JP4466708B2 - Liquid crystal device - Google Patents
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Description
本発明は、横電界型の液晶動作モードであるFFS(Fringe Field Switching)モードの液晶装置に関するものである。 The present invention relates to an FFS (Fringe Field Switching) mode liquid crystal device which is a horizontal electric field type liquid crystal operation mode.
現在、携帯電話機、携帯情報端末機、PDA(Personal Digital Assistant)等といった電子機器に液晶装置が広く用いられている。この液晶装置において、誘電体膜を介在させて第1電極と第2電極とを1つの基板上に互いに対向させて設けると共に、間隙をおいて平行に配置された複数の線状電極部によって上記の第2電極を形成し、そして第1電極を面状電極によって形成して成るFFSモードの液晶装置が知られている。ここで、スイッチング素子としては、3端子型のスイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)素子が用いられている(例えば、特許文献1参照)。 Currently, liquid crystal devices are widely used in electronic devices such as mobile phones, personal digital assistants, PDAs (Personal Digital Assistants), and the like. In the liquid crystal device, the first electrode and the second electrode are provided on one substrate so as to face each other with a dielectric film interposed therebetween, and the above-described liquid crystal device includes a plurality of linear electrode portions arranged in parallel with a gap. There is known an FFS mode liquid crystal device in which a second electrode is formed and a first electrode is formed by a planar electrode. Here, as the switching element, a TFT (Thin Film Transistor) element which is a three-terminal switching element is used (see, for example, Patent Document 1).
また、アクティブマトリクス方式の液晶装置において、複数の画素を個々にオン(白表示)/オフ(黒表示)駆動するためのスイッチング素子として2端子型のスイッチング素子であるTFD(Thin Film Diode:薄膜ダイオード)素子を用いた液晶装置や、スイッチング素子として3端子型のスイッチング素子であるTFT(Thin Film Transistor:薄膜トランジスタ)素子を用いた液晶装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。 In an active matrix type liquid crystal device, a TFD (Thin Film Diode), which is a two-terminal switching element, is used as a switching element for individually driving a plurality of pixels on (white display) / off (black display). A liquid crystal device using an element and a liquid crystal device using a TFT (Thin Film Transistor) element which is a three-terminal switching element as a switching element are known (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2に開示された液晶装置は縦電界方式の液晶装置であり、シール材を用いて貼り合わされた一対の基板の一方に第1電極が設けられ、他方に第2電極が設けられている。第1電極及び第2電極にはそれぞれ配線が導電接続されて必要な信号が供給される。特許文献2の液晶装置では、第2電極とその第2電極に信号を供給する配線とは異なる基板上に設けられており、それらの第2電極と配線とはシール材の内部に設けられた導通部材を介して導電接続されている。
特許文献1に開示された液晶装置はFFSモードであるので、TN(Twisted Nematic:ツイステッドネマチック)モードに代表される縦電界方式の動作モードと比較して、広視野角及び高コントラストの表示特性を実現できる。
Since the liquid crystal device disclosed in
しかしながら、特許文献1に開示された液晶装置は画素に印加する電圧を制御するためのスイッチング素子として3端子型のスイッチング素子であるTFT素子を用いているので、基板上に形成される要素の構成が複雑であり、製造工程が複雑であり、コストが高くなるという問題があった。
However, since the liquid crystal device disclosed in
そこで発明者は、特許文献2に開示された2端子型のスイッチング素子であるTFD素子を用いて横電界方式の液晶装置の構成を簡単化することを考えた。しかしながら、TFD素子を用いてFFSモードの液晶装置を構成する場合には、縦電界方式の場合とは異なり、複数の第2電極とそれらの第2電極に導電接続される複数の配線とが同一基板上に配設されることになるので、配線の構造によっては配線とその配線に接続されるものとは別の第2電極とが短絡するおそれがある。
Therefore, the inventor has considered simplifying the configuration of a lateral electric field type liquid crystal device by using a TFD element which is a two-terminal switching element disclosed in
このような問題点は、TFD素子を用いる場合に限られず、3端子型のスイッチング素子であるTFT素子を用いた場合にも同様に生じるおそれがある。 Such a problem is not limited to the case where a TFD element is used, and may similarly occur when a TFT element which is a three-terminal switching element is used.
これを解消するためには、それらの配線と第2電極とを電気的に絶縁する構造が必要であるが、この絶縁構造を配線と第2電極とのためだけに特別に設けることにすると、液晶装置の構成を十分に簡単化できないおそれがある。また、そのような特別な絶縁構造を採用すると、基板上における配線と電極の構造に制限が生じ、基板上に形成される要素の構成を簡単化することを阻害するおそれがある。 In order to eliminate this, it is necessary to have a structure that electrically insulates those wirings from the second electrode. However, if this insulation structure is specially provided only for the wiring and the second electrode, There is a possibility that the configuration of the liquid crystal device cannot be simplified sufficiently. In addition, when such a special insulating structure is adopted, the structure of the wiring and the electrode on the substrate is limited, which may hinder the simplification of the configuration of elements formed on the substrate.
本発明は、上記の問題点に鑑みて成されたものであって、横電界モードの液晶装置において、配線とその上に形成される電極との絶縁構造を容易に形成することのできる構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in a lateral electric field mode liquid crystal device, a structure capable of easily forming an insulating structure between a wiring and an electrode formed thereon. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、本発明では、液晶層を挟んで互いに対向する第1基板及び第2基板を有し、複数配列されたサブ画素によって表示領域を構成する液晶装置において、前記第1基板上には、信号線と、該信号線に導電接続したスイッチング素子と、該スイッチング素子に導電接続した第1電極と、前記表示領域の外側領域に形成されて同一方向に複数が並列して延在した配線と、前記第1電極と前記スイッチング素子と前記配線とを覆う誘電体膜と、該誘電体膜上で前記第1電極に対向するとともに間隙を有して並列する複数の線状電極部を備えた第2電極と、を有し、前記第2電極は、前記誘電体膜上において、複数の前記第1電極と平面視で重なり合って、前記信号線の延在方向と交差する方向に延在して前記表示領域の外側領域に向けて導出された帯状電極であり、当該帯状電極は、前記信号線の延在方向で所定の間隔を空けて複数本が並列して設けられており、前記誘電体膜の前記配線及び前記第2電極と平面視で重なる位置には、当該誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホールが設けられ、前記第2電極は前記コンタクトホールを経由して前記配線に導電接続していることを特徴とする。
In order to solve the above problem, the present invention, have a first substrate and a second substrate facing each other across the liquid crystal layer, the liquid crystal device forming the display area by a plurality arranged sub-pixel, the first On the substrate, a signal line, a switching element conductively connected to the signal line, a first electrode conductively connected to the switching element, and a plurality formed in parallel in the same direction are formed in an outer area of the display area. An extended wiring; a dielectric film covering the first electrode , the switching element, and the wiring; and a plurality of linear shapes facing the first electrode on the dielectric film and parallel to each other with a gap A second electrode having an electrode portion , wherein the second electrode overlaps the plurality of first electrodes in plan view on the dielectric film and intersects with the extending direction of the signal line. Outside the display area extending in the direction A strip-shaped electrode led out toward the region, and the strip-shaped electrode is provided in parallel with a predetermined interval in the extending direction of the signal line, and the wiring of the dielectric film and A contact hole in which the dielectric film is removed in the thickness direction is provided at a position overlapping the second electrode in plan view, and the second electrode is conductively connected to the wiring via the contact hole . It is characterized by that.
本発明に係る第1の液晶装置によれば、FFSモード等といった横電界モードの動作モードを実現できる。FFSモードは液晶の光学的性質を基板と平行な電界、いわゆる横電界によって制御するモードであるので、TNモードに代表される縦電界モードの場合に比べて、広視野角及び高コントラストの表示を実現できる。また、本発明を適用した液晶装置は、第2電極を前記誘電体膜上から当該誘電体膜が存在していない領域に向けて導出し、その誘電体膜が存在していない領域で第2電極と前記配線を導電接続する構成とした。従って、本発明によれば、第1電極と第2電極とを電気的に絶縁する誘電体膜を用いて、配線と、その配線に接続されるものとは別の第2電極とを電気的に絶縁することができるので、配線を絶縁する構造を特別に設ける必要がなくなる。その結果、配線と第2電極とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。また、本発明によれば、配線とその配線に導電接続される第2電極とを導電接続するにあたって、誘電体膜が存在しない領域を利用するので、配線と第2電極との導電接続が誘電体膜によって阻害されることを略完全に防止でき、良好な接触性を得ることができる。 According to the first liquid crystal device of the present invention, it is possible to realize a lateral electric field mode operation mode such as an FFS mode. The FFS mode is a mode in which the optical properties of the liquid crystal are controlled by an electric field parallel to the substrate, that is, a so-called lateral electric field. Therefore, the FFS mode displays a wider viewing angle and higher contrast than the vertical electric field mode represented by the TN mode. realizable. In the liquid crystal device to which the present invention is applied, the second electrode is led out from the dielectric film toward the region where the dielectric film is not present, and the second electrode is formed in the region where the dielectric film is not present. The electrode and the wiring were electrically connected. Therefore, according to the present invention, the dielectric film that electrically insulates the first electrode and the second electrode is used to electrically connect the wiring and the second electrode different from the one connected to the wiring. Therefore, it is not necessary to provide a special structure for insulating the wiring. As a result, it is possible to easily form a configuration that electrically insulates the wiring and the second electrode. In addition, according to the present invention, the conductive connection between the wiring and the second electrode is dielectric because the dielectric film does not exist in the conductive connection between the wiring and the second electrode conductively connected to the wiring. Inhibition by the body membrane can be almost completely prevented, and good contact can be obtained.
本発明において、前記第2電極は、前記誘電体膜が存在していない領域で前記配線に導電接続していることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the second electrode is conductively connected to the wiring in a region where the dielectric film does not exist.
本発明において、前記第2電極は、直接、前記配線に導電接続している構成、および前記第2電極は、中継電極を介して前記配線に導電接続している構成を採用することができる。 In the present invention, it is possible to adopt a configuration in which the second electrode is directly conductively connected to the wiring, and a configuration in which the second electrode is conductively connected to the wiring through a relay electrode.
本発明において、前記配線は、平面視で前記誘電体膜の端辺から露出する部分(誘電体膜が存在していない領域で露出する部分)を有しており、前記第2電極は、前記誘電体膜から露出した部分の前記配線に導電接続される構成を採用することができる。 In the present invention, the wiring has a portion exposed from an edge of the dielectric film in a plan view (a portion exposed in a region where no dielectric film is present), and the second electrode includes the second electrode A configuration in which conductive connection is made to the wiring in the portion exposed from the dielectric film can be employed.
