形成された第2の電極と、前記第2の電極に前記信号線と交差する方向に互いに平行に設けられた複数のスリットと、を有するアレイ基板と、カラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板と、前記アレイ基板と前記カラーフィルタ基板とにより挟持された液晶層と、を有し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する液晶表示パネルにおいて、前記複数のスリットは一方端側が開放されており、ラーフィルタ層の中心線は平面視で前記信号線の中心から隣り合う信号線の中心までの距離の中間に位置する中心線から前記スリットの開放端側へずれていることを特徴とする。なお、本発明における「中心線」とはいずれも各画素における信号線に沿った方向の「中心線」を意味するものである。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、前記カラーフィルタ層の中心線は、前
記スリットの開放端側へずれている表示中心線と一致していることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、前記複数のスリットは、前記走査線に
対して傾いた方向に設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、走査線間に走査線と平行にコモン配線
が設けられており、前記複数のスリットは前記コモン配線の両側で互いに異なる方向に傾
けて設けられていることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、前記コモン配線の両側に設けられたス
リットの数はそれぞれの側で同一であることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、前記コモン配線に最も近接する両側の
スリットの端部は前記コモン配線上で結合されていることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、前記複数のスリットは各画素の奇数行
と偶数行とでそれぞれ互いに反対方向に傾いていることを特徴とする。
また、本発明は、上記液晶表示パネルにおいて、前記信号線は、前記走査線と直交する
方向にクランク状に設けられており、前記複数の第1の電極及び第2の電極はデルタ配置
されていることを特徴とする。
また、本発明は、前記カラーフィルタ層は端部が走査線方向に互いに重なっており、前
記カラーフィルタの中心は前記カラーフィルタ層が重なっている部分を除いたカラーフィ
ルタ層の中心線であることを特徴とする。
本発明は、上記のような構成を備えることにより、以下に述べるような優れた効果を奏
する。すなわち、本発明の液晶表示パネル液晶表示パネルによれば、第2の電極に信号線
と交差する方向に互いに平行に設けられた複数のスリットを一方端側が開放されたものと
するとともに、各画素に対応する信号線に沿った方向の前記カラーフィルタ層の中心線を
平面視で前記第2の電極の中心線から前記スリットの開放端側へずらした、或いは前記信
号線の中心から隣り合う信号線の中心までの距離の中間に位置する中心線から前記スリッ
トの開放端側へずらした、或いはスリットの開放端側にずれた表示中心線に合わせたため
、見かけ上最初からカラーフィルタがずれたようになるが、カラーフィルタ層の右側ズレ
の許容度及び左側ズレの許容度が等しい方に近づく、或いは実質的に等しくなる。そのた
め、カラーフィルタ基板とアレイ基板とを組み合わせた場合に多少の左右ズレがあっても
平面視でカラーフィルタ層が各画素の表示幅の全てを被覆することができるようになるの
で、それぞれの画素における透過光は正確に所定のカラーフィルタ層を透過させることが
できるようになる。
加えて、第2の電極に設ける複数のスリットを一方端側が開放されたものとすることに
よってスリットの開放端側に至るまで正常にフリンジ効果を奏させることができるため、
1画素内で表示領域として機能する領域の面積をスリットの両端が閉じている場合よりも
図3で寸法Mだけ広くすることができるので、混色が少ないだけでなく明るい表示のFF
Sモードの液晶表示パネルが得られる。
また、本発明の液晶表示パネルによれば、複数のスリットを走査線に対して傾いた方向
に設けるようにしたため、第2の電極と配向膜のラビング方向との間に微小角度の傾きを
形成することができるから、前記の本発明の効果を奏しながらもコントラスト等の表示特
性が良好な液晶表示パネルが得られる。
また、本発明の液晶表示パネルによれば、走査線間に走査線と平行にコモン配線を設け
