JP4951890B2

JP4951890B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP4951890B2
Application number: JP2005219776A
Authority: JP
Inventors: 信二檀上
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-07-29
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2025-07-29
Also published as: JP2007034090A

Description

この発明は液晶表示装置に関する。

従来のアクティブマトリクス型の液晶表示装置には、アクティブ基板上にマトリクス状に設けられた走査ラインとデータラインとで囲まれた領域内に画素電極がスイッチング素子としての薄膜トランジスタを介して走査ラインおよびデータラインに接続されて設けられ、且つ、アクティブ基板上に画素電極との間で補助容量部を形成するための補助容量ラインが画素電極の所定の周辺部と重ね合わされて設けられたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−１６１１０２号公報

上記特許文献１に記載の液晶表示装置では、画素電極の左下角部が切り欠かれ、この切り欠かれた部分に薄膜トランジスタのゲート電極が配置され、薄膜トランジスタのゲート電極が画素電極の下側に配置された走査ラインに接続され、薄膜トランジスタのドレイン電極が画素電極の左側に配置されたデータラインに接続され、補助容量ラインが画素電極の主として上側に配置されている。

ところで、上記のような液晶表示装置が捩じれネマティク型である場合には、ある条件下において、画素電極の左辺部にディスクリネーションが発生する。このディスクリネーションが発生した領域は、光漏れが生じて白抜けを起こす異常表示部となり、表示品質が低下してしまう。

そこで、上記特許文献１に記載の液晶表示装置では、補助容量ラインの所定の一部に遮光部を形成し、この遮光部を画素電極と重ね合わせ、この重ね合わせた部分によってディスクリネーション発生領域を十分に遮光するようにしている。

しかしながら、上記液晶表示装置では、補助容量ラインの所定の一部に形成された遮光部を画素電極と重ね合わせているので、この重ね合わせた部分によっても補助容量部が形成されることになる。この結果、ディスクリネーション発生領域が大きくなると、遮光部の面積も大きくなり、補助容量が必要以上に大きくなり、薄膜トランジスタの駆動能力が不足し、これを補うために薄膜トランジスタのサイズを大きくすると、開口率が低下してしまう。

そこで、この発明は、補助容量の大きさを必要最小限とし、且つ、ディスクリネーション発生領域を十分に遮光することができる液晶表示装置を提供することを目的とする。

この発明は、上記目的を達成するため、走査ラインとデータラインとがマトリクス状に設けられた基板上における前記走査ラインと前記データラインとで囲まれた領域内に画素電極がスイッチング素子を介して前記走査ラインおよび前記データラインに接続されて設けられ、前記画素電極との間で補助容量部を形成するための補助容量ラインが前記画素電極の周辺部と重ね合わされて設けられた液晶表示装置において、前記基板上における前記画素電極の上側または下側に前記画素電極に重なるように遮光膜が設けられていて、前記遮光膜は、前記補助容量ラインのうち前記画素電極の周辺部と重ね合わされた部分に重なる領域から、前記画素電極に重なり且つ前記補助容量ラインに重ならない領域にかけて設けられていることを特徴とするものである。

この発明によれば、ディスクリネーション発生領域が大きくなっても、それに応じて遮光膜の面積を大きくすればよく、ひいては補助容量の大きさを必要最小限とし、且つ、ディスクリネーション発生領域を十分に遮光することができる。

図１はこの発明の一実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図を示し、図２は同液晶表示装置のアクティブ基板側の一部の透過平面図を示す。この場合、図１は図２のＡ−Ａ線に沿う部分の断面図に相当する。この液晶表示装置はアクティブ基板１および対向基板２１を備えている。

まず、図２を参照して説明する。アクティブ基板１上には走査ライン２およびデータライン３がマトリクス状に設けられている。この場合、複数の走査ライン２は行方向に延びて設けられ、複数のデータライン３は列方向に延びて設けられている。アクティブ基板１上において走査ライン２とデータライン３とで囲まれた領域内には画素電極４が設けられている。

画素電極４はスイッチング素子としての薄膜トランジスタ５を介して走査ライン２およびデータライン３に接続されている。アクティブ基板１上には複数の補助容量ライン６が行方向に延びて設けられている。ここで、図２を明確にする目的で、画素電極４の縁部に斜めの短い実線のハッチングが記入されている。

次に、図１および図２を参照して説明する。アクティブ基板１の上面の所定の箇所にはゲート電極７および該ゲート電極７に接続された走査ライン２が設けられている。アクティブ基板１の上面の他の所定の箇所には補助容量ライン６が設けられている。ゲート電極７等を含むアクティブ基板１の上面にはゲート絶縁膜８が設けられている。