本発明では、前記誘電体膜において、前記配線と平面視で重なる位置には、当該誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホール(誘電体膜が存在していない領域)が設けられ、前記第2電極は前記コンタクトホールを経由して前記配線に導電接続されている構成を採用することができる。このような構成を採用した場合も、第1電極と第2電極とを電気的に絶縁する誘電体膜を用いて、配線とその配線に接続されるものとは別の第2電極とを電気的に絶縁することができるので、配線を絶縁する構造を特別に設ける必要がなくなる。その結果、配線と第2電極とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。 In the present invention, in the dielectric film, a contact hole (a region where no dielectric film is present) from which the dielectric film is removed in the thickness direction is provided at a position overlapping the wiring in a plan view. The second electrode may be configured to be conductively connected to the wiring via the contact hole. Even in the case of adopting such a configuration, a dielectric film that electrically insulates the first electrode and the second electrode is used to electrically connect the wiring and the second electrode different from that connected to the wiring. Therefore, it is not necessary to provide a special structure for insulating the wiring. As a result, it is possible to easily form a configuration that electrically insulates the wiring and the second electrode.
本発明にでは、前記誘電体膜において、前記第2電極と平面視で重なる位置には、当該誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホール(誘電体膜が存在していない領域)が設けられ、前記第2電極は前記コンタクトホールを経由して前記配線に導電接続されている構成を採用することができる。 In the present invention, a contact hole (a region where no dielectric film is present) in which the dielectric film is removed in the thickness direction is provided at a position overlapping the second electrode in plan view in the dielectric film. The second electrode can be conductively connected to the wiring via the contact hole.
本発明において、前記スイッチング素子は、例えば、第1導電膜と、該第1導電膜上に設けられた絶縁膜と、該絶縁膜上に設けられた第2導電膜とを有する2端子型スイッチング素子である。このように構成すると、TFT素子等といった3端子型のスイッチング素子を用いた場合と比較して、少ない工程数で容易に製造でき、低コスト化を図ることができる。この場合、前記配線は、前記第1導電膜および前記第2導電膜のうちの一方と同層に形成されていることが好ましい。このように構成すると、配線を形成するに新たな導電膜を追加する必要がないので、少ない工程数で製造でき、低コスト化を図ることができる。 In the present invention, the switching element includes, for example, a first conductive film, an insulating film provided on the first conductive film, and a second terminal switching having a second conductive film provided on the insulating film. It is an element. If comprised in this way, compared with the case where 3 terminal type switching elements, such as a TFT element, are used, it can manufacture easily with few processes and can aim at cost reduction. In this case, it is preferable that the wiring is formed in the same layer as one of the first conductive film and the second conductive film. With such a configuration, it is not necessary to add a new conductive film to form the wiring, so that the manufacturing can be performed with a small number of steps, and the cost can be reduced.
本発明において、前記スイッチング素子は、前記信号線が導電接続するソース領域、チャネル領域、および前記第1電極が導電接続するドレイン領域を備えた半導体層と、前記チャネル領域に対してゲート絶縁層を介して対向するゲート電極とを有する3端子型スイッチング素子である構成を採用してもよい。この場合、前記配線は、前記ゲート電極および前記信号線のうちの一方と同層に形成されていることが好ましい。このように構成すると、配線を形成するに新たな導電膜を追加する必要がないので、少ない工程数で製造でき、低コスト化を図ることができる。 In the present invention, the switching element includes a semiconductor layer having a source region conductively connected to the signal line, a channel region, and a drain region conductively connected to the first electrode, and a gate insulating layer with respect to the channel region. A configuration that is a three-terminal switching element having a gate electrode opposed to each other may be adopted. In this case, it is preferable that the wiring is formed in the same layer as one of the gate electrode and the signal line. With such a configuration, it is not necessary to add a new conductive film to form the wiring, so that the manufacturing can be performed with a small number of steps, and the cost can be reduced.
本発明において、前記信号線は、前記第1基板上に同一方向に複数が並列して延在し、前記第1電極は、前記第1基板上で前記信号線の延在方向および当該信号線の延在方向に交差する方向の各々に沿って複数形成され、前記第2電極は、前記信号線の延在方向と交差する方向に延在して複数の前記第1電極と平面視で重なり合う帯状電極であり、当該帯状電極は、前記信号線の延在方向で所定の間隔を空けて複数本が並列している構成を採用することができる。このような構成を採用すると、第2電極は複数の第1電極に共通した共通電極として機能させることができる。 In the present invention, a plurality of the signal lines extend in parallel in the same direction on the first substrate, and the first electrode includes the extending direction of the signal lines and the signal lines on the first substrate. A plurality of second electrodes extending in a direction intersecting with the extending direction of the signal line and overlapping the plurality of first electrodes in plan view. It is a strip electrode, and the strip electrode can adopt a configuration in which a plurality of strip electrodes are arranged in parallel at a predetermined interval in the extending direction of the signal line. When such a configuration is adopted, the second electrode can function as a common electrode common to the plurality of first electrodes.
この場合、前記第1電極と前記第2電極とが平面視で重なり合うサブ画素が複数配列されている領域によって表示領域が形成され、前記配線は、平面視で前記表示領域の外側領域に形成されていることが好ましい。このような構成を採用すると、複数の第1電極と複数の第2電極を基板上の狭い領域内に効率的に配置できる。 In this case, a display region is formed by a region in which a plurality of subpixels in which the first electrode and the second electrode overlap in a plan view are arranged, and the wiring is formed in a region outside the display region in a plan view. It is preferable. By adopting such a configuration, the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes can be efficiently arranged in a narrow region on the substrate.
本発明において、前記配線は、前記表示領域の外側領域のうち、当該表示領域を間に挟む両側に形成されていることが好ましい。このような構成を採用すると、複数の第1電極と複数の第2電極を基板上の狭い領域内にさらに効率的に配置できる。 In the present invention, it is preferable that the wiring is formed on both sides of the outer area of the display area with the display area interposed therebetween. When such a configuration is adopted, the plurality of first electrodes and the plurality of second electrodes can be more efficiently arranged in a narrow region on the substrate.
本発明において、前記配線は、前記第2電極の延在方向と交差する方向に延在する第1部分と、該第1部分に接続されて前記第2電極と平行な方向に延在する第2部分とを有し、前記第2電極は前記第2部分に導電接続されることが好ましい。 In the present invention, the wiring includes a first portion extending in a direction intersecting with an extending direction of the second electrode, and a first portion connected to the first portion and extending in a direction parallel to the second electrode. Preferably, the second electrode is conductively connected to the second portion.
本発明において、前記第2部分は、前記第1部分から前記表示領域が位置する側と反対側に延在していることが好ましい。この構成によれば、表示領域およびその周辺近傍のみに誘電体膜を形成し、さらに外側に誘電体膜を存在させない構造とするだけで、外側で配線を確実に露出させることができ、その露出した部分において配線と第2電極とを確実に導電接続させることができる。 In the present invention, it is preferable that the second portion extends from the first portion to a side opposite to the side where the display area is located. According to this configuration, the dielectric film is formed only in the display area and the vicinity of the periphery of the display area, and the dielectric film is not present on the outer side, so that the wiring can be reliably exposed on the outer side. In this portion, the wiring and the second electrode can be reliably conductively connected.
本発明において、前記第2部分は、前記第1部分から前記表示領域が位置する側と同一側に延在している構成を採用してもよい。 In the present invention, the second portion may be configured to extend from the first portion to the same side as the side where the display area is located.
本発明では、前記第2部分において、当該第2部分の延在方向と直交する方向の幅W1は、前記第1部分において、当該第1部分の延在方向と直交する方向の幅W0に比べて広いことが好ましい。このような構成を採用すると、第2電極と配線の第1部分とが接触する面積を大きくとることができるので、第2電極と配線をより確実に導電接続させることができる。 In the present invention, in the second portion, the width W1 in the direction perpendicular to the extending direction of the second portion is larger than the width W0 in the direction perpendicular to the extending direction of the first portion in the first portion. And wide is preferable. By adopting such a configuration, an area where the second electrode and the first portion of the wiring come into contact can be increased, so that the second electrode and the wiring can be more reliably conductively connected.
本発明において、前記第2電極は、間隙を有して並列する複数の線状電極部を前記第1電極に対向する領域に有していることが好ましい。このように構成すると、フリンジフィールドを効率よく形成することができる。 In the present invention, the second electrode preferably has a plurality of linear electrode portions arranged in parallel with a gap in a region facing the first electrode. If comprised in this way, a fringe field can be formed efficiently.
この場合、前記第2電極において、前記間隙及び前記線状電極部は、複数の前記サブ画素ごとに形成されることが好ましい。このように構成すると、第2電極の面積を大きく確保できるので配線抵抗を低く維持できる。 In this case, in the second electrode, it is preferable that the gap and the linear electrode portion are formed for each of the plurality of sub-pixels. If comprised in this way, since the area of a 2nd electrode can be ensured large, wiring resistance can be maintained low.
本発明では、前記第2電極において、前記間隙及び前記線状電極部は、複数の前記サブ画素に跨って連続して形成される構成を採用することができる。このような構成を採用すると。間隙及び線状電極部のパターニングを容易にできる。 In the present invention, in the second electrode, a configuration in which the gap and the linear electrode portion are continuously formed across a plurality of the sub-pixels can be employed. When such a configuration is adopted. Patterning of the gap and the linear electrode portion can be facilitated.
本発明において、前記第2電極の前記線状電極部の個々は、その一部分又は全部が平面視で前記第1電極に重なり合う構成を採用することができる。 In the present invention, each of the linear electrode portions of the second electrode can employ a configuration in which a part or all of the linear electrode portions overlaps the first electrode in plan view.
本発明において、前記第1電極は間隙を持たない面状電極である構成を採用することができる。このように構成すると、第2電極の個々の線状電極部はその全部が第1電極に平面視で重なり合うことになり、FFSモードを実現することができる。 In the present invention, the first electrode may be a planar electrode having no gap. If comprised in this way, all the individual linear electrode parts of a 2nd electrode will overlap with a 1st electrode in planar view, and can implement | achieve FFS mode.
ここで、第1電極は面状電極ではなく第2電極と同様に間隙と線状電極部とによって形成してもよい。この場合、第2電極の個々の線状電極部の全部ではなくて一部分が平面視で第1電極に重なり合うことがある。 Here, the first electrode may be formed not by a planar electrode but by a gap and a linear electrode portion in the same manner as the second electrode. In this case, not all of the individual linear electrode portions of the second electrode but a part thereof may overlap the first electrode in plan view.