るとともに、FFSモードの液晶表示パネルの複数のスリットをコモン配線の両側で互い
に異なる方向に傾けてデュアルドメイン化したため、視角によって色変化が認められ難く
なるので、前記の本発明の効果を奏しながらも表示特性が良好なFFSモードの液晶表示
パネルが得られる。加えて、コモン配線は通常は走査線と同材質の導電性材料から作製さ
れるために不透明であるが、両ドメイン間に生じるディスクリネーション部分を不透明な
走査線によって遮光することができるので、より表示特性が良好な液晶表示パネルが得ら
れる。
また、本発明の液晶表示パネルによれば、コモン配線の両側に設けられたスリットの数
をそれぞれの側で同一としたため、コモン配線を挟んで両側からの視角によって色変化が
認められ難くなるので、表示特性が良好な液晶表示パネルが得られる。
また、本発明の液晶表示パネルによれば、最もコモン配線に近接する両側のスリットの
端部をコモン配線上で結合したため、このコモン配線によって互いに異なる方向に傾いた
スリット同士が隣り合う位置で発生するディスクリネーション部分を小さくできるので、
より表示特性が良好な液晶表示パネルが得られる。
また、本発明の液晶表示パネルによれば、前記複数のスリットを各画素の奇数行と偶数
行とでそれぞれ互いに反対方向に傾いているものとしたため、信号線と交差する方向から
見た場合の視角依存性が減少するので、前記の本発明の効果を奏しながらも表示特性が良
好な液晶表示パネルが得られる。
また、本発明によれば、信号線を走査線と直交する方向にクランク状に設けて複数の第
1電極及び第2の電極をデルタ配置(トライアングル配置ということもある)としたため
、前記の本発明の効果を奏しながらも画像表示に適した液晶表示パネルが得られる。
また、本発明によれば、前記カラーフィルタ層は端部が走査線方向に互いに重なってお
り、前記カラーフィルタの中心は前記カラーフィルタ層が重なっている部分を除いたカラ
ーフィルタ層の中心線であるので、前記の本発明の効果を奏しながらも、隣接するカラー
フィルタ層の位置ずれによってカラーフィルタ層間の隙間から光が漏れることを防止する
ことができる。
以下、図面を参照して本発明の最良の実施形態を説明する。但し、以下に示す実施形態
は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示パネルを例示するものであって、本発
明をこの液晶表示パネルに特定することを意図するものではなく、特許請求の範囲に含ま
れるその他の実施形態のものにも等しく適応し得るものである。
実施例1の液晶表示パネルは、共通電極と、共通電極上に形成された絶縁膜と、絶縁膜
上に形成された画素電極と、を有するアレイ基板と、カラーフィルタ層を有するカラーフ
ィルタ基板と、アレイ基板とカラーフィルタ基板とにより挟持された液晶層と、を有し、
共通電極と画素電極との間に生じる電界によって液晶層を駆動する液晶表示パネルであり
、これはいわゆるFFSモードと呼ばれる液晶表示パネルである。この実施例1のFFS
モードの液晶表示パネル10Aを製造工程順に図1〜図3を用いて説明する。なお、図1
は実施例1のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視して
表した1画素分の概略平面図であり、図2は図1のA−A線に沿った断面図であり、また
、図3(a)は図1の電極の幅及び中心線と表示幅及び表示中心線とを説明するための概
略平面図であり、図3(b)は図3(a)のカラーフィルタ基板をも含めたB−B線に沿
った断面図である。
この実施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aは図13に示した従来例のFFS
モードの液晶表示パネル70Cに対応するものである。すなわち、この実施例1のFFS
モードの液晶表示パネル10Aのアレイ基板ARは、ガラス基板等の透明基板11の表面
全体に亘って下部がAl金属からなり表面がMo金属からなる2層膜を形成した後、フォ
トリソグラフィー法及びエッチング法によってMo/Alの2層配線からなる複数の走査
線12及び複数のコモン配線13を互いに平行になるように形成している。アルミニウム
は抵抗値が小さいという長所を持っているが、その反面、腐食しやすい、ITOとの接触
抵抗が高いなどの欠点があるため、アルミニウムをモリブデンで覆った多層構造にするこ
とでそうした欠点を改善できる。なお、ここではコモン配線13を隣り合う走査線12の
中間部に設けた例を示したが、このコモン配線13の位置は隣り合う走査線12間であれ
ば任意である。
次いで、走査線12及びコモン配線13を形成した透明基板11の表面全体に亘って例