ゲート電極７上におけるゲート絶縁膜８の上面の所定の箇所には真性アモルファスシリコンからなる半導体薄膜９が設けられている。半導体薄膜９の上面ほぼ中央部にはチャネル保護膜１０が設けられている。チャネル保護膜１０の上面両側およびその両側における半導体薄膜９の上面にはｎ型アモルファスシリコンからなるオーミックコンタクト層１１、１２が設けられている。

一方のオーミックコンタクト層１１の上面を含むゲート絶縁膜８の上面の所定の箇所にはＩＴＯからなる画素電極４が設けられている。画素電極４の所定の一部を含む一方のオーミックコンタクト層１１の上面にはソース電極１３が設けられている。他方のオーミックコンタクト層１２の上面にはドレイン電極１４が設けられている。ゲート絶縁膜８の上面の所定の箇所にはデータライン３がドレイン電極１４に接続されて設けられている。

ここで、ゲート電極７、ゲート絶縁膜８、半導体薄膜９、チャネル保護膜１０、オーミックコンタクト層１１、１２、ソース電極１３およびドレイン電極１４により、薄膜トランジスタ５が構成されている。

画素電極４の左辺部上面の所定の箇所には遮光膜１５がデータライン３と平行するように設けられている。遮光膜１５は、同一の材料（例えばクロム）により、データライン３、ソース電極１３およびドレイン電極１４の形成と同時に形成されている。画素電極４の所定の大部分を除く上面全体にはオーバーコート膜１６が設けられている。画素電極４およびオーバーコート膜１６の上面には配向膜１７が設けられている。なお、遮光膜１５は、導電性を有し、画素電極４と電気的に接続されているが、画素電極４以外とはどことも電気的に接続されていないので、別に支障はない。

ここで、図２に示すように、画素電極４の左下角部は切り欠かれ、この切り欠かれた部分に薄膜トランジスタ５のゲート電極７が配置されている。そして、薄膜トランジスタ５のゲート電極７は、画素電極４の下側に配置された走査ライン２に接続されている。薄膜トランジスタ５のドレイン電極１４は、画素電極４の左側に配置されたデータライン３に接続されている。

画素電極４との間で補助容量部を形成するための補助容量ライン６は、基本的には、当該画素電極４の上側に配置されているが、この実施形態では、当該画素電極４の上辺部に対応する位置において走査ライン２と平行するように設けられたライン部６ａと、このライン部６ａから当該画素電極４の左辺部および右辺部に沿ってそれぞれ引き出された引出部６ｂ、６ｃとからなっている。

この場合、ライン部６ａのうちの当該画素電極４と対応する部分の下側は当該画素電極４の上辺部と重ね合わされている。左側の引出部６ｂの右側は当該画素電極４の左辺部と重ね合わされている。右側の引出部６ｃの左側は当該画素電極４の右辺部と重ね合わされている。そして、これらの重ね合わされた部分により補助容量部が形成されている。

なお、左側の引出部６ｂは、当該画素電極４の左側に配置された画素電極４の右側の引出部６ｃと一体となっている。右側の引出部６ｃは、当該画素電極４の右側に配置された画素電極４の左側の引出部６ｂと一体となっている。

遮光膜１５の上端部は補助容量ライン６のライン部６ａの下側と重ね合わされている。遮光膜１５の左側は補助容量ライン６の左側の引出部６ｂの右側と重ね合わされている。そして、これらの重ね合わされた部分と、遮光膜１５における補助容量ライン６のライン部６ａの下側からはみ出した部分および左側の引出部６ｂの右側からはみ出した部分により、遮光膜１５と補助容量ライン６との間からの光漏れが防止されている。

一方、対向基板２１の下面にはブラックマトリクス２２、カラーフィルタ２３、対向電極２４および配向膜２５が設けられている。そして、アクティブ基板１と対向基板２１とは図示しないシール材を介して貼り合わされ、その各配向膜１７、２５間には液晶２６が封入されている。

ここで、図２において画素電極４よりもやや小さめの二点鎖線で示すものは、対向基板２１のブラックマトリクス２２の開口部２２ａを示す。この場合、遮光膜１５の上端および左端は、図２において開口部２２ａの縁部よりもやや内側に位置するように図示しているが、開口部２２ａの縁部と同じ位置であってもよい。

ところで、この液晶表示装置が捩じれネマティク型である場合には、ある条件下において、すなわち、アクティブ基板１の配向膜１７のラビング方向が図２において実線の矢印で示すように平面的に見て左上から右下に向かう方向であり、対向基板２１の配向膜２５のラビング方向が図２において点線の矢印で示すように平面的に見て左下から右上に向かう方向であると、画素電極４の左辺部にディスクリネーションが発生する。