本発明において、前記第1基板に設けられた第1配向膜及び第1偏光層と、前記第2基板に設けられた第2配向膜及び第2偏光層と、をさらに有し、前記第1配向膜及び前記第2配向膜にはラビングが施され、該ラビングの方向と前記線状電極部の延在方向との成す角度をαとするとき、
5°≦α≦20°
であり、前記第1偏光層の偏光透過軸の延在方向は前記第1配向膜に施されるラビングの方向と平行であり、前記第2配向膜に施されるラビングの方向は前記第1基板側のラビングの方向に対して逆平行であり、前記第2偏光層の偏光透過軸の延在方向は前記第1偏光層の偏光透過軸の延在方向に直交することが好ましい。このような構成を採用すると、FFSモードにおけるオン電圧印加時の液晶分子の配向変化を安定化することができ、しかもその配向変化が生じるしきい値電圧を低減でき、FFSモードにおいて高コントラストの表示を実現できる。
In the present invention, the first alignment film and the first polarizing layer provided on the first substrate, and the second alignment film and the second polarizing layer provided on the second substrate are further included. When the alignment film and the second alignment film are rubbed, and the angle formed by the rubbing direction and the extending direction of the linear electrode portion is α,
5 ° ≦ α ≦ 20 °
The extending direction of the polarization transmission axis of the first polarizing layer is parallel to the rubbing direction applied to the first alignment film, and the rubbing direction applied to the second alignment film is the first direction. It is preferable that the direction of the polarization transmission axis of the second polarizing layer is orthogonal to the direction of the polarization transmission axis of the first polarizing layer, which is antiparallel to the rubbing direction on the substrate side. By adopting such a configuration, it is possible to stabilize the alignment change of liquid crystal molecules when an on-voltage is applied in the FFS mode, and to reduce the threshold voltage at which the alignment change occurs, and to display a high contrast in the FFS mode. Can be realized.
本発明において、前記液晶層は正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いて形成されることが好ましい。ラビングの方向の角度範囲を上記の角度範囲内の角度αに設定した液晶装置は、液晶層に正の誘電異方性を有する液晶を用いることができる。また、FFSモードを実現する際、液晶は正の誘電異方性を有する液晶に代えて、負の誘電異方性を有する液晶を用いることもできる。誘電異方性が正負で異なる場合には、ラビング方向がそれぞれに対して適正な方向に選定される。一般には、適正なラビング方向が両者間で90°異なっている。 In the present invention, the liquid crystal layer is preferably formed using a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy. A liquid crystal device in which the angle range in the rubbing direction is set to an angle α within the above angle range can use a liquid crystal having positive dielectric anisotropy in the liquid crystal layer. In realizing the FFS mode, a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy can be used instead of a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy. When the dielectric anisotropy is different between positive and negative, the rubbing direction is selected as an appropriate direction for each. In general, the proper rubbing direction differs by 90 ° between the two.
本発明を適用した液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピュータなどといった電子機器に用いられる。本発明に係る液晶装置によれば、FFSモード等といった横電界モードの動作モードを実現できるので、広視野角及び高コントラストの表示を実現できる。また、第2電極と配線とを、第1電極と第2電極とを電気的に絶縁する誘電体膜を用いて絶縁することにしたので、配線と第2電極とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。従って、本発明を適用した液晶装置を用いた本発明に係る電子機器においても、低コストで簡単に高品質の表示を実現できる。 A liquid crystal device to which the present invention is applied is used in an electronic device such as a mobile phone or a mobile computer. According to the liquid crystal device according to the present invention, a lateral electric field mode operation mode such as an FFS mode can be realized, and thus a wide viewing angle and high contrast display can be realized. In addition, since the second electrode and the wiring are insulated using a dielectric film that electrically insulates the first electrode and the second electrode, the wiring and the second electrode are electrically insulated. Can be easily formed. Accordingly, even in the electronic apparatus according to the present invention using the liquid crystal device to which the present invention is applied, high-quality display can be easily realized at low cost.
以下、本発明に係る液晶装置を実施形態に基づいて説明する。なお、本発明がこの実施形態に限定されないことはもちろんである。また、これからの説明では必要に応じて図面を参照するが、この図面では、複数の構成要素から成る構造のうち重要な構成要素を分かり易く示すため、各要素を実際とは異なった相対的な寸法で示す場合がある。 Hereinafter, a liquid crystal device according to the present invention will be described based on embodiments. Of course, the present invention is not limited to this embodiment. Further, in the following description, the drawings will be referred to as necessary. In this drawing, in order to show the important components of the structure composed of a plurality of components in an easy-to-understand manner, May be indicated by dimensions.
[液晶装置の第1実施形態]
図1は本発明の一実施形態である液晶装置の平面構造を示している。図2は図1のZB−ZB線に従った液晶装置の行方向Xに沿った断面構造を示している。図1において、左右方向を行方向Xとし、上下方向を列方向Yとしている。図2では、左右方向が行方向Xであり、紙面垂直方向が列方向Yである。行方向Xと列方向Yは互いに直交する方向である。本実施形態において、行方向Xは、後述するサブ画素の短手方向または後述する走査線の延在方向である。一方、列方向Yは、サブ画素の長手方向または後述するデータ線の延在方向である。
[First Embodiment of Liquid Crystal Device]
FIG. 1 shows a planar structure of a liquid crystal device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a cross-sectional structure along the row direction X of the liquid crystal device according to the ZB-ZB line of FIG. In FIG. 1, the horizontal direction is the row direction X, and the vertical direction is the column direction Y. In FIG. 2, the horizontal direction is the row direction X, and the vertical direction on the paper is the column direction Y. The row direction X and the column direction Y are directions orthogonal to each other. In the present embodiment, the row direction X is a short direction of a sub-pixel described later or a scanning line extending direction described later. On the other hand, the column direction Y is the longitudinal direction of the sub-pixel or the extending direction of the data line described later.
図2において、液晶装置1は液晶パネル2及び照明装置3を有する。矢印Aで示す側が観察側であり、照明装置3は観察側と反対側に配置されてバックライトとして作用する。液晶パネル2は互いに対向する素子基板4及びカラーフィルタ基板5を有する。これらの基板は矢印A方向(基板法線方向ということがある)から見て環状すなわち枠状のシール材7によって貼り合わされている。本実施形態では、カラーフィルタ基板5が観察側に配置され、素子基板4が背面側に配置される。
In FIG. 2, the
素子基板4とカラーフィルタ基板5の間には所定(例えば5μm程度)の間隙であるセルギャップが形成され、そのセルギャップ内に液晶が封入されて液晶層6が形成されている。液晶層は正の誘電異方性を有するネマチック液晶によって形成されている。正の誘電異方性を有する液晶は、電界が作用したときに液晶分子の長軸方向が電界方向と平行になるように旋回移動する性質を有している。
A cell gap which is a predetermined gap (for example, about 5 μm) is formed between the
素子基板4は、石英ガラス、プラスチック等といった透光性を有する材料によって形成された第1基板11を有している。第1基板11は基板法線方向から見て図1に示すように列方向Yに長い長方形状に形成されている。第1基板11は正方形状であっても良い。図2において第1基板11の外側の面上に第1偏光板12が設けられている。必要に応じて、第1偏光板12と第1基板11との間に位相差膜を設けても良い。
The
第1基板11の内側(液晶層側)の面上には、2端子型スイッチング素子であるTFD素子13と、TFD素子13に導電接続された信号線としてのセグメントライン14と、第1電極としての島状の画素電極15とが設けられている。TFD素子13は2つのTFD要素を逆極性で直列に接続した、いわゆるバック・ツー・バック(Back-to-Back)構造(詳しくは後述する)として形成されている。セグメントライン14は、Cr(クロム)又はCr合金から成り、例えばフォトエッチング処理によって形成されている。セグメントライン14は複数形成されており、図1に示すように、個々は列方向Yに延びる細い線状であり、それらの複数が行方向Xに所定間隔で互いに平行に形成されている。セグメントライン14は、例えば液晶を駆動するための1つの信号であるデータ信号を伝送する。1本のセグメントライン14に接続される複数のTFD素子13はそのセグメントライン14に沿って間隔を空けて設けられている。
On the inner surface (liquid crystal layer side) of the
図2において、画素電極15は、ITO(Indium Tin Oxide:インジウム・スズ酸化物)、IZO(Indium Zinc Oxide:インジウム亜鉛酸化物)等といった透光性を有する金属酸化物から成り、例えばフォトエッチング処理によって形成されている。画素電極15は複数形成されており、図1に示すように、個々は基板法線方向から見て列方向Yに長い長方形状の島状であり、それらの複数が行方向X及び列方向Yに列状に並ぶ状態に(いわゆる、ドットマトリクス状に)形成されている。
In FIG. 2, a
図2において、第1基板11の両側の側方領域にコモンラインとしての複数の配線17が設けられている。これらの配線17は、いわゆる引回し配線である。これらの配線17は、第1層であるCrの配線上に第2層であるITOの配線を積層することによって形成されている。これらの配線17は、例えばフォトエッチング処理によって形成されている。配線17は、例えば液晶を駆動するための他の信号である走査信号を伝送する。なお、配線17は、Cr又はその他の導電性金属によって単層で形成することもできる。
In FIG. 2, a plurality of
配線17は、図1に示すように列方向Yへ異なった長さで線状に延びる部分17aと、行方向Xへ異なった長さで線状に延びる部分17bとを有する。この配線17の詳細については後述する。
As shown in FIG. 1, the
図2において、TFD素子13、セグメントライン14、画素電極15及び配線17を覆って誘電体膜16が設けられている。誘電体膜16は、例えばSiNx(窒化シリコン)、SiO2(酸化シリコン)等といった窒化膜や酸化膜、その他の有機系の透明樹脂によって形成されている。窒化膜及び酸化膜は無機膜である。誘電体膜16はフォトエッチング処理によって、図1に示すように、全ての画素電極15を覆う状態の長方形状に形成されている。
In FIG. 2, a
図2において、誘電体膜16の上に第2電極としての共通電極18が形成されている。共通電極は複数のサブ画素間にわたって設けられる共通の電極である。共通電極18はITO、IZO等といった透光性を有する金属酸化物から成り、例えばフォトエッチング処理によって形成されている。共通電極18は、図1に示すように複数形成されており、個々は行方向Xに延びる帯状であり、それらの複数が列方向Yに間隔をおいて互いに平行に形成されている。複数の共通電極18は1本ずつ左右へ交互に張り出す状態に形成されている。この張り出した共通電極18の端部が配線17に導電接続される。この共通電極18と配線17との接続構造についての詳細は後述する。
In FIG. 2, a
個々が島状に形成された複数の画素電極15は行方向X及び列方向Yに並べて配置されており、いわゆるドットマトリクス状に配置されている。一方、行方向Xに延びる帯状の共通電極18は行方向Xに並んだ複数の画素電極15と平面視で重なっている。画素電極15と共通電極18とが平面視で重なり合うドット状、すなわち島状の領域は複数の画素電極15と同じくドットマトリクス状、すなわち行列状に並んでいる。これらの個々の島状領域は液晶駆動の制御単位であるサブ画素Pを構成する。そして、ドットマトリクス状に配置された複数のサブ画素Pによって表示領域Vが構成されている。
The plurality of
共通電極18には、FFSモードを実現するために、個々のサブ画素Pに対応して、間隙としての複数のスリット27及びそれらのスリット27の間に形成された複数の線状電極部28とが形成されている。これらのスリット27及び線状電極部28についての詳細は後述する。
In order to realize the FFS mode, the
本実施形態の液晶装置において、例えば、R(赤色)、G(緑色)、B(青色)の3色を用いてカラー表示を行う場合には、個々のサブ画素Pにそれら3色のうちの各1色が割り当てられ、R、G、Bに対応した3つのサブ画素Pによって1つの表示画素が構成され、その表示画素がドットマトリクス状に集まって表示領域Vが構成される。R、G、Bの3色に他の1色(例えば、青緑)を加えて4色でカラー表示を行う場合は、4つのサブ画素Pによって1つの表示画素が構成される。また、白黒2色やその他の任意の2色によって表示を行う場合には、個々のサブ画素Pがそのまま1つの表示画素になる。 In the liquid crystal device of the present embodiment, for example, when color display is performed using three colors of R (red), G (green), and B (blue), each of the three colors is displayed on each sub-pixel P. Each color is assigned, and one display pixel is constituted by three sub-pixels P corresponding to R, G, and B, and the display pixels are gathered in a dot matrix to constitute a display region V. When color display is performed with four colors by adding another color (for example, blue-green) to the three colors R, G, and B, one display pixel is constituted by four sub-pixels P. Further, in the case of performing display with two colors of black and white or any other two colors, each sub pixel P becomes one display pixel as it is.