えばITOからなる透明導電性層を被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチン
グ法によって第1の電極となる共通電極14を形成する。この共通電極14はコモン配線
13とは電気的に接続されているが、走査線12ないしゲート電極Gとは接続されていな
い。更に、この表面全体に窒化硅素層ないしは酸化硅素層からなるゲート絶縁膜15を被
覆し、次いで、CVD法によりたとえばアモルファス・シリコン層をゲート絶縁膜15の
表面全体に亘って被覆した後に、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によっ
て、TFT形成領域にa−Si層からなる半導体層16を形成する。この半導体層16が
形成されている位置の走査線12の領域がTFTのゲート電極Gを形成する。
次いで、Mo/Al/Moの3層構造の導電性層を半導体層16を形成した透明基板1
1の表面全体に亘って被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって
、信号線17及びドレイン電極Dを形成する。この信号線17のソース電極S部分及びド
レイン電極D部分は、いずれも半導体層16の表面に部分的に重なっている。更に、この
基板の表面全体に窒化硅素層からなる絶縁膜18を被覆する。
次いで、ドレイン電極Dに対応する位置の絶縁膜18にコンタクトホール19を形成し
てドレイン電極Dの一部を露出させる。更に、この表面全体に亘って例えばITOからな
る透明導電性層を被覆し、同じくフォトリソグラフィー法及びエッチング法によって、図
1に示したパターンとなるように、走査線12及び信号線17で囲まれた領域の絶縁膜1
8上にスリット20Aを有する画素電極21を形成する。第2の電極である画素電極21
は、平行に伸びるスリット20Aの間に位置する帯状の部分と、この帯状部分の一方の端
部では櫛歯状となるように互いに接続する部分と、帯状部分の他方の端部ではそのまま伸
びた状態で互いに接続しない部分とから構成されている。したがってスリット20Aの一
方は閉鎖端となり、他方は開放端20A'となっている。なお図1に示されているが、ス
リット20Aは、走査線12に対して傾斜しており、この傾斜方向は5〜20°程度の角
度をなす方向となっている。また、この画素電極21はコンタクトホール19を介してド
レイン電極Dと電気的に接続されている。
さらに、この表面全体に亘って所定の配向膜24を形成することによりアレイ基板AR
が完成される。そして、このようにして製造されたアレイ基板ARと別途製造されたカラ
ーフィルタ基板とを対向させ、周囲をシール材でシールして両基板間に液晶を注入するこ
とにより実施例1に係るFFSモードの液晶表示パネル10Aが得られる。なお、カラー
フィルタ基板の構成は、以下に図3を引用して説明するように、各画素に対応するカラー
フィルタ層25AR,25AG,25ABの中心線30が平面視で画素電極21の中心線
31からスリットの開放端20A'側へずれた表示中心線32と一致する位置に設けられ
た以外は従来例のものと実質的に差異はないので、その詳細な説明は省略する。
図3(a)及び図3(b)に示したように、実施例1のFFSモードの液晶表示パネル
10Aにおいては、各画素の画素電極21の信号線17に沿った方向の中心線31は物理
的に画素電極21の幅方向の中間に位置している。しかしながら、透過光を厳密に制御す
ることが可能な表示幅L2は略画素電極21に設けられたスリット20Aの一方側の閉鎖
端から他方側の開放端20A'までとなる。したがって信号線17に沿った表示領域の表
示中心線32は表示幅L2の中心に位置しており、スリット20Aの開放端20A'側に
ずれた位置にある。ここで、画素電極21の幅をL1とすると、画素電極の中心線31と
表示中心線32との間の距離ΔLは、
ΔL=(L1−L2)/2
となり、このΔLの値は、既に図13(b)について述べたように、製造装置等により多
少の違いがあるが、約1〜5μm程度である。
そこで、実施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aにおいては、各画素に対応す
る信号線17に沿った方向のカラーフィルタ層25AR,25AG,25ABの中心線3
0が平面視で表示中心線32と一致する位置となるように配置する。このようにカラーフ
ィルタ層を配置すると、カラーフィルタ層は、スリット20Aの開放端20A'側にずれ
たようになるが、カラーフィルタの左端から表示領域間までの距離をRmとし、カラーフ
ィルタの右端から表示領域間までの距離をLmとすると、Rm=Lmとすることができる
ため、カラーフィルタ層の右側ズレの許容度及び左側ズレの許容度を実質的に等しくする