しかし、このディスクリネーション発生領域は、画素電極４の左辺部と重ね合わされた補助容量ライン６および遮光膜１５によって十分に遮光される。この場合、ディスクリネーション発生領域が大きくなっても、それに応じて遮光膜１５の面積を大きくすればよく、ひいては補助容量の大きさを必要最小限とすることができ、且つ、ディスクリネーション発生領域を十分に遮光することができる。

ところで、遮光膜１５を設けずに、この遮光膜１５の役目をブラックマトリクス２２に持たせることが考えられる。この場合、図２において開口部２２ａの左縁部は遮光膜１５の右端に位置することになる。一方、アクティブ基板１上に形成する各パターンの合わせ精度は１μｍ未満であるのに対し、両基板１、２１の貼り合わせ精度は数μｍ単位である。この結果、図２において開口部２２ａの左縁部を遮光膜１５の右端に確実に位置させることはかなり困難であり、上記精度差を考慮すると、設計上、開口部２２ａの左縁部を遮光膜１５の右端よりもやや右側に位置させることとなり、開口率が低下し、好ましくない。

なお、上記実施形態では、遮光膜１５を画素電極４の左辺部上面の所定の箇所に設けているが、これに限らず、例えば、図３に示すこの発明の他の実施形態のように、画素電極４の左辺部下面の所定の箇所に画素電極４と接続して設けるようにしてもよい。この場合、一方のオーミックコンタクト層１１の上面にソース電極１１が設けられ、ソース電極１１の上面に画素電極４の一部が設けられている。そして、遮光膜１５は、同一の材料（例えばクロム）により、データライン３、ソース電極１３およびドレイン電極１４の形成と同時に形成されている。

この発明の一実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図。図１に示す液晶表示装置のアクティブ基板側の一部の透過平面図。この発明の他の実施形態としての液晶表示装置の要部の断面図。

符号の説明

１アクティブ基板
２走査ライン
３データライン
４画素電極
５薄膜トランジスタ
６補助容量ライン
１５遮光膜
１６オーバーコート膜
１７配向膜
２１対向基板
２２ブラックマトリクス
２２ａ開口部
２３カラーフィルタ
２４対向電極
２５配向膜
２６液晶

Claims

走査ラインとデータラインとがマトリクス状に設けられた基板上における前記走査ラインと前記データラインとで囲まれた領域内に画素電極がスイッチング素子を介して前記走査ラインおよび前記データラインに接続されて設けられ、前記画素電極との間で補助容量部を形成するための補助容量ラインが前記画素電極の周辺部と重ね合わされて設けられた液晶表示装置において、
前記基板上における前記画素電極の上側または下側に前記画素電極に重なるように遮光膜が設けられていて、
前記遮光膜は、前記補助容量ラインのうち前記画素電極の周辺部と重ね合わされた部分に重なる領域から、前記画素電極に重なり且つ前記補助容量ラインに重ならずに該補助容量ラインからはみ出した領域にかけて設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の発明において、前記遮光膜は、前記画素電極と接続されて、且つ、前記補助容量ラインと電気的に絶縁されて設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項２に記載の発明において、前記遮光膜は、前記画素電極の一辺部に対応する位置に設けられ、且つ、前記画素電極の一辺部と重ね合わされた前記補助容量ラインと一部重ね合わされていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記遮光膜は前記画素電極の上面または下面に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項４に記載の発明において、前記遮光膜は前記データラインと同一の材料によって形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、
前記画素電極は互いに隣接する第一の辺部および第二の辺部を有し、
前記補助容量ラインは、
前記走査ラインに平行するように設けられて、前記画素電極の前記第一の辺部と重ね合わされたライン部と、
前記ライン部から前記画素電極の前記第二の辺部に沿って引き出されて、前記画素電極の前記第二の辺部と重ね合わされた引出部とを有し、
前記遮光膜は、
前記補助容量ラインの前記ライン部のうち前記画素電極に重ね合わされた領域と、前記補助容量ラインの前記引出部のうち前記画素電極に重ね合わされた領域とに重なるように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項６に記載の発明において、
前記液晶表示装置は、前記基板に重ねて配置される第二基板をさらに備え、
前記基板は、前記第二基板との対向面に設けられた配向膜を有し、
前記第二基板は、前記基板との対向面に設けられた第二配向膜を有し、
前記画素電極の前記第一の辺部の一端部と前記第二の辺部の一端部とが互いに接続され、
前記配向膜は、前記画素電極上において当該画素電極の前記第一の辺部から離れるにつれて前記第二の辺部から離れるような向きにラビング処理された配向膜であり、
前記第二配向膜のラビング方向は、前記画素電極上において当該画素電極の前記第一の辺部から離れるにつれて前記第二の辺部に近づくような向きにラビング処理された配向膜であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、前記遮光膜はディスクリネーション発生領域に重なるように設けられていることを特徴とする液晶表示装置。