図2において、共通電極18及び誘電体膜16を覆って第1基板11上に第1配向膜19が設けられている。図1では第1配向膜19の図示を省略している。図2の第1配向膜19は、例えばポリイミドから成り、例えば印刷法や転写法によって所定形状に形成されている。第1配向膜19には、液晶層6内の液晶分子を所望の方向へ配向させるためのラビング処理が施されている。
In FIG. 2, a
次に、素子基板4に対向するカラーフィルタ基板5は、石英ガラス、プラスチック等といった透光性を有する材料によって形成された第2基板22を有している。第2基板22は基板法線方向から見て図1に鎖線で示すように列方向Yに長い長方形状に形成されている。第2基板22は正方形状であっても良い。第2基板22の列方向Yに沿った長さは第1基板11よりも短くなっており、第1基板11は1つの端辺部分において第2基板22の外側へ張り出している。この第1基板11の張出し部分上に駆動用IC21がACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)を用いたCOG(Chip On Glass)技術によって実装されている。第1基板11上に設けたセグメントライン14及び配線17はそれぞれ駆動用IC21の出力端子に導電接続されている。駆動用IC21は、例えばセグメントライン14にデータ信号を供給し、配線17に走査信号を供給する。本実施形態においては、駆動用IC21を3個設け、別個の駆動用IC21によってセグメントライン14と配線17のそれぞれに信号が供給される構成となっている。この構成に代えて、1個の駆動用IC21によってセグメントライン14と配線17の両方に信号を供給することもできる。
Next, the
なお、第1基板11と第2基板12の張出し部以外の3つの辺端は、図1では構造を分かり易く示すために互いに位置がずれた状態で示されているが、実際には、それら3つの辺端は平面視で略一致して重なった状態となっている。
Note that the three edges of the
図2において第2基板22の外側の面上に第2偏光板23が設けられている。必要に応じて、第2偏光板23と第2基板22との間に視角補償用あるいはその他の用途の位相差膜を設けても良い。第2基板22の内側(液晶層側)の面上には、カラーフィルタを構成する着色膜24が設けられ、それらの周囲に遮光膜25が設けられている。着色膜24に括弧書きで付されたR、G、Bの符号は、それらの着色膜がR(赤色)、G(緑色)、B(青色)の各色を透過する特性を有することを示している。本実施形態では着色膜の配列形態としてストライプ配列が採用されており、行方向Xに沿ってR、G、Bの異なる色が交互に並び、列方向YにR、G、Bの同色が並んでいる。しかしながら、着色膜24の色の配列形態はその他の任意の配列、例えばモザイク配列、デルタ配列でも良い。
In FIG. 2, a second
着色膜24は、例えば感光性樹脂に顔料や染料を混合させて成る樹脂材料から成り、例えばフォトリソグラフィ処理によって所定の配列のパターンに形成されている。遮光膜25は、遮光性の樹脂材料、遮光性の金属材料、又は色の異なる着色膜24を2色又は3色重ねることによって形成されている。
The
着色膜24及び遮光膜25の上にオーバーコート層29が設けられている。オーバーコート層29は着色膜24の層の平坦化及び液晶層6の保護のため等に用いられる。オーバーコート層29は、例えばアクリル系有機樹脂膜や、シリコン酸化膜等といった無機膜等を印刷することによって形成されている。そして、オーバーコート層29の上に第2配向膜30が設けられている。第2配向膜30は、例えばポリイミドから成り、例えば印刷法や転写法によって所定形状に形成されている。第2配向膜30には、液晶層6内の液晶分子を所望の方向へ配向させるためのラビング処理が施される。
An
素子基板4上の第1配向膜19に対して行われるラビングの方向と、カラーフィルタ基板5上の第2配向膜30に対して行われるラビングの方向は逆平行(アンチパラレル)の関係にあり、これらのラビングによって配向性を持ったそれらの配向膜により、液晶層6はホモジニアス配向に配向する。ホモジニアス配向は、周知の通り、基板に対してプレチルトを持った略平行の配向である。
The direction of rubbing performed on the
次に、1つのサブ画素P及びその周辺の構成を図3及び図4に基づいて説明する。図3(a)は図1の素子基板4において第1基板11上に誘電体膜16を形成する前の段階の平面構造を示している。図3(b)は第1基板11上に帯状の共通電極18を形成した段階の平面構造を示している。図4(a)は、図3(a)のTFD素子を拡大して示している。図4(b)は、図4(a)のZD−ZD線に従った断面構造を示している。
Next, the configuration of one subpixel P and its periphery will be described with reference to FIGS. FIG. 3A shows a planar structure at a stage before the
図3(a)において、個々のサブ画素Pの隅部にスイッチング素子としての薄膜ダイオードであるTFD素子13が設けられている。TFD素子13は図4(a)に示すように2つのTFD要素13a及び13bを直列に接続して成る、いわゆるバック・ツー・バック構造に形成されている。TFD素子13は、もちろん、バック・ツー・バック構造でなく1つのTFD要素によって形成することもできる。個々のTFD要素13a、13bは、図4(b)に示すように、第1基板11上に形成された第1導電膜32と、第1導電膜32上に形成された絶縁膜33と、絶縁膜33上に形成された第2導電膜34a、34bとによって形成されている。
In FIG. 3A, a
第1導電膜32は、例えばTa(タンタル)又はTa合金から成り、例えばフォトエッチング処理によって島状に形成されている。絶縁膜33は、例えば陽極酸化処理によってTaOx(酸化タンタル)として形成されている。第2導電膜34a、34bは、例えばCrによってセグメントライン14をフォトエッチング処理によって形成する際に同時に形成される。第1TFD要素13aと第2TFD要素13bは電気的には逆極性のダイオード素子であり、これらを直列に接続することにより、安定した電圧− 電流特性が得られるようになっている。第1TFD要素13aの入力端子である第2導電膜34aはセグメントライン14から一体的に延びている。第2TFD要素13bの出力端子である第2導電膜34bは画素電極15に導電接続されている。画素電極15はサブ画素Pの領域内で面状に形成されている。
The first
図3(b)において、画素電極15上に重ねて形成された帯状の共通電極18は、個々のサブ画素Pに対応して間隙としての複数のスリット27と、これらのスリット27の間に形成された複数の線状電極部28とを有している。複数のスリット27及び複数の線状電極部28は互いに平行に形成されている。スリット27の延在方向(従って線状電極部28の延在方向)とサブ画素Pの短手方向(行方向X)との成す角βは、例えば
5°≦β≦20°
の範囲内の角度に設定することができる。
In FIG. 3B, the strip-shaped
Can be set to an angle within the range.