ことができる。そのため、カラーフィルタ基板とアレイ基板とを組み合わせた場合に多少
の左右ズレがあっても平面視で各画素の表示幅L2の実質的に全てを被覆することができ
るようになるため、それぞれの画素における透過光は正確に所定のカラーフィルタ層25
AR,25AG,25ABを透過するようになり、隣り合う画素からの漏れ光による混色
の発生が少なくなる。
加えて、混色の発生が少なくなるので、例えば隣のカラーフィルタ層との間にブラック
マトリクスを形成するとしてもブラックマトリクスの幅を抑えることができ、実施例1の
図3(b)に示すようにブラックマトリクスを設けない構成であってもよい。なお、実施
例1のFFSモードにおいては、信号線17と共通電極14との間に生じる漏れ電界とラ
ビング方向とが一致しているので、信号線17近傍にて初期配向された液晶分子がこの漏
れ界による影響を受けることは少なく、液晶の初期配向状態が乱されることが少ないので
、ブラックマトリクスを特に設けていない。
そして、実施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aにおいては、画素電極21に
設ける複数のスリット20Aを一方端側が開放されたものとすることによってスリット2
0Aの開放端20A'側に至るまで正常にフリンジ効果を奏させることができるため、1
画素内で表示領域として機能する領域の面積をスリットの両端が閉じている場合よりも広
くすることができるので、明るい表示のFFSモードの液晶表示パネル10Aが得られる
ようになる。
また、この実施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aにおいては、各画素の複数
のスリット20Aが奇数行と偶数行とでそれぞれ互いに反対方向に傾いているものとして
もよい。このような構成を採用すると、信号線17と交差する方向から見た場合の視角依
存性が減少するので、より表示画質の良好なFFSモードの液晶表示パネル10Aが得ら
れる。なお、実施例1の液晶表示パネルでは、共通電極上に形成された絶縁膜と、この絶
縁膜上に形成された画素電極とが備えられたFFSモードの液晶表示パネルについて説明
したが、これとは逆に画素電極上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜上に形成された共通
電極とが備えられたFFSモードの液晶表示パネルでもよい。
次に実施例2のFFSモードの液晶表示パネル10Bを図4を用いて説明する。なお、
図4は実施例2のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視
して表した1画素分の概略平面図である。なお、図4においては図1及び図2に示した実
施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aと同一の構成部分については同一の参照符
号を付与してその詳細な説明は省略する。
この実施例2のFFSモードの液晶表示パネル10Bが実施例1の液晶表示パネル10
Aと構成が相違する点は、画素電極21に設けられた複数のスリット20Bは隣り合う走
査線12の間に設けられたコモン配線13に対してそれぞれの側で対称となるように異な
る方向に傾いた状態に設けられている点であり、その他の構成は図1及び図2に示した実
施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aと実質的に同一である。なお、スリット2
0Bの傾きは、コモン配線13の上側では、走査線12に対して大体5〜20°の角度で
傾いており、コモン配線13の下側では、走査線12に対して大体−20〜−5°の角度
で傾いている。また、図示省略したが、この実施例2のFFSモードの液晶表示パネル1
0Bにおいても、カラーフィルタ層の中心線が、画素電極の中心線31よりもスリット2
0Bの開放端20B'側にずれた位置にあり、ずれの余裕が左右略均等となって混色の発
生を少なくするという効果を有する。
したがって、この実施例2のFFSモードの液晶表示パネル10Bは、実施例1のFF
Sモードの液晶表示パネル10Aの場合と同様に、混色の発生を少なくすることができる
だけでなく、1画素内で表示領域として機能する領域の面積をスリットの両端が閉じてい
る場合よりも広くすることができるために、明るい表示のFFSモードの液晶表示パネル
10Bが得られるようになる。
加えて、この実施例2のFFSモードの液晶表示パネル10Bにおいては、コモン配線
13の両側に位置するスリット20Bの数は、ぞれぞれの側で同一の本数となるように設
けられている。従って、この実施例2に係るFFSモードの液晶表示パネル10Bにおけ
る全ての画素の画素電極21は、各画素単位でコモン配線13に対して垂直方向に対称性
を備えているため、コモン配線13に直交する方向には表示画質に視角依存性が少なくな
る。なお、コモン配線13両側に設けられるスリット20Bの本数は、互いに異なってい
てもよいが、あえて異なるようにすることの利点はないので、視角対称性を確保するため
に同一の本数ずつ設けることが好ましい。
また、この実施例2に係るFFSモードの液晶表示パネル10Bにおいては、コモン配
線13は走査線12と同材質のMo/Alの2層配線からなるため、遮光性である。そし
てコモン配線13に最も近接する両側のスリットの端部は、コモン配線13の上部で結合
されて「く」字状とされている。このコモン配線13に最も近接する両側のスリットは、
それぞれ傾斜方向が異なるためにコモン配線13を起点として液晶分子の配向方向が異な
る状態となるので、コモン配線13に沿ってディスクリネーションが発生するが、このデ
ィスクリネーション発生部分はコモン配線13によって遮光されている。そのため、発生
したディスクリネーションは外部から視認し難くなるため、表示画質が向上する。
なお、この実施例2のFFSモードの液晶表示パネル10Bにおいては、各画素の複数
のスリット20Bが奇数行と偶数行とでそれぞれ互いに反対方向に傾いているものとして
もよい。このような構成を採用すると、信号線17と交差する方向から見た場合の視角依
存性が減少するので、より表示画質の良好なFFSモードの液晶表示パネル10Bが得ら
れる。
次に実施例3のFFSモードの液晶表示パネル10Cを図5を用いて説明する。なお、
図5は実施例3のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視
して表した数画素分の概略平面図である。なお、図5においては図1及び図2に示した実
施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aと同一の構成部分については同一の参照符
号を付与してその詳細な説明は省略する。
この実施例3のFFSモードの液晶表示パネル10Cが実施例1の液晶表示パネル10
Aと構成が相違する点は、各画素の配置を行毎に互い違いとなるようにデルタ配置とする
とともに、各画素の複数のスリット20Cが奇数行と偶数行とでそれぞれ互いに反対方向
に傾いているようになした点であり、その他の構成は図1及び図2に示した実施例1のF
FSモードの液晶表示パネル10Aと実質的に同一である。なお、図示省略したが、この
実施例3のFFSモードの液晶表示パネル10Cにおいても、カラーフィルタ層の中心線
が、画素電極の中心線31よりもスリット20Cの開放端20C'側にずれた位置にあり
、ずれの余裕が左右略均等となって混色の発生を少なくするという効果を有する。
したがって、この実施例3のFFSモードの液晶表示パネル10Cは、実施例1のFF
Sモードの液晶表示パネル10Aの場合と同様に、混色の発生を少なくすることができる
だけでなく、1画素内で表示領域として機能する領域の面積をスリットの両端が閉じてい
る場合よりも広くすることができるために、明るい表示のFFSモードの液晶表示パネル
10Cが得られるようになる。
また、この実施例3のFFSモードの液晶表示パネル10Cは、複数のスリット20C
を奇数行と偶数行とでそれぞれ互いに反対方向に傾いているものとしたため、信号線17
と交差する方向から見た場合の視角依存性が減少するので、表示画質の良好なFFSモー
ドの液晶表示パネル10Cが得られる。
加えて、実施例3のFFSモードの液晶表示パネル10Cにおいては、各画素の配置を
行毎に互い違いとなるようにデルタ配置としたため、信号線17は走査線12に対して直
交する方向にクランク状に配置されることとなるため、この信号線17は直線状とならな
いために信号線17の部分が目立たたず、画像表示に適したFFSモードの液晶表示パネ
ル10Cが得られる。
次に実施例4のFFSモードの液晶表示パネル10Dを図6を用いて説明する。なお、
図6は実施例3のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視
して表した数画素分の概略平面図であり、図6においては図5に示した実施例3のFFS
モードの液晶表示パネル10Cと同一の構成部分については同一の参照符号を付与してそ
の詳細な説明は省略する。
この実施例4のFFSモードの液晶表示パネル10Dが実施例3の液晶表示パネル10
Cと構成が相違する点は、各画素に設けるスリット20Dの形状を実施例2に係るFFS
モードの液晶表示パネル10Bで採用されたような「く」字状とすることによってデュア