図5は、図3(b)におけるZE線に従った断面構造を示している。図5において、画素電極15は面状電極として形成されているので、共通電極18の線状電極部28はその幅全域が平面視で画素電極15に重なり合っている。線状電極部28と画素電極15が平面視で重なり合った部分の誘電体膜16には静電容量が形成される。画素電極15と共通電極18との間にしきい値電圧以上の電圧が印加されると、TFD素子13がオン状態になり、画素電極15と共通電極18の線状電極部28との間に電界Eが形成される。電界Eが生じると、液晶層6を形成する正の誘電異方性の液晶の液晶分子6aの長軸がその電界方向と平行になるように基板と平行の面内で旋回移動して配向が変化する。この液晶分子6aの旋回移動により、液晶層6を通過する偏光が変調される。本実施形態における液晶分子6aの配向制御は上記の通りに基板と平行の面内で行われるので、TNモード等のような基板垂直方向での配向制御に比べて、広視野角及び高コントラストの表示を行うことができる。
FIG. 5 shows a cross-sectional structure according to the ZE line in FIG. In FIG. 5, since the
横電界モードとしてFFSモードの他にIPS(In-Plain Switching)モードが知られている。IPSモードの場合には、図5において、画素電極15が面状電極ではなく共通電極18と同様な線状電極又は枠状電極として形成される。そして、共通電極18の線状電極部28が画素電極15と平面視で重なり合うことなく、共通電極18の線状電極部28と画素電極15の線状電極部分又は枠状電極部分との間に平面視で大きな間隔が形成される構造となっている。この構成のため、IPSモードの場合には、画素電極と共通電極との間に横電界を発生させることはできるが、共通電極の直上領域に十分な強度の電界を形成することができなかった。これに対し、FFSモードの場合には、共通電極18の線状電極部28が画素電極15に平面視で重なっているので、線状電極部28の直上領域にも十分な強度の電界を形成することができ、該領域を表示領域として十分に活用できる。このため、本実施形態のFFSモードによれば、IPSモードの場合に比べて、より一層の広視野角化、より一層の高コントラスト化、より一層の高透過率化を得ることができる。
In addition to the FFS mode, an IPS (In-Plain Switching) mode is known as the transverse electric field mode. In the case of the IPS mode, in FIG. 5, the
次に、図2の素子基板4上の第1偏光板12及び第1配向膜19、並びにカラーフィルタ基板5上の第2偏光板23及び第2配向膜30の光軸関係について、図6に基づいて説明する。図6(a)において、符号R1で示す矢印は素子基板4側の第1配向膜19(図2参照)に対して行われるラビングの方向を示している。このラビング方向R1はサブ画素Pの短手方向(行方向X)に対して平行に設定されている。
Next, the optical axis relationship between the first
そして、素子基板4上の共通電極18内に形成されたスリット27の延在方向(従って線状電極部28の延在方向)とラビング方向R1との成す角度αは、例えば
5°≦α≦20°
の範囲内の任意の角度に設定することができる。図3(b)においてスリット27の延在方向とサブ画素Pの短手方向(行方向X)との成す角βが、例えば
5°≦β≦20°
の範囲内の角度に設定できることは既述したが、サブ画素Pの短手方向(行方向X)に対するスリット27の成す角度βと、スリット27に対するラビング方向R1の成す角度αとが等しければ、ラビング方向R1はサブ画素Pの短手方向と同じ方向である。α≠βであれば、ラビング方向R1はサブ画素Pの短手方向に対してずれた方向となる。
The angle α formed between the extending direction of the
Can be set to any angle within the range. In FIG. 3B, an angle β formed between the extending direction of the
As described above, the angle β formed by the
スリット27に対するラビング方向R1の成す角度αを、5°≦α≦20°に設定すれば、FFSモードにおけるオン電圧印加時の液晶分子の配向変化を安定化することができ、しかもその配向変化が生じるしきい値電圧を低減できる。
If the angle α formed by the rubbing direction R1 with respect to the
図7は偏光板の透過軸とラビング方向との関係を図式的に描いている。図7に示すように、素子基板4に対向するカラーフィルタ基板5上の第2配向膜30(図2参照)に対して行われるラビングの方向は、符号R2で示すように素子基板4側のラビング方向R1に対して逆平行である。そして、素子基板4側の第1偏光板12の偏光透過軸212は素子基板4側のラビング方向R1と平行であり、カラーフィルタ基板5側の第2偏光板23の偏光透過軸223は素子基板4側の偏光透過軸212に直交している。以上の光軸関係の設定により、FFSモードによる白表示と黒表示の切り替えを安定して実現できる。
FIG. 7 schematically shows the relationship between the transmission axis of the polarizing plate and the rubbing direction. As shown in FIG. 7, the rubbing direction performed on the second alignment film 30 (see FIG. 2) on the
図6(a)は画素電極15と共通電極18との間にTFD素子のしきい値電圧以下の電圧であるオフ電圧を印加した黒表示の状態を示している。このオフ電圧印加時、液晶分子6aはその長軸がラビング方向R1と平行である初期配向状態にある。画素電極15と共通電極18との間にTFD素子のしきい値電圧以上の電圧であるオン電圧が印加されて白表示の状態になると、図6(b)において、スリット27の延在方向(従って、線状電極部28の延在方向)に対して直角の方向に基板と平行な電界、いわゆる横電界が発生する。また、本実施形態では、共通電極18の線状電極部28と画素電極15とが平面視で重なり合う位置関係になっているので、スリット27と線状電極部28との境界部分において基板に対して垂直方向の電界(いわゆる横斜め電界、放物線電界等と呼ばれる電界)が発生する。このような基板垂直方向の電界が発生する領域が、いわゆるフリンジフィールドと呼ばれている。正の誘電異方性を有する液晶の液晶分子6aはその長軸が電界方向と同じ方向を向くように、基板と平行な平面内で旋回移動して配向が変化する。
FIG. 6A shows a black display state in which an off voltage, which is a voltage equal to or lower than the threshold voltage of the TFD element, is applied between the
以上に説明した本実施形態の液晶装置によれば、図2において照明装置3から液晶パネル2へ供給された面状の光は第1偏光板12によって偏光された状態で液晶層6へ供給される。そして、図1の駆動用IC21からの走査信号とデータ信号とによって図2の液晶層6に印加する電圧をサブ画素Pごとに制御することにより、液晶層6内の液晶分子6a(図6参照)の配向をサブ画素Pごとに制御し、液晶層6を通過する照明装置3からの光をサブ画素Pごとに変調する。こうして変調された光が第2偏光板23へ供給され、第2偏光板23で吸収されずに当該偏光板を透過した偏光によって図1の表示領域V内に画像が表示される。こうして透過型の表示が行われる。
According to the liquid crystal device of the present embodiment described above, the planar light supplied from the
以上のように構成された本実施形態の液晶装置は、図2に示すように、画素電極15と共通電極18の両電極が1つの基板である素子基板4上に設けられる構成の横電界型の液晶装置であるので、液晶分子は基板に対して平行な面内で配向制御される。このため、本実施形態の液晶装置によれば、TN型に代表される縦電界型の液晶装置に比べて、広視野角及び高コントラストの表示を実現できる。
As shown in FIG. 2, the liquid crystal device of the present embodiment configured as described above has a lateral electric field type in which both the
さらに、本実施形態の液晶装置は、図3(a)及び図3(b)に示すように、共通電極18の線状電極部28が画素電極15に平面視で重なり合う構造のFFSモードの液晶装置であるので、線状電極部28の直上領域にも十分な電界を形成することができる。このため、線状電極部28の直上領域に十分な電界を形成することができないIPSモードに比べて、本実施形態の液晶装置は、より一層広視野角で、より一層高透過率の表示を実現できる。
Further, as shown in FIGS. 3A and 3B, the liquid crystal device according to the present embodiment is an FFS mode liquid crystal having a structure in which the
本実施形態の液晶装置1によれば、TFD素子13をスイッチング素子として用いてFFSモードの動作モードを実現できる。従来、スイッチング素子としてTFT素子に代表される3端子型スイッチング素子を用いる液晶装置が知られているが、3端子型スイッチング素子を用いた液晶装置は構成が複雑であり、その製造にあたって多くの工数を必要とし、コストアップは避けられない。これに対し、スイッチング素子としてTFD素子を用いた本実施形態の液晶装置1は少ない工数で容易に低コストで製造できる。
According to the
このように本実施形態の液晶装置1は低コストで簡単に製造できるにも関らず、その動作モードはFFSモード(すなわち、基板と平行な電界、いわゆる横電界によって液晶分子の配向を制御するモード)であるので、TNモードに代表される縦電界モードの場合に比べて、広視野角及び高コントラストの表示を実現できる。
As described above, although the
次に、図1に示す第1基板11上における誘電体膜16、配線17及び共通電極18の構成について詳しく説明する。
Next, the configuration of the
まず、配線17の構成について説明する。各配線17は、共通電極18と平面視で交差する方向(列方向Y)に線状に延びる第1部分としての線状部分17aと、当該線状部分17aから略直角に曲げて設けられ、共通電極18と平面視で平行の方向に延在する第2部分としての面状部分17bとを有する。線状部分17aのシール材7よりも外側の端部は駆動用IC21の出力端子(図示せず)に、例えばACF等といった接着材によって導電接続されている。この線状部分17aは、駆動用IC21から各共通電極18までの間に設けられている。また、線状部分17aは、表示領域Vの外側の領域(いわゆる額縁領域)に配設されている。線状部分17aは駆動用IC21と共通電極18を接続するための引回し配線である。
First, the configuration of the
一方、面状部分17bは、線状部分17aを挟んで表示領域Vの反対側へ向けて行方向Xに延在する部分である。すなわち、線状部分17aから基板11の端辺11b又は11cへ向けて延在する部分である。各面状部分17bは、それぞれが共通電極18に平面視で重なる位置に配設されている。この面状部分17bは、共通電極18に導電接続される部分である。線状部分17a及び面状部分17bの一方又は両方は、Cr単体、Cr合金、Al(アルミニウム)単体、Al合金又は他の導電性金属材料によって単層に形成できる。また、その上にITO、IZO又は他の金属酸化物を積層しても良い。
On the other hand, the
本実施形態において、配線17の面状部分17bは線状部分17aに比べて太く形成されている。すなわち、面状部分17bの延在方向に直交する方向(列方向Y)の当該面状部分17bの幅W1は、線状部分17aの延在方向に直交する方向(行方向X)の当該線状部分17aの幅W0に比べて大きく形成されている(W0<W1)。面状部分17bは共通電極18と導電接続される部分であり、この面状部分17bの幅W1を大きくすることにより、共通電極18との接触面積を大きくとることができる。その結果、配線17と共通電極18とを確実に接触させることができる。一方、線状部分17aは、表示領域Vの外側領域に引回される配線である。この線状部分17aの幅W0を小さくすることにより、外側領域を狭くできるので、液晶パネル2を小さく形成して液晶装置の小型化に寄与できる。また、表示領域Vを大きく形成して液晶装置の大画面化に寄与できる。
In the present embodiment, the
次に、誘電体膜16、配線17及び共通電極18の相互の構造について説明する。複数の配線17上には、図2に示すように、誘電体膜16が設けられている。すなわち、配線17は誘電体膜16によって覆われている。この誘電体膜16は、画素電極15と共通電極18の間に設けられてそれらの電極15と電極18とを電気的に絶縁する膜である。この誘電体膜16を配線17上まで延在させることにより、配線17を覆っている。誘電体膜16は、行方向Xに関して、面状部分17bの途中まで延在しているため、誘電体膜16が存在していない領域がある。従って、誘電体膜16が存在していない領域では、面状部分17bの一部が誘電体膜16の端辺から露出している。
Next, the mutual structure of the
なお、誘電体膜16は、図1に示すように、シール材7より内側の領域に形成されており、線状部分17aのうちシール材7の外側に延びる部分(すなわち、第1基板11の張出し部上に延びる部分)は誘電体膜16から露出している。
As shown in FIG. 1, the
誘電体膜16上において行方向Xに帯状に形成された共通電極18は、それぞれが面状部分17bに平面視で重なる部分において誘電体膜16の端辺から外側に延出している。すなわち、共通電極18は誘電体膜16上から当該誘電体膜16が形成されていない領域に向けて導出されている。このように共通電極18の延出した部分が、図2に示すように、誘電体膜16が形成されていない領域において、誘電体膜16の端辺から露出した配線17の面状部分17b上に載って接触する。これにより、共通電極18と配線17とが導電接続する。
The
TFD素子を用いたFFSモードの液晶装置では、図1に示すように、複数の共通電極18とそれらの共通電極18に導電接続される複数の配線17とが同じ基板11上に配設されている。この構成において、列方向Yに延びる線状部分17aと行方向Xに延びる共通電極18とが平面視で重なる部分(例えば、図1において斜線で示す部分)が生じる。この部分は、複数の配線17と複数の共通電極18のうち、互いに導電接続されないもの同士が交差する部分であり、電気的に絶縁する必要がある。
In an FFS mode liquid crystal device using a TFD element, as shown in FIG. 1, a plurality of
本実施形態では、図2に示すように、画素電極15と共通電極18とを電気的に絶縁する誘電体膜16によって配線17を覆う構成とした。これにより、当該誘電体膜16を用いて、配線17とその配線17に接続されるものとは別の共通電極18とを電気的に絶縁することができるので、配線17を絶縁する構造を特別に設ける必要がなくなる。その結果、配線17と共通電極18とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、配線17の面状部分17bの一部を誘電体膜16の端辺から露出させ、その露出した部分に共通電極18が載って接触する構成とした。こうすれば、誘電体膜16の外側で面状部分17bと共通電極18とが確実に接触できるので、それらの間に誘電体膜が介在することなく、配線17と共通電極18とを確実に導電接続できる。