ルドメイン化するようにしたものであり、その他の構成は実質的に実施例3のFFSモー
ドの液晶表示パネル10Cの場合と同様である。なお、図示省略したが、この実施例4の
FFSモードの液晶表示パネル10Dにおいても、カラーフィルタ層の中心線が、画素電
極の中心線31よりもスリット20Dの開放端20D'側にずれた位置にあり、ずれの余
裕が左右略均等となって混色の発生を少なくするという効果を有する。
この実施例4のFFSモードの液晶表示パネル10Dによれば、実施例3のFFSモー
ドの液晶表示パネル10Cと同様の効果が奏される他に、それぞれの画素毎にコモン配線
13に対して垂直方向に視角対称性が付加されるから、より表示画質が高画質なFFSモ
ードの液晶表示パネル10Dが得られる。
次に実施例5のFFSモードの液晶表示パネル10Eを図7を用いて説明する。図7は
図1の実施例の図3(b)に対応する断面図である。実施例5の液晶表示パネル10Eは
実施例1の液晶表示パネル10Aのカラーフィルタ基板を変更したものである。したがっ
て、実施例5は実施例1の図1、図2、図3(a)と同じである。なお、図5においては
図1、図2、図3(b)に示した実施例1のFFSモードの液晶表示パネル10Aと同一
の構成部分については同一の参照符号を付与してその詳細な説明は省略する。
図7に示すごとく、実施例5のカラーフィルタ層25ER,25EG,25EBはG、
B,Rの順に左右の端部を重ねて形成される。重なった部分は非表示領域に形成され、ブ
ラックマトリクスの効果を呈する。隣接するカラーフィルタ層の位置がずれると、実施例
1のときは着色されない光が漏れるが、実施例5では漏れることがない。
カラーフィルタ層25ER,25EG,25EBの重なっていない部分の幅L3の中心
30は表示幅L2の中心31と同一である。したがって、カラーフィルタ層25ER,2
5EG,25EBの中心線30が、画素電極の中心線31よりもスリット20Dの開放端
20D'側にずれた位置にあり、ずれの余裕が左右略均等となって混色の発生を少なくす
るという効果を有する。
なお、上述の実施例においては画素電極21の中心線31をその幅方向の中間に位置す
るものと定義しているが、これは平面視において、画素電極21の端部からその横に設け
られている信号線17までの距離が画素電極21の両端側で略同じ距離になるように形成
されているためである。したがって、画素電極21の端部の横に設けられている信号線1
7までの距離が画素電極21の両端側で異なるように形成されている場合、中心線31は
信号線17の中心から隣り合う信号線17の中心までの距離の中間に位置するものと定義
してもよい。
また、上述の実施例においてはカラーフィルタ層の中心線30が平面視で表示中心線3
2と一致する位置となるように配置されているが、必ずしも一致する位置となるように配
置されていなくても、カラーフィルタ層の中心線30が、画素電極の中心線31よりもス
リット20Aの開放端20A'側にずれた位置にあれば、上記したような混色の発生を少
なくするという効果を有する。
実施例1のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視して表した1画素分の概略平面図である。 図1のA−A線に沿った断面図である。 図3(a)は図1の電極の幅及び中心線と表示幅及び表示中心線とを説明するための概略平面図であり、図3(b)は図3(a)のカラーフィルタ基板をも含めたB−B線に沿った断面図である。 実施例2のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視して表した1画素分の概略平面図である。 実施例3のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視して表した数画素分の概略平面図である。 実施例4のFFSモードの液晶表示パネルのカラーフィルタ基板及び配向膜を透視して表した数画素分の概略平面図である。 実施例5のFFSモードの液晶表示パネルにおける図3(a)のB−B線に沿った断面図である。 IPSモードの液晶表示パネルの1画素分の模式平面図である。 図8のC−C線に沿った断面図である。 FFSモードの液晶表示パネルの1画素分の模式平面図である。 図10のD−D線に沿った断面図である。 従来例のFFSモードの液晶表示パネルの模式平面図である。 図13(a)は別の従来例のFFSモードの液晶表示パネルの模式平面図であり、図13(b)は図13(a)のE−E線に沿ったカラーフィルタ基板をも含めた断面図である。 デュアルドメイン化したFFSモードの液晶表示パネルの模式平面図である。 デルタ配置のFFSモードの液晶表示パネルの模式平面図である。