In addition, a part of the
[液晶装置の第2実施形態]
次に、本発明に係る液晶装置の第2の実施形態を説明する。図8は、本発明に係る液晶装置の第2の実施形態を示す図であり、液晶装置の観察側から見た平面図である。図9は、図8のZI− ZI線に従った断面構造を示す図である。図8及び図9において、図1及び図2に示した液晶装置1と同じ構成要素は同じ符号を付して示すことにしてそれらについての説明は省略する。
[Second Embodiment of Liquid Crystal Device]
Next, a second embodiment of the liquid crystal device according to the present invention will be described. FIG. 8 is a diagram showing a second embodiment of the liquid crystal device according to the present invention, and is a plan view seen from the observation side of the liquid crystal device. FIG. 9 is a diagram showing a cross-sectional structure according to the ZI-ZI line of FIG. 8 and 9, the same components as those of the
図1に示した第1実施形態に係る液晶装置1では、素子基板4の構成要素である第1基板11上において、配線である配線17を誘電体膜16で覆い、配線17の一部を誘電体膜16の端辺から露出させ、その露出した部分において第2電極としての帯状の共通電極18と導電接続する構成としている。これに対して本実施形態では、共通電極とコモンラインとの接続構造に改変を加えている。
In the
図8において、誘電体膜16が全ての画素電極15及び全ての配線17を覆うことは、図1に示す実施形態と同じである。図8の実施形態が図1の実施形態と異なっているのは、図1では面状部分17bの一部が誘電体膜16の端辺から露出しているのに対し、図8では面状部分17bの全体が誘電体膜16で覆われていることである。
In FIG. 8, the
誘電体膜16の各面状部分17aに平面視で重なる部分には、コンタクトホール46(誘電体膜が存在していない領域)が形成されている。このコンタクトホール46は、図9に示すように、誘電体膜16の厚み方向(図の上下方向)に貫通する穴である。従って、面状部分17bの表面はコンタクトホール46において誘電体膜16から露出している。なお、図8に示すコンタクトホール46は平面形状が矩形状であるが、これに代えて円形状としても良い。
Contact holes 46 (regions where no dielectric film is present) are formed in portions that overlap each
このように、コンタクトホール46が形成された誘電体膜16上に、共通電極18が形成されている。共通電極18は、行方向Xに帯状に形成されており、その端部が面状部分17bに平面視で重なっている。この共通電極18は、図9に示すように、コンタクトホール46の内側にも形成され、そのコンタクトホール46の底部で配線17の面状部分17b上に載って接触することにより、配線17と導電接続されている。
Thus, the
本実施形態においても、図8に示すように、画素電極15と共通電極18とを電気的に絶縁する誘電体膜16によって配線17を覆う構成としたことにより、当該誘電体膜16を用いて、配線17とその配線17に接続されるものとは別の共通電極18とを電気的に絶縁することができる。具体的には、配線17の線状部分17aと共通電極18とが平面的に重なる部分(図の斜線部分)を誘電体膜16によって絶縁することができる。従って、配線17を絶縁する構造を特別に設ける必要がなくなる。その結果、配線17と共通電極18とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 8, the
また、配線17の面状部分17bに平面視で重なる部分の誘電体膜16にコンタクトホール46を形成し、そのコンタクトホール46を介して共通電極18と配線17の面状部分17bとを導電接続する構成とした。こうすれば、配線17の線状部分17aと共通電極18とが平面的に重なる部分(図の斜線部分)を絶縁しつつ、コンタクトホール46において面状部分17bと共通電極18とが接触できるので、配線17と共通電極18とを確実に導電接続できる。
Further, a
液晶装置において導電接続をするために設けられるコンタクトホールは、一般に、面状部分の幅に対して小さい幅に形成される。しかしながら、本実施形態では、コンタクトホール46を、面状部分17bの延在方向に直交する方向(列方向Y)の幅W1と略同じであって、できるだけ幅W1に近くなるように大きく形成している。また、コンタクトホール46の幅は、面状部分17bの幅W1と全く同じ幅にすることもできるし、場合によっては幅W1より広くすることもできる。いずれの場合においても、共通電極18と面状部分17bとが接触する面積を大きくできるので、それらの接触性を良好にできる。なお、コンタクトホール46は、共通電極18と面状部分17bとの接触性を阻害することがない程度に面状部分17bの幅W1より小さい幅に形成することもできる。
A contact hole provided for conducting a conductive connection in a liquid crystal device is generally formed with a width smaller than the width of the planar portion. However, in the present embodiment, the
[液晶装置の第3実施形態]
上記の第1実施形態および第2実施形態では、スイッチング素子として二端子素子を用いたが、以下に説明する第3実施形態では、スイッチング素子として薄膜トランジスタ(三端子素子)を用いた例を説明する。なお、本形態の基本的な構成は、第1実施形態と同様であるため、可能な限り、共通する部分には同一の符号を付して説明する。また、薄膜トランジスタを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。
[Third Embodiment of Liquid Crystal Device]
In the first and second embodiments described above, a two-terminal element is used as a switching element. In the third embodiment described below, an example in which a thin film transistor (three-terminal element) is used as a switching element will be described. . In addition, since the basic structure of this form is the same as that of 1st Embodiment, it attaches | subjects and demonstrates the same code | symbol to a common part as much as possible. In addition, when the direction of the current flowing through the thin film transistor is reversed, the source and the drain are interchanged. In the following description, for convenience, the side to which the pixel electrode is connected is referred to as the drain, and the side to which the data line is connected is the source. Will be described.
(全体構成)
図10は、本発明を適用した液晶装置1に用いた素子基板4の表示領域Vの電気的な構成を示す等価回路図である。図10に示すように、液晶装置1の表示領域Vには複数のサブ画素Pがマトリクス状に形成されている。複数のサブ画素Pの各々には、第1電極としての画素電極15、および画素電極15を制御するための画素スイッチング用の薄膜トランジスタ80が形成されており、データ信号(画像信号)を線順次で供給するデータ線8aが薄膜トランジスタ80のソースに導電接続されている。薄膜トランジスタ80のゲートには走査線9aが導電接続されている。画素電極15は、薄膜トランジスタ80のドレインに導電接続されており、薄膜トランジスタ80を一定期間だけそのオン状態とすることにより、データ線8aから供給されるデータ信号を各サブ画素Pに所定のタイミングで書き込む。このようにして画素電極15を介して、液晶6に書き込まれた所定レベルの画素信号は、素子基板4に形成された第2電極としての共通電極18との間で一定期間保持される。ここで、画素電極15と共通電極18との間には保持容量60が形成されており、画素電極15の電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも3桁も長い時間だけ保持される。これにより、電荷の保持特性は改善され、コントラスト比の高い表示を行うことのできる液晶装置1が実現できる。
(overall structure)
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram showing an electrical configuration of the display region V of the
(各画素の詳細な構成)
図11は、本発明を適用した液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図である。図12(a)、(b)は、本形態の液晶装置のサブ画素1つ分の断面図、および共通電極と配線との接続部分の構造を示す断面図である。図12(a)は、図11のA−A′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図に相当し、図12(b)は、図11のB−B′線に相当する位置で液晶装置を切断したときの断面図に相当する。
(Detailed configuration of each pixel)
FIG. 11 is a plan view showing a plurality of sub-pixels extracted from the element substrate used in the
図11および図12(a)に示すように、素子基板4上には、マトリクス状にITO膜からなる複数の透明な画素電極15(第1電極)が各サブ画素P毎に形成され、画素電極15の縦横の境界領域に沿ってデータ線8aおよび走査線9aが形成されている。画素電極15は、間隙を持たない面状電極である。
As shown in FIGS. 11 and 12A, a plurality of transparent pixel electrodes 15 (first electrodes) made of an ITO film in a matrix are formed on the
また、素子基板4の表示領域Vには、走査線9aの延在方向に延びたITO膜からなる帯状の共通電極18が形成されており、かかる共通電極18は、データ線8aが延びている方向に複数、並列している。共通電極18には、スリット27(間隙)が複数、形成されており、複数のスリット27の各間に線状電極部28が形成されている。本形態において、複数のスリット27および線状電極部28は、走査線9aの延設方向に対して斜めに延びており、複数のスリット27同士、および線状電極部28同士は互いに平行に延びている。スリット27の延在方向(線状電極部28の延在方向)とサブ画素Pの短手方向(行方向X)との成す角βは、例えば
5°≦β≦20°
の範囲内の角度に設定することができる。なお、素子基板4に対向するカラーフィルタ基板5上の第2配向膜30に対して行われるラビングの方向は、素子基板4側の第1配向膜19に対して行われるラビング方向に対して逆平行である。なお、図示を省略するが、素子基板4側の第1偏光板の偏光透過軸は素子基板4側の第1配向膜19に対するラビング方向と平行であり、カラーフィルタ基板5側の第2偏光板の偏光透過軸は素子基板4側の偏光透過軸に直交している。
A strip-shaped
Can be set to an angle within the range. The rubbing direction performed on the
図12(a)に示す素子基板4の基体は、石英基板や耐熱性のガラス基板などの第1基板11からなり、カラーフィルタ基板5の基体は、石英基板や耐熱性のガラス基板などの第2基板22からなる。本形態では、第1基板11および第2基板22のいずれについてもガラス基板が用いられている。カラーフィルタ基板5では、第2基板22にカラーフィルタ24およびオーバーコート層29が形成されている。
The substrate of the
素子基板4には、第1基板11の表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜11aが形成されているとともに、その表面側において、各画素電極15と重なる位置にトップゲート構造の薄膜トランジスタ80が形成されている。図11および図12(a)に示すように、薄膜トランジスタ80は、島状の半導体膜84に対して、チャネル領域84a、ソース領域84b、ドレイン領域84cが形成された構造を備えており、チャネル領域84aの両側に低濃度領域を備えたLDD(Lightly Doped Drain)構造を有するように形成されることもある。本形態において、半導体膜84は、アモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプアニールなどにより多結晶化されたポリシリコン膜である。
In the
半導体膜84の上層には、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜からなるゲート絶縁膜81が形成され、ゲート絶縁膜81の上層には、チャネル領域84aと対向するように、走査線9aの一部がゲート電極として重なっている。本形態では、ゲート電極は、チャネル方向における2箇所に形成されたツインゲート構造を有する場合がある。
A
ゲート電極(走査線9a)の上層にはシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、あるいはそれらの積層膜からなる層間絶縁膜82が形成されている。層間絶縁膜82の表面にはデータ線8aが形成され、このデータ線8aは、層間絶縁膜82に形成されたコンタクトホール47aを介してソース領域84bに導電接続している。また、層間絶縁膜82の表面にはドレイン電極8bが形成されており、ドレイン電極8bは、データ線8aと同時形成された導電膜である。
Over the gate electrode (scanning
データ線8aおよびドレイン電極8bの上層側には、層間絶縁膜83が形成されている。本形態において、層間絶縁膜83は、厚さが1.5〜2.0μmの厚い感光性樹脂からなる平坦化膜として形成されている。
An interlayer insulating
層間絶縁膜83の表面にはITO膜からなる画素電極15が島状に形成されている。画素電極15は、層間絶縁膜83に形成されたコンタクトホール48を介してドレイン電極8bに導電接続し、このドレイン電極8bは、層間絶縁膜82およびゲート絶縁膜81に形成されたコンタクトホール47bを介してドレイン領域84cに導電接続している。
画素電極15の表面には誘電体膜16が形成されている。本形態において、誘電体膜16は、膜厚が400nm以下のシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜からなる。
A
誘電体膜16の上層には、ITO膜からなる共通電極18が形成されている。共通電極18は、画素電極15に対する対向電極と機能し、画素電極15と共通電極18との間に形成された電界によって液晶層6を駆動することができる。また、共通電極18は、画素電極15に対して誘電体膜16を介して対向し、保持容量60が形成されている。
A
(共通電極18と配線との導電接続構造)
本形態の液晶装置1において、複数の走査線9aは、表示領域Vの外側領域で走査線駆動回路(図示せず)まで引き回されている。また、外側領域Wには、共通電極18と導電接続される複数の配線17が引き回されている。図11および図12(b)に示す例では、共通電極18に対する複数の配線17は、表示領域Vの外側領域Wで走査線9aの引き回し配線9eよりもさらに外側で引き回されている。
(Conductive connection structure between
In the
配線17は、共通電極18の延在方向と交差する方向に延在する第1部分としての線状部分17aと、線状部分17aに接続されて共通電極18が延在する方向に延在する第2部分としての面状部分17bを有している。本形態では、面状部分17bは、線状部分17aから表示領域Vが位置する側と同一側に延在している。また、面状部分17bにおいて、面状部分17bの延在方向と直交する方向の幅W1は、線状部分17aにおいて、線状部分17aの延在方向と直交する方向の幅W0に比べて広くなっている。
The
ここで、配線17は、走査線9aと同時形成された導電膜であり、ゲート絶縁層81と層間絶縁膜82との層間に形成されている。
Here, the
このように構成した液晶装置1において、共通電極18と配線17とを導電接続するにあたって、本形態では、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16において、配線17と重なる位置にコンタクトホール49(誘電体膜が存在していない領域)が形成されており、かかるコンタクトホール49の底部では配線17が露出している。従って、本形態では、共通電極18をコンタクトホール49と重なる位置まで導出し、コンタクトホール49を経由して、共通電極18と配線17とを導電接続している。その際、共通電極18と走査線9aの引き回し配線9eが交差することになるが、共通電極18と走査線9aの引き回し配線9eとの間には、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16が介在するので、短絡することがない。
In the
また、共通電極18は、他の共通電極18と導電接続する配線17と交差するが、共通電極18と配線17との間にも、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16が介在するので、短絡することがない。
Further, the
このように、本形態によれば、共通電極18の絶縁分離に誘電体膜19を利用したので、絶縁膜を追加しなくてもよい。また、本形態では、複数の共通電極18の各々に配線17を接続したため、複数の共通電極18において異なる信号を供給する駆動方式を採用することができる。
As described above, according to this embodiment, since the
また、複数の共通電極18を共通の配線17に導電接続した構造を採用することもでき、この場合も、共通電極18と配線17との導電接続には、図11および図12(b)に示す構造を採用すればよい。
Further, a structure in which a plurality of
なお、上記の説明では、便宜上、表示領域Vの外側領域Wの一方のみで共通電極18と配線17との導電接続を行なった例を説明したが、表示領域Vの外側領域Wのうち、表示領域Vを挟む両側を利用して共通電極18と配線17との導電接続を行なってもよい。
In the above description, for the sake of convenience, the example in which the conductive connection between the
[液晶装置の第4実施形態]
図13(a)、(b)は各々、本発明の第4実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図、および共通電極と配線との接続部分の構造を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第3実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明するとともに、サブ画素Pの構成は、図12(a)などを参照して説明する。
[Fourth Embodiment of Liquid Crystal Device]
FIGS. 13A and 13B are plan views showing a plurality of subpixels extracted from the element substrate used in the
図13(a)、(b)に示すように、本形態の液晶装置1においても、第3実施形態と同様、外側領域Wには、共通電極18と導電接続される複数の配線17が引き回されている。また、ここに示す例では、共通電極18に対する複数の配線17は、表示領域Vの外側領域Wで走査線9aの引き回し配線9eよりもさらに外側で引き回されている。配線17は、共通電極18の延在方向と交差する方向に延在する第1部分としての線状部分17aと、線状部分17aに接続されて共通電極18が延在する方向に延在する第2部分としての面状部分17bを有している。本形態では、面状部分17bは、線状部分17aから表示領域Vが位置する側と同一側に延在している。
As shown in FIGS. 13A and 13B, also in the
ここで、配線17は、図12(a)を参照して説明したデータ8aと同時形成された導電膜であり、層間絶縁膜82と層間絶縁膜83との層間に形成されている。
Here, the
このように構成した液晶装置1において、共通電極18と配線17とを導電接続するにあたって、本形態では、層間絶縁膜83および誘電体膜16において、配線17と重なる位置にコンタクトホール49が形成されており、かかるコンタクトホール49の底部では配線17が露出している。従って、本形態では、共通電極18をコンタクトホール49と重なる位置まで導出し、コンタクトホール49を経由して、共通電極18と配線17とを導電接続している。その際、共通電極18と走査線9aの引き回し配線9eが交差することになるが、共通電極18と走査線9aの引き回し配線9eとの間には、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16が介在するので、短絡することがない。また、共通電極18は、他の共通電極18と導電接続する配線17と交差するが、共通電極18と配線17との間にも、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16が介在するので、短絡することがない。それ故、本形態によれば、共通電極18の絶縁分離に誘電体膜19を利用したので、絶縁膜を追加しなくてもよい。また、本形態では、複数の共通電極18の各々に配線17を接続したため、複数の共通電極18において異なる信号を供給する駆動方式を採用することができる。
In the
また、複数の共通電極18を共通の配線17に導電接続した構造を採用することもでき、この場合も、共通電極18と配線17との導電接続には、図11および図12(b)に示す構造を採用すればよい。なお、上記の説明では、便宜上、表示領域Vの外側領域Wの一方のみで共通電極18と配線17との導電接続を行なった例を説明したが、表示領域Vの外側領域Wのうち、表示領域Vを挟む両側を利用して共通電極18と配線17との導電接続を行なってもよい。
Further, a structure in which a plurality of
[液晶装置の第5実施形態]
図14(a)、(b)は各々、本発明の第5実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図、および共通電極と配線との接続部分の構造を示す断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第3実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明するとともに、サブ画素Pの構成は、図12(a)などを参照して説明する。
[Fifth Embodiment of Liquid Crystal Device]
14A and 14B are plan views showing a plurality of sub-pixels extracted from the element substrate used in the
図14(a)、(b)に示すように、本形態の液晶装置1においても、第3実施形態と同様、外側領域Wには、共通電極18と導電接続される複数の配線17が引き回されている。但し、ここに示す例では、第3実施形態と違って、共通電極18に対する複数の配線17は、表示領域Vの外側領域Wで走査線9aの引き回し配線9eよりも内側で引き回されている。配線17は、共通電極18の延在方向と交差する方向に延在する第1部分としての線状部分17aと、線状部分17aに接続されて共通電極18が延在する方向に延在する第2部分としての面状部分17bを有している。本形態では、面状部分17bは、線状部分17aから表示領域Vが位置する側と同一側に延在している。
As shown in FIGS. 14A and 14B, also in the
ここで、配線17は、第4実施形態と同様、図12(a)を参照して説明したデータ線8aと同時形成された導電膜であり、層間絶縁膜82と層間絶縁膜83との層間に形成されている。このため、層間絶縁膜83および誘電体膜16において、配線17と重なる位置にコンタクトホール49が形成されており、かかるコンタクトホール49を経由して、共通電極18と配線17とを導電接続している。その際、共通電極18と走査線9aの引き回し配線9eが交差することになるが、共通電極18と走査線9aの引き回し配線9eとの間には、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16が介在するので、短絡することがない。また、共通電極18は、他の共通電極18と導電接続する配線17と交差するが、共通電極18と配線17との間にも、層間絶縁膜82、83および誘電体膜16が介在するので、短絡することがない。それ故、本形態によれば、共通電極18の絶縁分離に誘電体膜19を利用したので、絶縁膜を追加しなくてもよい。
Here, as in the fourth embodiment, the
[液晶装置の第6実施形態]
図15は、本発明の第6実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板の複数のサブ画素を抜き出して示す平面図である。なお、本形態の基本的な構成は、第3実施形態と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して説明する。
[Sixth Embodiment of Liquid Crystal Device]
FIG. 15 is a plan view showing a plurality of subpixels extracted from the element substrate used in the
第3実施形態などでは、平面視で矩形のコンタクトホール49を1つ用いて共通電極18と配線17とを導電接続したが、図15に示すように、例えば、平面視で円形のコンタクトホール49を複数、用いて共通電極18と配線17とを導電接続してもよい。
In the third embodiment and the like, the
[液晶装置の第7実施形態]
図16は、本発明の第7実施形態に係る液晶装置1に用いた素子基板に形成した薄膜トランジスタの断面図である。上記第3実施形態などでは、半導体膜84として、ポリシコン膜を用いたが、図16に示すように、アモルファスシリコン膜を用いてもよい。この場合、素子基板4には、第1基板11の表面にシリコン酸化膜などからなる下地保護膜(図示せず)が形成されているとともに、その表面側には、走査線9a、ゲート絶縁層81、アモルファスシリコンからなる半導体膜84、およびデータ線8aがこの順に形成される。また、半導体膜84には、データ線8aと同層のドレイン電極8bが部分的に重なって、ボトムゲート構造の薄膜トランジスタ80が形成されている。データ線8aおよびドレイン電極8bの上層側には、シリコン窒化膜からなる層間絶縁膜82、および感光性樹脂からなる層間絶縁膜83が形成されている。層間絶縁膜83の表面にはITO膜からなる画素電極15が島状に形成されている。画素電極15は、層間絶縁膜82、83に形成されたコンタクトホール48を介してドレイン電極8bに導電接続している。画素電極15の表面には誘電体膜16が形成されている。本形態において、誘電体膜16は、膜厚が400nm以下のシリコン酸化膜あるいはシリコン窒化膜からなる。誘電体膜16の上層には、ITO膜からなる共通電極18が形成されている。共通電極18は、画素電極15に対する対向電極と機能し、画素電極15と共通電極18との間に形成された電界によって液晶層6を駆動することができる。なお、共通電極18には、スリット27および線状電極部28が形成されている。
[Seventh Embodiment of Liquid Crystal Device]
FIG. 16 is a cross-sectional view of the thin film transistor formed on the element substrate used in the
このような構成の液晶装置1でも、共通電極18は、表示領域の外側領域で配線と導電接続される。配線は、走査線9aあるいはデータ線8aと同層の導電膜を用いることができ、いずれの場合も、誘電体層16およびゲート絶縁層81を貫通するコンタクトホール(誘電体層16が存在していない領域)を経由して、共通電極18と配線とを導電接続することができる。
Even in the
[液晶装置の第8実施形態]
上記実施形態では、共通電極18と配線17は直接、導電接続している構成であったが、共通電極18が中継電極を介して配線17に導電接続している構成を採用してもよい。例えば、図12(b)に示す構造において、データ線と同時形成された中継電極と、共通電極18とを層間絶縁膜83および誘電体膜18を貫通するコンタクトホールを介して導電接続させ、走査線と同時形成された配線17と、中継電極とを層間絶縁膜82およびゲート絶縁層81を貫通するコンタクトホールを介して導電接続させてもよい。この場合、中継電極と共通電極18とを導電接続するコンタクトホール(誘電体層16が存在していない領域)と、中継電極と配線とを導電接続するコンタクトホールについては、平面視で重なっている構成に限らず、平面視でずれた位置に形成されていてもよい。
[Eighth Embodiment of Liquid Crystal Device]
In the above embodiment, the
かかる構成の場合、配線と平面視で重なる位置には、誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホールが形成されていないが、誘電体膜において、共通電極と平面視で重なる位置には、誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホールが設けられ、共通電極は、当該コンタクトホールを経由して配線に導電接続されることになる。 In such a configuration, a contact hole in which the dielectric film is removed in the thickness direction is not formed at a position overlapping the wiring in plan view, but in the dielectric film, a position overlapping the common electrode in plan view is A contact hole from which the dielectric film is removed in the thickness direction is provided, and the common electrode is conductively connected to the wiring via the contact hole.