符号の説明
10A〜10D FFSモードの液晶表示パネル
11 透明基板
12 走査線
13 コモン配線
14 共通電極(第1の電極)
15 ゲート絶縁膜
16 半導体層
17 信号線
18 絶縁膜
19 コンタクトホール
20A〜20D スリット
20A'〜20D' (スリットの)開放端
21 画素電極(第2の電極)
24 配向膜
25ER,25EG,2EAB カラーフィルタ層
30 カラーフィルタ層の中心
31 画素電極の中心線
32 表示中心線

Claims (10)

  1. 平行に設けられた複数の走査線と、前記走査線と直交する方向に設けられた複数の信号
    線と、複数の前記走査線及び信号線で区画された領域に形成された第1の電極と、前記第
    1の電極と絶縁膜を介して形成された第2の電極と、前記第2の電極に前記信号線と交差
    する方向に互いに平行に設けられた複数のスリットと、を有するアレイ基板と、
    カラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板と、
    前記アレイ基板と前記カラーフィルタ基板とにより挟持された液晶層と、を有し、前記
    第1の電極と前記第2の電極との間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する液晶表示
    パネルにおいて、
    前記複数のスリットは一方端側が開放されており、
    各画素に対応する信号線に沿った方向の前記カラーフィルタ層の中心線は平面視で前記
    第2の電極の中心線から前記スリットの開放端側へずれていることを特徴とする液晶表示
    パネル。
  2. 平行に設けられた複数の走査線と、前記走査線と直交する方向に設けられた複数の信号線と、複数の前記走査線及び信号線で区画された領域に形成された第1の電極と、前記第1の電極と絶縁膜を介して形成された第2の電極と、前記第2の電極に前記信号線と交差する方向に互いに平行に設けられた複数のスリットと、を有するアレイ基板と、
    カラーフィルタ層を有するカラーフィルタ基板と、
    前記アレイ基板と前記カラーフィルタ基板とにより挟持された液晶層と、を有し、前記第1の電極と前記第2の電極との間に生じる電界によって前記液晶層を駆動する液晶表示パネルにおいて、
    前記複数のスリットは一方端側が開放されており、
    各画素に対応する信号線に沿った方向の前記カラーフィルタ層の中心線は平面視で前記信号線の中心から隣り合う信号線の中心までの距離の中間に位置する中心線から前記スリットの開放端側へずれていることを特徴とする液晶表示パネル。
  3. 前記カラーフィルタ層の中心線は、前記スリットの開放端側へずれている表示中心線と
    一致していることを特徴とする請求項1又は2に記載の液晶表示パネル。
  4. 前記複数のスリットは、前記走査線に対して傾いた方向に設けられていることを特徴と
    する請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  5. 走査線間に走査線と平行にコモン配線が設けられており、前記複数のスリットは前記コ
    モン配線の両側で互いに異なる方向に傾けて設けられていることを特徴とする請求項4に
    記載の液晶表示パネル。
  6. 前記コモン配線の両側に設けられたスリットの数はそれぞれの側で同一であることを特
    徴とする請求項5に記載の液晶表示パネル。
  7. 前記コモン配線に最も近接する両側のスリットの端部は前記コモン配線上で結合されて
    いることを特徴とする請求項5又は6に記載の液晶表示パネル。
  8. 前記複数のスリットは各画素の奇数行と偶数行とでそれぞれ互いに反対方向に傾いてい
    ることを特徴とする請求項3〜7のいずれかに記載の液晶表示パネル。
  9. 前記信号線は、前記走査線と直交する方向にクランク状に設けられており、前記複数の
    第1の電極及び第2の電極はデルタ配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいず
    れかに記載の液晶表示パネル。
  10. 前記カラーフィルタ層は端部が走査線方向に互いに重なっており、前記カラーフィルタ
    の中心は前記カラーフィルタ層が重なっている部分を除いたカラーフィルタ層の中心線で
    あることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の液晶表示パネル。
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