[その他の実施形態]
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。例えば、以上の各実施形態では、図1又は図8等に示すように、帯状電極である共通電極18内にスリット27及び線状電極部28が形成され、これらのスリット27及び線状電極部28と、対向する画素電極15との協働により、基板と平行な電界及びフリンジフィールド領域に形成される斜め電界が形成される。そして、スリット27及び線状電極部28を個々の画素電極15に対応する領域(従って、個々のサブ画素Pに対応する領域)ごとに形成している。但し、この構成に代えて、スリット27及び線状電極部28を複数のサブ画素Pにわたって連続状態で形成することも可能である。
[Other Embodiments]
The present invention has been described with reference to the preferred embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. For example, in each of the above embodiments, as shown in FIG. 1 or FIG. 8 and the like, the
スリット27及び線状電極部28を個々のサブ画素Pごとに形成する場合には、共通電極18の面積を大きく確保できるので、その共通電極18の配線抵抗を低く維持できる。一方、スリット27及び線状電極部28を複数のサブ画素Pにわたって連続して形成する場合には、スリット27及び線状電極部28のパターニングを容易にできる。
When the
また、本実施形態では、図2又は図9などに示す液晶層6を形成する液晶として、正の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いた。この正の誘電異方性のネマチック液晶に代えて、負の誘電異方性を有するネマチック液晶を用いることもできる。どちらの液晶を用いる場合でも、ラビング方向を適切に選定することにより、FFSモードのための液晶分子の適正な初期配向を得ることができる。一般には、適正なラビング方向は両者間で90°異なっている。
In the present embodiment, nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is used as the liquid crystal forming the
[電子機器の第1実施形態]
次に、本発明に係る電子機器の一実施形態を説明する。なお、この実施形態は本発明の一例を示すものであり、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。図17は、本発明に係る電子機器の一実施形態を示している。ここに示す電子機器は、液晶装置101と、これを制御する制御回路102とを有する。液晶装置101は液晶パネル103及び駆動回路104を有する。また、制御回路102は、表示情報出力源105、表示情報処理回路106、電源回路107及びタイミングジェネレータ108によって構成される。
[First Embodiment of Electronic Apparatus]
Next, an embodiment of an electronic device according to the present invention will be described. In addition, this embodiment shows an example of this invention and this invention is not limited to this embodiment. FIG. 17 shows an embodiment of an electronic apparatus according to the invention. The electronic device shown here includes a
表示情報出力源105は、RAM(Random Access Memory)等といったメモリや、各種ディスク等といったストレージユニットや、ディジタル画像信号を同調出力する同調回路等を備え、タイミングジェネレータ108により生成される各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号等といった表示情報を表示情報処理回路106に供給する。
The display
表示情報処理回路106は、増幅・反転回路や、ローテーション回路や、ガンマ補正回路や、クランプ回路等といった周知の回路を多数備え、入力した表示情報の処理を実行して、画像信号をクロック信号CLKと共に駆動回路104へ供給する。ここで、駆動回路104は、走査線駆動回路やデータ線駆動回路と共に、検査回路等を総称したものである。また、電源回路107は、上記の各構成要素に所定の電源電圧を供給する。
The display
液晶装置101は、図1〜図16を参照して説明した液晶装置1を用いて構成できる。この液晶装置1によれば、TFD素子13や薄膜トランジスタ80をスイッチング素子として用いてFFSモードの動作モードを実現できる。スイッチング素子としてTFD素子を用いれば、液晶装置1を少ない工数で容易に低コストで製造できる。また、共通電極18と配線17とを、画素電極15と共通電極18の間の誘電体膜16を用いて絶縁することにしたので、配線17と共通電極18とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。それにも関らず、液晶装置1はFFSモードの液晶装置であるので、電子機器の表示装置として好適である広視野角及び高コントラストの表示を実現できる。
The
[電子機器の第2実施形態]
図18は、本発明に係る電子機器の他の実施形態である携帯電話機を示している。ここに示す携帯電話機110は、本体部111と、この本体部111に対して開閉可能に設けられた表示体部112とを有する。表示体部112には表示装置113及び受話部114が設けられる。電話通信に関する各種表示は、表示装置113の表示画面115に表示される。表示装置113の動作を制御するための制御部は、携帯電話機の全体の制御を司る制御部の一部として、又はその制御部とは別に、本体部111又は表示体部112の内部に格納される。本体部111には操作ボタン116及び送話部117が設けられる。
[Second Embodiment of Electronic Apparatus]
FIG. 18 shows a mobile phone which is another embodiment of the electronic apparatus according to the invention. A
表示装置113は、例えば、図1〜図16を参照して説明した液晶装置1を用いて構成できる。この液晶装置1によれば、TFD素子13や薄膜トランジスタ80をスイッチング素子として用いてFFSモードの動作モードを実現できる。スイッチング素子としてTFD素子を用いれば、液晶装置1を少ない工数で容易に低コストで製造できる。また、共通電極18と配線17とを、画素電極15と共通電極18の間の誘電体膜16を用いて絶縁することにしたので、配線17と共通電極18とを電気的に絶縁する構成を容易に形成できる。それにも関らず、液晶装置1はFFSモードの液晶装置であるので、電子機器の表示装置として好適である広視野角及び高コントラストの表示を実現できる。
The
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明の電子機器を説明したが、本発明はその実施形態に限定されるものでなく、請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々に改変できる。例えば、本発明は、携帯電話機に限られず、パーソナルコンピュータ、液晶テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話装置、POS端末、デジタルスチルカメラ、電子ブック、等といった各種の電子機器に適用できる。 The electronic device of the present invention has been described with reference to the preferred embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims. For example, the present invention is not limited to a mobile phone, but a personal computer, a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone device, The present invention can be applied to various electronic devices such as a POS terminal, a digital still camera, and an electronic book.
1、41、51.液晶装置、 2.液晶パネル、 3.照明装置、 4.素子基板、 5.カラーフィルタ基板、 6.液晶層、 6a.液晶分子、 7.シール材、 8a.データ線、 9a.走査線、 11.第1基板、 12.第1偏光板、 13.TFD素子(スイッチング素子)、 13a.第1TFD要素、 13b.第2TFD要素、 14.セグメントライン(信号線)、 15.画素電極(第1電極)、 16.誘電体膜、 17.配線、 17a.線状部分(第1部分)、17b.面状部分(第2部分)、 18.共通電極(第2電極)、 19.第1配向膜、21.駆動用IC、 22.第2基板、 23.第2偏光板、 24.着色膜、25.遮光膜、 27.スリット(間隙)、 28.線状電極部、29.オーバーコート層、 30.第2配向膜、 32.第1導電膜、 33.絶縁膜、 34a、34b.第2導電膜、 46、49.コンタクトホール(誘電体膜が存在していない領域)、 80.薄膜トランジスタ、 101.液晶装置、 110.携帯電話機(電子機器)、 212、223.偏光透過軸、 E.電界、 P.サブ画素、 V.表示領域、 W0.線状部分の幅、 W1.面状部分の幅
1, 41, 51. 1.
Claims (8)
前記第1基板上には、信号線と、該信号線に導電接続したスイッチング素子と、該スイッチング素子に導電接続した第1電極と、前記表示領域の外側領域に形成されて同一方向に複数が並列して延在した配線と、前記第1電極と前記スイッチング素子と前記配線とを覆う誘電体膜と、該誘電体膜上で前記第1電極に対向するとともに間隙を有して並列する複数の線状電極部を備えた第2電極と、を有し、
前記第2電極は、前記誘電体膜上において、複数の前記第1電極と平面視で重なり合って、前記信号線の延在方向と交差する方向に延在して前記表示領域の外側領域に向けて導出された帯状電極であり、当該帯状電極は、前記信号線の延在方向で所定の間隔を空けて複数本が並列して設けられており、
前記誘電体膜の前記配線及び前記第2電極と平面視で重なる位置には、当該誘電体膜が厚み方向に除去されたコンタクトホールが設けられ、前記第2電極は前記コンタクトホールを経由して前記配線に導電接続していることを特徴とする液晶装置。 Have a first substrate and a second substrate facing each other across the liquid crystal layer, the liquid crystal device forming the display area by a plurality arranged sub-pixel,
On the first substrate, a signal line, a switching element conductively connected to the signal line, a first electrode conductively connected to the switching element, and a plurality of electrodes formed in an outer region of the display area in the same direction. A wiring extending in parallel , a dielectric film covering the first electrode , the switching element, and the wiring, and a plurality of parallel electrodes facing the first electrode on the dielectric film and having a gap A second electrode provided with a linear electrode portion of
The second electrode overlaps the plurality of first electrodes in a plan view on the dielectric film, extends in a direction intersecting with the extending direction of the signal lines, and faces the outer region of the display region. A plurality of strip electrodes arranged in parallel at a predetermined interval in the extending direction of the signal line,
A contact hole in which the dielectric film is removed in the thickness direction is provided at a position overlapping the wiring and the second electrode in a plan view of the dielectric film, and the second electrode passes through the contact hole. A liquid crystal device, wherein the wiring is conductively connected.
前記第2電極は前記第2部分に導電接続されることを特徴とする請求項1に記載の液晶装置。 The wiring includes a first portion extending in a direction intersecting with an extending direction of the second electrode, and a second portion connected to the first portion and extending in a direction parallel to the second electrode. Have
The liquid crystal device according to claim 1 , wherein the second electrode is conductively connected to the second portion.
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